中國創(chuàng)新背后的科技巨匠

李雪敏 韋斗斗

2020年1月10日，2019年度國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。習近平、李克強、王滬寧、韓正等黨和國家領導人出席大會并為獲獎代表頒獎。

中國工程院院士、原中國船舶重工集團公司第七一九研究所研究員黃旭華，中國科學院院士、中國科學院大氣物理研究所研究員曾慶存，共同獲得2019年度國家最高科學技術獎。

中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平為獲國家最高科學技術獎的兩位院士頒發(fā)獎勵證書。

黃旭華：“核潛艇之父”的深潛人生

黃旭華的一生，就是一部我國核動力潛艇的研制史。他嘔心瀝血，畢生致力于我國核潛艇事業(yè)開拓發(fā)展的精神令人動容;他鍥而不舍，為我國核潛艇從無到有、跨越發(fā)展、不懈奮斗的拼勁催人奮進。

作為我國“核潛艇之父”的黃旭華，為國家利益隱形埋名三十余載、默默工作，60多年來潛心技術攻關，為核潛艇研制和跨越式發(fā)展做出巨大貢獻。

1月10日，在人民大會堂的領獎臺上，黃旭華院士滿懷激動地接過了習近平總書記為他頒發(fā)的沉甸甸的獎章、證書。

1926年，黃旭華出生在廣東汕尾海豐縣的一個小鎮(zhèn)，小學畢業(yè)時，全面抗戰(zhàn)拉開了序幕，家鄉(xiāng)飽受日本飛機的轟炸，這位海邊少年就此立下報國之愿。“我的人生，就是在日本飛機的轟炸聲里決定的。原來我的名字叫做黃紹強，后來我將‘紹強這個原名留給二哥使用，給自己取名‘旭華，意思是中華民族必定如旭日東升一般崛起，我要為中華民族的強大做貢獻。”黃旭華說。

高中畢業(yè)后，黃旭華同時收到中央大學航空系和上海交通大學造船系錄取通知。在海邊長大的他毅然決然地選擇了造船。1949年，黃旭華畢業(yè)于交通大學造船系，成為中共預備黨員。7月，黃旭華被選派到中共上海市委黨校學習，先后在上海軍管會船舶建造處、上海招商局（海運局）工作。

新中國成立初期，掌握核壟斷地位的兩個超級大國不斷施加核威懾，50年代后期，中央決定組織力量自主研制核潛艇。黃旭華有幸成為這一研制團隊成員之一。1957年元旦，他回到闊別已久的老家。63歲的母親再三地說：“工作穩(wěn)定了，?；丶铱纯础薄?/p>

離開家研制核潛艇時，他才剛剛30歲出頭，由于嚴格的保密制度，長期以來，黃旭華不能向親友透露自己實際上是干什么的，也由于研制工作實在太緊張，從1958到1986年，他沒有回過一次老家海豐探望雙親。1988年南海深潛試驗，黃旭華順道探視老母，95歲的母親與兒子對視卻無語凝噎，30年后再相見，62歲的黃旭華，也已雙鬢染上白發(fā)。30年的時光中，他和父母的聯(lián)系僅僅寄托在了一個海軍信箱，父親直至去世也未能再見他一面。面對親人，面對事業(yè)，黃旭華隱姓埋名三十載，默默無聞，寂然無名。

從1958年參加核潛艇研制工作開始，94歲的他至今仍戰(zhàn)斗在核潛艇研制領域。

中國為什么必須有自己的核潛艇？黃旭華解釋道，要反對原子彈，自己必須擁有原子彈，有了原子彈，必須要有執(zhí)行第二次核打擊的手段，只有擁有了核潛艇，才能把原子彈徹底地埋在水底下。核潛艇，是集海底核電站、海底導彈發(fā)射場和海底城市于一體的尖端工程。然而核潛艇的研制并不是一蹴而就的，加之當時的中國工業(yè)基礎薄弱，想要擁有核潛艇可以說是難上加難。

