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编者按瞄准太空领域,追寻无限未来。86岁的艾国祥院士在演讲台上挥舞着双手,耄耋之年的他,腰杆挺得笔直,即使不用麦克风,洪亮的声音也让礼堂中的听讲者如耳提面命。从1963年大学毕业至今,他已经在中国天文的科研一线奋斗了一个甲子。六十年如一日的背后,是老人对自主创新、对赶超世界先进水平、实现民族复兴的一股执念,是艾国祥对自己的一份坚持。质疑导师开始的创新第一枪艾国祥出生在湖南益阳的一个小商人家庭,在益阳读完小学和初中后,以优异成绩考入了长沙市第三中学(现明德中学)就读高中。“我当时很喜欢物理,各方面很出色,中学时期就是省级的三好奖章获得者。”中学期间,艾国祥就抱着浓厚的兴趣认真学习了多篇毛泽东主席的著作。这不但培养了他的革命理想和奋斗精神,还通过学习和认真领会毛主席的辩证思想,为以后从事科学研究和勇于创新打下了思想基础。1957年,艾国祥考入北京大学,六年学习期间,得到了全额人民助学金和生活费资助。党和国家的培养,使他立志报效国家和人民。进入大学后,艾国祥在专业方向选择上没有丝毫犹豫。“我们本来进的是物理系,不少人的目标是将来成为‘牛顿、爱因斯坦’那样的人。在分专业时,应用地球物理(物理探矿方向)远没有理论物理等专业热门,没有人愿意去。我认为,我是国家培养的,祖国需要我去哪里,我就到哪里去,于是毫不犹豫地报了名。”艾国祥回忆道,“我当时是组织委员,比较有号召力,我刚报名,班上7个人也和我一起转过去了。”然而,1958年成立的中国科学院北京天文台急需人才;从物理系新分出来的地球物理系又希望把研究对象从地球深处一直延伸到广阔的宇宙空间,于是1960年新设置了天体物理专业。艾国祥所在班的同学也由应用地球物理转到了天体物理专业。1960年,艾国祥(右1)、陈建生(左3)和同班同学在北大未名湖畔“在大学学习的第六年完成毕业论文,毕业论文是我科研生涯打响的创新第一枪!”艾国祥神采奕奕地说起那段往事。时值上世纪60年代初,苏联派学者来协助中国培养科学技术人才。指导艾国祥毕业论文的专家曾师从一位苏联科学院院士。艾国祥在写毕业论文时,积极思考并调查了国外文献,发现导师在五个方面有错误。但是,导师难以接受学生提出的意见。他温和而又严肃地警告道:“艾国祥同学,你不按照我教你的写,我怎么给你打分呢?你怎么毕业呢?”艾国祥便和导师商量:“我可以按您的要求写一篇论文,然后自己单独再写一篇。”这两篇文章都交给了导师,导师没有让他参加论文答辩,却给了他5分的优异成绩。导师的相关文章发表在《天文学报》上后,紫金山天文台的一位研究人员也指出了该文章的两个错误。于是导师又找到艾国祥,请他帮助改正。两年后,导师在《天文学报》对已发表的文章进行了更正,并在文末对二人表示了感谢。初出茅庐,给进口太阳望远镜“开刀”1963年走出大学校园,刚刚25岁的艾国祥被分配到北京天文台,在沙河观测站从事太阳物理方向的观测工作。当时国内天文学方面的很多研究都处在起始阶段,大多跟在美、欧、苏联等国家的后面,天文仪器也基本依赖于进口,无论使用还是维护都受限于制造方。艾国祥到北京天文台的时候,一台重要仪器——1958年从苏联进口的太阳色球望远镜,已经在沙河站停用了3年。这台斥资30万元(相当于那时全台500人年开支的三分之一)采购的设备因观测图像严重模糊,无法使用。那时已是中苏关系破裂的年代,送回苏联原厂去修是绝对不可能的,国内又无人敢修,“(他们)生怕拆开就彻底报废了”。国家天文台怀柔太阳观测基地大学毕业仅一年的艾国祥“下定决心要修好它”。虽然他没有任何研制天文观测仪器的经验,但他以认真、严谨的科学精神,全面查阅法国、美国等国家的有关文献;到地质部调查冰洲石、石英的材料来源;还摸清了偏振膜及胶合偏振膜的树脂、硅油的性能。在党委书记支持下,他经过几个月的调研和分析,并准备了简易的无尘室和维修工具,给这台望远镜“开刀”。打开这台望远镜后,艾国祥发现滤光器的问题同之前调研、分析时所预测的一致。经过他和几位助手的努力,1965年终于使这台贵重的观测设备起死回生,一直到1979年才退役报废。该设备为航天安全期进行预报工作(艾国祥任航天安全预报组长),获得国家科技进步三等奖。艾国祥也由此掌握了滤光器的原理、制作和调试方法,为以后研制太阳磁场望远镜提供了知识储备和实践基础。艾国祥(左2)在参加建站初期的劳动世界首创,太阳磁场望远镜上世纪60年代中期,科技界掀起赶超世界先进水平的热潮,也激励着艾国祥用辩证唯物论去推动科技发展的强烈愿望和敢想、敢说、敢干的精神。此时国际上对于太阳磁场的观测研究基本都只局限于点源观测。如果仿制,只能造出功能类似的同类产品。艾国祥和同事们提出,不能跟在后面爬行,而是应当超越他们,“要造世界上太阳物理研究的最先进的观测设备!”