人物名片
方成,86歲,天體物理學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院院士。他主持設(shè)計(jì)和研制了我國(guó)第一座塔式太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡,并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)30多年來(lái)堅(jiān)持用其進(jìn)行多波段的太陽(yáng)活動(dòng)觀(guān)測(cè),獲得一系列高質(zhì)量的太陽(yáng)耀斑、黑子、日珥等二維光譜資料。他親歷了中國(guó)對(duì)太陽(yáng)研究的從無(wú)到有,從搭建觀(guān)測(cè)塔到升級(jí)天文臺(tái)、再到領(lǐng)銜把中國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”送入太空。2010年國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)將編號(hào)為185538號(hào)的小行星命名為“方成星”。
01
心懷壯志 求索探新
在方成先生的回憶中,那個(gè)夏天是那么熾熱,無(wú)論是南京似火的驕陽(yáng),還是他和同學(xué)們心中滾燙的夢(mèng)想。
1958年酷暑時(shí)節(jié),南京大學(xué)校園里草木蔥蘢。年輕的方成懷抱著一沓沓厚厚的稿紙,步履匆匆。那一年,他還是天文系大三的學(xué)生;那一年,他開(kāi)始向著兒時(shí)的憧憬奔跑,籌建我國(guó)第一座塔式望遠(yuǎn)鏡、探索光芒萬(wàn)丈的太陽(yáng)。
方成:太陽(yáng)塔有二三十米高,望遠(yuǎn)鏡放在整個(gè)建筑的最上面,把這個(gè)光線(xiàn)引到塔下面來(lái)進(jìn)行觀(guān)測(cè),比較穩(wěn)定,地面上的一些擾動(dòng)都可以避免掉,可以得到很好的太陽(yáng)像和太陽(yáng)光譜,它是一種特殊的精密望遠(yuǎn)鏡。
△1955年,方成考入南京大學(xué)天文學(xué)系。
美國(guó)威爾遜山天文臺(tái)早在1908年就率先建造了太陽(yáng)塔,并取得良好的觀(guān)測(cè)結(jié)果。但上世紀(jì)50年代,我國(guó)天文學(xué)的觀(guān)測(cè)設(shè)備還是一窮二白,只有南京紫金山天文臺(tái)20多年前從國(guó)外購(gòu)置的一架60厘米反射望遠(yuǎn)鏡。
這時(shí),一位前蘇聯(lián)太陽(yáng)物理專(zhuān)家的到來(lái),為師生們打開(kāi)了一扇希望的大門(mén)。
方成回憶,太陽(yáng)物理專(zhuān)家西特尼克教授給他們畫(huà)了個(gè)草圖。他們知道太陽(yáng)塔大概是什么樣子后,覺(jué)得建太陽(yáng)塔是一個(gè)可行的方案。
△1959年,方成和同學(xué)們討論太陽(yáng)塔設(shè)計(jì)。
畫(huà)圖、計(jì)算,一切工作都只能靠人力完成。計(jì)算錯(cuò)了、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題,只能推倒重頭再來(lái),不過(guò)這些困難都擊不垮滿(mǎn)腔熱血的青年們。但正當(dāng)大家一心期待著寄予厚望的太陽(yáng)塔建成、我國(guó)太陽(yáng)物理研究能迎來(lái)新突破的時(shí)候,一盆冷水澆了下來(lái)。
方成:1959年年底到1960年年初,所有蘇聯(lián)專(zhuān)家全部撤回去了,我們這位專(zhuān)家也走掉了。
原本已經(jīng)困難重重的太陽(yáng)塔建設(shè)就這樣擱淺了,后來(lái)幾經(jīng)起落,這一拖就是十四年。而與此同時(shí),國(guó)際天文學(xué)科卻在突飛猛進(jìn)。
當(dāng)時(shí)歐洲、日本都已經(jīng)建了太陽(yáng)塔,方成說(shuō):“我們?cè)絹?lái)越落后,要趕上去。如果一直不搞這個(gè)東西的話(huà),第一手資料就拿不到。”
02
鍥而不舍 攻堅(jiān)克難
沒(méi)有天文設(shè)備,何談搞天文?
