于無聲處做科研

邢多多

胡一鳴看上去很年輕，實(shí)際年齡也不到40歲，但在他工作的暗物質(zhì)與空間天文實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)中，已然是一位“老科研人”。2000年，他考入南京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè);2004年進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)進(jìn)行碩士、博士階段的學(xué)習(xí)，并開始從事空間天文觀測(cè)設(shè)備的工程化設(shè)計(jì)工作。

工作15年間，他見證了中國(guó)航空航天事業(yè)的迅猛發(fā)展，先后參加了嫦娥一號(hào)和二號(hào)伽馬射線譜儀、嫦娥三號(hào)巡視器粒子激發(fā)X射線譜儀（APXS）、高級(jí)稀薄電離熱量計(jì)（ATIC）南極氣球飛行實(shí)驗(yàn)、悟空號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星有效載荷（DAMPE）、先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)（ASO-S）有效載荷等多項(xiàng)重要科學(xué)衛(wèi)星工程研制任務(wù)，迅速成長(zhǎng)為中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)高級(jí)工程師。

給“玉兔”手里揣個(gè)“暖寶寶”

看到胡一鳴的第一眼，就打破了常人對(duì)科研工作者的所有刻板印象，他個(gè)子不高卻很愛笑，身穿白大褂卻為人謙遜。聽他講述自己的科研工作，就像在經(jīng)歷一次有趣的探險(xiǎn)，奇妙科幻，又免不了艱難險(xiǎn)阻。

2013年2月2日，中國(guó)西昌，嫦娥三號(hào)探測(cè)器由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭送入太空，并順利完成了為期15天的“觀天、看地、測(cè)月”的科學(xué)探測(cè)和其他預(yù)定任務(wù)，創(chuàng)造了全世界在月工作最長(zhǎng)紀(jì)錄。嫦娥三號(hào)拍回來的照片成為了人類時(shí)隔40多年首獲最清晰月面照片，其中包含大量科學(xué)信息。在這次歷史性的科研成果中，胡一鳴也參與了其中一項(xiàng)很小卻至關(guān)重要的工程項(xiàng)目，就是為玉兔號(hào)月球車的機(jī)械手臂前端探頭提供月夜零下180℃的生存保障措施。

“嫦娥三號(hào)由月球軟著陸探測(cè)器（簡(jiǎn)稱著陸器）和月面巡視探測(cè)器（玉兔號(hào)月球車）組成，玉兔號(hào)月球車會(huì)在月球表面跑來跑去，并伸出自己的手臂來開展月壤元素的分析與研究，運(yùn)用的‘法寶正是手臂最前端的探頭——粒子激發(fā)X射線譜儀。但是由于機(jī)械手臂安裝在巡視器外部，在月球夜晚零下180℃的環(huán)境下，探頭很有可能被凍壞，無法正常工作。”胡一鳴要攻克的難題，就是如何在手臂前端提供一個(gè)在超低溫環(huán)境下既不消耗外部能源，又能夠持續(xù)提供熱量的月夜生存裝置，“通俗易懂地解釋，就是如何給‘玉兔手里揣個(gè)‘暖寶寶”。

“暖寶寶”的難點(diǎn)并不在于研發(fā)，經(jīng)過測(cè)試后，胡一鳴迅速找到了含有放射性同位素?zé)嵩矗≧HU熱源），通過輻射加熱就能保障前端探頭的存儲(chǔ)溫度。最大的難點(diǎn)在于月夜生存裝置內(nèi)含有钚238同位素，會(huì)產(chǎn)生一定輻射風(fēng)險(xiǎn)，因此只能趕在火箭整流罩合罩前安裝，從而最大限度減少外界人員接觸放射性物質(zhì)的概率。但這時(shí)候安裝，就必須要在54.5米的高空中進(jìn)行操作，加上周圍布滿重要設(shè)備，空間狹小，只能趴在一塊橫搭著的板子上徒手完成。

“壓力非常大，但凡有一個(gè)不小心，哪怕將一顆小小的螺絲釘?shù)粝氯?，都可能使整個(gè)航天項(xiàng)目受到無法估量的影響！”為了完成這個(gè)動(dòng)作，為了將時(shí)間縮到最短，為了不出現(xiàn)任何誤差，胡一鳴直接在實(shí)驗(yàn)室里搭建了一個(gè)平臺(tái)來模擬操作，從2012年5月24日開始到2013年年底結(jié)束，一套動(dòng)作整整練習(xí)了一年半。

那個(gè)過程真叫一個(gè)緊張！臨近嫦娥三號(hào)發(fā)射時(shí)正值寒冬，胡一鳴穿著薄薄的防靜電服，渾身卻濕透了，就像外面罩了一件雨衣，里面全是水。雖然安裝時(shí)間在他嫻熟的技術(shù)下縮減為八分鐘，但是除了手沒抖，身體的其他部位全在發(fā)抖……

