中國科學院院士、太陽物理學家汪景琇——
執著探索太陽的奧秘(講述·弘揚科學家精神·前沿領域的創新故事①)
汪景琇在查閱資料。 |
習近平總書記強調,“我國科技事業取得歷史性成就、發生歷史性變革”“基礎前沿研究實現新突破,在量子科技、生命科學、物質科學、空間科學等領域取得一批重大原創成果”“要持續營造尊重勞動、尊重知識、尊重人才、尊重創造的社會氛圍,大力弘揚科學家精神,激勵廣大科研人員志存高遠、愛國奉獻、矢志創新”。
仰望蒼穹,在反復觀測間了解太陽的“脾氣”﹔跨越山海,於極端環境裡監測地球的“呼吸”﹔觀察細胞,在生物活動中探索生命的奧秘……廣大科技工作者大力弘揚愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人的科學家精神,把個人理想融入民族復興偉業之中,將科學家精神寫在祖國大地上,描繪科技事業繁榮發展的時代畫卷。
本版“講述·弘揚科學家精神”欄目今起聚焦5位探索前沿科技領域的科學家,記錄他們勇挑重擔的奮斗故事,感受他們矢志科研的創新精神。
——編 者
人物小傳
汪景琇,1944年生,遼寧撫順人,中國科學院院士、太陽物理學家。自上世紀80年代起從事太陽活動和太陽磁場研究。基於我國太陽磁場望遠鏡向量磁場觀測,最早對太陽活動區磁場復雜性和非勢性給出定量描述,提出在太陽活動中存在兩階段磁重聯的理論,為我國太陽物理學研究作出積極貢獻。2009年獲國家自然科學獎二等獎,2012年獲中國天文學會張鈺哲獎,2013年當選為中國科學院院士。
北京市朝陽區中國科學院國家天文台,在中國科學院院士、太陽物理學家汪景琇的辦公室裡有一幅照片,是由“黎明星”(風雲三號E星)拍攝的我國第一幅19.5納米太陽極紫外圖像。這張照片,標志著我國在該波段太陽成像監測實現零的突破。“得到照片的第一時間,我就把它珍藏了起來!”回想起2021年我國取得的這次技術突破,年過八旬的汪景琇難掩喜悅之情。
揭示太陽活動區向量磁場結構和演化特征、發現太陽低層大氣存在磁重聯現象、發展太陽活動預報的觀測研究基礎……從上世紀80年代開始,汪景琇就投身太陽物理學研究。40多年來,每當國內外太陽研究相關領域有新的進展,汪景琇都第一時間了解、學習、論証、思考。“人類探索宇宙的腳步,每一步都很重要。我想緊跟前沿,為太陽物理學研究貢獻更多力量。”汪景琇說。
“耐心持續的觀測是太陽物理學研究的基礎”
人們為什麼要研究太陽?
“在廣袤的銀河系中,作為離地球最近的恆星,太陽孕育了具有智慧生命的藍色星球。但她也有‘脾氣’,她的一系列活動,都會對地球及周邊環境產生很大影響。”在一堂科普視頻課上,汪景琇這樣描述太陽。
“我做過一段時間的基層氣象員,知道太陽活動會對地球大氣產生重要的影響,這個領域的研究十分有意義。”汪景琇說,系統地研究太陽一直是他埋在心底的夢想。
20世紀70年代末,國家恢復研究生招生。本科學習地球物理的汪景琇第一時間報了名,選定了中國科學院北京天文台(國家天文台前身)的太陽物理專業。從此,在一長串太陽物理研究學者的名單裡,出現了汪景琇的名字。
1983年,汪景琇在導師史忠先的帶領下,到國外訪學,第一次體驗了太陽觀測。一開始,汪景琇沒有接到具體的課題任務,但每天一大早,他就第一個到觀測站的圓頂(觀測實驗室),幫助觀測人員檢查觀測設備、做好望遠鏡聚焦等准備工作。
無論哪個觀測課題,汪景琇都緊盯著監測屏幕,了解觀測區域的結構特征和演化趨勢。休息時,他索性就躺在觀測站的地板上,一邊休息一邊琢磨太陽活動的規律﹔晚上,他還到圖書館查閱文獻資料或進行磁流體力學的理論推演。
訪學期間,汪景琇和史忠先一道,完成了對該太陽天文台磁象儀的定標工作,使天文台的磁場觀測有了定量的結果。從那時起,汪景琇找到了自己的階段性研究方向,也認識到了觀測的重要性。“耐心持續的觀測是太陽物理學研究的基礎,無論什麼時候都不能放棄觀測。”這個理念,貫穿汪景琇之后的學術生涯。
“用我們自己的觀測設備,做出不一樣的研究”
在汪景琇訪學的同時,國內的太陽研究領域也取得了不小的進展。1984年11月,由北京天文台艾國祥教授主導建立的北京懷柔太陽觀測基地落成。這個坐落於風景如畫的懷柔水庫北岸的基地,聚焦太陽向量磁場觀測,豐富了當時科研人員觀測太陽的技術方法。
聽到這個消息,汪景琇迫不及待地趕回國,回到北京天文台工作。“懷柔太陽觀測基地的落成,極大地推動了我國學者關於太陽磁場和太陽活動的研究,將我國的相關研究推向世界前沿。”
從此,汪景琇和史忠先成為懷柔太陽觀測基地的常客。由於國內計算機技術還沒有普及,太陽觀測又需要借助計算機和圖像處理系統提供支撐,汪景琇從零開始學習軟件編程和圖像處理系統、攻克語言難關、啃下一本本專著,使相關研究得以順利開展。
這時,汪景琇開始思考:“如何用我們自己的觀測設備,做出不一樣的研究?”懷柔太陽觀測基地中包含35厘米太陽磁場望遠鏡等我國獨創的研究設備,在同時測量太陽上不同層次、不同尺度的太陽磁場、速度場等方面具有明顯的優勢。何不以此為契機,在世界范圍內,首先做出更為系統的太陽向量磁場觀測?
