吴应清
国泰则民安,国盛则家兴。从古至今,任何一个国家的强盛和民族的繁荣都离不开强大的军事实力和国防实力。在中华民族的伟大复兴之路上,有这样一群军工人,他们隐姓埋名,他们甘于奉献,他们不求名利,他们有着同一个军工梦——强我国防。而这也是吴道庆作为其中一员,最简单朴素而又伟大的理想。
国防情结 家国情怀
来到南京,中国工业雷达的发源地——中国电子科技集团公司第十四研究所(以下简称十四所),记者见到了国土防空和反导预警领域首席专家吴道庆研究员。从1984年进入十四所,细细算来,吴道庆已走过了32个春秋。这30多年来,他从一名研究生成长为中国电子科技集团首席专家、十四所的首席专家。
1980年,吴道庆考上了南京航空学院(今南京航天航空大学)。为了学到更多更专业的知识,在其大学三年级的时候,吴道庆就打听到了十四所,知道该所在雷达技术方面处于国内领先地位,并心向往之。1984年,他如愿以偿考上了十四所的研究生,从事微波与电磁场方面的研究,毕业后又顺利留所工作。对其而言,十四所,就是他梦想启程的地方。任岁月变幻,他依旧坚持在这里筑梦、努力、拼搏。
“研究生毕业后分配到十四所地面雷达研究部,主要从事地面雷达总体的设计和研发工作。”吴道庆介绍说:“比较幸运的是,我一工作就参加了当时空军最先进的地面防空雷达的科研项目,全程参与了该雷达的研制工作。”在上世纪八九十年代,由于当时我国的元器件水平、科研手段、技术储备和经验积累等都比较落后,研制一部雷达从论证、关键技术攻关、设计、生产加工、调试至装备定型试验花费整整10年时间,在1997年该雷达才研制成功,成为空军地面防空雷达重点装备。对吴道庆来说,这是其难忘的10年。“这10年是我个人成长的重要阶段。”从一名学子成长为工程研制的一线人员;从老同志身上学到了一丝不苟、严谨认真的科研精神;更明白了作为一名军工人应有的军工情怀——艰苦奋斗,军工报国,甘于奉献。
吴道庆说:“以前的研究条件比较艰苦,但大家都没有退缩,个个都卯足劲不分昼夜地加班加点工作。”尽管那时的待遇并不好,尽管那时汹涌着“下海捞金”的大潮,但每一位军工人都始终不忘初心,坚守在自己的岗位上,默默无闻,名利与他们绝缘,因为他们怀揣着同一个梦想——强我国防!
坚守岗位 甘于奉献
随着国内科技水平进步,1999年至2003年吴道庆和其团队刻苦专研、奋力拼搏,仅用了4年时间就完成了某重点型号雷达的自主研制工作,该雷达研制成功,得到了国内专家的一致认可, 其技术性能达到了国内领先国际先进水平,在地面防空雷达领域缩短了我国与国际先进国家的差距,并获得了国家科技进步奖一等奖。该装备是我国国土防空雷达的主战装备,参加了2009年国庆60周年阅兵和2015年反法西斯70周年阅兵,光荣接受了党和国家人民的检阅。
光鲜成绩的背后,往往隐藏着不为人知的艰辛和付出。为了尽可能出色完成科研任务,吴道庆给了自己很大压力。有一次,在外场装备调试期间,他连续多日发着低烧,但为了赶研制进度,一直没把自己放在心上,在大家的一再劝说下,短暂回所时他才准备到所医院拿点儿药“敷衍了事”,便返回外场继续工作。而这时的他已脸色煞白,被医生要求立即全面检查。一经检查,发现他的血色素连正常人的一半值都不到,是胃溃疡出血,离胃穿孔只差毫厘。在医生的强制要求下,吴道庆暂缓工作住院治疗。因为血流失较多,血管都干瘪到护士一时找不到扎针的地方。这时的吴道庆才恍然得知,原来连日来的呕吐和浑身无力是胃出血的缘故。经过短短半个月的恢复,他就要求出院,又义无反顾地重返他日夜牵挂的“战场”。吴道庆总是说:“和国外发达国家水平相比,我们还有较大的差距,我们必须加班加点与时间赛跑。”
