科學(xué)家的冷與明星的熱【程林,一位科學(xué)家的“熱”之戀】
發(fā)布時(shí)間:2020-03-12 來源: 散文精選 點(diǎn)擊:
5月16日,美國佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心當(dāng)?shù)貢r(shí)間8點(diǎn)56分,由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者丁肇中教授領(lǐng)銜研制的阿爾法磁譜(AMs),搭乘“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射升空。這個(gè)事件標(biāo)志著粒子太空探測新時(shí)代的開始。
17年前,丁肇中教授就開始孕育AMs項(xiàng)目。2004年初,他在回山東日照老家探望親友的同時(shí),興致訪問山東大學(xué),仔細(xì)察看了山東大學(xué)熱科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,認(rèn)識(shí)了年輕有為的實(shí)力派教授程林,并且認(rèn)定程林就是他AMS項(xiàng)目的“熱系統(tǒng)控制”的理想伙伴。
之后,以程林為首席科學(xué)家的山東大學(xué)科研團(tuán)隊(duì),便在AMs項(xiàng)目中承擔(dān)起了“熱系統(tǒng)”研發(fā)的重要任務(wù),并且經(jīng)過近10年的艱難探索,終于首次成功解決了帶電磁鐵太空運(yùn)行的“熱控制”這一關(guān)鍵科學(xué)難題……
“一千億個(gè)雨滴中的一個(gè)彩色雨滴”
“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)騰空的時(shí)候,在肯尼迪發(fā)射中心現(xiàn)場,程林和他的學(xué)生辛公明是僅有的兩名來自中國大陸的學(xué)者。當(dāng)時(shí)的程林教授非常激動(dòng)。他在微博中這樣寫道“‘奮進(jìn)’號(hào)躍入云層,巨大的轟鳴聲滾滾而來,那一刻,我們淚流滿面。”
了解AMS項(xiàng)目的人們知道,這是上世紀(jì)末和本世紀(jì)初世界上最重要的科學(xué)工程之一。AMS的任務(wù)――尋找宇宙中的暗物質(zhì)和反物質(zhì)。
這是人類第一次在太空中進(jìn)行的大型科學(xué)研究。
AMS項(xiàng)目,匯集了美國、中國、俄羅斯、意大利、瑞士、德國等16個(gè)國家和地區(qū)的6DC位科學(xué)家共同工作,歷時(shí)近17年,耗資20億美元……
科技構(gòu)想顯示,AMS被安裝在國際空間站s3構(gòu)架上,將承受來自太陽照射、星體反射和地球輻射等復(fù)雜環(huán)境的作用力。它每繞地球一圈需90分鐘。其溫度在零下40攝氏度和零上60攝氏度之間循環(huán)變化,而AMS各探測器及電子設(shè)備要求工作溫度變化必須維持在1攝氏度范圍內(nèi)。所以,熱系統(tǒng)研制的水平及質(zhì)量,直接決定著AMS的工作狀態(tài)、運(yùn)行壽命及實(shí)驗(yàn)的可靠性,決定著AMs科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
丁肇中曾經(jīng)十分形象地這樣描述他的科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及程林的熱控項(xiàng)目“就像在中國下了一場傾盆大雨,如果一千億個(gè)雨滴中有滴是彩色的,我們就要把它找出來。”
而程林教授對他們的工作也曾經(jīng)這樣形象地描述:“給AMS穿一件衣服”,使它能夠承受太空中惡劣復(fù)雜的工作環(huán)境。這件衣服需要具備兩種功能,一個(gè)是散熱系統(tǒng),當(dāng)AMS過熱時(shí),把熱散發(fā)出去;一個(gè)是加熱系統(tǒng),當(dāng)AMS過冷時(shí),使之保溫。因此,熱系統(tǒng)是AMS所有部件正常工作的基礎(chǔ)。
這些,對于當(dāng)時(shí)程林和他的團(tuán)隊(duì)來說,曾經(jīng)是一個(gè)暗淡而渺茫的謎。
“我從來就沒有超出主流價(jià)值觀的要求”
丁肇中先生2004年初訪問山東大學(xué)的時(shí)候,和程林教授交流了許多問題……
當(dāng)時(shí),丁肇中對程林和他的團(tuán)隊(duì)感到很滿意:“就讓他們?nèi)プ霭!?
