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钩沉|程茂兰:志在无限灿烂星空

2021-04-15 02:55:05 来源:河北新闻网
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■阅读提示

“我的祖国正在进行规模宏大的社会主义建设,像磁石一样吸引着我的一切。我把全部力量贡献出来为人民服务,使我们的天文工作追随着五星红旗飘扬在无限大的灿烂的星际间。”

这是1957年11月26日,一位刚刚从法国归国的天文学家在中国科学院常务会上的发言。这位发言的人叫程茂兰,河北博野人。

从1957年到1978年,他主持了北京天文台光学观测基地的选址和兴隆观测站的建设,发展了中国实测天体物理学,为祖国培养了一批天体光谱科研人才。

为了纪念他,2008年,国际永久编号的第47005号小行星被命名为程茂兰星。

程茂兰。 狄运武供图

从乡村青年到留法博士

1925年秋,一张三百大洋的四等船票,搭载一名河北青年从留法预备班踏上了留法之路。

那名满怀希冀的年轻人,是20岁的程茂兰。

这张向亲友东拼西凑买的船票,几乎是棉农兼木工的父亲能尽的全力。彼时的旧中国,军阀混战,民生凋敝,很多百姓的吃喝都成问题。绝大多数乡村青年的人生路不过是为生存而挣扎。

程茂兰靠家人的艰辛劳作,获得了宝贵的求学机会,对此,他格外珍惜。1924年,他以优异的成绩从河北省立保定第六中学毕业,又在留法预备班短期学习过法语后,踏上了留法之路。

困难几乎如影随形。先是长达40天的行程中,很多人要面对船上极差的居住条件,甚至要和船舱里的牛住在一起。

而且,蔡元培等人发起的赴法勤工俭学活动,随着第一次世界大战的结束,在1925年已经渐入尾声。1926年,这批到法留学的中国留学生,面临法国国内劳动力不再稀缺的现状,半工半读都相当困难。

好在程茂兰在留法预留班学习时就极为刻苦,法语流利,借此在巴黎一家汽车厂找到一份砸碎玻璃和擦洗铁锈的体力活。

苦难的家庭已经没法再为他提供任何经济上的帮助,他在法国留学的日子一分为二,白天到工厂打工养活自己,晚上到附近的查尔中学补习法语和数理基础。

1927年,程茂兰转入拉尔斯综合工科学校,1929年因成绩优异,获得中法大学的资助,进入雷蒙大学数理系学习。1932年,他获得学士学位的同时,也获得法国国家学科研究中心的奖学金而进入里昂大学数理系读研究生。1934年,他获得硕士学位,并跟随法国著名实测天体物理学家迪费攻读博士学位。1939年,程茂兰拿下博士学位。

34岁的程茂兰学成后,急切想回国。但此时,抗日战争已爆发,程茂兰的老家处于日占区,当时国内的统治者也根本没有能力为天文学家安排科研,程茂兰被迫滞留法国。

对于一位职业科研人员来说,即使炮火纷飞,科研也依然是他们心中的一盏灯。

在里昂天文台和法国最大的天体物理台——上普罗旺斯天文台,程茂兰跟随导师从事恒星和彗星等天体的分光光度测星和光谱研究工作,逐渐成长为法国天文界天体光谱和分光光度研究方面的专家。

1942年,他晋升为里昂及渥特普罗旺斯天文台的副研究员,1949年晋升为正研究员,并成为法国研究中心的研究导师,达到了一个外籍人士所能获得的最高职务。

与此同时,在1939年到1957年的18年间,程茂兰单独或与人合作发表论文68篇。在那个天体物理观测仪器并不先进的年代,借助口径只有80CM的中小型望远镜和一些棱镜摄谱仪,他靠勤奋和悟性,发表的论文涉及夜天光彗星、猎户星云等光谱和分光光度研究,成为国际天文联合会夜天光小组和恒星光谱组的活跃成员。他的部分科研工作在当时都位列国际一流水平。

1958年8月,中科院派团参加莫斯科国际天文学会联合会第十届大会。图为张钰哲、程茂兰和苏联科学家在一起。 狄运武供图

在法国结下的友谊

第二次世界大战后,法国共产党总书记多列士在法国南部约见了程茂兰,并向他表示感谢。

一名留法的天文学家,为何会受到如此待遇?

