黃大年幫助中國的深部探測(cè)水平一飛沖天,并培養(yǎng)了一支年輕的技術(shù)隊(duì)伍,為實(shí)施國家地球探測(cè)計(jì)劃,積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和人才儲(chǔ)備。
他放棄在英國頂尖公司的事業(yè)和花園別墅,毅然回國。研制出新型精密探測(cè)裝備,可以給地球做CT檢查一樣,勘探地下萬米深處的礦藏。我國用這些新方法和儀器,“掃描”出金、銀、銅、鉛等礦產(chǎn)資源累計(jì)價(jià)值達(dá)數(shù)萬億元。他叩開了“地球之門”,為我國“巡天、探地、潛?!碧钛a(bǔ)了多項(xiàng)技術(shù)空白。無論是地下的礦藏還是深海中的潛艇都逃不過他的法眼。5年時(shí)間,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)讓中國深探事業(yè)走完了發(fā)達(dá)國家20多年的道路。2024年國慶前夕,地球物理科學(xué)家黃大年,被授予“人民教育家”國家榮譽(yù)稱號(hào)。
地球物理學(xué)博士
曾在英國頂級(jí)公司任職
黃大年1958年出生在南寧一個(gè)知識(shí)分子家庭。由于父母都是地質(zhì)工作者,年幼的他也隨父母奔波于山野之間,體驗(yàn)了地質(zhì)工作的艱辛。父母從沒忽視對(duì)兒子的教育,為他找來珍貴的書籍,講述錢學(xué)森、李四光等科學(xué)家的故事。
黃大年從小就對(duì)錢學(xué)森等科學(xué)家充滿敬佩,連看的連環(huán)畫也都與科學(xué)知識(shí)相關(guān)。父親告訴他:“中國的未來絕不能沒有文化知識(shí)?!睂?duì)科學(xué)的興趣和“家國情懷”的種子,就這樣在黃大年心中生根發(fā)芽。
1975年,17歲的他考入廣西第六地質(zhì)隊(duì)。當(dāng)時(shí)的找礦技術(shù)非常落后,黃大年曾經(jīng)在廣西的羅屋礦區(qū)參加“找礦大會(huì)戰(zhàn)”。他所在的是磁場(chǎng)測(cè)量隊(duì)伍,勘測(cè)隊(duì)員要觀測(cè)、計(jì)算和記錄垂直分辨率、K值、磁感強(qiáng)度。鐵礦是有磁性的,根據(jù)不同地點(diǎn)的磁力變化,能推斷和猜測(cè)鐵礦的位置和規(guī)模。
因?yàn)閮x器水平低,依賴操作者的責(zé)任心和技術(shù)。盡管每天都很辛苦,但工作效率非常低。那時(shí)候黃大年就想,如果我們能像歐美國家那樣,有先進(jìn)的探礦設(shè)備和技術(shù)該多好。
1977年,黃大年考入長春地質(zhì)學(xué)院的物探專業(yè)。他專攻應(yīng)用地球物理學(xué),成績一直名列前茅。1982年畢業(yè)后,黃大年留在母校任教,隨后通過不斷努力,又考取了碩士并晉升為副教授。
1992年,黃大年前往英國利茲大學(xué)攻讀地球物理學(xué)博士學(xué)位。利茲大學(xué)的地球物理學(xué)在國際上享有盛譽(yù)。學(xué)校不僅提供一流的學(xué)術(shù)支持,還有頂尖的實(shí)驗(yàn)設(shè)施和設(shè)備,為科研創(chuàng)造了良好的條件。
四年后,黃大年以第一名的成績,獲得英國利茲大學(xué)地球物理學(xué)博士學(xué)位。為了更深層次鉆研世界上最超前的地球探測(cè)技術(shù),他又前往英國劍橋航空地球物理公司,擔(dān)任高級(jí)研究員。這是一家專注于航空地球物理技術(shù)研發(fā)的公司,致力于生產(chǎn)高精度的航空重力梯度儀。這種儀器能在飛行器上探測(cè)地球重力場(chǎng)的垂直梯度,類似于為地球做CT掃描。
航空重力梯度儀的應(yīng)用不僅涉及資源勘查,還在偵察、防御等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。當(dāng)年,這項(xiàng)技術(shù)僅被少數(shù)西方國家掌握,全球能生產(chǎn)這類設(shè)備的公司寥寥無幾,黃大年所在的公司就是其中最頂尖的一家。
