劉杰：守護大國重器 逐夢核物理人生

田瑞穎

前不久，在中華全國總工會于北京人民大會堂舉行的全國先進女職工集體和個人表彰大會上，中科院近代物理研究所研究員、“悟空”號衛(wèi)星塑閃陣列探測器主任設(shè)計師劉杰榮獲“全國五一巾幗獎?wù)隆?，并被授予“全國五一巾幗標兵”稱號。

作為國家重大專項“核高基”項目首席科學(xué)家，近30年來，劉杰率領(lǐng)團隊完成了國內(nèi)400多家單位次、上萬顆芯片的測試，為我國嫦娥、北斗、空間站等衛(wèi)星選用國產(chǎn)抗輻射加固大規(guī)模集成芯片提供了重要技術(shù)支撐。劉杰用使命和擔(dān)當(dāng)、智慧和創(chuàng)造、敬業(yè)和奉獻，演繹著“巾幗逐夢綻芳華”的動人故事。

中學(xué)時，劉杰就喜歡上了物理，高考優(yōu)異的物理成績更加堅定了她報考北京師范大學(xué)物理系的決心。

“物理是一個完整的體系，必須鉆進去，把每一門都學(xué)下來，所以學(xué)物理確實也挺辛苦?！眲⒔芴寡?，大學(xué)期間，除了吃飯睡覺，雖然把所有時間都用來學(xué)習(xí)，自己仍時常覺得時間不夠用。

而隨著知識增長的，還有她的眼睛近視度數(shù)。從入學(xué)時的100度，短短幾年就飆升到了500度，“我曾以為上了大學(xué)會輕松一些，沒想到更累了?！眲⒔苡哪卣f。

留在北京，還是回到家鄉(xiāng)蘭州？畢業(yè)之際，很多學(xué)生選擇留在了繁華的首都北京，而劉杰還是回到了蘭州，進入中科院近代物理所工作，她深知，西部更需要科技的潤澤。

工作期間，劉杰沒有放下學(xué)習(xí)，在所里繼續(xù)完成了碩士和博士學(xué)業(yè)，而她的博士科研方向更是選擇了一門不僅難，還很冷門的宇航電子元器件單粒子效應(yīng)研究。

“沒有經(jīng)費、沒有實驗條件、論文成果不易發(fā)表……”但劉杰絲毫不在乎，她知道這一研究方向關(guān)系我國航天事業(yè)的發(fā)展，“只有甘坐冷板凳，敢啃硬骨頭，才能在祖國需要的時候挺身而出。”

39天，165天，兩顆“風(fēng)云一號”氣象衛(wèi)星的服役時間都未達到預(yù)定工作壽命。作為我國20世紀八九十年代研制的第一代極地軌道氣象衛(wèi)星，探究衛(wèi)星姿態(tài)失控原因成為當(dāng)務(wù)之急。

1993年，當(dāng)劉杰與團隊接到“風(fēng)云一號”衛(wèi)星故障地面復(fù)演實驗任務(wù)時，她激動之余更感責(zé)任重大。

時間緊，任務(wù)重，為了盡快獲得實驗數(shù)據(jù)，她與其他3名同事臨時搭建實驗平臺，整整40個小時沒有合眼，最終找到了衛(wèi)星姿態(tài)失控的原因：星載計算機芯片在軌經(jīng)常發(fā)生單粒子事件，且設(shè)計上對空間環(huán)境因素考慮不足。

“人類因為地球大氣層而免受太空輻射影響，而衛(wèi)星和電子學(xué)設(shè)備則不可避免地遭受空間輻射效應(yīng)影響，而對于大規(guī)模集成芯片而言，單個高能宇宙射線可能導(dǎo)致器件出現(xiàn)單粒子效應(yīng)，嚴重威脅航天器的在軌安全?！眲⒔芙忉尩?。

找到原因后，劉杰和團隊利用蘭州重離子加速器裝置，在地面模擬空間輻射環(huán)境，開展電子元器件抗輻射性能的檢測和評估，經(jīng)檢測和評估后的器件在軌表現(xiàn)優(yōu)異。劉杰帶領(lǐng)團隊先后建立了兩套單粒子效應(yīng)地面模擬裝置，為我國嫦娥、北斗等航天任務(wù)提供了重要技術(shù)支撐。