2002年,项目进入到最后的关键阶段。为了工作,吴道庆一直身处外场。而这期间,他的父亲罹患癌症,生病住院。他不仅没有时间陪伴,没有时间给父亲寻找好的医疗,还不得不将癌症晚期的老父亲送回老家医院,请其兄长照料。他送走父亲的当天就赶回了外场。“没能在父亲生命最后的时日里照顾他、陪伴他,这一点我一直感到非常内疚、遗憾。”说到此处,吴道庆满心愧疚。树欲静而风不止,子欲养而亲不在。对吴道庆来说,他有着太多太多的遗憾和对家人的亏欠,但他还是顶住各种压力,竭力把工作做到最好,最终取得了满意的成绩。之后,他还担任某低空三坐标雷达总设计师,并作为第十四所地面类防空雷达产品总设计师,主持并负责完成了多型重点军用雷达产品研制工作。
研制、试验的场地多在人迹罕至、生活环境比较艰苦的野外,吴道庆总是身先士卒,与大家一起奋战在第一线。在某一次任务保障中,他和同事一起到西北沙漠戈壁滩做实验,没有地方住,他们就和部队的同志二三十人挤一个帐篷,和士兵一样在野外同吃同住,一呆就是数十天。就是在这样艰苦的条件下,吴道庆和其团队解决、突破了一个又一个难题。对于这些,他总是轻描淡写,乐观地、憨憨地笑着说:“每一个甘于奉献、默默无闻、坚守岗位的军工人都一样,都是这样过来的,现在的条件已经好太多了,我们很知足。”
瞄准未来 筑梦国防
未来战争,更多的是信息化战争,谁掌握了信息谁就掌握了主动权。预警监视系统作为国家空天攻防作战最主要的信息源,地位作用不言而喻,它是维护国家安全的重要屏障。地面防空雷达从只是探测常规的空中目标向探测隐身飞机、临近空间目标和弹道导弹等多任务多功能方向发展,而随着反辐射武器、电子干扰和超低空突防对雷达的威胁急剧增加,雷达的生存和有效工作正面临着严重的挑战。为此,吴道庆一直瞄准未来作战需求,坚持雷达新体制、新理论、新技术研究。
作为国土防空和反导预警领域的首席专家,他主要从事地面防空雷达和反导预警雷达装备的研发工作,担任多型地面防空雷达和导弹预警相控阵雷达装备的技术总指挥。在承担繁重科研任务的同时,他还先后指导了多名硕士研究生。理论与实践相结合,发表了多篇学术论文。工作中他发扬着十四所“传帮带”的精神,在虚心向老同志请教学习提升自己的同时,注重培养下一代人。吴道庆说:“在我的成长过程中,我所的老同志毫无保留地把知识传给了我们,他们脚踏实地、默默无闻、无私奉献的精神也时刻影响着我们这一代人,感染着我们,他们永远都是‘做得比说得好”。endprint
在吴道庆和其团队的共同努力下,我国的地面防空雷达已经接近或达到国际先进水平,某些技术甚至赶超国际。但他一直还在强调:“反导预警领域我国才刚开始,还有很长一段路要走。我们唯有自主创新、加快步伐,才能与国际先进水平同步,才能保障我们的国防安全。”
“坚持最重要,唯有坚持不懈,方能成事。”吴道庆如是说。他和团队正是因这种坚韧和拼搏,一路收获了诸多荣誉,荣获国家科技进步奖一等奖等数项奖项。30多年来,他一直在科研中孜孜以求,勤勉工作,如今的他具有了扎实的理论功底和丰富的实践经验。突出的工作表现,使他先后荣获了:国防工业突出贡献中青年专家、国防科技工业武器装备型号研制个人一等功、江苏省“333高层次人才培养工程”中青年首席科学家等诸多殊荣。
所有的坚持,都因一种情怀,强我国防;所有的努力,都因一种精神,军工精神;所有的默默无闻,都因他们是一类人,军工人!“十四所是一个干事的地方,只要努力就能做出一番事业来。要在十四所尽情发挥自己的能力,把雷达事业做好,为国家为国防多做贡献。”和所有军工人一样,这是吴道庆简单而又伟大的理想。
吴道庆
科
