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科技创新大潮涌
 

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2020年1月11日 星期
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科技创新大潮涌
——透视2019年度国家科学技术奖
曾庆存在中国科学院大气物理研究所的办公室里工作(2012年11月资料照片)。
2016年12月20日,黄旭华在办公室内与同事交谈。

    科技创新大潮涌,千帆竞发勇者胜。

    这是一年一度的国家科技盛典!1月10日上午,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会,习近平等党和国家领导人出席大会并为获奖代表颁奖。

    黄旭华、曾庆存两位院士摘得2019年度中国科技界最高荣誉;曾经9度空缺的国家自然科学奖一等奖连续7年产生得主;紧扣经济发展和民生急需,科技创新让生活更加美好……透视2019年度国家科学技术奖,科技创新的大潮更加澎湃,实现建成创新型国家的目标令人信心满怀。

    黄旭华——

    隐身30年的中国核潜艇先驱

    10日,黄旭华,这位共和国的第一代核潜艇总设计师,从习近平总书记手中接过了2019年度国家最高科学技术奖奖章。

    “共和国勋章”、全国道德模范……功勋卓著的光环之下,黄旭华百感交集:我国第一艘核潜艇下水,这是我们自己干出来的。

    黄旭华的人生,就像深海中的核潜艇,“深潜”一辈子,无声,却有无穷的力量。

    “深潜”三十载,做隐姓埋名人

    一头银发向后梳笼,整饬的西装上搭着一条已经磨起球的素色围巾,脸上挂着温和的微笑。原中国船舶重工集团公司第七一九研究所名誉所长黄旭华院士,用云淡风轻的语气,谈起那些惊天动地的过往……

    1926年,黄旭华出生于广东省海丰县的一个小镇,小学毕业时,全面抗战拉开了序幕。黄旭华在炮火和动荡中走过了他的少年和青年。

    “想轰炸就轰炸,因为我们国家太弱了!我要学航空、学造船,我要科学救国!”海边出生的黄旭华,以造船系第一名的成绩进入国立交通大学(今上海交通大学),学术成长由此起步。

    1958年,中国启动核潜艇研制工程。一批人挑起开拓我国核潜艇的重任,黄旭华是其中之一。 

    1965年,核潜艇研制工作全面启动,核潜艇总体研究设计所在辽宁葫芦岛成立,黄旭华开始了“荒岛求索”的人生。

    荒岛之艰难困苦,没有削减同志们的干劲。所有人心里都装着使命,尽快研制出中国的核潜艇。做一辈子的“无名英雄”,黄旭华心甘情愿。

    接下这份绝密任务后,黄旭华三十年没有回过家,家人不知道他在外做什么,父亲直到去世也未能再见他一面。

    十年磨一剑。黄旭华及其同事们荒岛求索,在世界核潜艇史上写下光辉篇章——上马三年后开工、开工两年后下水、下水四年后正式编入海军进入战斗序列。

    中国成为继美、苏、英、法之后世界上第五个拥有核潜艇的国家,辽阔海疆从此有了护卫国土的“水下移动长城”。

    白手起家,干惊天动地事

    “那时候严格地说是不具备研制核潜艇的条件的。我们没有人见过核潜艇,大部分人没出过国,都是‘土包子’。”黄旭华说。

    一没有核潜艇的相关知识和参考资料,二没有足够的科研水平,三没有硬件条件,摆在黄旭华和同事们面前的情况十分棘手。

    没有条件也要干!怎么办?骑驴找马,决不等待。

    ——用“土”办法解决尖端技术问题:

    没有现成的图纸和模型,就一边设计、一边施工,白天黑夜加班加点;没有计算机,就用算盘和计算尺,日日夜夜、月月年年,算出了首艘核潜艇几万个数据;为了控制核潜艇的总重和稳性,边角余料都要过磅称重……

    ——清醒的头脑就是法宝,深入调研,搜寻核潜艇的材料:

    为从零零碎碎、真假难辨的资料中拼凑有用信息,他们时刻携带“三面镜子”:用“放大镜”搜索相关资料,用“显微镜”审视相关内容,用“照妖镜”分辨真假虚实。

    就这样,黄旭华和同事们突破了核潜艇中最为关键的核动力装置、水滴线型艇体、艇体结构、发射装置等技术。

    时针转动,我国迎来核潜艇首次深潜试验。 

    10米、100米、200米……核潜艇不断向极限深度下潜。海水挤压着艇体,舱内不时发出“咔嗒、咔嗒”的巨大声响,每一秒都惊心动魄。只见黄旭华,全程沉着冷静、全神贯注地记录和测量着各种数据。