這一待就是12年,黃大年后來又擔(dān)任研發(fā)部門主任,帶領(lǐng)300多位頂尖人才進(jìn)行高精度地球物理探測(cè)的研究。他的研究涵蓋了航空、海洋領(lǐng)域的重力和磁力場(chǎng)探測(cè)技術(shù),推動(dòng)了地球物理學(xué)的整體發(fā)展。也成了世界航空地球物理研究領(lǐng)域的引領(lǐng)者,他主持研發(fā)的許多成果都處于世界領(lǐng)先地位。
當(dāng)時(shí),黃大年主要從事海洋和航空移動(dòng)平臺(tái)探測(cè)方法、技術(shù)和裝備的研發(fā)工作,在快速移動(dòng)條件下探測(cè)地下和水下隱伏目標(biāo)。被廣泛應(yīng)用于油氣和礦產(chǎn)資源勘探,尤其是潛艇攻防和穿透?jìng)刹榈溶娒駜捎眉夹g(shù)領(lǐng)域。它是發(fā)達(dá)國家極力爭奪的前沿技術(shù)制高點(diǎn),是強(qiáng)國實(shí)力展示的重要標(biāo)志。
賣掉別墅回國
帶400名科學(xué)家攻關(guān)
2004年3月,黃大年在北大西洋海底,參與航空重力梯度儀軍用轉(zhuǎn)民用的試驗(yàn),突然接到父親病重的電話。外方艦長承諾中斷試驗(yàn)的前提下,可以破例上浮,送黃大年去見父親最后一面。
然而,黃大年深知自己肩負(fù)的責(zé)任。航空重力梯度儀的民用轉(zhuǎn)型,對(duì)發(fā)展中國家的科技進(jìn)步至關(guān)重要,他是少數(shù)能參與到這樣關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)的發(fā)展中國家科學(xué)家。他知道,如果項(xiàng)目中斷,這個(gè)儀器可能不會(huì)轉(zhuǎn)為民用,祖國就沒有機(jī)會(huì)接觸這一戰(zhàn)略尖端技術(shù)?!皼Q不能前功盡棄!”黃大年含淚決定留下繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。半個(gè)月后等到實(shí)驗(yàn)結(jié)束趕回國內(nèi)時(shí),父親已經(jīng)去世。
2006年,母親在彌留之際囑咐愛子:“早點(diǎn)回國,給國家做點(diǎn)事情……”那時(shí)黃大年正在大洋彼岸的萬米高空進(jìn)行技術(shù)研究,母親的話給他上了刻骨銘心的一課。
雙親的離世深深刺痛著黃大年的心。盡管他已經(jīng)在英國過上了舒適的生活,但始終覺得自己只是個(gè)“花匠”而不是“主人”,無法真正實(shí)現(xiàn)人生的意義。
2009年,黃大年從朋友口中得知,我國開始實(shí)施“海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃”。聽到祖國的召喚,他的心激動(dòng)澎湃了。此時(shí)的他,在劍橋大學(xué)旁有自己的花園別墅,妻子張艷在倫敦經(jīng)營著兩間診所,女兒也上了大學(xué),一家人的生活安逸舒適。
黃大年沒有一點(diǎn)猶豫,立刻辭職賣掉房子決定回國。他拒絕了科研團(tuán)隊(duì)的再三挽留,妻子在賣掉苦心經(jīng)營的診所后失聲痛哭,因?yàn)獒t(yī)學(xué)是她一生的夢(mèng)想??墒菫榱俗鎳?,犧牲這一切都是值得的。這年12月,黃大年堅(jiān)定地登上了回國的航班。
黃大年心里清楚,我國對(duì)地層深部資源的開采需求越來越大,但無論是深地地形的測(cè)量還是資源的勘探開采,都落后西方幾十年,發(fā)展這一技術(shù)刻不容緩。這不僅需要深厚的地球物理知識(shí),還需要先進(jìn)的高科技材料、設(shè)備及計(jì)算能力,亟需相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人才。
