黃少楚 王笑君

(華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院 廣東 廣州 510006)

2020年6月23日，我國(guó)按照計(jì)劃發(fā)射了北斗全球系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星.它的成功發(fā)射，標(biāo)志著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的全面完成，接下來(lái)能為全球用戶(hù)提供定位導(dǎo)航授時(shí)、全球短報(bào)文通信和國(guó)際搜救服務(wù)，同時(shí)可為中國(guó)及周邊地區(qū)用戶(hù)提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)和區(qū)域短報(bào)文通信等服務(wù)，讓世界看到又一個(gè)“中國(guó)制造”閃耀在浩瀚的太空中[1].

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的成就來(lái)之不易，它是許許多多中國(guó)科學(xué)家努力拼搏的結(jié)晶.孫家棟正是其中的一員，他擔(dān)任了我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)第一代和第二代工程總設(shè)計(jì)師，常常被媒體譽(yù)為“中國(guó)北斗之父”.在中國(guó)航天史的發(fā)展歷程當(dāng)中，還有很多個(gè)“第一”都與孫家棟這個(gè)名字緊緊相連：中國(guó)第一枚導(dǎo)彈、中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星、第一顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、第一顆返回式遙感衛(wèi)星，他是技術(shù)負(fù)責(zé)人、總設(shè)計(jì)師；中國(guó)第一顆通信衛(wèi)星、靜止軌道氣象衛(wèi)星、資源探測(cè)衛(wèi)星、北斗一號(hào)工程、中國(guó)探月一期工程，他是總工程師.孫家棟，一輩子都在造“中國(guó)星”，樹(shù)立了我國(guó)航天史上新的里程碑[2].而在物理教學(xué)中，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和中國(guó)科學(xué)家人物介紹也被寫(xiě)進(jìn)了新課標(biāo)與新教材中.接下來(lái)，通過(guò)此文來(lái)回顧一下孫家棟的人物成長(zhǎng)歷程以及給物理教學(xué)的啟示.

1 年少勤學(xué) 立志報(bào)效祖國(guó)

1929年的春節(jié)前后，隨著一道嬰兒的啼哭聲劃破長(zhǎng)空，孫家棟出生在遼寧省瓦房店市的一個(gè)書(shū)香家庭.1942年6月，13歲的孫家棟以?xún)?yōu)異的成績(jī)被哈爾濱第一高等學(xué)校土木系所錄取，那時(shí)的他可能想象著自己未來(lái)將會(huì)修筑高樓大廈與公路橋梁，不會(huì)與常人不易接觸到的航天航空領(lǐng)域有所關(guān)聯(lián).然而，當(dāng)時(shí)抗日烽火社會(huì)背景推動(dòng)著孫家棟萌生了新的想法，他看到了戰(zhàn)爭(zhēng)帶來(lái)的巨大災(zāi)難，因此他希望通過(guò)學(xué)習(xí)高科技國(guó)防知識(shí)，為國(guó)家命運(yùn)的改變貢獻(xiàn)自己的力量.

1948年，孫家棟考入哈爾濱工業(yè)大學(xué).隨后幾年，他提交了從軍申請(qǐng)并且經(jīng)過(guò)軍隊(duì)篩選被送往蘇聯(lián)茹科夫斯基空軍學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí).孫家棟在蘇聯(lián)學(xué)習(xí)期間勤奮刻苦，對(duì)待學(xué)習(xí)總是保持謙虛謹(jǐn)慎.在一次航空發(fā)動(dòng)機(jī)理論考試中，蘇聯(lián)的科學(xué)院院士涅卡耶夫拿錯(cuò)了考卷，將從未學(xué)過(guò)的問(wèn)題提給了孫家棟.這樣一個(gè)超出學(xué)習(xí)范圍的問(wèn)題明明是強(qiáng)人所難，然而孫家棟憑借著平時(shí)的主動(dòng)學(xué)習(xí)與積累做到了毫不慌張地正確回答[3].這樣的表現(xiàn)讓當(dāng)場(chǎng)的其他考官十分震驚和詫異，他們紛紛向?qū)O家棟投去了贊賞的目光，為中國(guó)留學(xué)生的學(xué)習(xí)精神所感動(dòng).這件趣事也從側(cè)面反映出孫家棟對(duì)于先進(jìn)知識(shí)與理論的不懈追求.