1965年，核潛艇研制工作全面啟動，核潛艇總體研究設計所成立，黃旭華開始了“荒島求索”的人生。

在開始探索核潛艇艇體線型方案時，黃旭華碰到的第一個難題就是艇型。最終他選擇了最先進、也是難度最大的水滴線型艇體。黃旭華回憶說：“當時，我們只搞過幾年的蘇式仿制潛艇，然而核潛艇和常規(guī)潛艇有著根本的區(qū)別，核潛艇什么模樣，大家都沒有見過，對內部的構造更是一無所知，沒有核潛艇的相關知識和參考資料，沒有足夠的科研水平，沒有硬件條件，擺在我和同志們面前的情況十分棘手?！?/p>

沒有條件，怎么辦？那就創(chuàng)造條件，不等不靠，迎難而上。黃旭華等10余人靠著“騎驢找馬”的工作思路，通過走出去“種菜”的辦法提升科研能力，運用“土”辦法解決尖端技術問題。黃旭華和一代艇的科技人員長期在協(xié)作單位蹲點“種菜”，開展工作。他們先后派出200多名科技人員，到工地去“種菜”，按照潛艇的總體設計要求，在工地上和施工方、用戶方共同完善設計、處理施工問題。

黃旭華帶領團隊自力更生、艱苦奮斗，沒有現(xiàn)成的圖紙和模型，就一邊設計，一邊施工，日以繼日的加班加點;沒有計算機，就用算盤和計算尺替代，嘔心瀝血，終于算出了首艘核潛艇的幾萬個數(shù)據(jù);為了控制核潛艇的總量和穩(wěn)定性，邊角余料也要過秤稱重……幾年的建造過程，天天如此，使核潛艇下水后的數(shù)值和設計值幾乎吻合。

除了使用“土”辦法攻克技術問題外，黃旭華和團隊想到了另一個辦法，那就是從情報入手，開展扎實的調查研究工作。當時國外保密控制很嚴，在浩瀚無邊的報刊雜志和論文資料中，要尋找有價值的核潛艇資料，猶如大海撈針，而且能找到的資料往往掐頭去尾，真假難分，不信不行，全信可能上當。為從零零碎碎、真假難辨的資料中拼湊有用信息，他們時刻攜帶“三面鏡子”：用“放大鏡”搜索相關資料，用“顯微鏡”審視相關內容，用“照妖鏡”分辨真假虛實。

通過調研，科研人員將搜集到的零零碎碎、真真假假的資料經(jīng)過分析、鑒定，集成為美國核潛艇的總體。但這樣主觀集成的核潛艇總體，到底有多少可信度？黃旭華心中沒底。

當時，正好有兩個人，一個從美國、一個從中國香港，帶回兩個美國“華盛頓號”導彈核潛艇的兒童玩具模型。玩具很仿真，板子可以掀開，掀開后里面有密密麻麻的設備。包括黃旭華在內的科研人員對玩具進行了多次肢解、組合。“我們發(fā)現(xiàn)這兩個模型同我們一半靠零散資料一半靠想象畫出的圖紙基本一樣。雖然大家沒有見過核潛艇，對美國核潛艇技術一無所知，但這個模型給了大家一個直觀的參考，也大大增加了信心。”黃旭華說。

核潛艇技術復雜，配套系統(tǒng)和設備成千上萬，不能盲從一個玩具模型。為了在艇內合理布置數(shù)以萬計的設備、儀表、附件，黃旭華不斷調整、修改、完善，讓艇內100多公里長的電纜、管道各就其位，為縮短建造工期打下堅實基礎。就這樣一步步，黃旭華和同事們突破了核潛艇中最為關鍵的核動力裝置、水滴線型艇體、艇體結構、發(fā)射裝置等技術。

