陳建生,1938年7月生于福州,天文學(xué)家,中國科學(xué)院院士。
陳建生屬于天賦異稟的那一類。他年少聰慧,早在高中時,便在武漢大學(xué)《數(shù)學(xué)通訊》雜志上發(fā)表了關(guān)于“圓內(nèi)黃金分割”的學(xué)術(shù)論文。1957年,他以福建高考狀元的身份進入了北京大學(xué)地球物理系天體物理專業(yè),畢業(yè)后,又因成績優(yōu)異,被分配到了中科院北京天文臺。
人生一路順風(fēng)順?biāo)?,按理說,這樣的人,又是在這樣的單位,應(yīng)該沒有什么苦頭吃的。事實卻并非如此。
白忙活完再接著忙活
一畢業(yè),陳建生便趕上了北京天文臺籌建。
第一個考驗是選址,需要在荒山僻野中選擇不同的地點,經(jīng)過起碼一年的連續(xù)觀測才能確定址點。當(dāng)時他和年輕的同事們背起儀器開進了深山,住帳篷,喝山泉,風(fēng)餐露宿,日月相隨。
經(jīng)過一年的觀測,好不容易選定了臺址,卻在上報國家有關(guān)部門后,被駁回了,因為那是個軍事禁區(qū)。一切只好重新開始。
他們的隊伍開進了燕山山脈的腹地,經(jīng)過更加艱難的工作,最終選定了河北興隆縣境內(nèi)一座海拔960米的小山。而陳建生一生的成就,就從這座孤山開始了。
在那個資金嚴(yán)重匱乏的年代,建設(shè)天文觀測臺不只是施工單位的事情??茖W(xué)工作者為了節(jié)省科研經(jīng)費,許多工作都要自己動手,這使得建臺更為艱苦。
荒山無路,只能攀登,儀器物品要雇附近老鄉(xiāng)的毛驢馱上去,更多的精密儀器則要陳建生這樣的小伙子人背肩扛。為了安裝望遠鏡,他們既當(dāng)裝卸工,又當(dāng)電工,還要自己調(diào)試機器。
1880年擺放在北京古觀象臺上的八件清制天文儀器。
沒有地方住就借農(nóng)民的房,沒有菜就自己在山上開荒種,做飯的煤自己去拉,更為艱難的是要到半山腰挑水吃,連房子都要自己動手蓋。生活雖然很艱苦,但大家干勁很足。那時的大學(xué)生都把祖國的召喚當(dāng)做自己行動的指南。
在新建的天文臺進行天文觀測,其艱苦是現(xiàn)在年輕的科學(xué)工作者難以想象的。燕山山脈冬季奇冷,最低可降到零下30度。由于當(dāng)時的自動化遙控技術(shù)落后,夜晚觀測天象時必須在與室外同溫的圓頂觀測室內(nèi)工作。觀測室外北風(fēng)呼嘯,觀測室內(nèi)手按望遠鏡的把手就像個冰疙瘩,每天要連續(xù)觀測十幾個小時,凍得人手腳生痛。
荒僻的孤山、刺骨的山風(fēng)和冷寂的星空,陪伴陳建生度過了建臺后的第一個春節(jié)。
小成本改造望遠鏡
1979年,陳建生作為中國天文界第一批出國訪問學(xué)者,被派往澳大利亞英澳天文臺工作。其后,他又相繼應(yīng)邀到享譽世界的歐洲南方天文臺及其他10多個國家的天文臺工作、訪問。
國外的大型精密昂貴天文設(shè)備和與之伴生出的科學(xué)成果,讓陳建生意識到了祖國天文學(xué)由于經(jīng)濟落后而與世界水平拉大的差距。但他不是消極不作為的人,從出國之初便苦苦地思考應(yīng)該怎樣發(fā)展中國的天體物理學(xué)。
陳建生研究的課題是類星體及類星體吸收線光譜,這是當(dāng)時國際天體物理研究領(lǐng)域的熱點,因而他也成為了世界上最早涉足該領(lǐng)域的天文學(xué)家之一。
1986年,陳建生根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展和天文科研隊伍的現(xiàn)狀分析,認(rèn)為我國要和發(fā)達國家在科技上全面抗?fàn)幨遣滑F(xiàn)實的,但我們揚長避短,在某一領(lǐng)域領(lǐng)先則是完全有可能的。他提出,我國天文界可以以研究宇宙大范圍性質(zhì)或天體系統(tǒng)的整體性質(zhì)為目的,將大尺度、大樣本、大視場作為天體物理學(xué)研究的戰(zhàn)略方向,追趕世界先進水平。
為了實現(xiàn)這個目標(biāo),陳建生首先從改造北京天文臺現(xiàn)有的望遠鏡開始。這臺于上個世紀(jì)60年代引進的60/90CM施密特望遠鏡屬中小型設(shè)備,已落后于時代,而我國天文界又無資金建造與國際匹敵的大型望遠鏡。