时光倒回到1940年,德国侵占法国后,法国国内陷入混乱。程茂兰工作的上普罗旺斯天文台,法国籍同事几乎全部出走,仅剩程茂兰一人坚守。

他一边利用简陋的观测设备继续天文研究,一边利用他的外侨身份帮助法国人民。

当时法国国内物资短缺,一切要凭票供应。程茂兰工作的地方更是远离城市,冬冷夏热,条件艰苦不说,还物资奇缺,程茂兰不得不开荒种植土豆充饥。

同时期,德占下的法国白色恐怖正在蔓延。一天,法国反法西斯战士沙茨曼受到追捕,逃到了程茂兰工作的天文台。程茂兰迅速将沙茨曼藏到了天文台的地下室,关紧门窗。

追踪者在小镇上搜索未果,一路追到了天文台。程茂兰镇定地拿出了护照(当时中德有外交关系),并表明这里是科研机构,没有他们要找的人,对方搜索一番后并未发现地下室,悻悻离去。

程茂兰救下的这名反法西斯战士,日后成了法国著名的天文学家。

有了这次成功经验,程茂兰利用自己的外侨身份和天文台的特殊性质,经常帮助法国游击队,帮助他们掩护伤病人员并提供稀缺的食物。要知道,那时一个烤土豆都颇为珍贵,这也成为中法两国友谊的一段见证。

与此同时,程茂兰的科研也从未停止。他的研究涉及仙后座γ,大陵五(英仙座β星)的分光光度测量和“契科夫-诺尔德曼效应”等众多课题。

当时很多天文学家研究大陵五,程茂兰研究它的目的是验证光波在空间传播发生的色散现象。这个问题最早由爱因斯坦提出。但后面有学者得出了不同的结论,并被称之为“契科夫-诺尔德曼效应”。程茂兰用十分可信的结果,证实不存在这一效应,结束了这一论战,证明爱因斯坦是正确的。

程茂兰的刻苦勤奋,也得到了迪费的尊重,他多次受到迪费的帮助。1945年,程茂兰染上肺结核需住院治疗,手术后还需疗养,也是迪费一手帮忙,才有了程茂兰日后回国的可能。

1946年,程茂兰康复后,多次与国内科研人员联系,寻找回国路径。但国内正处于内战,他不得不再次滞留法国。

1956年,程茂兰获得了法国教育部颁发的骑士勋章,法国政府为表彰程茂兰的研究成绩,为他提供了两所大学教授的职位和相应待遇,并安排了高级住宅。

1966年,程茂兰回国工作后重访法国,受到了法国国立研究院和天文界的热烈欢迎,昔日的同行们热情介绍了法国的最新研究成果,展示了一切可供参观的设施。

法国还专门拍摄了中国天文界代表访问法国的纪录片。1985年,渥特普罗旺斯天文台来华访问,将这部纪录片的拷贝送给了北京天文台。

正是程茂兰在法国的多年工作以及令法国同行敬佩的科研态度和成绩,为中法两国天文学家互访奠定了长期合作的良好基础,我国派到渥特普罗旺斯天文台的进修人员均得到了很好的照顾。

1977年,程茂兰接待了法国共事多年的好友,上普罗旺斯天文台台长费郎巴什,这对于恢复我国国际天文学联合会的合法席位起到了积极作用。

程茂兰不顾年老体弱,为天文事业奔波于崎岖山路,亲自参与和指导了北京天文台选址工作。

回国建设中国的天文台

1957年7月的一天,北京首都机场的某架航班上,走下众多旅客。打着条幅的欢迎团队也有些认不出来,他们要接机的那位什么样子,直到程茂兰的弟弟惊呼说,那就是我哥!

阔别32年后,52岁的程茂兰克服阻力,绕道瑞士,回到了祖国。

当年满头黑发的小伙儿,间或有了白发;那名一心求学的河北农村青年,也成长为蜚声国际的天文学家。

回国后,程茂兰受到周恩来总理的亲切接见,后被委以重任。

1956年,紫金山天文台制定了“中国天文学十二年发展规划”。1957年,中国科学院批准了筹建天文台的计划,并在紫金山天文台设立筹建组。1958年,国务院批准成立北京天文台筹备处,程茂兰被任命为筹备处主任,后担任北京天文台第一任台长。

1962年,他担任中国科学院数理学部天文委员会副主任委员,兼任北京天文台恒星物理研究室主任。1962年8月至1978年任中国天文学会第二届、第三届理事会副理事长。

程茂兰借助所学,第一个把近代国际天文选址概念和方法引进中国,他为新中国勾勒了一幅以天体物理研究为主的综合性天文台蓝图。

筹建天文台,第一个要解决的问题就是选址。

当时有人提议建在香山。程茂兰认为,这个地址距离北京市中心太近,且距离石景山钢厂也近,会受到光尘污染,不利于观测。

他建议,天文台选址必须在北京市中心向外50km、70km、100km远的同心圆上,为节省投资也不该小于50km距离,台址高度海拔在2000米以上,不低于1000米。

按照这一标准,程茂兰亲自带队前往踏勘。他和年轻人一样在荒山野外涉水翻山,偶尔能有驴骑,就是较好的时候。整个团队的年轻人,受到他的鼓舞,干劲十足,历经十个月的选址,最终确定两处地点,却在1960年秋因为种种原因不能建设。

1960年冬,程茂兰突患半身不遂。1962年,他尚未完全康复,就又带领一群年轻人奔向大山。

在程茂兰的带领下,这支选址队伍又踏勘了北京周围的燕山山脉。在滦平和兴隆两个候选地,程茂兰亲临现场反复比较,直到1964年,最终选定了河北兴隆县连营寨作为北京天文台光学天体物理观测站的地址。时至今日,这里依然是中国最主要的光学实测天体物理观测基地。

