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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點,為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【科技日報】曾慶存:氣象萬千映丹心

2020-01-11 科技日報 操秀英
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語音播報

  “人民的需要,國家的需要,是推動我深入研究的很大動力”。很多同期的科學(xué)大家都是這樣,特殊的時代背景造就了他們深厚的家國情懷。對于出身貧窮,受過旁人許多照拂的曾慶存來說,這種情懷更甚。他不止一次感嘆:“沒有黨、沒有新中國,我哪能上大學(xué)!當(dāng)時就一個念頭,國家需要我做什么,我就做什么?!?/p>

  采訪那天,北京的最低氣溫是零下12攝氏度。朋友親人間相互叮囑:多穿點??刺鞖忸A(yù)報已成為每天生活必須,卻很少有人知道天氣之所以能精準(zhǔn)預(yù)報,中國科學(xué)院大氣物理研究所(以下簡稱大氣所)曾慶存院士功不可沒。

  對于喜歡聽故事的記者們而言,曾慶存不是個很好的采訪對象。

  有關(guān)科研生涯的坎坷不易,他一句“往事不必回首”輕輕帶過。

  有關(guān)所謂“坐冷板凳”的經(jīng)歷,他也云淡風(fēng)輕:坐冷板凳很好啊,沒有是非干擾。

  甚至談起榮獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎這一至高榮譽,他坦言:我很平靜,只是深感國家給的榮譽太多,受之有愧。

  從廣東陽江到北京大學(xué),從蘇聯(lián)科學(xué)院應(yīng)用地球物理研究所到大氣所,他在數(shù)值天氣預(yù)報的基礎(chǔ)理論研究中作出開創(chuàng)性、系統(tǒng)性貢獻,并創(chuàng)立氣象衛(wèi)星大氣紅外遙感系統(tǒng)理論和定量反演方法,看著視頻里對他科研生涯的介紹,85歲的曾慶存確實波瀾不驚。

  “到了我這個年紀(jì),不會有太多情緒,除非有很悲傷的事情?!边@位耄耋老人感嘆。

  但是,仔細(xì)觀察,還是會認(rèn)識諸多頭銜和成績背后的那個普通科研人員。

  說起父母和兄長時,他少有地眼角含淚,長嘆一聲。

  聽學(xué)生說起他在家燒大蝦都要拿出搞科研的“強迫癥”,按個頭大小整齊排列時,他擺擺手,露出短暫的有些調(diào)皮的笑容。

  “堂堂七尺之軀,有骨頭,有血肉,有氣息,喜怒哀樂,激昂與敬慕,成功與挫敗,苦難與甘甜,人皆有之,我也一樣,老百姓一個?!贝_是他的自描更為生動和真切。

  迎難而上 留學(xué)期間破解世界難題

  燕子低飛天將雨、初一落初二散,初三落月半……中國人對氣象的認(rèn)知,可以追溯到幾千年前。但氣象作為一門科學(xué)在新中國發(fā)展壯大起來,不過短短幾十年。

  時間閃回到1957年。

  那一年,新中國已建成1647個氣象臺站,形成具有一定密度的氣象臺站網(wǎng),開始為公眾服務(wù)。但同時,國內(nèi)學(xué)科人才嚴(yán)重缺失的問題亟待解決。

  國家選派一批人到蘇聯(lián)學(xué)習(xí)氣象專業(yè)。22歲的曾慶存名列其中。在蘇聯(lián),他師從國際著名氣象學(xué)家、蘇聯(lián)科學(xué)院通訊院士基別爾。

  初到蘇聯(lián)的曾慶存就被狠狠打擊。

  “跟別人比起來,我的數(shù)學(xué)和物理學(xué)基礎(chǔ)差遠(yuǎn)了?!彼蘸蠡貞洝?/p>

  輕言放棄不是曾慶存的性格。

  他迎難而上——坐地鐵去莫斯科大學(xué)聽數(shù)學(xué)課,惡補基礎(chǔ),去所有能去的研究所聽講座和學(xué)術(shù)報告?!罢媸请y啊!一頁書琢磨了很多天,硬著頭皮‘啃’下來?!彼貞洝?/p>

  一年半后,他才以扎實的數(shù)學(xué)物理功底引起基別爾的注意。

  這位大牛導(dǎo)師以一種特別的方式褒獎了優(yōu)秀學(xué)生——給他出了一道世界難題,即用原始方程作短期天氣預(yù)報。初出茅廬的曾慶存不知道,他即將做出世界數(shù)值天氣預(yù)報史上里程碑式的成果。

  數(shù)值天氣預(yù)報是在一定條件下將大氣復(fù)雜的狀態(tài)數(shù)據(jù),通過大型計算機,用可計算的方程模型做數(shù)值計算,預(yù)測未來一定時段的大氣運動狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法。