1970年12月26日，中國第一艘攻擊型核潛艇順利下水。1974年8月1日，中國第一艘核潛艇被命名為“長征一號”，正式列入海軍戰(zhàn)斗序列。問世18年，我國核潛艇一直沒能進行極限深度的深潛試驗。1988年這項試驗在南海正式展開，在核潛艇的所有試驗中，此項試驗最具風險與挑戰(zhàn)。

核潛艇上一塊撲克牌大小的鋼板，深潛后承受的外壓是1噸多。艇體但凡有一塊鋼板不合格、一條焊縫有問題、一個閥門封不嚴，都可能面臨艇毀人亡的結局。雖然設備經(jīng)過了全面的檢修，也準備了28套500多條應急處置預案，但是參試人員仍然面臨著巨大的心理考驗。甚至有的參試同志拍了“生死照”，以防萬一失敗后做個“最后的留念”。參試的年輕艇員滿腔熱血，還有的寫好了遺書。

這位總設計師將這一切都看在了眼里，他當即決定，親自下艇，成為當時世界上核潛艇總設計師親自下水做深潛試驗的第一人，這一年的他已經(jīng)62歲?！八械脑O備材料沒有一個是進口的，都是我們自己造的。開展極限深潛試驗，并沒有絕對的安全保證。我總擔心還有哪些疏忽的地方。為了穩(wěn)定大家情緒，我決定和大家一起深潛?！秉S旭華說。

隨著試驗從淺潛到深潛，海水擠壓著艇體，艙內不時發(fā)出巨大聲響，參試人員全神貫注，堅守在各自的崗位，黃旭華鎮(zhèn)定自若，全程沉著冷靜、全神貫注地記錄和測量各種數(shù)據(jù)，直至下潛到極限深度。當核潛艇慢慢上浮至100米繼而浮出水面時，現(xiàn)場的人群沸騰了，黃旭華也抑制不住內心的欣喜和激動，詩興大發(fā)，即興賦詩一首：“花甲癡翁，志探龍宮。驚濤駭浪，樂在其中！”

事實證明，一代核潛艇的設計、建造都達到了預期，中國人民海軍潛艇史上首個深潛紀錄由此誕生，中國核潛艇的總設計師隨同首艇一起深潛也成為佳話。對于問鼎國家最高科學技術獎，黃旭華直言“沒有想到”?！斑@個獎代表的是我們科學技術水平達到了最高境界，雖然是獎勵給我個人，但榮譽是給我們船舶人和協(xié)作單位的?！?/p>

“干驚天動地事，做隱姓埋名人”真正成為了黃旭華一生的寫照。

“大鬧天宮”六十載，讓天有“可測”風云

剛邁入2020年的北京格外的冷，頒獎那天卻比往常暖和許多，或許是老天爺想給這位“大鬧天宮”的老人一個特殊的慶祝方式。

他是氣候數(shù)值模擬和預測研究的先驅者之一，他的研究多為原創(chuàng)性，他首創(chuàng)的“半隱式差分法”用于天氣預報業(yè)務，該方法至今仍在被廣泛采用，是世界上第一個成功求解原始方程作數(shù)值預報的方法，并發(fā)展了數(shù)值天氣預報的數(shù)學物理基礎理論。

他在衛(wèi)星大氣紅外遙感研究中提出“最佳信息層”和反演方法，被世界各主要衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理和服務中心所采用，服務于實時天氣預警和短期天氣預報。

他恪守邦國之命，興偉業(yè)，爭尖端。歷經(jīng)六十余載，他“征服”了變幻莫測的天氣，讓天有“可測”風云。他就是曾慶存——國際數(shù)值天氣預報理論的奠基人，中國科學院大氣物理研究所研究員，國際著名大氣科學家。