发展实测天体物理,必须有聚光能力足够强大的光学望远镜。

程茂兰回国后,先是建议向国外一家工厂订购1.8米光学望远镜,但谈判失败。后期,我国准备自主研发60cm望远镜,程茂兰非常支持,并提出建设研制大口径玻璃柸基地。他还考察了北京九龙山玻璃厂和成都玻璃厂,后又积极支持在上海九龙山玻璃厂研制大口径微晶玻璃镜柸。

程茂兰为祖国打造天文学观测基础设施的同时,也非常关心人才培养。

当时,跟随程茂兰工作的都是各高校、科研单位选拔出来的年轻人,在他们的印象中,程茂兰一直都是和蔼可亲,从未指使别人或者对人发脾气。

不仅如此,当时国内条件不够,设备简陋,他因有过同样的经历,常用自己的心得体会鼓励大家因陋就简,拼组设备进行工作。

程茂兰经常主动向身边的同志推荐文献,对有培养前途的青年,不论他们资历如何,均尽心帮助。他支持北京师范大学设立天文系,寻求在北京大学地球物理系设立天体物理专业,同时设法在北京天文台筹备处以中国科技大学二部的名义开办天体物理训练班,招收武汉测绘学院3年级肄业生32人和北京天文台在职学生8人,学期2年,一部分毕业生被分配在北京天文台物理组工作。

曾有一位数学基础很好的见习员,被他推荐到我国著名数学家熊庆来家听课,后来考上了北京大学数学系研究生,迅速成长起来。

这些措施对中国天文学的发展非常有必要。

1978年10月,程茂兰旧病复发,即使在病中,他依然关心兴隆观测基地2.16米望远镜的研制工作。遗憾的是,这一年年底,程茂兰去世,最终也没能看到这架望远镜投入使用。为了纪念他为天文学做出的贡献,2001年,兴隆观测站建起了程茂兰半身铜像。

2008年10月,中国科学院北京天文台在兴隆县观测站举行了建站40周年纪念活动,邀请程茂兰的家人一同前往。同时,经国际天文学联合会小天体命名委员会批准,国际永久编号的47005号小行星被命名为程茂兰星。

为新中国星辰大海奋斗过的前辈,可以安息了。

河北日报记者 白云 通讯员 狄运武)

■记者感言

致敬仰望苍穹的先行者

1957年,程茂兰选择从法国回国。

享受高级住所,较好的科研环境,在这种情况下选择回到一穷二白的新中国,程茂兰把最诚挚的爱,给了祖国。

1957年11月26日,程茂兰回国不过几个月,在中国科学院常务会上的一次发言中,他这样说,“我对参加祖国建设的热情非常高,可是我能参加哪些建设呢?由于我没能学到一种万能的本领,只学会了一门,那就是天体物理,所以我应该建设祖国天文事业,希望在这一建设中去发挥我的积极性。”

在回国的若干年里,程茂兰的论文发表数量降下来,他放弃了继续追求学界声誉,要用所学建设祖国的天文学。正如他回国之初的表态,“我情愿牺牲几年的研究工作时间,把这个全新的北京天文台筹建任务完成。”

程茂兰做到了,他为中国的天文工作打下了坚实的基础。

这也为后来者无私献身中国天文事业,铺就了底色。

今年3月31日0时起,“中国天眼”向全球天文学家征集观测申请。500米口径球面射电望远镜向全球天文学家开放。

“中国天眼”的原首席科学家、总工程师南仁东未能见证这一幕。

和程茂兰一样,上世纪90年代,南仁东也是舍弃高薪,回国就任中国科学院北京天文台副台长。

1993年,在日本东京国际无线电科学联盟大会上,有科学家提出,在全球电波环境继续恶化之前,建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。

要知道,上世纪90年代初,中国最大的射电望远镜口径不到30米。几个重大的全球望远镜计划,都不带中国人参与。

南仁东跟同事提议,咱们也建一个吧。

一句话,22年。

1994年,他提出中国天眼的构想,在此后的22年里,选址、立项、可行性研究及初步设计、主编科学目标、指导各项关键技术的研究及其模型试验,南仁东全程参与其中。

这台由中国科学院国家天文台主导建设,具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。

截至2021年3月29日,500米口径球面射电望远镜已发现300余颗脉冲星。

“中国天眼”,把“程茂兰们”的研究又向前推进了一大步。它将巡视宇宙中的中性氢,研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化;观测脉冲星,研究极端状态下的物质结构与物理规律;搜索可能的星际通信信号等等。

尽管来自不同时代,但他们都是仰望苍穹的先行者,他们脚踏大地,用尽平生力量去探索星辰大海,怀着对祖国的爱。

文/河北日报记者 白云

责任编辑:张永猛
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