要超越,就需要把握科学研究发展的规律。艾国祥从400年的现代天文学和太阳观测仪器发展历史的整体角度,思考总结出符合辩证法和人类认识规律的螺旋式发展法则。总结出两维的历史图,即观测视场是“点源—线源—面源—体源”,观测光性质是“白光—单色光—偏振光谱单色光—偏振光谱轮廓”这种二元四个层次的发展框架。根据这个框架,艾国祥提出了“超越”的方案——研制能同时观测面磁场、弱磁场的太阳磁场望远镜,跳过点、线两阶段直接跨越到对太阳磁场进行“面”和“体”的观测。这确保了这台望远镜在设计之初,便走在了太阳物理研究的世界最前沿。这项工作成为1967年中国科学院支持的重大项目之一。想法虽然提出了,但在当时我国科学和技术都落后于人的情况下,实现这一构想又何其之难。从1970年起始,艾国祥和几位年轻科研人员常年离开北京,吃住在南京天文仪器厂,不分白天夜晚,不休节假日,全力以赴地研究、制造太阳磁场望远镜。艾国祥既是项目负责人、总体设计师、总工程师,还是一名技工,常亲自上一线加工颇为复杂的器件。他南下云贵、北上边塞,钻山沟、进矿井,只为寻找望远镜需要的具有特高双折射率的特大体积冰洲石材料。为了给太阳磁场望远镜选定优良的站址,他们在当时的北京天文台的沙河观测站(平原)和河北兴隆观测站(山区,海拔1000米的山顶),以及北京怀柔水库边的半岛上(水域)进行了:太阳光学观测对比,对日面精细结构进行电影摄影,分析成像质量;铁塔测量低层大气不同高度的温度脉动,判断各高度大气折射率的不均匀性。艾国祥身先士卒,亲力亲为,选址小组中只有他敢攀爬70多米高的铁塔去安装测量仪器。盛夏时节气温高,一次在怀柔水库边的半岛上回收系留气球时,发生氢气爆炸,他的面部被灼伤了。自1973年开始选址,历时3年,最后确定将太阳磁场望远镜安装在视宁度最佳的北京怀柔水库北岸,即现在的怀柔太阳观测站。1983年怀柔太阳观测站进入望远镜观测塔楼的施工阶段。在修建塔楼上部的圆顶观测室时,艾国祥带领科技人员自己动手安装圆顶玻璃钢外罩。圆顶最高端离地面近30米,有些同事“在上面害怕得直发抖,我们就轮流喊话给他们壮胆,才终于装好”。艾国祥笑了一下,“那时候实在是缺人,每个同事都要既搞科研又当工人……”艾国祥与同事在距地面30米的圆顶最高端安装现场1986年,国际首创的太阳磁场望远镜终于研制、调试成功,安装在怀柔太阳观测站。当时世界上具有同等观测能力的此类仪器(国外称为太阳磁像仪)仅有3台,其中两台在美国,而中国的这台仪器的功能比美国的两台之和还要多出一倍。太阳磁场望远镜的研制成功,使中国在太阳物理观测研究领域跃至世界前列。怀柔太阳观测站与美国、日本、法国、俄罗斯等国家的科学家建立了长期的观测研究合作关系,并接收培训了韩国、日本、俄罗斯、印度和美国等国家的博士生和博士后研究人员。1987年始,怀柔太阳观测站与美国大熊湖天文台开展了“日不落”太阳局部磁场连续观测和“太阳活动全球监测网”。法国电视记者和英国广播公司(BBC)都曾来怀柔站采访。BBC制作并播放的全球100个天文台的电视专题片系列,第一集就介绍了怀柔太阳观测站。太阳磁场望远镜研制中最难、最先进的核心器件是滤光器前端的KD*P电光调制器,其中的D*(氘)是氢弹原料。当时美国也有此类产品,但使用寿命比较短,而中国自主研发的此系统至今都能长期连续工作。先进的滤光器和KD*P电光调制器曾出口到美国、日本、韩国、中国台湾地区等,得到的外汇和院里的奖励金用来给站里青年科技人员买房以及加发绩效。怀柔站成为知识创新工程前中国科学院唯一的示范特区。太阳磁场望远镜于1987年获得了中国科学院技术进步一等奖,在1988年获得了国家科技进步一等奖。时任中国科学院院长的周光召题词:“太阳磁场望远镜的建设者是中国科学院的骄傲”。科技创新永远在路上。在研制磁场望远镜的漫长而艰难的时期,艾国祥始终在考虑研制下一代的立体磁像仪,但苦于没有具体方案。1983年年末,正在南京做太阳磁场望远镜调试的艾国祥,一边吃着晚饭一边翻阅国外交换来的科研文献。突然,他注意到其中提到的偏振光束分离器元件,该元件的分光特性使他找到了观测太阳多个层次的方法,进而可把太阳磁场观测由“面”跨越到“体”的阶段。虽然该元件早在1949年就发明了,了解的人也很多,但无人运用到这个重大领域。多年的冥思苦想,终于找到了解决办法,兴奋的他彻夜未眠,元旦假期也忘在脑后,加班加点完成了对多通道太阳磁场望远镜的概念设计。上世纪90年代中期,艾国祥团队研制的多通道太阳磁场望远镜在怀柔太阳观测站成功安装。它可以同时在太阳大气的9个不同层次上获得磁场和速度场,是世界上最强大的太阳望远镜之一。1994年,太阳磁场和速度场研究获中国科学院自然科学一等奖。1996年多通道太阳磁场望远镜获国家科技进步二等奖。1998年5月2日,江泽民主席参观了怀柔太阳观测站,和艾国祥长谈后题词“发展空间天文