  英國人于20世紀(jì)初首次提出數(shù)值天氣預(yù)報模型。在此之前,天氣預(yù)報經(jīng)歷“月暈而風(fēng),礎(chǔ)潤而雨”的經(jīng)驗預(yù)報和依靠天氣圖的預(yù)報階段。但這種定性的預(yù)報技術(shù),無法客觀定量且太粗糙,準(zhǔn)確率不高,無法滿足人們生產(chǎn)生活的需求。

  數(shù)值天氣預(yù)報很新,很難。其中最難的,就是原始方程的算法。因為大氣運動非線性強、具有多尺度特征,且需要計算的物理變量和自由度巨大,如變量包括溫度、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等。

  1950年,美國首次求解一個簡單方程,但結(jié)果達不到實用的要求,研究原始方程作數(shù)值天氣預(yù)報不可避免。當(dāng)時,各國科學(xué)家都在攻克這一難題。

  基別爾也在研究原始方程,但他的研究碰到很大困難。他把這難題交給了曾慶存。

  面對挑戰(zhàn)的曾慶存卻很興奮。

  總結(jié)老師過去的工作,沒日沒夜的計算,曾慶存苦讀冥思,反復(fù)試驗,終于,從分析大氣運動規(guī)律的本質(zhì)入手,想出了用不同的計算方法分別計算不同過程的方法,一試成功,最后只用了很少的計算機機時把論文做完。

  他提出的,正是著名的“半隱式差分法”。這是世界上首個用原始方程直接進行實際天氣預(yù)報的方法,隨即用于實際天氣預(yù)報業(yè)務(wù),至今仍在沿用。應(yīng)用原始方程是一個劃時代的進步,奠定了當(dāng)今數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)模式的動力框架基礎(chǔ)。

  自此,曾慶存開始了“攀上珠峰踏北邊”的攀登科研高峰之旅——踏足全新的氣象衛(wèi)星領(lǐng)域,提出“最佳信息層”和反演方法,出版國際上第一本系統(tǒng)講述衛(wèi)星大氣紅外遙感定量理論的《大氣紅外遙測原理》、出版被譽為“氣象學(xué)理論化極重要篇章”的《數(shù)值天氣預(yù)報的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)》、開創(chuàng)跨季度氣候動力學(xué)預(yù)測研究和氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報與防災(zāi)調(diào)度方法研究、提出人工調(diào)控自然環(huán)境的理論方法、氣象災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)測和防控調(diào)度實用研究……

  癡迷科學(xué) 一簞食一瓢飲不改其樂

  為何曾慶存能在科研路上披荊斬棘?他曾多次說過,做科研需要“勇敢、嚴(yán)謹(jǐn)、堅韌”?!安桓揖筒荒軇?chuàng)新,錯失了‘正確’的萌芽;不嚴(yán)謹(jǐn)就會根據(jù)不足,為錯誤開了門戶;不堅韌就可能達不到循此路本可達到的正確的地方?!?/p>

  與曾慶存共事多年的大氣所研究員趙思雄則用三個字來概括:安、專、迷。

  “他最讓我佩服的是安貧樂道,安心做事,一簞食一瓢飲,不改其樂?!壁w思雄回憶,剛回國時曾慶存住在中關(guān)村六號樓只有幾平方米的房子里,里面放著兩張床,進去幾個人就轉(zhuǎn)不過身了。

  他總喜歡穿一雙布鞋?!拔覇査谀馁I的,他說是家門口的農(nóng)貿(mào)市場,兩塊錢一雙?!?/p>

  他還喜歡戴一頂大氣所同事洪鐘祥送的舊帽子?!瓣惥皾櫴切瑑浩?,你是帽兒破?!壁w思雄總跟他開玩笑。

  專,即專心研究,不受外界干擾,專心搞研究。

  回國后的曾慶存雖然迫切想推動中國的數(shù)值天氣預(yù)報發(fā)展,但苦于沒有使用電子計算機的條件,他就集中注意力研究大氣和地球流體力學(xué)的基本理論問題,以及進一步發(fā)展數(shù)值天氣預(yù)報中要解決的理論問題。

  這在當(dāng)時看來是十分抽象和“脫離實際”的?!案憷碚撗芯棵媾R巨大壓力,會被扣上走資本主義道路的帽子,但他頂著個‘曾理論’的外號不為所動?!壁w思雄說。

  “他對科學(xué)到了癡迷的程度?!壁w思雄回憶,曾慶存當(dāng)時那句“餓著肚子推公式,越推越新鮮”讓他記憶猶新。

  因為熱愛,所以癡迷。這是學(xué)生胡非眼里的老師。而要探究這求知欲的來源,不得不說到曾慶存的父母。

  曾慶存出生于一個貧困的農(nóng)民家庭。

  雖然家境貧寒,但曾慶存父母對孩子的教育卻格外重視。每日晚餐后,父親手執(zhí)火把和兄弟倆一起溫習(xí)功課,督促他們寫作業(yè)。造句造得不好,父親會提出建議;做數(shù)學(xué)題時,父親則用算盤核。

