先生,不仅是一种称谓,更蕴含着敬意与传承。可堪先生之名者,不仅在某一领域独树一帜,更有着温润深厚的德性、豁达包容的胸襟,任风吹雨打,仍固守信念,将深沉的家国情怀根植于血脉之中。捧着一颗心来,不带半根草去,为后生晚辈持起读书、做人的一盏灯。

中国之声特别策划《先生》,向以德性滋养风气的大师致敬、为他们的成就与修为留痕。今天播出:《方成:星海拓荒,恒心如日》。

方成:“要把我们国家天文事业发展起来,你总要起步。我的信念是很简单的,就是要为我们国家的发展做点事情。”

【人物名片】

方成,86岁,天体物理学家,中国科学院院士。他主持设计和研制了我国第一座塔式太阳望远镜,并带领团队30多年来坚持用其进行多波段的太阳活动观测,获得一系列高质量的太阳耀斑、黑子、日珥等二维光谱资料。他亲历了中国对太阳研究的从无到有,从搭建观测塔到升级天文台、再到领衔把中国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”送入太空。2010年国际天文学联合会将编号为185538号的小行星命名为“方成星”。

 

心怀壮志 求索探新

在方成先生的回忆中,那个夏天是那么炽热,无论是南京似火的骄阳,还是他和同学们心中滚烫的梦想。1958年酷暑时节,南京大学校园里草木葱茏。年轻的方成怀抱着一沓沓厚厚的稿纸,步履匆匆。那一年,他还是天文系大三的学生;那一年,他开始向着儿时的憧憬奔跑,筹建我国第一座塔式望远镜、探索光芒万丈的太阳。

方成:太阳塔有二三十米高,望远镜放在整个建筑的最上面,把光线引到塔下面来进行观测,比较稳定,地面上的一些扰动都可以避免掉,可以得到很好的太阳像和太阳光谱,它是一种特殊的精密望远镜。

▲1955年,方成考入南京大学天文学系

美国威尔逊山天文台早在1908年就率先建造了太阳塔,并取得良好的观测结果。但上世纪50年代,我国天文学的观测设备还是一穷二白,只有南京紫金山天文台20多年前从国外购置的一架60厘米反射望远镜。

方成:就这么一架望远镜,很旧了,还有很多灰尘、铁锈等。美国有一个口径508厘米的望远镜,我们才有一个60厘米的望远镜,这就算我们的宝贝了,这个差距太大。

这时,一位前苏联太阳物理专家的到来,为师生们打开了一扇希望的大门。

方成:太阳物理专家西特尼克教授来了以后,画了个草图给我们,太阳塔大概是个什么样子,我们就说这个可以考虑,觉得建太阳塔是一个可行的方案。

▲1959年,方成和同学们讨论太阳塔设计

画图、计算,一切工作都只能靠人力完成。计算错了、图纸设计出现问题,只能推倒重头再来,不过这些困难都击不垮满腔热血的青年们。但正当大家一心期待着寄予厚望的太阳塔建成、我国太阳物理研究能迎来新突破的时候,一盆冷水浇了下来。

方成:1959年年底到1960年年初,所有苏联专家全部撤回去了,我们这位专家也走掉了。

原本已经困难重重的太阳塔建设就这样搁浅了,后来几经起落,这一拖就是十四年。而与此同时,国际天文学科却在突飞猛进。

方成:当时欧洲都建了一些(太阳塔),日本也建了,都是在六几年到七几年之间,他们都建好了,我们是越来越落后了,要赶上去!如果一直不搞这个东西的话,观测就上不去,第一手资料就拿不到。

锲而不舍 攻坚克难

没有天文设备,何谈搞天文?方成执着地推动着项目重启,几经挫折和起落,直到1973年,转机终于来了,南京大学天文系决定继续建设太阳塔,当时还是助教的方成担任研制组组长。尽管资金短缺、质疑声不断,但方成知道,中国天文研究已经没有时间可以拖延和浪费了。