    成功了!核潜艇稳稳地潜到了极限深度。当核潜艇浮出水面时,现场的人群沸腾了。

    改革开放之初,很多单位向黄旭华抛出了高待遇的橄榄枝,他不为所动。家人劝黄旭华回广东工作,他用一句话便回绝了:“你们有这么好的境况,我祝贺你们,但我绝不眼红。我还是走我的独木桥,一生不会动摇。”

    无怨无悔,用一生诠释对国家的忠,就是对家的孝

    在很多人眼中,这几乎是不可思议之事。为了工作上的保密,黄旭华像核潜艇一样,整整“深潜”了30年没有回家。离家研制核潜艇时,刚三十出头,等到回家见到亲人时,他已是六十多岁的白发老人了。

    在夫人李世英看来,黄旭华好像永远没有歇一歇的时候,有时甚至有些“痴傻”。有一回,黄旭华思考技术问题太入迷,出门时竟没发现左右脚的鞋穿反了,一路走到办公室。

    黄旭华爱好音乐,口琴吹得漂亮,但他又是那么忙,一架扬琴摆在角落落了灰,等到想起来弹,弦已经坏了。

    自称是“一个不称职的儿子、不称职的丈夫、不称职的父亲” ,黄旭华对家人满是愧疚。 

    1987年,上海一家杂志刊登了报告文学《赫赫而无名的人生》,讲述中国核潜艇总设计师的人生经历。黄旭华把杂志寄给了远方的母亲。母亲含着泪一遍遍地读,还把兄弟姐妹叫到跟前说,“三哥的事,你们要理解,要谅解他。”

    自古忠孝难两全,黄旭华正是用一生诠释了对国家的忠,就是对父母最大的孝。

    黄旭华的视力一度因严重白内障受到影响,七八年里,甚至看不清女儿的脸。痴翁的眼神黯淡了下去,自觉科研生涯走到了尽头。

    2018年,黄旭华做完白内障手术,摘下纱布的那一刻,他连手机上的小字都能看清了,乐得像个孩子一般。

    九旬高龄的黄旭华眼睛依然炯炯有神,他身上那股热情和干劲,亦如六十年前一样。

    “祖国需要,我就去做”:科技报国 誓言无声

    每年国家科学技术奖,最受关注的无疑是国家最高科学技术奖的得主。

    吴文俊、袁隆平、王选、黄昆……一位又一位科学巨匠的名字闪耀着这份荣誉的榜单。掌声,鼓舞着一项项光照千秋的重大突破;鲜花,掩映着一座座彪炳史册的时代丰碑。

    1999年以来,共有33位杰出科学家被授予国家最高科学技术奖,他们以亲身行动阐释了新时代科学家精神的核心内涵,他们的爱国之情、报国之志激励着广大科技工作者奋斗不息、创新不止。

    2019年度国家最高科学技术奖,授予原中国船舶重工集团公司第七一九研究所黄旭华院士和中国科学院大气物理研究所曾庆存院士。 

    黄旭华和同事们用最“土”的办法解决了一个个尖端技术问题,使中国成为世界上第五个拥有核潜艇的国家,辽阔海疆从此有了护卫国土的“水下移动长城”。

    干惊天动地事,做隐姓埋名人。“当祖国需要我一次把血流光,我就一次流光;当祖国需要我一滴一滴流血的时候,我就一滴一滴地流!”黄旭华说。

    一代代科学家逐梦奋斗,一批批报国者誓言无声。

    明天天气怎么样?当人们掏出手机,自由享受天气预报带来的便利时,有一位科学家的贡献应该被永远铭记。

    曾庆存提出的“半隐式差分法”,是世界上首个用原始方程直接进行实际天气预报的方法,这一算法至今仍是世界数值天气预报核心技术的基础。

    如今,3天预报准确度可达70%至80%,在我国华南地区,可提前3至4天对台风路径做出较为准确的预报。

    曾庆存总是把“国家需要”挂在嘴边、放在心上,他时常用一句话勉励和要求自己:“为人民服务、为真理献身,凭黄牛风格、具赛马精神。”

    激活创新“总源头”:青年科技工作者成基础研究生力军

    树高叶茂,系于根深。基础研究是我国提升原创能力的关键和突破口。

    手性分子是大多数药物的活性成分。这类分子具有两个异构体,如同人的左右手,互成镜像,但不能重叠,因而也具有明显不同的生物活性:一个有药效,另一个则可能对人体造成严重伤害。为精确获取有药效的“那一个”,不对称催化是当下的主流手段,其核心是手性催化剂。