在這條異常艱辛的科研路上，劉杰從來沒有想過放棄，“問題一定能解決，認準了就要堅持，也只能堅持。”

2015年12月，隨著“悟空”號在甘肅酒泉成功發(fā)射，當(dāng)時身在現(xiàn)場的劉杰終于長舒了一口氣。

“悟空”號衛(wèi)星擁有4個探測器，其中的塑閃陣列探測器正是由劉杰團隊設(shè)計并研制。在發(fā)射前，她與團隊就已陪伴了它1500多個日夜。

實際上，早在2008年，劉杰就開始進行塑閃陣列探測器的預(yù)研工作，在沒有空間載荷研制經(jīng)驗的困境下，她帶領(lǐng)團隊咬緊牙關(guān)，突破了探測器大動態(tài)范圍、塑閃晶體溫度變形設(shè)計、多路前端電子學(xué)，以及大規(guī)模集成芯片可靠性等方面的關(guān)鍵技術(shù)。

探測器研制好以后，需要運送至西安開展力學(xué)實驗，而探測器載荷的運輸必須確保萬無一失，不僅前方要有專車開路，后方還要有守護的車，就連時速都不能超過96千米，這些都讓劉杰分外緊張。

就在押運車準備上路時，大雪突至，走還是不走，大家一時間陷入了糾結(jié)。由于探測器的高低溫測試必須在春節(jié)前完成，如果不走，一旦春節(jié)期間測試單位放假，測試任務(wù)只能被迫中斷。

“走！必須走！”在經(jīng)過反復(fù)商討后，劉杰和幾位設(shè)計師拍了板。白天下雪導(dǎo)致高速封路，直到中午高速路才開放，他們只能走國道。而晚上8點左右的一個電話，讓劉杰的心糾得更緊了，“秦嶺這段的高速也有積雪，我們打算在加油站休息。”

考慮到夜間在加油站休息可能會有各種不確定性，劉杰最終還是決定讓車隊緩慢前行。凌晨12點，當(dāng)接到車隊走出秦嶺的電話時，她懸著的心，終于放了下來，“我們經(jīng)不起任何差錯，真是又緊張又害怕。”回憶起當(dāng)時的場景，劉杰仍心有余悸。

經(jīng)過多年的攻關(guān)，最終，劉杰團隊以滿分完成任務(wù)。如今，塑閃陣列探測器已在軌正常運行5年多，為獲取科學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)揮了重要作用。良好的運行，也讓“悟空”號兩次延期服役。

中科院第五屆“十大杰出婦女”、中科院杰出科技成就獎、甘肅省科技進步獎一等獎……面對諸多榮譽，劉杰認為這是團隊共同努力的見證，“我沒有多大能力，我的能力就是把大家聚集到了一起?！?/p>

“女神boss”是團隊私下對她的稱呼，作為60名成員的“大家長”，她永遠細致入微地關(guān)心著每一個人。

在她辦公室的柜子中，擺放著不同的杯子，這是劉杰為團隊成員準備的專用杯，每當(dāng)有人來她辦公室的時候，她都會在他們的杯子里泡好茶或咖啡。

她會記得團隊成員的生日，關(guān)注每個人的生活，但對自己的女兒，劉杰甚至沒時間好好給她做一頓飯，“孩子和工作都很重要，但人的精力是有限的，工作和家庭很難做到絕對的平衡?！?/p>

實際上，團隊的每個人也在默默地愛著這個“大家長”。2008年2月18日，實驗室的燈忽然黑了，還沒等她反應(yīng)過來，團隊成員每人都拿著一根蠟燭走了進來，那一天是她的生日。劉杰流淚了，這也是她參加工作10多年來第一次流淚。