一個(gè)月之后,山東大學(xué)即與丁肇中先生簽署合作協(xié)議,正式加盟AMS項(xiàng)目,全面負(fù)責(zé)其熱系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì),并由程林教授擔(dān)任首席科學(xué)家。
初聞此訊,程林教授心中忐忑不安,好奇和期盼交織在一起畢竟這是要與一位偉大的科學(xué)家合作,而過去我們只是在課本上領(lǐng)教,更何況對于AMS是做什么的?為什么要做々怎么去做所知甚微。
當(dāng)時(shí),丁肇中先似乎看透了這個(gè)年輕人的心思“我所需要的就是什么也不知道的人,因?yàn)槟闼龅臇|西沒有人做過。只要你做,你就是第一個(gè)做的!
丁肇中之言給了程林極大的勇氣和信心。
同時(shí),丁肇中之所以選擇程林領(lǐng)軍來做這件從來“沒有人做過”的事,也是有充足理由的。了解程林的人知道,年輕而有為的程林,在自己短暫的科研經(jīng)歷中,已經(jīng)做過很多前人沒有做過的事情。
程林給人的深刻印象是性格溫和、謙遜、正直、執(zhí)著。這究竟與他的家庭環(huán)境有無重要關(guān)系,很難言定。但是,了解他的人知道,1962年出生于山東淄博一個(gè)醫(yī)生家庭的程林,家庭環(huán)境還是比較優(yōu)越的,加上他天性正直向上,勤奮而好學(xué),從而使他直為同齡人中的佼佼者。那時(shí)候,他自信將來也能像父母那樣,成為一名優(yōu)秀的外科醫(yī)生,為人解病除痛。然而高考那年,他填報(bào)第一志愿的那家著名醫(yī)學(xué)院,在當(dāng)?shù)刂挥袃擅搬t(yī)學(xué)化學(xué)”的招生名額,與他當(dāng)醫(yī)生的夢想相距甚遠(yuǎn)。
后來程林就到了山東工業(yè)大學(xué)(2000年并入山東大學(xué))學(xué)習(xí)熱能與動(dòng)力工程。當(dāng)然,程林也對此沒有什么不足,因?yàn)閿?shù)學(xué)也一直是他的酷愛。之后的時(shí)光,是他的厚重積累。本科畢業(yè)之后,他又相繼獲得本校碩士學(xué)位和東南大學(xué)博士學(xué)位。
程林任教授,時(shí)年33歲。
程林有個(gè)非常明顯的特點(diǎn),那就是自小到大,不管扮演哪個(gè)角色,他都會(huì)盡全力做到最好,父母的好孩子、老師的好學(xué)生、學(xué)生的好老師、妻子的好丈夫、兒子的好父親。用他自己的話說,“每個(gè)人有自己的活法,我從來就沒有超出主流價(jià)值觀的要求”。
盡管工科不是自己最初的理想,但他還是依然做得非常出色。上世紀(jì)90年代初,一家中央級大報(bào)曾在頭版報(bào)道“十六項(xiàng)專利掀起換熱器革命”,文中提到的那位掀起換熱器革命的人就是程林。他的突出貢獻(xiàn)是,以自己的理論和實(shí)踐;打破了國際上延續(xù)了30年的定論和設(shè)計(jì)模式,帶動(dòng)了換熱設(shè)備的深刻變革,產(chǎn)生了巨大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。
此后10多年的時(shí)間里,“程林”兩個(gè)字頻頻出現(xiàn)在中國熱科學(xué)研究和換熱設(shè)備領(lǐng)域。1995年程林的《換熱器運(yùn)行導(dǎo)論》出版,這是中國換熱領(lǐng)域的第一部理論專著。此后程林又相繼推出了多部專著,其中《傳熱的原理與分析》一書作為高校研究生教材被廣泛應(yīng)用。