在蘇聯(lián)留學(xué)期間，孫家棟的學(xué)習(xí)成績(jī)不僅名列前茅，在體育運(yùn)動(dòng)、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中的表現(xiàn)也非常出色，常年在學(xué)校的“明星榜”有名.臨近畢業(yè)之際，孫家棟更是獲得了純金打造的“斯大林金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?這枚獎(jiǎng)?wù)率窃S多蘇聯(lián)學(xué)子所夢(mèng)寐以求的，獲獎(jiǎng)?wù)呖梢员绕胀▽W(xué)生軍銜高一級(jí)，而且可以?xún)?yōu)先選擇自己滿(mǎn)意的工作，帶雙份工資享受3個(gè)月的假期.獲得這樣級(jí)別的獎(jiǎng)項(xiàng)讓孫家棟再一次贏來(lái)了周?chē)鷮W(xué)生和老師的贊賞，更有一些漂亮的女孩子向?qū)O家棟投去愛(ài)慕的眼神.但是，孫家棟并不受任何誘惑，心中只有一個(gè)念頭：祖國(guó)的建設(shè)急需人才，他應(yīng)該用學(xué)到的知識(shí)報(bào)效祖國(guó)，為新中國(guó)的建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量.圖1為孫家棟留學(xué)蘇聯(lián)期間做實(shí)驗(yàn)的照片.

圖1 孫家棟留學(xué)蘇聯(lián)期間做實(shí)驗(yàn)的照片

2 矢志不渝 用一生造“中國(guó)星”

“時(shí)勢(shì)造英雄，英雄造時(shí)勢(shì)”，這是孫家棟的一句口頭語(yǔ).新中國(guó)的國(guó)防事業(yè)需要學(xué)有所成的孫家棟，也為孫家棟提供了施展才華的前景.回國(guó)后不久，孫家棟就被分配到新組建的國(guó)防部第五研究院，從事導(dǎo)彈原創(chuàng)工作.由于他思路敏捷、工作刻苦，所以很快就被任命為中國(guó)第一枚自行設(shè)計(jì)的中程戰(zhàn)略導(dǎo)彈的總體主任設(shè)計(jì)師.當(dāng)時(shí)的他認(rèn)為，他的一生可能將會(huì)與導(dǎo)彈緊緊地綁在一起了.然而，在這不久之后他的工作重心又再一次轉(zhuǎn)移了.

1967年，我國(guó)的衛(wèi)星建設(shè)也在如火如荼地進(jìn)行著，對(duì)人才的需求也大大增加.此時(shí)，錢(qián)學(xué)森親自點(diǎn)名推薦孫家棟擔(dān)任中國(guó)第一顆地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”的總設(shè)計(jì)師[4].接到任務(wù)指令后，孫家棟并沒(méi)有對(duì)這個(gè)即將面臨的新環(huán)境感到不適，而是迅速投身于人造衛(wèi)星的研究中，從此開(kāi)始了和衛(wèi)星的不解之緣.1970年，在孫家棟的指揮下，中國(guó)第一顆衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，成功地實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星上的“零突破”[5].圖2為20世紀(jì)70年代孫家棟的照片.