到了今天，胡一鳴依然難忘當(dāng)時(shí)的情形，卻也平添了幾分自豪，“但這并非我個(gè)人的偉大，而是我作為幾萬分之一、幾十萬分之一融入了一項(xiàng)偉大的事業(yè)”。胡一鳴說。

為一個(gè)“預(yù)言”付出三代科研心血

“其實(shí)，所有的科研工作者都追求著一個(gè)共同的目標(biāo)：洞察自己感興趣的問題，并找到最終答案。這往往需要一個(gè)長(zhǎng)期的、經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的科研流程：形成假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)、再次討論并修正假設(shè)……只是不幸的是，現(xiàn)實(shí)不會(huì)那么一帆風(fēng)順?！?/p>

在胡一鳴的電腦里，至今存著一張?jiān)诳苹么笃锊拍芸吹降恼掌?08根600mm長(zhǎng)的類似玻璃棒的東西，被“吸”進(jìn)了一個(gè)個(gè)小格子中，十分震撼。這張圖展現(xiàn)的正是悟空號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星內(nèi)部最為關(guān)鍵載荷——BGO量能器的設(shè)計(jì)方案，它同時(shí)承載著二十年、三代科研人的心血。

“BGO晶體形似‘玻璃棒，由其組成的BGO量能器是悟空號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星的核心載荷，它非常重要，對(duì)應(yīng)的占比也最大，但是發(fā)射一公斤航天器上天，就相當(dāng)于發(fā)射一公斤黃金，如何減輕BGO量能器的承載結(jié)構(gòu)，成為了載荷工程化設(shè)計(jì)過程中至關(guān)重要的一步?！?/p>

早在1998年，胡一鳴的老師常進(jìn)就提出了暗物質(zhì)量子的理想構(gòu)思，2004年胡一鳴剛進(jìn)科研組，全組都在灌輸一個(gè)理念——做一顆屬于自己的天文衛(wèi)星。為了研究原理的可實(shí)施性，整個(gè)團(tuán)隊(duì)一直在摸索、實(shí)驗(yàn)。2006年，胡一鳴專門負(fù)責(zé)研發(fā)了一款乳膠脂暗物質(zhì)探測(cè)器來搭載返回式衛(wèi)星，目的就是給“預(yù)言”做鋪墊。2008年，胡一鳴又獨(dú)自一人跑到南極參與ATIC南極氣球飛行實(shí)驗(yàn)，花了整整兩個(gè)月，才帶回來了極具說服性的數(shù)據(jù)。

直到2008年，距離構(gòu)思提出整整過去了十年，針對(duì)暗物質(zhì)的空間探索，常進(jìn)專門發(fā)了一篇文章，才讓大家真正關(guān)注到這個(gè)領(lǐng)域。2008年12月，劉延?xùn)|副總理得知這一項(xiàng)目成果后，親自批示：“中國(guó)科學(xué)家十年磨一劍在暗物質(zhì)探測(cè)方面取得引人注目的成果，這種瞄準(zhǔn)世界前沿、勇于創(chuàng)新方法并加強(qiáng)國(guó)際合作的做法值得推廣。希望科學(xué)家們繼續(xù)努力，勇攀高峰?！睆哪侵?，整個(gè)項(xiàng)目才算真正走上正軌。

但是責(zé)任大，壓力就大！2015年，作為有效載荷結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師，胡一鳴帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功拿下了悟空號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星內(nèi)部的BGO量能器的設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目，來不及高興，就遇到了大問題?！罢麄€(gè)‘悟空號(hào)的重量指標(biāo)被要求控制在1.9噸左右，其內(nèi)部四臺(tái)有效載荷就有1.45噸，BGO量能器的重量達(dá)1.045噸，占據(jù)了整星重量的55%?！焙圾Q解釋說：“這就意味著，要想‘悟空號(hào)上天，我們必須要將整個(gè)BGO量能器承載結(jié)構(gòu)的占比壓低到15%以內(nèi)?！?/p>

“這個(gè)過程很難，每個(gè)細(xì)節(jié)都得不斷地打磨、更改、精進(jìn)，容不得閃失?！睆淖畛醯奈锢碓O(shè)計(jì)分析，到單元制作與試驗(yàn)優(yōu)化，再到如何提高BGO量能器的荷重比，包括胡一鳴在內(nèi)的“老中青”三代科研人員齊上陣，整整花了三個(gè)月時(shí)間反復(fù)測(cè)試和驗(yàn)證，才最終形成以獨(dú)有的非金屬復(fù)合材料空腔蜂窩型箱體支撐結(jié)構(gòu)為核心的暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星BGO量能器的設(shè)計(jì)方案。