    历时20年,南开大学化学学院教授周其林带领团队发现了手性螺环催化剂,一个催化剂分子可以将455万个原料分子转化成目标分子,这是目前最高效的手性催化剂。

    此次科技奖励大会上,周其林团队的这一发现获国家自然科学奖一等奖,曾9度空缺的国家自然科学奖一等奖如今连续7年产生得主,大会还颁发了国家自然科学奖二等奖45项。

    基础研究是科技创新的总源头。党的十八大以来,我国通过一系列改革,进一步加强对基础研究的持续稳定支持。从衡量基础研究的重要指标——国际科技论文来看,数量不断增长,多年稳居世界第二位。

    “做好基础研究,赶时髦不行,跟热点也不行,需要‘十年磨一剑、敢坐冷板凳’的精神。”国家自然科学基金委副主任侯增谦院士说,基础研究既要注重科学兴趣驱动下的自由探索,也要聚焦国家重大需求,解决背后的重大基础问题。

    侯增谦领衔的研究团队经过十余年潜心研究建立的“碰撞性斑岩铜矿成矿理论”,在此次科技奖励大会上摘取国家自然科学奖二等奖,该理论大幅度发展和完善了国际矿床学界的经典斑岩铜矿理论,极大拓宽了全球斑岩铜矿的勘探区域,并被西藏等地系列找铜新突破所证实,为我国铜矿勘探提供了有力的理论支撑。

    更可喜的是,青年科技工作者已成为我国基础研究领域的中流砥柱,成为科技创新队伍中最具活力的生力军。数据显示,2019年度,国家自然科学奖获奖成果完成人平均年龄44.6岁,第一完成人平均年龄52.5岁,分别比2018年下降了2岁和2.6岁,超过60%的完成人年龄不足45岁。

    创新成果多点开花:科技让生活更美好

    科技是国之利器。国家赖之以强,企业赖之以赢,人民生活赖之以好。

    今年获奖的成果中,从半导体照明关键技术,到水污染防治、土壤修复等领域的创新成果,再到治疗疑难杂症、护卫“舌尖上的安全”……通过紧扣经济发展和民生急需、把准科技创新的着力点,让技术更加贴近群众、创新真正造福人民。

    以LED为核心器件的半导体照明,被认为是继白炽灯之后的第二次照明革命,其电光转换效率是荧光灯的5倍、白炽灯的20倍。

    中国科学院半导体研究所李晋闽研究团队经过十余年联合技术创新,率先突破了全链条自主可控的半导体照明关键技术,实现了全球最大规模的LED芯片产业化。

    “制浆造纸清洁生产与水污染全过程控制关键技术及产业化”项目构建了清洁生产与末端治理相结合的水污染全过程控制新模式;“稻田镉砷污染阻控关键技术与应用”项目为土壤污染防治提供有力技术支撑……

    从污染机制的基础研究到空气质量治理、水污染防治、土壤修复等领域创新成果硕果累累,支撑引领了绿色高质量发展。

    一项项科技成果,切实服务经济发展和民生急需,是中国式创新的最佳注脚。

    创新是中华民族最鲜明的禀赋,是任何时代都不可或缺的精神特质。一个创新的中国,必将在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,发动科技创新的强大引擎,乘风破浪,向着建设世界科技强国的宏伟目标奋勇前进!

    曾庆存——

    他让天气预报越来越精准

    在科学界,曾庆存成名很早。

    25岁破解世界级气象难题,为如今的天气预报技术奠定基础;44岁“够格”领取国家津贴,与著名数学家陈景润“同在第一档”;45岁当选中国科学院学部委员(院士)。 

    一辈子,他把“国家需要”挂在嘴边、放在心上。

    10日,著名大气科学家、中国科学院大气物理研究所研究员曾庆存站上了2019年度国家最高科学技术奖的领奖台。

    让天气预报越来越准

    点开手机,随时查看几天后的天气,如此便利精准的科技,离不开曾庆存创造的算法。

    古人看云识天。到了20世纪,人们发明气象仪器测量大气状态,绘成“天气图”,但还要依赖预报员的经验,误差较大。预报能不能准点、再准点?科学家想办法把千变万化的天气变成一组方程式,输进数据,计算机就能得出结果——现在通行的“数值天气预报”由此而来。