  這樣的耳濡目染讓曾慶存求知若渴。他愛學(xué)問,不管是科學(xué)還是詩歌。

  父親的教育則讓他們上交的作業(yè)總是一絲不茍、一題不錯,也養(yǎng)成了曾慶存極度勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、堅韌的個性。

  直到現(xiàn)在,曾慶存保持著睡前抄一首古詩的習(xí)慣。在蘇聯(lián)留學(xué)的他竟能用英文做學(xué)術(shù)報告。學(xué)生調(diào)侃:曾先生的英文比普通話好。

  “曾先生將《千里黃云——東亞沙塵暴研究》這本書寫成了高級科普讀物。像他這樣的大家愿意花費巨大精力來做這件事情,就是為了讓更多人了解沙塵暴?!迸c曾慶存合作過的中國科學(xué)院地理資源與科學(xué)研究所彭公炳研究員回憶,他們共同承擔(dān)的沙塵暴研究課題的總結(jié)報告和專著都由曾慶存親自執(zhí)筆。

  他曾問,聽說魯迅先生寫文章要修改七次,曾先生要修改幾次?“曾先生說,他寫這本書可不止修改七次?!迸砉@服,“這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)是很多人做不到的?!?/p>

  赤子情深 為國所需屢改研究方向

  曾慶存的心中,除了知識,更有祖國。

  回顧科研歷程,曾慶存也有遺憾。與他關(guān)系較為親近的學(xué)生胡非對此深有感觸?!袄蠋熓莻€求知欲特別強的人,他更喜歡搞基礎(chǔ)研究,但由于國家需要,他花了大量時間做應(yīng)用研究?!?/p>

  曾慶存也曾坦陳,由于研究隊伍尚不夠強大、人手不足,不少研究工作結(jié)果至今來不及系統(tǒng)總結(jié)、整理出版。

  雖有遺憾,卻不后悔。他在多個場合跟年輕人分享,“人民的需要,國家的需要,確實是推動我深入研究的很大動力”。

  很多同期的科學(xué)大家都是這樣,特殊的時代背景造就了他們深厚的家國情懷。見過解放前的積貧積弱,親歷過新中國從積貧積弱到逐漸強大,為國為民成為興趣之外驅(qū)動他們勇攀科學(xué)高峰的另一重要驅(qū)動力。

  對于出身貧窮,受過旁人許多照拂的曾慶存來說,這種情懷更甚。

  曾夢想當(dāng)個鄉(xiāng)村教師賺錢補貼家用的曾慶存,不止一次感嘆:“沒有黨、沒有新中國,我哪能上大學(xué)!當(dāng)時就一個念頭,國家需要我做什么,我就做什么?!?/p>

  因為國家需要,在北京大學(xué)讀物理系的曾慶存響應(yīng)號召轉(zhuǎn)到氣象系;因為國家需要,在莫斯科世界氣象中心即將應(yīng)用他的方法做天氣預(yù)報業(yè)務(wù)時,他沒有留下來感受榮譽,而是第一時間學(xué)成回國。

  因為國家需要,1970年,曾慶存被急調(diào)參加我國氣象衛(wèi)星工程。作為科學(xué)指導(dǎo),他暫時放下此前的研究,投入到完全陌生的衛(wèi)星工程和空間遙感問題的研究中。

  “當(dāng)時國際上也都不知道怎么搞,都很糊涂。”曾慶存回憶,他只能從最基本的理論學(xué)起,“我搞懂了,再來教其他人?!?/p>

  最終,結(jié)合氣象衛(wèi)星遙感中的一些實際和理論問題,曾慶存出版了《大氣紅外遙測原理》。這是國際上第一本系統(tǒng)講述衛(wèi)星大氣紅外遙感定量理論的專著,澄清了國際上一些模糊和錯誤觀念,也為中國和世界氣象衛(wèi)星遙感和資料應(yīng)用提供理論依據(jù)。

  1988年,我國第一顆氣象衛(wèi)星風(fēng)云1號終于成功發(fā)射。很多人不知道的是,那段時間其實是曾慶存的低落期,工作舉步維艱,他大病一場,還失去了自己摯愛的哥哥。

  在給自己四姐的信里,他形容自己當(dāng)時的情況是“樹欲靜而風(fēng)不止”,“十二級臺風(fēng)”似乎有吹毀一切的架勢。不少人選擇放棄,他卻逆風(fēng)前進。

  “人生在世,就得與天地共同奮斗,推動社會向前進?!痹鴳c存常說。

  胸懷大局 甘為科學(xué)發(fā)展“折腰”