回國后第6天,黃大年就與吉林大學(xué)正式簽下全職教授合同。那天,他在朋友圈里寫道:“在各國人才強(qiáng)強(qiáng)對(duì)決中,我?guī)缀鯊奈磾∵^!有理由相信,回到祖國,我也一定能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國夢(mèng)。”
在黃大年的推動(dòng)下,我國于2010年成立了移動(dòng)平臺(tái)探測(cè)技術(shù)研發(fā)中心。這是科技強(qiáng)國重點(diǎn)開發(fā)的核心戰(zhàn)略技術(shù),涵蓋了海陸空三棲的重力測(cè)量系統(tǒng)。通過海上無人機(jī)、水下無人潛航器和空中無人機(jī)的組合,這一平臺(tái)可以精準(zhǔn)高效地獲取并整合各種復(fù)雜地理環(huán)境和地質(zhì)條件下的地球重力場(chǎng)、電磁場(chǎng)、放射性能譜等數(shù)據(jù)。
在這一戰(zhàn)略技術(shù)上,西方對(duì)中國實(shí)行最為嚴(yán)格的禁運(yùn)和封鎖。黃大年深知,最尖端的科技是買不來的,要想叩開“地球之門”,必須靠自己。當(dāng)時(shí)對(duì)于移動(dòng)平臺(tái)探測(cè)技術(shù)這樣的戰(zhàn)略核心科技,其研究涉及多個(gè)領(lǐng)域,包括地球物理學(xué)、工程學(xué)、信息技術(shù),甚至醫(yī)學(xué)和地緣政治學(xué)。因此,他提出了一個(gè)大膽的構(gòu)想:成立新興交叉學(xué)科學(xué)部,專注于學(xué)科間的結(jié)合點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展。
黃大年以吉林大學(xué)為中心,吸引了400多位科學(xué)家加入他的研發(fā)團(tuán)隊(duì),共同開展“高精度航空重力測(cè)量技術(shù)”,以及“深部探測(cè)關(guān)鍵儀器裝備研制與實(shí)驗(yàn)”兩個(gè)重大項(xiàng)目的攻關(guān)研究。
航空物探技術(shù)就是用飛機(jī)、艦船等搭載電、磁、重力儀器,相當(dāng)于在這些移動(dòng)平臺(tái)上安裝了“千里眼”,讓它們能看穿地下深埋的礦藏,也能發(fā)現(xiàn)潛伏在大洋深處的潛艇等軍事目標(biāo)。
用航空物探代替人工作業(yè),能又快又好地完成任務(wù)。但前提是,得有高靈敏的儀器。比如電測(cè)量儀,是讀取地下電阻的變化,從而尋找銅、鉛、鋅等金屬硫化礦,還可以找到富含地下水的片區(qū)。這需要大功率發(fā)射裝備和靈敏的接收裝備。
除了航空物探,電測(cè)量儀還可以用于海底物探。輪船可以拖曳著大功率天線巡查海底,尋找油氣田方面的潛力極大。隨著一道道技術(shù)難關(guān)被攻破,中國在這一領(lǐng)域進(jìn)步飛速。
黃大年專長的重力儀,則是用另一種原理隔空探物。它測(cè)量重力效應(yīng)變化,繪制出密度分布圖。如果地下有空腔,或者重物,它都能測(cè)出來。除了探礦,重力儀還被用于尋找地下工事和古代遺跡。
為了兩個(gè)重大項(xiàng)目的盡快突破,黃大年在跟時(shí)間賽跑,連吃飯都變得很不規(guī)律,不是匆匆吃上幾口,就是干脆把吃飯的事拋在腦后。一次,助手于萍幾次把飯菜端到辦公室,可每次都看見他在全神貫注地盯著電腦。“黃老師吃飯吧。”于萍把飯菜推到他面前,“好吧。”黃大年拿起筷子一陣?yán)峭袒⒀?,飯菜轉(zhuǎn)眼間光盤了,“別再打擾我了,一頓頂兩頓,晚飯幫我放門口地上就行,不用浪費(fèi)時(shí)間等我。”"黃大年沖于萍的背影說著,又埋頭敲擊鍵盤。
讓中國人“看透”地球
獲國家榮譽(yù)稱號(hào)
除了組織全國技術(shù)力量研制新一代測(cè)量儀器,黃大年還與同事們制造出無人機(jī)物探平臺(tái)。聽上去容易,但無人機(jī)內(nèi)多少有磁性物質(zhì),飛行一變速或者轉(zhuǎn)向,都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),讓高精度儀器的讀數(shù)失去意義??蒲腥藛T必須研制補(bǔ)償系統(tǒng),來抵消這一誤差。
