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李惕碚:中国首颗“慧眼”背后的“灵魂人物”
价值中国推荐 2018-01-03 12:39 小康中旬刊2017年第7期 解读此文 收藏此文

  “慧眼”全称硬X射线调制望远镜卫星(简称HXMT),于6月15日发射升空。为了这颗卫星能够立项,中国科学院院士、中科院高能物理研究所研究员李惕碚奔走呼吁长达近20年。

  文/全晓书喻菲屈婷

  他头发半白,身材瘦削,骨子里却常常要和西方主流的学术观点“唱唱反调”;他言语温和,还常常爱笑,自己也奇怪学生们为什么对他个个言怕;他衣着朴素,骑着一辆破旧的自行车在校园里穿梭,脑袋里却思考着宇宙起源和结局这样的大问题……


  他就是中国科学院院士、中科院高能物理研究所研究员、清华大学教授李惕碚,中国首颗X射线天文卫星“慧眼”背后的“灵魂人物”。

  “慧眼”全称硬X射线调制望远镜卫星(简称HXMT),于6月15日发射升空。为了这颗卫星能够立项,李惕碚奔走呼吁长达近20年。他的心中装着中国自然科学发展的大图景、大目标,这注定是一条不平坦的道路。

  哲学的启发

  大学时代形成的学习方法和思维习惯造就了李惕碚之后数十年科学研究的风格。他从不迷信任何学术观点,反而总是想要“挑挑毛病”

  李惕碚生于1939年。中学时代,李惕碚被量子力学中的哲学争论所吸引,决定考大学时一定要学物理系。高中快毕业时,清华大学的工程物理系刚刚开办,主攻原子能科学技术,李惕碚义无反顾地选择了这个系:“第一,研究原子能,量子力学是基础,满足了我对前沿物理和哲学的双重兴趣;第二,当时以为可以去造原子弹,为中国人争气。”

  1957年,李惕碚步入了梦寐以求的清华校园,然而,“三年困难时期”也接踵而至。“大家都吃不饱饭。”为了理解复杂的社会现实,李惕碚花了大量的时间阅读哲学经典。

  就在这段时间,李惕碚接触到影响他一生的书——列宁的《哲学笔记》。“这本书对我震动非常大。我也在读黑格尔、康德,但是列宁学习的方法跟我完全不一样。他在书上画了很多符号,有时写上‘胡说’,有时批注‘很好’,完全是在和作者进行平等的交流和争论。后来,我也学他的方法,在书上做笔记画符号,叉呀钩呀惊叹号,我也用这个方法来学习物理。”

  事实上,他的很多科研成果都是建立在挑战前人结论的基础上,例如在1980年代建立了银河伽马射线的统计模型,首次给出银河宇宙线产生高能伽马射线的定量估计,并指出国际普遍接受的2CG星表所发现的宇宙伽马射线点源约有一半是不真实的,经过多年的争论后,这一模型的正确性才被观测证实。

  “我总想做一点新的东西,特别是做出跟西方主流不一样的东西,尤其是在长期的争论之后,最后证明我对了,这是特别让人愉快的事情。”李惕碚说。

  发现新“大陆”

  1963年从清华工程物理系毕业时,李惕碚被分配到原子能研究所云南高山宇宙线观测站,就此走上了基础研究的道路。

  1980年,李惕碚第一次走出国门,到英国做访问学者。“当时,国内刚刚才有计算机,我要跑到科学院计算所去做计算,程序要一个孔一个孔打到纸带上去;到了英国,电脑已经有操作系统了,还有机会接触到前沿的数据。”李惕碚回忆说。

  在他的推动下,中科院高能所开始尝试用高空气球搭载硬X射线探测器,到大气层之上进行观测。“美国一个气球上的硬X射线仪器要花几百万甚至上千万美元,而我们的球载探测器作为科学院的重点项目,也只获得几十万人民币的支持,怎么去和美国比?”李惕碚指出,在硬X射线这个波段天体观测成像尤为困难,这是造成探测器代价昂贵的主要原因。“硬件做不起,中国人想都不要想,这就逼着我们去创造新的成像方法。”

  于是,李惕碚和自己在科学道路上多年的老搭档吴枚研究员一起,着手在数据处理方程的海洋中开辟新的航道,想利用现有的不能成像的仪器来实现成像。“我们俩差不多在同样的思路上前进,整条思路都是我们互相讨论、互相补充形成的。”李惕碚说。

  1992年,李惕碚和吴枚正式建立了直接解调方法。与西方在上世纪70年代发展起来的复杂和昂贵的编码孔径成像技术相比,这种方法利用技术成熟、造价便宜的准直探测器(非成像探测器)的扫描数据,就可以实现高灵敏度和高分辨率的成像,技术优势十分明显。

  1993年,李惕碚提出了基于直接解调方法的硬X射线调制望远镜的设想。这是一个“野心勃勃”的空间科学计划:完成人类首次硬X射线成像巡天,发现大批黑洞,深入研究中子星和黑洞强引力场中的动力学和高能辐射过程。如果及时实现,中国将在一个重要的基础科学前沿实现跨越式的发展。

  赤子的“牢骚”

  然而,让李惕碚没想到的是,从提出建议到正式立项,这一等就是18年。

  在为项目奔走呼吁的漫长过程中,李惕碚坦诚自己“发了一些牢骚”,项目进度一拖再拖,科学新发现的机遇一窄再窄,一位科学家的满腔热忱都化作了无尽的焦急和遗憾。

  2010年,在王淦昌纪念文集首发式上,李惕碚在发言中深情地回忆起这位“两弹一星”的元勋对HXMT项目关心和垂问的往事,联想到王先生1940年就提出了探测中微子的实验方法却无法在中国实现,只能无奈地“让别人去做”,两代科学家面临科学机遇丧失时同样的心痛是那么令人动容。

    李惕碚也从老一辈科学家身上汲取了克服困难的勇气和韧劲。不管是学术争议,还是经费得不到落实,他从来没有放弃过。而文革期间,我国高能实验物理的重要奠基人张文裕先生的一番教诲让他铭记至今:“先生用自己的经历说明,即使在欧美国家,基础研究也不容易受到重视,需要耐心地说服政治家和出资人。他勉励我们既要保持热情,又要有耐心,不要过于着急。”

    HXMT卫星终于在2011年正式立项,之后历经5年艰辛,最终研制成功。虽然已从研制工作一线退下,李惕碚谈到发射上天时,连说自己很紧张,“就像当年放气球一样,每一次发射之前都很紧张。”

    随着国外硬X射线望远镜陆续升空,HXMT卫星已经失去了很多新发现的机遇,但是李惕碚对这颗卫星仍然寄予很大的期待:“它还是建立在直接解调的新方法的基础上,而且比起当年的设计,功能大大扩展了,目前是这个领域里能量范围最宽、分辨率最好的望远镜,很有希望获得重要的结果。”

    编辑/麦婉华
责任编辑:Karen
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