曾慶存院士 雄心初立志驅(qū)前 科研報(bào)國永不悔

趙振云

“溫室栽培二十年，雄心初立志驅(qū)前。男兒若個(gè)真英俊，攀上珠峰踏北邊?！边@是一位中科院院士1961年從蘇聯(lián)留學(xué)回國時(shí)寫下的《自勵(lì)》詩?；貒哪且豢?，他決心不辜負(fù)國家的培養(yǎng)，立志要攀上大氣科學(xué)的珠穆朗瑪峰。

60余年來，他在大氣科學(xué)、地球流體力學(xué)、衛(wèi)星遙感、氣候與環(huán)境科學(xué)、自然控制論等領(lǐng)域取得了一系列突出成就。先后獲得國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)和三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，中國科學(xué)院科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)。2016年他獲得了享有“氣象諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的“第61屆國際氣象組織獎(jiǎng)”，用豐碩的科研成果回應(yīng)了當(dāng)初的承諾。他就是中國科學(xué)院院士、俄羅斯科學(xué)院外籍院士、中國氣象學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長曾慶存。

一

科研

讓數(shù)值天氣預(yù)報(bào)應(yīng)用到實(shí)際

1935年5月，曾慶存出生在廣東陽江的一個(gè)農(nóng)民家庭。雖然家境貧寒，但父親卻非常重視子女的教育，很早就把他和哥哥一起送到學(xué)堂讀書。

1952年，曾慶存考入北京大學(xué)物理系氣象專業(yè)。1956年大學(xué)畢業(yè)后，他被選派到蘇聯(lián)留學(xué)深造，師從氣象學(xué)大師基別爾。當(dāng)時(shí)氣象科學(xué)還處在半理論半經(jīng)驗(yàn)階段，由于缺少精確的計(jì)算，很多預(yù)報(bào)還要依靠經(jīng)驗(yàn)來估計(jì)。面對(duì)當(dāng)時(shí)困難的原始方程研究，曾慶存選擇了迎難而上。

曾慶存：現(xiàn)在每天的天氣預(yù)報(bào)已經(jīng)由經(jīng)驗(yàn)發(fā)展成為由理論基礎(chǔ)、計(jì)算、數(shù)字表達(dá)出來的預(yù)報(bào)，這叫做數(shù)值天氣預(yù)報(bào)。數(shù)值預(yù)報(bào)是上世紀(jì)五十年代就開始有的，但是不能夠使用。這是為什么？那個(gè)方程太簡單了。1960年以后，氣象學(xué)家們?yōu)榱耸箶?shù)值天氣預(yù)報(bào)能應(yīng)用到實(shí)際，就轉(zhuǎn)到原始方程的研究方向了。幸好那個(gè)時(shí)候我在蘇聯(lián)，導(dǎo)師建議讓我來做這塊的研究。我就開始行動(dòng)了，但是很難去解決這個(gè)問題，難的不得了。

1960年，曾慶存提出了 “半隱式差分”方案，成為世界上最早應(yīng)用原始方程進(jìn)行數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的研究者之一。他首創(chuàng)的“半隱式差分法”至今仍在廣泛應(yīng)用。

二

方法

將數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于氣象研究

面對(duì)困難的原始方程研究，曾慶存花了很大的力氣去探索。通過運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，他打開了原始方程研究的新通道。

曾慶存：你在數(shù)值預(yù)報(bào)用這套東西是要做大量的計(jì)算的，那就要問你用到設(shè)計(jì)的方程是協(xié)調(diào)的嗎？是完整的嗎？是有解的嗎？那么這些問題呢，當(dāng)時(shí)沒法解答。所以，我花了很大的力氣才找到出路。

“半隱式差分”的本質(zhì)就是把快過程一個(gè)算法、慢過程一種算法兩個(gè)綜合起來，既考慮它的相互作用，又不至于太慢，可算。有了原始方程，有了這種有效的算法，就可以變成應(yīng)用使用了。