出生于1935年的曾慶存，今年已是85歲高齡。耄耋之年，依然精神矍鑠、風度翩翩，作為中國科學院院士的他仍奮戰(zhàn)在科研一線。

氣象學這個“冷板凳”曾慶存一坐就是幾十年。

1952年，曾慶存考入北京大學物理系。讓他印象深刻的是，“1954年的一場晚霜，把河南40%的小麥凍死了，嚴重影響了當?shù)氐募Z食產(chǎn)量，老百姓吃不飽肚子。如果能提前預判天氣，做好防范，肯定能減不少損失。我從小在田里長大，挨過餓，深有體會?！?/p>

新中國成立之初，百廢待興，國內氣象科學人才短缺問題亟待解決。在這種背景下，學校安排了一部分學生改學氣象學專業(yè)，曾慶存毫不猶豫地答應了。

20世紀50年代，即將畢業(yè)的曾慶存到中央氣象臺實習，看到氣象預報員們廢寢忘食地守候在天氣圖旁進行分析判斷和發(fā)布天氣預報。但由于缺少精確計算，做天氣預報往往只能定性分析判斷，憑經(jīng)驗做預報，心里沒把握。

“那時我就下決心要研究客觀定量的數(shù)值天氣預報，提高天氣預報的準確性，增加人們戰(zhàn)勝自然災害的能力?！痹鴳c存說。

大學畢業(yè)后，曾慶存被選派進入蘇聯(lián)科學院應用地球物理研究所學習，師從著名氣象學專家基別爾。

到了蘇聯(lián)之后，曾慶存學習極其認真刻苦。他發(fā)現(xiàn)自己在國內所學的知識跟人家還差了一大截。

“數(shù)學水平不行，物理基礎不牢，底子薄”。他日后回憶。

不服輸，就必須努力。一本書的第一頁他要讀幾天才能明白，所以只有努力啃書本，把第一章的知識學懂，后面才能學得越來越快。

一年半后，他以扎實的數(shù)學物理功底引起基別爾的注意，導師以一種特別的方式褒獎了優(yōu)秀學生——給他出了一道世界難題，即用原始方程作短期天氣預報。

當時的曾慶存不知自己走的是一條開辟性的道路，一個里程碑式的偉大研究。

數(shù)值天氣預報是在一定條件下將大氣復雜的狀態(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，預測未來一定時段的大氣運動狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法。數(shù)值天氣預報很新，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、風向、風速等等。在當時的計算條件下，要想“追上天氣變化的速度”并將其計算出來，幾乎是天方夜譚。

面對難題，曾慶存卻表現(xiàn)的很興奮。

“我后來想到，何不化繁為簡，隱去對方，先各自計算氣象參數(shù)，再加以整合?！痹趯煹闹笇?，曾慶存開始全力攻堅。那個年代，計算機在蘇聯(lián)也是稀缺寶貝，曾慶存每天只有10個小時的上機時間，而且還只能在深夜。于是，他就白天用紙算，晚上帶著紙條去上機，一萬多行程序，一條條驗證。

明知山有虎，偏向虎山行。冥思苦想，反復試驗，最終從分析大氣運動規(guī)律的本質入手，想出了用不同的計算方法分別計算不同過程的方式，首創(chuàng)求解大氣運動原始方程組的“半隱式差分法”，給出了世界上第一張采用原始方程組的天氣預報圖。那一年，曾慶存26歲。

不久后，這項成果在莫斯科世界氣象中心應用，天氣預報準確率前所未有地提升到了60%以上。自此，被世界氣象組織盛贊“20世紀最重大的科技和社會進步之一”的數(shù)值天氣預報，從夢想照進了現(xiàn)實。

面對隨之而來的贊譽，曾慶存選擇了立刻回國。他說：“當時就一個念頭，回國！我是廣東農(nóng)村的貧苦孩子，沒有黨、沒有新中國，我哪能上大學！國家需要我回去搞建設?！?/p>

回國時他為自己寫了一首詩“溫室栽培二十年，雄心初立志驅前。男兒若個真英俊，攀上珠峰踏北邊”。

學成回國的曾慶存被分配到中國科學院地球物理和氣象研究所氣象研究室工作?？嘤诋敃r國內沒有電子計算機，回國后的曾慶存集中攻關大氣和地球流體力學以及數(shù)值天氣預報中的基礎理論問題。這在當時看來是十分抽象和“脫離實際”的。