有意思的是,程林的語言常常深具哲理或詩意,這可能與他所喜愛的《愛因斯坦全集》、《法國文學(xué)史》、《藝術(shù)哲學(xué)》、《建筑的歷史》、《弘一法師書信》、《文學(xué)史上的失蹤者》、《古文觀止》等等有關(guān)……
“合作是一種很好的人生享受”
程林認(rèn)為,科學(xué)發(fā)展到今天,任何重大的科研項(xiàng)目都必然是多學(xué)科交叉、在合作互補(bǔ)中取勝,誰都不可能單槍匹馬取得成功。作為山東大學(xué)AMS項(xiàng)目組首席科學(xué)家,不僅需要站在科學(xué)的高度,把握前沿闖關(guān)奪隘,更需要具備總攬全局領(lǐng)軍作戰(zhàn)的將帥風(fēng)度。
程林領(lǐng)命AMS熱控之后,第一個(gè)任務(wù)就是迅速組建了他認(rèn)為是個(gè)不錯(cuò)的團(tuán)隊(duì)。
接下來就是與團(tuán)隊(duì)特別是與丁肇中教授既漫長又短暫的7年相處、7年合作、7年為友。程林說:“與合作者成為朋友,與朋友成為合作者。合作是一種很好的人生享受”。
也許他們當(dāng)初面臨的人類前所未有的課題實(shí)在是太多太多,程林感到他們需要合作,他們必須合作。后來的實(shí)踐也證明,合作成就了他們的未來。
程林說,那時(shí)候,我們“不知道應(yīng)該做什么和不做什么,這是面臨的最大挑戰(zhàn)!比缤瑔柕翘┥阶罾щy的是什么,你可能會(huì)說是全盤;登喜馬拉雅山呢?去過的人會(huì)說缺氧、雪崩等等;而去火星的最大困難是什么則沒有人知道,因?yàn)檎l也沒去過。AMS太空運(yùn)行會(huì)遇到什么問 題?沒有經(jīng)驗(yàn),沒有借鑒,沒有任何參考!皼]有問題是我們最大的問題”。所有的問題都是設(shè)想出來的,然后再把它解決。比如,運(yùn)行過程中適用的溫度范圍是什么?怎樣保持恒溫?再如,升空的速度非常高,硬件設(shè)計(jì)需要什么樣的強(qiáng)度才能承受?既要考慮強(qiáng)度還要考慮重量,因?yàn)樘綔y器的總重量是一定的,這又涉及到對材料的要求……
于是,他們一方面針對太空環(huán)境和地面環(huán)境的不同,通過分析與設(shè)計(jì),研究出不同于地面的排除熱量的新方法。此外還要滿足航天器的設(shè)計(jì)要求、航天飛機(jī)的發(fā)射要求和在空間站上的安裝使用要求,使整個(gè)熱控制系統(tǒng)能夠保證AMS在多種工況下的正常工作。另方面,研制加工AMS熱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)測試件,待美國航天局地面測試證明達(dá)到航天飛行和國際空間站運(yùn)行的各種要求后,再據(jù)此做出飛行結(jié)構(gòu)件……
2004年4月,程林他們首次踏上了日內(nèi)瓦之途,向丁肇中先生做了滿意的匯報(bào)。
一年之后,程林他們就把第一件結(jié)構(gòu)測試件送到了日內(nèi)瓦。
最初,沒有任何人相信中國人能夠做出符合要求的測試件,美國宇航局的官員看都不愿意看。經(jīng)過一番例行公事般的測量,他們感覺尺寸還合適,然后進(jìn)行測試。令他們沒有想到的是,測試結(jié)果竟然完全符合要求。一向惜字如金的丁肇中教授一連說了幾個(gè)“不錯(cuò)”。