無人機(jī)太小,不能搭載補(bǔ)償系統(tǒng)硬件,于是就要用軟件來糾正,這要依靠許多次飛行積攢的數(shù)據(jù)。因此,只有幾個(gè)發(fā)達(dá)國家有本事用無人機(jī)做物探。
為早日研發(fā)出這些技術(shù)含量超高的設(shè)備,黃大年像陀螺一樣不知疲倦地旋轉(zhuǎn),被大家稱作“拼命黃郎”。他幾乎每天都工作到凌晨一兩點(diǎn)?;貒?年中超過三分之一的時(shí)間都在出差,他害怕浪費(fèi)寶貴的白天時(shí)間,總是訂夜航。
一次因?yàn)檫B續(xù)熬了3個(gè)通宵,黃大年暈倒在了辦公室里,被助手扶起后,他不讓聲張?!艾F(xiàn)在正是項(xiàng)目驗(yàn)收的關(guān)鍵時(shí)刻,我不能躺在醫(yī)院里。”第二天黃大年像沒事兒人似的飛到北京開會(huì),臨進(jìn)場(chǎng),他掏出一瓶速效救心丸往嘴里塞了一把,一邊嚼著一邊進(jìn)了會(huì)場(chǎng)。
回國后的7年里,黃大年團(tuán)隊(duì)取得了多項(xiàng)重大科技突破,填補(bǔ)了多項(xiàng)國內(nèi)技術(shù)空白。研制出的高水平儀器,打破了國外的技術(shù)壟斷。
尤其是近年來我國在“高精度航空重力測(cè)量技術(shù)”方面,取得了令人矚目的成就。無人直升機(jī)、無人固定翼飛機(jī)和無人飛艇都成功加入了中國航空物探的隊(duì)伍。
吉林大學(xué)研制的超深鉆探設(shè)備“地殼一號(hào)”,鉆深能力達(dá)到萬米,亞洲第一。它的井架高60米,設(shè)備有150頭大象重。這套設(shè)備首先在大慶附近實(shí)驗(yàn)成功,未來將給中國科學(xué)家提供更多的深地?cái)?shù)據(jù)。
2016年6月,黃大年作為首席科學(xué)家組織的“深部探測(cè)關(guān)鍵儀器裝備項(xiàng)目”,也通過了評(píng)審驗(yàn)收,深部探測(cè)能力達(dá)到國際一流水平。黃大年他們用5年時(shí)間,走完了西方發(fā)達(dá)國家20多年的路程。國際地球物理界驚嘆:中國進(jìn)入“深地時(shí)代”!
在長期高強(qiáng)度的工作里,黃大年終于積勞成疾。2016年11月29日,黃大年暈倒在飛機(jī)上,手里還死死攥著筆記本電腦。他醒后說的第一句話是,“我要是不行了,請(qǐng)把我的電腦交給國家,里面的研究資料很重要?!?在接受治療后,他仍堅(jiān)持工作。
夫人張燕常在傍晚拿著切成小塊的水果,來辦公室看望幾日不得見的他,黃大年總是說:“放那兒吧,正忙呢,你先回去。”雖然妻子會(huì)要求看著他吃完,但經(jīng)常還是無奈地走了。
受英國文化熏陶多年的黃大年,其實(shí)是個(gè)很有生活情調(diào)的人,會(huì)拉小提琴,對(duì)美食感興趣。但忙碌讓他顧不上講究。面包和烤玉米是他最常吃的食物,衣服就那么幾件。有一次,朋友意外看見他的衣服手肘部破了個(gè)洞。
不幸的是,2016年12月14日,患膽管癌的黃大年被推上了手術(shù)臺(tái)。天嫉英才,手術(shù)沒能挽救他鮮活的生命。2017年1月8日,他因術(shù)后并發(fā)癥去世,享年58歲。中宣部追授黃大年“時(shí)代楷?!睒s譽(yù)稱號(hào)。
7年間,黃大年帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破國外技術(shù)封鎖,為我國“巡天、探地、潛?!碧钛a(bǔ)了多項(xiàng)技術(shù)空白。我國用這些新方法和儀器,“掃描”出金、銀、銅、鉛等礦產(chǎn)資源累計(jì)價(jià)值達(dá)數(shù)萬億元。為深地資源探測(cè)和國防安全建設(shè)作出了突出貢獻(xiàn)。2024年國慶前夕,黃大年被授予“人民教育家”國家榮譽(yù)稱號(hào)。