1979年我寫的了一本書——《數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)》，這本書已經(jīng)解決了相當(dāng)（一部分）問題了。這樣的話就帶動(dòng)數(shù)學(xué)界投身到大氣動(dòng)力學(xué)和地球人體力學(xué)的數(shù)學(xué)問題研究中。

長達(dá)80萬字的《數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)》被譽(yù)為“大氣動(dòng)力學(xué)理論化的標(biāo)桿著作”。它將數(shù)學(xué)、力學(xué)和氣象學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，為我國數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的研究與應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)，也吸引了一大批數(shù)學(xué)家開始關(guān)注和參與到氣象科學(xué)研究。

三

突破

將大氣遙感問題發(fā)展成系統(tǒng)理論

曾慶存院士也是我國最早從事氣象遙感衛(wèi)星研究的科學(xué)家之一。1970年開始，曾慶存被調(diào)入氣象衛(wèi)星研究部門從事氣象衛(wèi)星的研究工作。他第一次把大氣遙感問題發(fā)展成系統(tǒng)理論，他所提出的“最佳信息層”理論為衛(wèi)星遙感通道的選擇提供了重要指引。

曾慶存：衛(wèi)星是發(fā)現(xiàn)災(zāi)害性的天氣的最重要手段。比如說，臺(tái)風(fēng)、暴雨、水災(zāi)、旱澇等災(zāi)害天氣。所以自從有了氣象衛(wèi)星，有了我們這個(gè)監(jiān)測(cè)以后，中國大陸的臺(tái)風(fēng)預(yù)測(cè)一個(gè)都沒有漏掉，全都發(fā)現(xiàn)了。另外呢，沙塵暴也是很難預(yù)測(cè)的。但自從中國有了衛(wèi)星，中國的沙塵暴一個(gè)也沒漏掉。

那個(gè)時(shí)候領(lǐng)導(dǎo)層經(jīng)過調(diào)查，就把我調(diào)去了氣象衛(wèi)星這方面做研究。盡管當(dāng)初進(jìn)行氣象衛(wèi)星研制時(shí)沒有經(jīng)驗(yàn)，遙感資料和大氣資料也很少，但還是邊學(xué)邊做，投入到發(fā)展大氣遙感理論的工作中。遙感的理論那個(gè)時(shí)候還是非常不清楚的，比如說用這個(gè)辦法能不能得到遙感資料、大氣資料，它儀器精度是多少等等，這些問題都不是很清楚。

第一是能不能做到。第二如果能做到，達(dá)到的靈敏度又是多少。這是很不清楚的。搞衛(wèi)星，是很難的一件事，又要下工廠，又要花時(shí)間把外國理論仔細(xì)掂量掂量。但是那是國家需要的，你必須要按時(shí)完成，你不完成不行的，不然怎么打破國際封鎖呢？

那段時(shí)間很艱苦，忘記吃飯睡覺都是常事，因?yàn)椴还茉鯓佣家研l(wèi)星搞出來。就是憑著這顧勁兒，讓我在大氣遙感系列理論上有了突破。我一點(diǎn)也不后悔自己做的決定，因?yàn)槟鞘菄业男枰?/p>

1979年，曾慶存當(dāng)選為全國勞動(dòng)模范；1980年，45歲的曾慶存當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員，是當(dāng)時(shí)最年輕的學(xué)部委員之一。

四

心得

人民的需要、國家的需要是推動(dòng)我要深入研究的最大動(dòng)力

回顧六十余年的科學(xué)探索過程，曾慶存院士分享了他的科研心得。

曾慶存：人民的需要、國家的需要是推動(dòng)我要深入研究的最大動(dòng)力。同時(shí)我也深深感到，只有不畏艱險(xiǎn)攀登的人才能夠達(dá)到這一步，你想直直上去，是上不去的，這就需要這種精神，很艱苦的。另外知識(shí)是積累的，是由量變到質(zhì)變的過程，經(jīng)歷了山窮水盡，也許就會(huì)突然柳暗花明、豁然開朗了。