通過這個(gè)方案，使得BGO量能器在原有的基礎(chǔ)上增加了4.46個(gè)輻射長(zhǎng)度，提高了探測(cè)能段上限。同時(shí)減少了量能器占空比，使BGO量能器100GeV以上電子探測(cè)效率提高到98%，保證了整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，并且大幅度提升了“悟空號(hào)”衛(wèi)星的探測(cè)能力及在軌壽命，堪稱歷史性的突破成果。

2015年12月17日8時(shí)12分，在甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地，胡一鳴和團(tuán)隊(duì)成員守護(hù)著“悟空號(hào)”成功上天。升空的那一刻，所有人都很激動(dòng)，甚至興奮，將近二十年、三代科研人員的心血，讓這群人等了太久。

舍小家，顧大家

法布爾在《蟬》中寫過一句話：“四年黑暗中的苦工，一個(gè)月陽光下的享樂，這就是蟬的生活?！睆墓ぷ髦醯浆F(xiàn)在，胡一鳴對(duì)這句話的感受越來越深，也越來越能領(lǐng)悟這句話的意思。但他始終覺得，科研工作者并不是尋求一個(gè)不可替代性的位置才來做科研，“科研對(duì)大多數(shù)人來說并不是追求英雄的道路”。但要問起有沒有愧對(duì)的人，胡一鳴也坦言：“只有家人。”

2012年5月24日，這個(gè)日子胡一鳴永遠(yuǎn)忘不了，那天他的大兒子剛出生，第二天他就去了北京，前前后后整整一個(gè)月，正好滿月那天趕回來?！皾M月宴全靠家人和同事張羅，我只是匆匆忙忙從機(jī)場(chǎng)趕到了飯店，好像喝的是別人家小孩的滿月酒?！?/p>

“但是沒辦法，人生就是一個(gè)從0到1的過程，從事我們這個(gè)工作的人，物質(zhì)保障到了一定程度，就更應(yīng)該具有國(guó)家情懷?！敝皇巧頌閮鹤印⒄煞?、父親，胡一鳴不想也不愿錯(cuò)過任何一次與家人相處的機(jī)會(huì)，于是陪伴他們時(shí)總是會(huì)特別用心。

有一次他帶兒子去北京天文館參觀，里面展覽了玉兔號(hào)月球車模型，胡一鳴告訴兒子里面有一個(gè)很小很小的東西是爸爸裝的，結(jié)果兒子變得很高興、很興奮，強(qiáng)烈要求合影，說要帶回去給其他小朋友看。胡一鳴說：“那是我最自豪的一刻，比得了任何獎(jiǎng)都開心?！?h3>對(duì)話

《風(fēng)流一代》：如果用一種動(dòng)物來打比方，你會(huì)用什么來形容自己？為什么？

胡一鳴：海豹，可能看起來很可愛而懶惰，對(duì)很多事情感興趣就盯著玩耍，但實(shí)際上，它是環(huán)境中最強(qiáng)大的掠食者之一。我的性格就是表面很隨和，但是做科研時(shí)，必須集中所有精力、專心致志，做到“一擊命中”。

《風(fēng)流一代》：如何理解“專注”？

胡一鳴：就是做自己最擅長(zhǎng)的事。從工作到現(xiàn)在，我做的事非常雜，需要我出力的方方面面都在參與，但我不贊成這種模式，我認(rèn)為科研工作者不該求多，應(yīng)該求精。專注的另一面還有堅(jiān)持，堅(jiān)持一件事情很重要，有可能曙光不會(huì)來得那么快，但是認(rèn)準(zhǔn)一件事情就要做到有結(jié)果，用句不太恰當(dāng)?shù)脑拋肀扔?，就是“撞到南墻再回頭”。

《風(fēng)流一代》：近幾年，自嘲為“青稞”“青椒”的青年科技工作者群體，漸漸成為“青焦”。您怎樣看待“科研人員坐冷板凳”這種現(xiàn)象？

胡一鳴：這個(gè)行業(yè)對(duì)基層科研人員顯示度確實(shí)不高，但是我覺得首先要把自己的心態(tài)調(diào)低，雖然做的事是“高精尖”，可我們做的就是普普通通的活。在平凡的崗位上做平凡的事，貢獻(xiàn)自己平凡的青春，我相信當(dāng)你老了以后，回顧你這一生，雖然坐的是“冷板凳”，但是你的經(jīng)歷很充實(shí)，別人無法替代。

《風(fēng)流一代》：知乎上有一個(gè)話題：“佛系”精神對(duì)科研工作者是利是弊？您怎么看？

胡一鳴：科研工作不是說你喜歡就專心致志，不喜歡就“隨波逐流”，而是靜下心、坐得住、沉得住，不驚不喜、不焦慮、不抑郁;開始做這件事，身體還有情緒就自然而然地調(diào)整到一種最佳狀態(tài)，絕不能“佛系”。