方成執(zhí)著地推動(dòng)著項(xiàng)目重啟,幾經(jīng)挫折和起落,直到1973年,轉(zhuǎn)機(jī)終于來(lái)了,南京大學(xué)天文系決定繼續(xù)建設(shè)太陽(yáng)塔,當(dāng)時(shí)還是助教的方成擔(dān)任研制組組長(zhǎng)。盡管資金短缺、質(zhì)疑聲不斷,但方成知道,中國(guó)天文研究已經(jīng)沒(méi)有時(shí)間可以拖延和浪費(fèi)了。
方成:研制組第一個(gè)任務(wù)就是要做好調(diào)研,到底國(guó)外現(xiàn)在做成了什么樣子。我們不能抄他們的,我們要有自己的特色。設(shè)計(jì)當(dāng)時(shí)困難在什么地方?就是電子計(jì)算機(jī)那時(shí)候很少,這個(gè)也非常艱苦的,但是最后我們自己把它設(shè)計(jì)好了。
設(shè)計(jì)有了,太陽(yáng)塔建在哪里?方成帶著研制組跑遍了南京周邊方圓100公里左右的地方。“我們就騎自行車(chē)跑,到處去看,哪個(gè)地方最干凈。因?yàn)樘?yáng)塔的觀(guān)測(cè)要好,天空一定要非常干凈,灰塵要少,像灰霧的天氣觀(guān)測(cè)是不行的,拍的照就很差了。”
△南京大學(xué)天文系重新組織了太陽(yáng)塔研制小組,建設(shè)太陽(yáng)塔時(shí)期留影。
考察空氣質(zhì)量,又沒(méi)有儀器測(cè)量,用什么標(biāo)準(zhǔn)呢?
方成和組員們想到了一個(gè)有趣的辦法——看樹(shù)葉。如果一個(gè)地方空氣清新,道路兩旁的樹(shù)葉就不會(huì)積累太多灰塵。于是久而久之他形成了特殊的“癖好”,無(wú)論走到哪里,要是不看樹(shù)葉,飯也吃不好,覺(jué)也睡不著。后來(lái),他們又自制儀器測(cè)量大氣質(zhì)量。就這樣經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)比之后,選定了紫金山南麓的孝陵衛(wèi)。
方成還來(lái)不及高興,下一道難題又?jǐn)[在了眼前,太陽(yáng)塔部件的精密度要求太高,制造困難。于是他幾乎天天下到工廠(chǎng)車(chē)間,和工人們一起作業(yè)。
△建設(shè)中的太陽(yáng)塔
1979年秋天,南京孝陵衛(wèi)的荒野中,矗立起一座小巧別致的穹頂小塔。塔高21米,定天鏡有效口徑46厘米。
太陽(yáng)塔建好以后,方成團(tuán)隊(duì)第一次把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng),看到了清楚的太陽(yáng)像。“這證明我們整個(gè)設(shè)計(jì)制造都是符合要求的,獲得了一個(gè)大概20厘米的太陽(yáng)像,上面的黑子都清清楚楚。”
△我國(guó)第一座太陽(yáng)塔建成
三年后,南京大學(xué)太陽(yáng)塔及多波段太陽(yáng)光譜儀通過(guò)國(guó)家級(jí)鑒定,達(dá)到了國(guó)際同類(lèi)口徑太陽(yáng)塔的先進(jìn)水平。
方成說(shuō),這個(gè)望遠(yuǎn)鏡的特別之處是可以同時(shí)得到六個(gè)波段上的太陽(yáng)光譜,包括太陽(yáng)的物理狀態(tài)、密度溫度,都可以用光譜測(cè)定出來(lái),得到了一大批很好的成果。“可以說(shuō),從此中國(guó)的太陽(yáng)物理研究走上了國(guó)際舞臺(tái)。”
△1995年,方成在太陽(yáng)塔觀(guān)測(cè)。
03
敢為人先 百折不撓
2021年10月14日,沉沉夜色中,我國(guó)第一顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”從太原衛(wèi)星發(fā)射中心一飛而起,奔向無(wú)垠的太空。那一天,83歲的方成和團(tuán)隊(duì)就守在發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)。
△2021年10月14日18時(shí)51分,我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭,成功發(fā)射首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”。
在“羲和號(hào)”之前,國(guó)際上已經(jīng)陸續(xù)發(fā)射了70顆太陽(yáng)專(zhuān)用或相關(guān)衛(wèi)星。而我國(guó)太陽(yáng)空間探測(cè)的第一步,該怎么邁?