2006年11月,就在歐洲核子中心的一間廠房里,AMs熱控整體組裝終于完成。這個(gè)高2.2米、寬2.2米、總重量520千克的熱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)測試件(STA),終于穩(wěn)穩(wěn)地屹立在了這座科學(xué)城里。程林描述,當(dāng)時(shí)就像一個(gè)父親夸獎(jiǎng)自己的孩子:“非常漂亮!設(shè)計(jì)非常精巧,外觀整潔,特別有秩序……”
2007年1月,丁肇中教授在休斯敦主持AMS新年度首次技術(shù)交流會(huì),美國、中國、俄羅斯、意大利、德國、瑞士等國家的100多位科學(xué)家參加了會(huì)議。美國航天局的專家和有關(guān)官員表示:中國山東大學(xué)的設(shè)計(jì)完全沒有錯(cuò)誤……
“程林教授是最優(yōu)秀的”
丁肇中教授2006年曾在致中國教育部的信函中這樣寫道:1976年以來,先后有數(shù)百位中國科學(xué)家和我一起工作,程林教授是最優(yōu)秀的……
面對成功,程林只是謙遜地說他比較幸運(yùn),在一個(gè)恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)遇上了AMS、遇上了丁肇中教授。
讓程林最為感動(dòng)的是丁肇中先生的執(zhí)著,不管遇到任何困難,他從來沒有過猶疑和動(dòng)搖,“17年就做這一件事”
而與丁肇中先生的7年間相處,程林說,丁先生“已經(jīng)由教科書走進(jìn)了我們的生活”。
不知不覺間,丁肇中先生的某些風(fēng)格已經(jīng)潛移默化進(jìn)程林的習(xí)慣中。丁先生經(jīng)常說的一句話就是“不知道”,而且也是這位著名的世界頂級科學(xué)家留給人們最深的印象之一。而程林在面對如潮般的鮮花和掌聲時(shí),也淡定地說:“最重要的原因可能就是因?yàn)椤覀兪裁匆膊欢薄6≌刂邢壬f,“科研是實(shí)實(shí)在在的東西,需要百分之百的努力”。程林說,“AMS要安裝在國際空間站上,去了就回不來了。等于是買的單程票,每走一步,都,必須是百分之百的成功!
其實(shí),不在其中,自然很難體會(huì)這些年程林所承受的壓力和艱辛,直到臨近發(fā)射,直到發(fā)射成功。
而當(dāng)所有人都為他們的成就歡欣鼓舞時(shí),程林卻不敢有片刻輕松,“我們完成的只是階段性的工作”。程林反復(fù)強(qiáng)調(diào),熱系統(tǒng)在天上運(yùn)行,那里有幾十名團(tuán)隊(duì)成員7年的心血,那里有他們青春的夢想與追求,那里有他們打上的“中國SDU創(chuàng)造”印記!他們每時(shí)每刻都在關(guān)注著它的“呼吸”、“心跳”、“血壓”、以及所有的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,猶如父母牽掛自己遠(yuǎn)在異鄉(xiāng)的孩子。
當(dāng)年丁肇中先生獲得諾貝爾獎(jiǎng)時(shí),第一次讓斯德哥爾摩授獎(jiǎng)大廳里響起了用漢語表述的激動(dòng)感言,令人難忘。
而數(shù)年之后,在國際科學(xué)計(jì)劃AMS新聞發(fā)布會(huì)上,一向衣著樸素的程林,特意在胸前佩戴了枚國旗微章,鮮紅艷麗,引人注目。他希望以此表達(dá)的某種心意與丁肇中先生異曲同衛(wèi)……
編輯 李平
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