圖2 20世紀(jì)70年代孫家棟照片

當(dāng)然，衛(wèi)星的發(fā)射也并不總是一帆風(fēng)順.在1974年發(fā)射第一顆返回式遙感衛(wèi)星時(shí)出現(xiàn)了意外，科研人員在距離火箭發(fā)射的前幾十秒發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星并沒(méi)有按照內(nèi)部的程序進(jìn)入衛(wèi)星自供電模式，這意味著衛(wèi)星飛上太空之后無(wú)法正常運(yùn)作.當(dāng)其他科研人員還在焦急地思考如何解決這一問(wèn)題時(shí)，孫家棟意識(shí)到刻不容緩，在沒(méi)有經(jīng)過(guò)逐級(jí)上報(bào)的情況下便大喊“停止發(fā)射”.這樣的舉動(dòng)在當(dāng)時(shí)需要承擔(dān)巨大的風(fēng)險(xiǎn)，然而他早已將一切私心雜念放在身后，憑借著他的膽識(shí)完成了停止發(fā)射的指令.在科研人員重新檢查完成以后，火箭在呼嘯聲中飛離了發(fā)射臺(tái).此時(shí)，眾人都以為火箭在經(jīng)歷了調(diào)整之后能夠成功發(fā)射.然而，天有不測(cè)風(fēng)云，火箭運(yùn)行20秒以后出現(xiàn)了失控，迫使指揮員啟動(dòng)安全自毀的操作.隨著一聲巨響，衛(wèi)星連同火箭一同炸成了碎片，標(biāo)志著發(fā)射的失敗.這一次的失敗給科研人員們帶來(lái)了巨大的打擊，幾年的心血瞬間化為灰燼，大家悲痛交加.經(jīng)過(guò)后來(lái)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)原來(lái)是火箭里的一根銅絲質(zhì)量不好，在劇烈抖動(dòng)后恰巧斷開(kāi)了.經(jīng)歷了這次慘重的失敗后，孫家棟惋惜之余不禁流露出內(nèi)心的難過(guò)，但是他仍然為科研人員加油打氣，鼓勵(lì)大家從失敗中吸取教訓(xùn)，繼續(xù)為下一次發(fā)射做好準(zhǔn)備.終于，在1975年11月，隨著一聲發(fā)射的指令，我國(guó)的第一顆返回式遙感衛(wèi)星成功飛向了太空并且成功運(yùn)行[6].

就這樣，孫家棟從導(dǎo)彈領(lǐng)域漸漸地過(guò)渡到了載人航天領(lǐng)域，不斷攻克載人航天的各項(xiàng)重大任務(wù)，為我國(guó)的“兩彈一星”貢獻(xiàn)出自己的青春與力量.1979年，50歲的孫家棟擔(dān)任了“東方紅二號(hào)”通信衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師，實(shí)現(xiàn)了用“中國(guó)造”的通信衛(wèi)星進(jìn)行衛(wèi)星通信的成就.1989年，60歲的孫家棟擔(dān)任了航空航天工業(yè)部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主任，代表中國(guó)政府與美國(guó)政府進(jìn)行艱苦的談判并且簽署了“關(guān)于衛(wèi)星商業(yè)發(fā)射服務(wù)”的協(xié)議，推動(dòng)了中國(guó)載人航天承攬對(duì)外發(fā)射的服務(wù)，堅(jiān)定不移地將中國(guó)載人航天的步伐邁向了全世界.1999年，70歲的孫家棟在人民大會(huì)堂被授予“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)拢⑶覔?dān)任中國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的總設(shè)計(jì)師，此時(shí)的他雖已年過(guò)古稀和榮譽(yù)滿(mǎn)滿(mǎn)，但他仍不斷堅(jiān)持忘我奉獻(xiàn).2009年，80歲的孫家棟榮獲了國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)和國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng).其中，國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)每年評(píng)選一次，每次授予不超過(guò)兩名.2018年，孫家棟獲評(píng)改革先鋒稱(chēng)號(hào)，并獲評(píng)航天科技事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要推動(dòng)者.2019年，國(guó)家主席習(xí)近平簽署主席令，授予了孫家棟前輩中華人民共和國(guó)的最高榮譽(yù)勛章“共和國(guó)勛章”并且將其選入“中國(guó)海歸70年70人”榜單[7，8].

3 人物評(píng)價(jià) 孫家棟院士給物理教學(xué)帶來(lái)的啟示

在兩彈一星、低溫超導(dǎo)、中國(guó)天眼、北斗導(dǎo)航等國(guó)家科技領(lǐng)域中，涌現(xiàn)了一批批艱苦奮斗、勵(lì)志向上的中國(guó)科學(xué)家.而在《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中的內(nèi)容要求中也強(qiáng)調(diào)了要了解中國(guó)物理學(xué)家的貢獻(xiàn)[9].孫家棟前輩作為建設(shè)新中國(guó)的科學(xué)家之一，展現(xiàn)著中國(guó)科學(xué)家為國(guó)奉獻(xiàn)、不畏困難的精神.