方成說(shuō),不能跟人家搞一樣的,“科學(xué)研究只有第一沒(méi)有第二”。后來(lái),他想到了一個(gè)辦法,對(duì)太陽(yáng)可見(jiàn)光里最重要的一條譜線(xiàn)——Hα譜線(xiàn)進(jìn)行空間觀(guān)測(cè)。這正是國(guó)際上空缺的地方。
通過(guò)研究Hα譜線(xiàn),可以巧妙反推出太陽(yáng)的溫度、密度,并對(duì)太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)做出預(yù)報(bào)。但Hα光譜成像空間望遠(yuǎn)鏡在全世界尚屬首創(chuàng),研制難度可想而知。
方成在驗(yàn)收儀器時(shí),發(fā)現(xiàn)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡曝光時(shí)間太短,影響圖像質(zhì)量;而且,太陽(yáng)像到底好不好,也不知道。于是他提出,一個(gè)月內(nèi)要更換濾光片,達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo),否則整個(gè)實(shí)驗(yàn)成果都可能付之東流。
△“羲和號(hào)”衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)國(guó)際首次太陽(yáng)Hα波段光譜成像的空間探測(cè),填補(bǔ)太陽(yáng)爆發(fā)源區(qū)高質(zhì)量觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的空白。
“羲和號(hào)”的發(fā)射升空,開(kāi)啟了我國(guó)空間探日的新時(shí)代。兩年多來(lái),它已取得首批探測(cè)成果,傳回的海量觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)正在向全球開(kāi)放共享。探日征程步伐穩(wěn)健、漸入佳境,“羲和二號(hào)”的發(fā)射也有了初步計(jì)劃,將對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行立體探測(cè)。
方成說(shuō),現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)積累的資料已經(jīng)到了450TB,有十幾個(gè)國(guó)家的科學(xué)家都在使用。“現(xiàn)在我們正在努力,希望把‘羲和二號(hào)’放到拉格朗日點(diǎn)的L5點(diǎn)上去,離地球1億5000萬(wàn)公里。太陽(yáng)、地球和L5這個(gè)點(diǎn)組成一個(gè)等邊三角形,是從另外一個(gè)角度去看太陽(yáng),國(guó)際上從來(lái)沒(méi)有一顆衛(wèi)星固定在L5上面觀(guān)測(cè)。所以我們想趕緊把它搞出來(lái),我們國(guó)家就又有了一個(gè)世界第一了。”
04
追求卓越 矢志不渝
換個(gè)角度看太陽(yáng),我們還要做世界第一。傾力半個(gè)多世紀(jì)不停探索,86歲的方成如今仍堅(jiān)守在研究崗位上,貢獻(xiàn)著自己的智慧和力量。他的學(xué)生、中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員甘為群說(shuō),能與老師并肩作戰(zhàn),比孤獨(dú)前行珍貴得多。
甘為群說(shuō),在80歲左右的院士里,堅(jiān)持一線(xiàn)工作,還寫(xiě)論文發(fā)表的已經(jīng)非常少了,方老師就是其中之一。“他現(xiàn)在完全是一種滿(mǎn)負(fù)荷的工作狀態(tài),身上相當(dāng)于兩倍的工作量。”
△方成與南京大學(xué)師生合影
效法羲和馭天馬,志在長(zhǎng)空牧群星。兩鬢斑白的方成如今還會(huì)時(shí)常想起自己20歲時(shí)的那個(gè)夏天,不甘人后、不畏艱險(xiǎn),向著光的方向一往無(wú)前,那光來(lái)自璀璨奪目的太陽(yáng),也來(lái)自執(zhí)著于心的向往。追逐永遠(yuǎn)在路上。
記者手記
我是記者李思默。與我想象中的老先生不同,方成院士身上自帶“時(shí)尚感”。這位耄耋老人不但能熟練地使用智能手機(jī)和我交流,還經(jīng)常在手機(jī)上修改論文、開(kāi)視頻會(huì)議。我好奇地問(wèn),這些是誰(shuí)教您的?他淡然一笑,說(shuō)“都是自己琢磨出來(lái)的。”他愛(ài)好廣泛,攝影、游泳,樣樣在行。65歲時(shí)學(xué)會(huì)了開(kāi)車(chē),如今仍熱衷于自駕出行。
在采訪(fǎng)過(guò)程中,我豁然明白,這樣的時(shí)尚感,原來(lái)是源自他內(nèi)心始終充滿(mǎn)著的、對(duì)探索未知的澎湃熱情。他一再?gòu)?qiáng)調(diào),科學(xué)研究就是創(chuàng)新,要探索新的東西,了解新的世界。其實(shí),我心中的老先生也正像他一生追逐的太陽(yáng)那樣,用睿智而溫暖的光輝照亮我國(guó)天文研究的前路,也激勵(lì)著身邊的人勇敢前行。
記者|李思默 景明 陶航飛
鳴謝|南京大學(xué) 江陰市融媒體中心
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