劉杰非?？粗貙W(xué)生的培養(yǎng)，她認為最好的授課是在團隊合作中，而不只是課堂上?！皥F隊就像大舞臺，每個人都有自己的角色，學(xué)生可以跟著大團隊學(xué)‘表演，在這個過程中，他自然會找到自己的角色和研究方向?！?/p>

在她看來，自己的角色更多的是“托舉”，“對青年人的培養(yǎng)，不是把‘嚼過的知識喂給他，而應(yīng)該去啟發(fā)、推動他找到前沿問題，并逐漸深入下去，遇到問題可以商討，但解決過程必須自己完成，最終學(xué)生獲得的不僅是知識，還有解決問題的能力、成就感和團隊協(xié)助能力。”

為此，劉杰時常鼓勵青年人獨立承擔(dān)項目，并為他們提供出國學(xué)習(xí)的機會。除了科研外，只要所里舉辦活動，她每次都帶隊全員出動，2011年，劉杰團隊被甘肅省總工會評為“勞動先鋒號”。

春游、聚餐、拔河比賽、羽毛球比賽、工作……這些團隊瞬間，都被學(xué)生制作成了日歷相冊，掛在她的書柜中，每年一本，以記錄團隊一年的腳印，展望新的一年。

“我算不上聰明，但我能堅持。”學(xué)習(xí)物理的女性不多，搞近代物理的女性更少，但劉杰骨子里有股不服輸?shù)膭艃?，“我也不把自己?dāng)女生看，女性身份不是輸?shù)脑?。?/p>

在劉杰看來，自己的動手能力并不強，但她相信勤能補拙。剛參加工作時，所里只有一臺低能離子注入機，預(yù)約做實驗非常困難。為了爭取更多做實驗的機會，她背上行李去了北京，擠在老同學(xué)的宿舍里，一待就是幾個月。

磨樣品也是做實驗、獲取實驗數(shù)據(jù)的基本功。在一次實驗中，劉杰要將幾十片寬5毫米、厚30微米的非晶態(tài)合金表面打磨成鏡面，3個月下來，她的手指紋都磨平了。

“做實驗的過程是反復(fù)乏味的，但也充滿驚喜。”劉杰坦言，1999年她到德國重離子研究中心做博士后，其中一個實驗需要用重離子轟擊石墨，留下的潛徑跡只有2～3納米，必須使用高分辨率儀器才能看到。

但儀器非常敏感，就連人走動產(chǎn)生的環(huán)境信號都會對它造成干擾。為了避開白天的干擾，整整半年多，她都只在夜深人靜時做實驗。

第二年冬天的深夜，劉杰終于獲得了一張異常清晰的原子分辨潛徑跡圖像?！拔覀冇眠@臺儀器做了五六年的實驗，從沒拿到過這么好的圖像！”她的導(dǎo)師驚嘆道。

工作中全力以赴，是劉杰對自己的要求，也是對團隊的要求。每年例行做實驗時，只要設(shè)備一啟動，就是近20天的連軸轉(zhuǎn)，學(xué)生需要輪流值夜班，“我不給女學(xué)生特殊待遇，她們要樹立自信、自強、自理的意識，這對她們的成長非常重要?！?/p>

但對于團隊中剛生完孩子的女性，她不但會格外照顧，還注意盡量不給她們增加工作壓力?！拔覀儜?yīng)該對特殊時期的女性予以照顧，但沒有家庭負擔(dān)的女生，就應(yīng)嚴格要求自己，承擔(dān)自己的責(zé)任?！眲⒔苷f道。

身教勝于言傳，如今劉杰的女兒也進入了大學(xué)，雖然從來沒有時間為女兒輔導(dǎo)學(xué)習(xí)，但耳濡目染下，劉杰的女兒也對物理產(chǎn)生了濃厚的興趣，選擇了材料物理這一研究領(lǐng)域。

女兒的獨立和學(xué)業(yè)讓劉杰感到欣慰，但她也坦言：“對女兒的付出上，我沒有成就感可言?！背丝茖W(xué)家的身份，她也是位普通的母親，這句話飽含了錯過女兒成長的遺憾，但正因為這份遺憾，她才更加真實。（據(jù)《中國科學(xué)報》）■