為此,汪景琇開始探索系統的太陽向量磁場觀測的分析方法,先后提出向量磁剪切的概念、縱向電流計算的新方法和磁剪切發展方程,並早於國際同行四五年定量估計太陽活動區磁螺度(即磁場復雜性)。這些成果為國際同行的相關研究提供了借鑒和參考。在他2009年獲得國家自然科學獎二等獎的8篇代表性論文中,有6篇論文的數據支撐,是基於我國自己的太陽磁場望遠鏡觀測完成的。
“就是要瞄准國際前沿尋找研究課題,要相信,中國科學家可以做出世界頂尖的研究成果。”此后,汪景琇努力推動太陽觀測研究領域的國際合作、參與創辦我國第一本英文天文學期刊、組織國際學術會議,不斷提升我國天文學研究在國際上的影響力。
近年來,隨著“羲和”“夸父”兩顆探日衛星的成功發射,我國初步建立了綜合性太陽觀測網。“這不僅提升了我們自己的觀測能力,也將為世界提供更多有價值的研究成果。”依托新的設備和技術,汪景琇的研究工作也在不斷深入。
“希望有更多年輕人投身太陽物理學研究事業”
作為科學指導組成員,汪景琇最近正在為將於今年11月舉辦的亞太地區太陽物理國際學術會議做准備。這也讓汪景琇回憶起自己第一次參加國際學術會議時的情景。
上世紀80年代,汪景琇以報告人的身份參加了天文學學術交流會議。“參會的都是來自各個國家的太陽物理學專家,我當時只是一名碩士研究生,不緊張是不可能的。但由於我們做了充分的准備,報告很成功。”汪景琇說,那次會議打開了他的學術視野。
多年來,汪景琇一直鼓勵學生多參加國際性學術會議,並積極為大家創造條件。汪景琇的學生、國家天文台副研究員金春蘭說:“每次與汪老師探討論文,他都給予鼓勵並對研究方向提出建議,但不做過多干預。他希望我們提出新觀點,並希望可以與國際學術前沿接軌。”
學生取得了成績,汪景琇有時比學生本人還高興。“我一直鼓勵大家,做研究不要給自己設限。在很多方面,學生應該比老師的研究更超前。”採訪時,汪景琇不時從書架上拿出一本書,在參考文獻中找到自己學生的名字,並興奮地指給記者看。在汪景琇培養的15名博士和7名博士后中,不少人已經成長為行業頂尖人才。
當下,汪景琇還在為太陽物理學研究忙碌著。日冕加熱被稱為天體物理學八大難題之一。“為什麼作為太陽大氣的日冕,溫度可以高達百萬攝氏度的量級?揭秘這些問題,還需要不斷努力。我已經80歲了,得抓緊時間,還想再到懷柔太陽觀測基地做點實測工作,把研究再往前推一推……”汪景琇說。近年來,他還將部分精力投入科普工作,“希望能讓更多孩子了解科學、熱愛科學,希望有更多年輕人投身太陽物理學研究事業。”
在汪景琇辦公室的一個角落裡,放著一本金色証書:一顆由中國科學院紫金山天文台發現的國際編號441374號小行星,被命名為“汪景琇星”——如今的他,正如這顆小行星一般,充滿熱情地向著宇宙深處不斷進發。
《 人民日報 》( 2024年08月20日 07 版)
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