3.1 心系祖國(guó) 甘于奉獻(xiàn)

法國(guó)科學(xué)家巴斯德曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“科學(xué)無(wú)國(guó)界,科學(xué)家有祖國(guó)”.孫家棟成長(zhǎng)于抗日的社會(huì)背景當(dāng)中，當(dāng)他看到自己的家園遭受敵人的肆意破壞和踐踏時(shí)，他非常痛心，這使得他放棄了原來(lái)所讀的土木工程專(zhuān)業(yè)，轉(zhuǎn)而繼續(xù)求學(xué)，希望能通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)改變國(guó)家的命運(yùn).孫家棟本可以有一個(gè)物質(zhì)生活豐富，輕松的人生，然而他卻選擇了一條自己可能也想不到要走多遠(yuǎn)的道路，只因他希望借助學(xué)習(xí)西方先進(jìn)知識(shí)來(lái)為國(guó)家的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn).在重新開(kāi)始學(xué)習(xí)期間，孫家棟不僅加入了中國(guó)共產(chǎn)黨，而且還加入了中國(guó)空軍.在面對(duì)蘇聯(lián)所給的誘惑時(shí)毅然地選擇了返回百?gòu)U待興的中國(guó)，投身于祖國(guó)的建設(shè)當(dāng)中.他與錢(qián)學(xué)森、郭永懷等前輩一樣，不慕名利，不懼困難，一心只為中華民族的崛起而不懈奮斗.

3.2 求真務(wù)實(shí) 端正嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度

在孫家棟前輩擔(dān)任總指揮期間，他敢于直面困難，絕不畏縮.其中，在第一次發(fā)射遙感衛(wèi)星時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星無(wú)法啟動(dòng)自供電模式，他敢于堅(jiān)決下達(dá)“暫停發(fā)射”的命令；在“東方紅二號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射的過(guò)程中，當(dāng)他發(fā)現(xiàn)裝在衛(wèi)星上的電池溫度過(guò)高時(shí)，他同樣再次做出“暫停發(fā)射”的命令和要求做出發(fā)射角度的調(diào)整，并簽下自己的大名，承擔(dān)一切的責(zé)任與后果.這樣的表現(xiàn)，旁人會(huì)感到十分驚訝，因?yàn)檫@可能會(huì)給孫家棟前輩帶來(lái)不可估量的后果.然而，孫家棟前輩卻堅(jiān)持直面困難，不逃避每一個(gè)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，實(shí)事求是，敢為自己的言行負(fù)責(zé).孫家棟等前輩們求真務(wù)實(shí)、敢于克服困難的精神值得在物理理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作中繼續(xù)傳承.

3.3 窮盡一生 打造中國(guó)的“兩彈一星”

“少年勤學(xué)，青年擔(dān)綱，你是國(guó)家的棟梁.導(dǎo)彈、衛(wèi)星、嫦娥、北斗、滿(mǎn)天星斗璀璨，寫(xiě)下你的傳奇.年過(guò)古稀未伏櫪，猶向蒼穹寄深情”，這是感動(dòng)中國(guó)頒獎(jiǎng)典禮上給予孫家棟前輩的評(píng)價(jià)[10].孫家棟前輩將他的青春奉獻(xiàn)給了中國(guó)的“兩彈一星”事業(yè)，使得我國(guó)的“兩彈一星”事業(yè)在孫家棟和其他老一輩科學(xué)家的共同助力下更加快速地發(fā)展，取得了世人矚目的輝煌成果.普通人在年近70之際，可能早已選擇告別工作，準(zhǔn)備頤養(yǎng)天年.而孫家棟在年近70之際，沒(méi)有選擇退隱江湖，而是承擔(dān)更重的責(zé)任，擔(dān)任中國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星建設(shè)和探月工程的總設(shè)計(jì)師，窮盡一生追星逐月.“什么名利不名利的，國(guó)家需要，我就去做”[11]，不僅是孫家棟先生常說(shuō)的一句話(huà)，更是他的人生寫(xiě)照.孫家棟先生，用他的一生，打造了一張閃耀的中國(guó)航天名片.