    这组方程式被称为“原始方程”,它囊括了太多的变量,极其复杂,对计算能力要求很高。计算速度如何“追上”天气变化速度?难题一时困住了世界气象学界。

    20世纪50年代末至60年代初,曾庆存从北京大学被选派到苏联留学。他的导师、国际著名气象学家基别尔把这道难题抛给年仅25岁的曾庆存,作为他的博士论文。

    苦读冥思,反复试验,几经失败,曾庆存从分析大气运动规律的本质入手,想出了用不同的计算方法分别计算不同过程的方法,提出了“半隐式差分法”,是世界上首个用原始方程直接进行实际天气预报的方法,并随即被用于天气预报业务。

    他的算法至今仍是世界数值天气预报核心技术的基础。现今,数值预报越来越准确,3天预报准确度可达70%至80%,在我国华南地区,可提前3至4天对台风路径做出较为准确的预报。

    在数值天气预报的基础上,曾庆存又在卫星大气红外遥感、跨季度气候预测、气象灾害监测预报、地球系统模式等领域都相继形成了开创性的理论研究成果,并得到了广泛应用。

    2016年,81岁的曾庆存荣获全球气象界最高荣誉——国际气象组织奖。

    走出一条中国式科研道路

    曾庆存与气象的缘分,并非一开始就注定。

    1935年,曾庆存生于广东省阳江市一个贫苦农家,全家老小力耕垄亩,也只勉强喝上“月照有影的稀粥”。穷困没能阻止这个家庭对知识的渴求,曾庆存和哥哥打着赤脚,一边劳作、一边读书。

    1952年,曾庆存考上北京大学物理系。新中国成立之初,无论是抗美援朝,还是国民经济建设,我国都急需气象科学人才。曾庆存二话不说,服从国家需要学习气象学。 

    1961年,曾庆存在苏联科学院获副博士学位后回国,写下一首《自励》诗:“温室栽培二十年,雄心初立志驱前。男儿若个真英俊,攀上珠峰踏北边。”珠峰是世界最高峰,象征着科学之巅;北边在我国境内,昭示了一条“中国道路”。26岁的曾庆存立下誓言,从此矢志不渝。

    1970年,国家决定研制自己的气象卫星,曾庆存又一次服从国家需要,离开原来的研究领域,被紧急调任作为卫星气象总体组技术负责人。他克服重重困难,解决了卫星大气红外遥感的基础理论问题,并用一年时间写出了当时国际上第一本系统讲述卫星大气红外遥感定量理论的专著,为监测暴雨、台风等及相应灾害提供了重要手段。

    20世纪80年代初,曾庆存挑起中科院大气所所长的大梁。

    担任所长的9年间,在曾庆存的带领下,大气所建设了2个国家重点实验室,成为国际知名的大气科学研究中心。

    天气能预报,气候也能吗?预测未来一年甚至几十年的气候,事关夏季洪涝、冬季雾霾、农业规划、能源布局等,涉及国计民生方方面面。曾庆存回答:能。2009年,曾庆存与其他科学家萌生了建立“地球模拟器”的想法。

    在数百位科学家的共同努力下,国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”于2018年在北京市怀柔科学城破土动工,预计2022年完工。该装置将为国家防灾减灾、应对气候变化、生态环境治理、可持续发展等重大问题提供科学支撑。

    “黄牛风格,赛马精神”

    初识曾庆存的人,可能觉得他不苟言笑,深入了解了,就发现他才情横溢、总能冒出些“金句”。

    他做学问,也写诗。“不追求华丽,平淡有意境。”有人评价,人如其诗。

    他时常用一句话勉励和要求自己:为人民服务,为真理献身,凭黄牛风格,具赛马精神。“平常像老黄牛一样踏实科研、好好积累,当国家和人民用你的时候,就像赛马一样向前冲。”

    曾庆存把自己当成一块砖,国家哪里有需要,他就去哪里,研究就做到哪里。1979年,他不顾身体伤病,躬在仅有几平方米、摆上两张床就站不下两个人的蜗居里,不分昼夜写作,完成了《数值天气预报的数学物理基础》第一卷。

    这部长达80万字的大气动力学和数值天气预报理论专著,将数学、力学和气象学有机地结合起来。国际同行评价:是“气象学理论化极重要的篇章”和“构筑气象力学必不可少的学术基础”。 

    做学问勇登高峰,生活上却满不在乎。同事赵思雄笑称曾庆存总是“鞋儿破,帽儿破”。“夏天在中关村,如果见到一个戴破草帽的老头,十有八九就是他。”赵思雄说。

    回顾自己的科研成绩,曾庆存一如既往谦逊:“我曾立志攀登科学的‘珠峰’,但我并没有到山顶,大概在海拔8600米的地方建了个营地,供后来者继续攀登。”

    本版文图均据新华社电

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