這是我科學(xué)研究很深的一個(gè)感悟，人類認(rèn)識(shí)某一個(gè)東西，就是由量變到質(zhì)變。從漸悟到認(rèn)識(shí)，是一步步到悟，突然有很大質(zhì)的變化就是頓悟。一天就頓悟了。

五

創(chuàng)作

好詩、好文章 生活總是最好的老師

在中國科學(xué)院，曾慶存更是因?yàn)閷懙靡皇趾迷?、好文章而有著“詩人院士”的美譽(yù)。在曾慶存的眼中，無論科研還是寫作，都離不開理性思維和形象思維二者的相互配合。寫詩雖受心血來潮的靈感沖動(dòng)所引起，但其意境和形象的表達(dá)卻是理性思維的范疇。

他曾寫作《帝舜〈南風(fēng)〉歌考》，一字一句地講述《南風(fēng)》歌這首世界上第一篇關(guān)于季風(fēng)的文獻(xiàn)。

“南風(fēng)之熏兮，可以解吾民之慍兮；南風(fēng)之時(shí)兮，可以阜吾民之財(cái)兮?！薄赌巷L(fēng)》歌全文寥寥26個(gè)字，卻對(duì)東亞夏季風(fēng)的性狀及其對(duì)社會(huì)民生的影響記載和刻畫得簡明深刻。曾慶存對(duì)《南風(fēng)》歌的氣象學(xué)含義作了詳細(xì)的解讀和考據(jù)。

除了從前人的詩歌中解讀科學(xué)，曾慶存也創(chuàng)作了不少以科學(xué)為題材的詩歌作品?！对亙|年前古樹硅化石》便是一首這樣的作品。他從公園里的一株硅化木的形成，聯(lián)想到宇宙洪荒、世間生命的死生輪回，睹物寄情。他是漫漫時(shí)空中的觀察者，更是生命的歌詠者。

這首詩甚至成為了中小學(xué)考試題目，不僅引導(dǎo)學(xué)生們從中解答自然知識(shí)，同時(shí)也幫助青年人樹立自己的時(shí)空觀念。而這樣既具科學(xué)性、又具藝術(shù)性的優(yōu)秀作品，只是曾慶存偶然間看到公園里的硅化木后一筆寫就的。

“以前出差開會(huì)，沒有時(shí)間欣賞風(fēng)景，更沒有時(shí)間寫東西。現(xiàn)在好一點(diǎn)，盡量抽個(gè)半天轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，晚上、路上寫寫游記、詩歌?！比f水千山總關(guān)情，不管是寫詩的曾慶存，還是做科研的曾慶存，生活總是最好的老師。

六

期待

為祖國為人民為科學(xué)努力工作

對(duì)于年輕一代的氣象科研工作者，曾慶存寄予了期望。

曾慶存：我們氣象事業(yè)整體上是世界一流的，沒必要自卑，也不要自我否定。我們國家氣象事業(yè)在發(fā)展當(dāng)中，氣象事業(yè)是為國家為人民的，氣象業(yè)務(wù)工作人員也很努力。我希望搞研究的人，也要很好的聯(lián)系實(shí)際，研究這些問題。除了向外國學(xué)習(xí)外，向中國的實(shí)際，向中國氣象人員學(xué)習(xí)，從實(shí)際里面找出研究的問題，就不會(huì)站不住腳。這是我們理論聯(lián)系實(shí)際很重要的問題，也是我們很好的傳統(tǒng)。

我希望我們青年人很好地繼承這個(gè)傳統(tǒng)，為祖國為人民為科學(xué)努力工作，這是我說的很重要的問題。我自己為科學(xué)毫無愧色，我是這么做的，我希望我們后一輩也這么做。

天欲白，興猶酣，鼓難停，抒不盡，古今中外情。如今耄耋之年的曾慶存院士依然保持著對(duì)科研、對(duì)科普、對(duì)人才培養(yǎng)的熱情，用自己的點(diǎn)滴行動(dòng)推動(dòng)我國氣象科學(xué)事業(yè)不斷開拓前行，為創(chuàng)新性國家的建設(shè)多貢獻(xiàn)一份力量。