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创新风采录
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艾国祥:寻找未来的突破

    今年已经76岁的艾国祥院士还担任着中科院国家天文台台长职务,并兼任我国“嫦娥工程”应用系统总指挥的要职。毫无疑问,对于国家,他在某些方面有着他人无法替代的作用。他何以如此不可取代?作为一名天体物理学家,艾国祥在国内外天文学界和空间科学界的影响之大、地位之高,少有人能与之媲美。
    留意过中国天文科学研究进展的人可能还记得,上世纪90年代曾有过一条“太阳磁场和速度场研究取得重要进展”的新闻。文章介绍,“中国科学院北京天文台艾国祥院士领导的研究组,在国家自然科学基金的连续资助下,利用自己研制的处于国际先进水平的太阳磁场望远镜,取得大量世界一流的太阳光球和色球的矢量磁场和视向速度场观测资料,首次获得太阳色球高分辨率视频磁图和速度场图,发现色球磁场的反变结构和耀斑前兆红移,并首次证认出色球磁场的纤维状结构和耀斑中色球磁场的快速变化。”
    从报道中可看出,中科院国家天文台获得这些研究成果的关键在于“利用自己研制的处于国际先进水平的太阳磁场望远镜”,而这个望远镜正是艾国祥的“智慧”体现。因为“历史上天文学划时代的进步,完全仰仗观测手段的出新。如光学望远镜的诞生支持并传播了哥白尼的科学的日心说,并开创了近代天文的光学天文时代,树立了天文史上的第一个里程碑;射电望远镜的研制成功与运用诞生了射电天文时代,即建立了第二个里程碑;而世纪之交的空间天文学热,则为天文学研究建立起第三个里程碑”。
    在天文学“里程碑”中,艾国祥发明了什么?起了什么关键作用?
    据艾国祥回忆,1963年他从北京大学毕业后分配到天文台工作,当时天文台使用的是从前苏联进口的唯一一架太阳色球望远镜。其上的双折射滤光器出了故障,他和同事用了3年时间修复、调试,才能正常工作。在修复这台仪器的过程中,艾国祥意识到,中国若要改变太阳物理研究落后于国际步伐的面貌,绝不能只在国内争老大,而要到国际上去拼搏。于是,他反复阅读哲学著作,把唯物论、辩证法、自然观和历史观有机统一起来,并意识到关于社会问题研究的世界观和方法论同样适用于自然科学研究。于是,他就此开展了对太阳物理研究的全面调查,详细分析太阳观测仪器的历史,剖析了400年来太阳物理仪器发展的全过程,认识到太阳物理研究达到国际领先的关键因素是跨越研制太阳观测仪器。
    在剖析、总结历史资料过程中,他又进一步认定,关于太阳的观测视场研究遵循着点—线—面—体源这样的规律,而观测太阳光的性质遵循着由白光—光谱单色光—偏正光谱单色光—偏正光谱轮廓这样的规律。在找到规律后,他更深刻认识到,只要研制出当时美国还没有提出的太阳观测新仪器,就能带动我国太阳物理研究达到世界领先水平。于是,1966年艾国祥提出,中国应研制太阳磁场望远镜。获得批准后,在研制过程中,他负责提出原理,并负责总体和总调。
    在原理设计上,他独立发明了太阳磁场望远镜同时具备光电磁象仪和视频磁象仪的功能,可以在两个波段测量太阳的向量磁场和速度磁场,总效率比第二代和第三代仪器分别提高100万倍至1000倍,因而有极高的时间和空间分辨率以及高灵敏度,比美国同类系统的功能多一倍,具有能测色球磁场和速度场的功能,由此将太阳磁场测量方法连续推进了三代。
    正是他的被称为第五代观测太阳的仪器,在“太阳磁场和速度场研究取得重要进展”,使中国太阳物理研究发生了突飞猛进的变化,因为当时国际上其他国家的科学家还普遍使用着第三代仪器。
他带领学生们所获得的成果,让称霸世界的美国刮目相看。基于他们的研究进展,美国大熊湖天文台很快提出了和中国天文台合作,开展“日不落”等一系列课题的研究。英、法、德、俄等国的太阳物理学家从此也纷纷申请到中国观测和研究,一些国家和地区则直接购买他们研制的滤光器。中国太阳物理研究一举进入了国际领先水平。
    目前,中科院天文台在艾国祥领导下,正努力实现世界上首创的第六代太阳两维光谱仪——空间太阳望远镜,望远镜口径一米,将是目前世界上最大的热光学望远镜,上面配有多种望远镜,也被称为中国的“哈勃”。中国“哈勃”主要观测太阳活动,对太阳活动实行全波段和全连续观测,研究太阳活动区磁场变化、太阳耀斑的积蓄和爆发过程、日冕物质抛射、太阳风形成等多种太阳物理现象,并为空间天气预报积累数据。它将于2005年后由长征四号乙型火箭发射至太空,在距地750公里的太阳同步圆形极轨上以始终指向太阳的姿态运行。
    艾国祥的成功看起来一切都是那么顺理成章,而这成功里真正隐含的是坚实的基础和扎实的功底。据悉,艾国祥中学时代,每一门功课都是满分。他曾对中学生说,“成功好比一个金字塔,如果底部基础不宽厚扎实,塔尖又怎么能达到所期望的高度呢?”他非常反对一些人所津津乐道的“奇思妙想”。
    他最近在中科院创新报告中告诫年轻人,学习和运用知识,目的不仅是要拥有具体的知识,而且要学会掌握概括知识的能力。要做到这点,就需要学会运用马列主义哲学去进行思维。哲学是包罗万象的,是最本质和核心的问题。哲学是用来研究事物发展的,用哲学头脑来概括和分析问题,就会找到这门学问的发展思路,这对实现跨越发展很有意义。

(本栏目与科学时报社合办)
(科学时报记者  王静)

 
 
 
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