方成:研制组第一个任务就是要做好调研,到底国外现在做成了什么样子。我们不能抄他们的,我们要有自己的特色。设计当时困难在什么地方?就是电子计算机那时候很少,这个也非常艰苦的,但是最后我们自己把它设计好了。

设计有了,太阳塔建在哪里?方成带着研制组跑遍了南京周边方圆100公里左右的地方。

方成:我们就骑自行车跑,到处去看,哪个地方最干净。因为太阳塔的观测要好,天空一定要非常干净,灰尘要少,像灰雾的天气观测是不行的,拍的照就很差了。

▲南京大学天文系重新组织了太阳塔研制小组,建设太阳塔时期留影

考察空气质量,又没有仪器测量,用什么标准呢?方成和组员们想到了一个有趣的办法——看树叶。如果一个地方空气清新,道路两旁的树叶就不会积累太多灰尘。于是久而久之他形成了特殊的“癖好”,无论走到哪里,要是不看树叶,饭也吃不好,觉也睡不着。后来,他们又自制仪器测量大气质量。就这样经过反复对比之后,选定了紫金山南麓的孝陵卫。

方成还来不及高兴,下一道难题又摆在了眼前,太阳塔部件的精密度要求太高,制造困难。于是他几乎天天下到工厂车间,和工人们一起作业。

方成:工厂师傅他们也不太了解天文这个东西,比方说我们要做望远镜涡轮,加工涡轮需要一个刀具,当时南京找不到好的刀具,我们就通过教育部找到一机部(第一机械工业部),一机部又找到哈尔滨工具厂,做了一把最好的刀具。

▲建设中的太阳塔

1979年秋天,南京孝陵卫的荒野中,矗立起一座小巧别致的穹顶小塔。塔高21米,定天镜有效口径46厘米。

方成:建好以后,先对着太阳来拍照,那是我们第一次把望远镜对准太阳,然后就看到了很清楚的太阳像,非常好,非常非常好!证明我们整个的设计制造都是符合要求的,获得了一个大概20公分、很大的一个太阳像,上面的黑子都清清楚楚。

▲我国第一座太阳塔建成

三年后,南京大学太阳塔及多波段太阳光谱仪通过国家级鉴定,达到了国际同类口径太阳塔的先进水平。

方成:我们这个望远镜可以同时得到六个波段上面的太阳光谱,这个是我们特别的地方。包括太阳的物理状态、密度、温度,我们都可以用光谱来把它测定出来,得到了一大批很好的成果。从此我们中国的太阳物理研究,走上了国际舞台,我想是可以这么讲。

▲1995年,方成在太阳塔观测

敢为人先 百折不挠

2021年10月14日,沉沉夜色中,我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”从太原卫星发射中心一飞而起,奔向无垠的太空。那一天,83岁的方成和团队就守在发射现场。

方成:真正搞这个卫星是第一次,等于说从头搞起,2019年才立项,2021年就要发射,就两年左右的时间,这是下了一个很大的决心。

▲2021年10月14日18时51分,我国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭,成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”

在“羲和号”之前,国际上已经陆续发射了70颗太阳专用或相关卫星。而我国太阳空间探测的第一步,该怎么迈?

方成:你不能跟人家搞一样的,没意思。科学研究只有第一没有第二,你搞第二是不行的,你跟人家屁股后面走,怎么行?所以后来想了半天,有一个办法,就是太阳的可见光里面,Hα谱线是氢里面最重要的一条谱线,我们地面上观测很多了,但是空间没有。这个是我们抓到的一个空隙,就是国际上空缺的地方。

通过研究Hα谱线,可以巧妙反推出太阳的温度、密度,并对太阳爆发活动做出预报。但Hα光谱成像空间望远镜在全世界尚属首创,研制难度可想而知。

方成:最难的一件事情是实验室里面没有太阳光源,只能是一些人工的光源。当时实验室做了测试以后,我们发现这个不行,太阳曝光时间不对头,这个曝光时间太短了,太短不利于我们的观测。