  因為心懷國家和人民,曾慶存能跳出一己、一團隊之利,放眼全局,成為一個具有戰(zhàn)略眼光的科學(xué)家。

  1984年,49歲的曾慶存便挑起了大氣所所長的大梁。

  那是一段艱難歲月。由于種種原因,上世紀(jì)80年代初期的大氣所處于極其困窘的境地,缺少必要的科研經(jīng)費、工作和生活條件的保證。

  剛剛上任數(shù)月的曾慶存按照中央關(guān)于中國科學(xué)院要“大力加強應(yīng)用研究”的指示,提交了大氣所辦所方針和改革設(shè)想,提出長遠(yuǎn)目標(biāo)是要將大氣所辦成“一個高水平的大氣科學(xué)研究中心,對國內(nèi)外開放,在世界大氣科學(xué)發(fā)展中作出貢獻”。

  正是因為這樣的發(fā)展愿景,曾慶存頂住各種困難與壓力,先后創(chuàng)立大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點實驗室、大氣邊界層物理和大氣化學(xué)國家重點實驗室及國際氣候與環(huán)境科學(xué)中心,極大提升了研究所的科研水平和實力。

  中國科學(xué)院原黨組副書記郭傳杰還記得那個“折得腰肌勞損”的曾慶存。當(dāng)時,大氣所的艱難不是個例,我國基礎(chǔ)研究整體處于低迷狀態(tài)。國家科委(現(xiàn)科技部)、國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院等單位組織了一場強國基礎(chǔ)研究的調(diào)研。第一站就是到大氣所。

  “曾先生的發(fā)言振聾發(fā)聵,既有科學(xué)性又有文學(xué)性,我到現(xiàn)在都記得?!惫鶄鹘芤蛔忠痪鋸?fù)述道,“陶淵明能不為五斗米折腰,我也算是個知識分子,如果是為自己,我也不愿意折我這個不算高貴的腰,但現(xiàn)在,我已經(jīng)折得腰肌勞損了,還得折下去?!?/p>

  因為,曾慶存不能讓老一輩科學(xué)家創(chuàng)立的優(yōu)秀研究所在他手上沒落,“那是對國家的犯罪”。

  “曾先生對發(fā)展基礎(chǔ)研究提出了很多真知灼見:基礎(chǔ)研究是學(xué)科發(fā)展的根本,一定要高瞻遠(yuǎn)矚,抓住根本。竭澤而漁的做法,雖可以滿足現(xiàn)時要求完成各項國家任務(wù),但難以長久和保持高標(biāo)準(zhǔn)?;A(chǔ)丟了,已有的優(yōu)勢會隨之丟失;基礎(chǔ)在,即使一時丟了的東西,還可以撿回來。”郭傳杰說,“我本來是不愿意轉(zhuǎn)到管理崗位的,但這件事情讓我深刻感覺,科學(xué)政策確實能起到實質(zhì)作用。”

  曾慶存還推動成立了廣東區(qū)域數(shù)值預(yù)報重點實驗室?!霸壬鷵?dān)任學(xué)術(shù)委員會主任,每年至少來一次廣州,對實驗室的各項工作給予細(xì)致指導(dǎo)?!睆V東區(qū)域數(shù)值預(yù)報重點實驗室主任馮業(yè)榮說,該實驗室已成為國內(nèi)最好的區(qū)域數(shù)值預(yù)報機構(gòu)。

  眼下,曾慶存最關(guān)心的是自主地球系統(tǒng)模式的研制和國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置的落地建設(shè)。

  目前的預(yù)報技術(shù)對于未來幾天、十幾天的天氣已經(jīng)能夠做出預(yù)判,但對于未來幾年、十幾年甚至更長遠(yuǎn)的氣候預(yù)測,就顯得能力不足。地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置可以對大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈等各圈層之間的相互聯(lián)系、相互作用開展研究,幫助人類應(yīng)對全球氣候和生態(tài)環(huán)境的變化。

  位于北京懷柔科學(xué)城的這座大科學(xué)裝置計劃于2022年完成?!暗冉ǔ闪?,我一定要去現(xiàn)場看一看?!痹鴳c存說。

  人物簡介

  曾慶存,中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員,中國科學(xué)院院士,國際著名大氣科學(xué)家。他為現(xiàn)代大氣科學(xué)和氣象事業(yè)的兩大領(lǐng)域——數(shù)值天氣預(yù)報和氣象衛(wèi)星遙感作出了開創(chuàng)性和基礎(chǔ)性的貢獻,為國際上推進大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)發(fā)展成為現(xiàn)代先進學(xué)科作出了關(guān)鍵性貢獻。

 ?。ㄔd于《科技日報》 2020-01-13 07版)

打印 責(zé)任編輯:侯茜

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