曾慶存咬牙堅持，在大氣和地球流體力學的物理數(shù)學理論研究上作出開創(chuàng)性、系統(tǒng)性成果，并發(fā)展了一些至今仍是世界數(shù)值天氣預報和氣候預測的核心技術。

在科研的道路上，曾慶存從未止步。1970年，曾慶存又服從國家需要，開始深入研究應用衛(wèi)星開展大氣紅外遙感的基礎理論問題，

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)星領域，提出“最佳信息層”和反演方法，出版了國際上第一本系統(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》、出版了被譽為“氣象學理論化極重要篇章”的《數(shù)值天氣預報的數(shù)學物理基礎》、開創(chuàng)了跨季度氣候動力學預測研究和氣象災害監(jiān)測預報與防災調度方法研究、提出了人工調控自然環(huán)境的理論方法、氣象災害的監(jiān)測、預測和防控調度實用研究等。

因為熱愛，所以癡迷。這是學生胡非眼里的老師。

在科研上，他樂此不疲，熱衷果敢，在育人方面，他桃李滿天下，已經(jīng)為國家培養(yǎng)出三名院士，科學家的奉獻精神深深的感染著他的每一位學生。

“他最感染我的是幾十年如一日對科學的興趣，對新知識的渴求。他是一個對宇宙、自然、社會等所有知識都充滿好奇的人?！昂钦f。

曾慶存在科學的道路上也有自己的引導者，就是他的家人。

曾慶存出生在廣東省陽江縣一個貧困的農(nóng)民家庭?！靶r候家貧如洗。雙親率領我們這些孩子力耕垅畝，深夜勞動歸來，皓月當空，在門前擺開小桌，一家人喝著月照有影的稀粥——這就是美好的晚餐了。”這是曾慶存在《院士自述》中的一段話。

談到自己的啟蒙老師，曾慶存說“毫無疑問是自己的父親”。沒正式讀過書的父親深知讀書的重要性，他讓兩個兒子一邊務農(nóng)一邊讀書。在父親的教導下，這個家庭培養(yǎng)出兩位科學家：一位是曾慶存，另一位是他哥哥曾慶豐——我國著名地質學家。

雖然家境貧寒，但曾慶存父母對孩子的教育卻沒有一絲懈怠。父親曾明耀從小就給孩子們營造了極好的知識氛圍。讀書也是曾明耀的未竟之志，他一生對知識的崇敬和渴求在孩子們心中種下求知的種子。

“我現(xiàn)在還在親自帶年輕人和學生，希望再為中國氣象事業(yè)培養(yǎng)一些棟梁，為學科交叉建設橋梁。”曾慶存說。

曾慶存時常教導學生要甘坐“冷板凳”，要有“十年磨一劍”的精神。

談及我國氣象事業(yè)，曾慶存說：“我們氣象事業(yè)整體上是世界一流的，簡言之沒必要自卑，不要自我否定，我希望搞研究的人也要很好地聯(lián)系實際，除了向外國學習，也要向我國的氣象人員學習，從實踐中找出研究的問題。希望我們的青年人很好地繼承這個傳統(tǒng)。我自己是一個氣象科研領域的‘老戰(zhàn)士，愿意為真理、為人民、為國家、為黨奉獻一切。我希望我們后一輩也這么做?！?/p>

科技之強，民族之強。

有這樣一個特殊群體，他們或許一生奉獻于科學，默默無聞，不為公眾所知，不為大眾輿論所關注，他們不是時髦明星，樸實無華，埋頭干事，甘于寂寞。他們身上的科學精神、科學方法、為人處世、乃至價值理念，如同金子一般閃爍著，是真正的國家“寶貝”，更是民族的脊梁。