方成在验收仪器时,发现光学望远镜曝光时间太短,影响图像质量;而且,太阳像到底好不好,也不知道。于是他提出,一个月内要更换滤光片,达到设计指标,否则整个实验成果都可能付之东流。

方成:南京有太阳望远镜,能够把太阳光引到实验室里面来,测量这个设备到底行不行。当时是我坚持的,我说这个一定要做,不做的话,上天以后拍什么东西都不晓得,就白做了。

▲“羲和号”卫星实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测,填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白

“羲和号”的发射升空,开启了我国空间探日的新时代。两年多来,它已取得首批探测成果,传回的海量观测数据正在向全球开放共享。探日征程步伐稳健、渐入佳境,“羲和二号”的发射也有了初步计划,将对太阳进行立体探测。

方成:现在我们积累的资料已经到了450TB,有十几个国家的科学家都在用我们资料,因为我们是独一无二的,得到了很好的结果。“羲和二号”现在我们也正在努力之中,我们希望把它放到拉格朗日点L5,离我们地球是一亿五千万公里,太阳、地球和L5这个点组成一个等边三角形,是从另外一个角度去看太阳,国际上从来没有一颗卫星固定在L5上面观测。所以我们想赶紧把它搞出来,我们国家就又有了一个世界第一了。

追求卓越 矢志不渝

换个角度看太阳,我们还要做世界第一。倾力半个多世纪不停探索,86岁的方成如今仍坚守在研究岗位上,贡献着自己的智慧和力量。他的学生、中国科学院紫金山天文台研究员甘为群说,能与老师并肩作战,比孤独前行珍贵得多。

甘为群:在80岁左右的院士里面,在一线工作,还写论文发表的,我估计是非常非常少了,方老师就是其中之一。他现在完全还是一种满负荷的工作状态,具体工作年轻人在做,他现在也还在做,然后还有社会义务,院士要给大家做科普报告,给人家解释、咨询,所以他身上相当于是两倍的工作量。

▲方成与南京大学师生合影

效法羲和驭天马,志在长空牧群星。两鬓斑白的方成如今还会时常想起自己20岁时的那个夏天,不甘人后、不畏艰险,向着光的方向一往无前,那光来自璀璨夺目的太阳,也来自执着于心的向往。追逐永远在路上。

方成:太阳的研究永远在路上,还有很大的一段路要走,不是一天两天,也不是一个人两个人能够完成。在有生之年能够对整个的事业发展做出自己的一点努力,我想这个是很有意义的事情。

【记者手记】

我是记者李思默。与我想象中的老先生不同,方成院士身上自带“时尚感”。这位耄耋老人不但能熟练地使用智能手机和我交流,还经常在手机上修改论文、开视频会议。我好奇地问,这些是谁教您的?他淡然一笑,说“都是自己琢磨出来的。”他爱好广泛,摄影、游泳,样样在行。65岁时学会了开车,如今仍热衷于自驾出行。

在采访过程中,我豁然明白,这样的时尚感,原来是源自他内心始终充满着的、对探索未知的澎湃热情。他一再强调,科学研究就是创新,要探索新的东西,了解新的世界。其实,我心中的老先生也正像他一生追逐的太阳那样,用睿智而温暖的光辉照亮我国天文研究的前路,也激励着身边的人勇敢前行。

监制丨高岩

策划丨樊新征 肖源

编审丨樊新征

记者丨李思默 景明 陶航飞

播音丨王娴 唐子文

音频制作丨李晨雨

新媒体丨陈怡 章宗鹏 陈宇

统筹丨张棉棉 李航

视频编导丨段一民

摄像丨李佳伦 陈逸哲

视频剪辑制作丨张良

包装设计丨曹懿心

鸣谢丨南京大学 江阴市融媒体中心

编辑:陈雅琪
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