陳建生的心里有本賬:大樣本的統(tǒng)計研究不依賴很大的望遠鏡,關(guān)鍵是接收系統(tǒng),而接收系統(tǒng)的改進并不需要太多的資金。
為了節(jié)約資金,陳建生帶領(lǐng)課題組與美國天文界的同仁合作,利用美國的技術(shù)研制出一套CCD接收系統(tǒng),然后將施密特望遠鏡與這套接收系統(tǒng)相配,最終將這套天文觀測設(shè)備改造成國際上極富創(chuàng)新特點的大樣本天體光譜巡天系統(tǒng)。這一設(shè)備的改造成功,將我國天文觀測水平提升到了一個新的高度,而所花資金僅為國際上的三分之一。
北京天文館舊貌,攝于1992年。
根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說,宇宙始于140億年前的一次爆炸,宇宙中的天體像一只膨脹氣球上的點,相對于其他天體遠離而去??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),在天體的光譜中天體背向運動時總是向紅端移動,這便是“紅移”現(xiàn)象。陳建生用這臺望遠鏡與同事合作,發(fā)現(xiàn)了一顆紅移為3.33的類星體,距我們135億光年。這是中國天文學(xué)家用中國的望遠鏡發(fā)現(xiàn)的最高紅移類星體,使我國的天文學(xué)研究走到了世界的前列。
類星體是遙遠的天體,如果距我們100億光年,那么我們接收到的光便帶有100億年前的宇宙信息,因此,對類星體的研究能夠勾畫出宇宙從早期到現(xiàn)在的演化過程。但是,要把混雜在觀測視場內(nèi)數(shù)以萬計恒星當(dāng)中的類星體盡可能多地分辨出來,難度非常大。陳建生運用這套大樣本天體光譜巡天系統(tǒng),成功地發(fā)明了一套科學(xué)方法,使混入恒星而導(dǎo)致的視場污染率僅為10%。這是一個在世界同類天文工作中令同行驚嘆的成就。
天體物理學(xué)是深奧的,因此,陳建生眾多的杰出科研成果很難在這篇短文中用通俗的語言向讀者表述,但下面的故事卻能生動地反映出陳建生與他的大樣本天體光譜巡天系統(tǒng)的實力。
找完“夸父”找星星
1994年2月8日,我國以“一箭雙星”的方式發(fā)射了兩顆人造衛(wèi)星,其中的“夸父一號”發(fā)射后,由于地面觀測沒有成功,“失蹤”了。其后,我國航天部門所擁有的探測器,歷時七個月都沒有尋找到這顆人造衛(wèi)星。
在一次與同行的交談中,陳建生偶然得知了這個消息,于是,他很自信地主動應(yīng)承下尋找“夸父一號”的工作。根據(jù)紫金山天文臺提供的位置預(yù)報,他于同年9月9日安排了觀測。
這樣的觀測,既要求探測器有極高的靈敏度,又要求有足夠大的視場,而這一切對于大樣本天體光譜巡天系統(tǒng)來說,宛如牛刀割雞一般。觀測開始不久,陳建生便輕而易舉地找到了“夸父一號”,并在一個小時內(nèi)兩次成功對其進行了拍攝。
陳建生領(lǐng)導(dǎo)的課題組在進行類星體研究的同時,還先后發(fā)現(xiàn)了1400多顆小行星,在世界天文臺排行榜上名列第四。1998年5月4日,北京大學(xué)100周年校慶之際,陳建生將他發(fā)現(xiàn)的一顆小行星命名為“北京大學(xué)之星”,作為對母校的獻禮。2015年9月28日,為向首屆青運會獻禮,他將1997年發(fā)現(xiàn)的第15001號小行星命名為“福州”。此外,“福州格致星”和“林則徐星”也是他發(fā)現(xiàn)的。
曾任中科院院長的物理化學(xué)家盧嘉錫,極其欣賞陳建生這個福建小老鄉(xiāng)的才華。1993年,他以農(nóng)工民主黨中央主席的身份推薦陳建生加入了中國農(nóng)工民主黨。
從此,陳建生多彩的人生又注入了新的內(nèi)容。他當(dāng)選為第八屆全國政協(xié)委員、第九屆和第十屆全國人大常委,還擔(dān)任了農(nóng)工黨中央副主席、北京市政協(xié)副主席等職。
社會角色發(fā)生了變化,但陳建生說,他永遠是一個普通的科學(xué)工作者,雖然人民賦予了他參政的權(quán)力,科學(xué)仍是他畢生的事業(yè)。(本刊綜合整理)