自地球形成,经历了太古代、元古代、古生代、中生代和新生代5个时期。“代”为地质时代的划分单位之一,代之下又可划分若干纪,如寒武纪、侏罗纪、第四纪。各个地质时期发生的大事件,在地球自身、地壳运动、岩石、构造、古生物、地磁、古气候等多方面都留下了记录。而它们就像一个个来自远古的使者,接通古今,为预测未来地球变化提供线索。
中国科学院广州地球化学研究所研究员胡建芳就是与这些使者对话的人之一,她探索着一层层揭开远古时期的神秘面纱,使其透出缕缕闪耀之光,呈现在世人面前。
在“冷门”方向中锲而不舍
1992年11月,在广州市天河区,有机地球化学国家重点实验室正式挂牌成立。20余年来,针对我国对石油天然气资源与环境的战略需求,以及当代有机地球化学学科的发展走势,实验室依托于中国科学院广州地球化学研究所逐渐发展形成了“石油天然气地球化学”“环境有机地球化学”和“生物有机地球化学”3个方向,均取得了一批高水平的科研成果。然而,后者不同于前两者,具有很强的基础研究色彩,不直接产生经济效益,受国家战略需求导向的影响,生物地球化学一直以来未受到广泛重视。
何为“生物有机地球化学”?简单来说,生物有机地球化学就是以特征生物标志物及相关的碳、氢、氮同位素为主要研究手段,揭示与碳、氮及水循环有关的地球化学过程,“我们更多的是通过特征生物标志化合物来建立相关代用指标,研究现代地质过程;通过代用指标的现代过程与适用性研究后,再重建古生态古环境,比如白垩纪、第四纪的环境温度、二氧化碳及古植被的变化趋势等”,胡建芳娓娓道来,“当前大家经常谈到气候变化,人类排放的二氧化碳到底对地球变暖有多大的影响?只有从很长的时间范围内把地球本身的气候变化规律理清,才能更好地预测日后的气候变化”,这也是生物有机地球化学研究的价值所在,即为地球表层系统环境演变研究提供机制上的证据。
1996年以来,胡建芳就一直从事此方面的学习研究,尽管坐了多年的冷板凳,但她始终坚持在基础研究幕后,辛勤耕耘,探索不辍。说起她与生物有机地球化学结缘,还是机缘巧合。“我本科学的是石油地质勘查,后来在和导师交流学习过程中觉得生物有机地球化学特别有意思,而且当时也有课题支持”,就这样,胡建芳在考入了中国科学院广州地球化学研究所地球化学专业后,深入探索着自己的兴趣领域。
兴趣可以为前进提供源源不断的动力,若不是对生物有机地球化学的深切喜爱,胡建芳很难克服重重障碍,一路走到今天。
生物有机地球化学学科也是历经了代代相传,才发展至如今的高度。从我国著名的有机地球化学与沉积学家傅家谟院士,到有机地球化学家彭平安院士,再到现如今,科研的接力棒传递到新一代的后备力量手中,胡建芳就是其中的佼佼者。她肩挑使命,不负众望。2001年获得博士学位后,胡建芳就一直留在中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室工作,围绕利用生物标志化合物及单体化合物稳定碳同位素研究区域气候/环境变化,以及全球变化方面展开系列研究,曾先后主持完成了5项国家自然科学基金项目,3项中科院知识创新工程重大项目子课题和1项国家战略先导科技专项课题,累计在国内外学术刊物发表论文60余篇,科研成果受到国内外同行的广泛关注。十年磨一剑,从助理研究员做起,逐步成长为实验室的骨干力量。
“我的学生说我每天像打了鸡血一样”,话音未落胡建芳就笑了起来。然而在这笑声背后未曾透露的辛酸只有胡建芳自己深有体会,“女性做这项工作的挑战性很大,面临着家庭与工作如何权衡的难题”。无论如何,她依旧砥砺前行。
以“新”视角探寻传统问题
2005年10月,胡建芳踏上飞往澳大利亚的班机,开始了在Wollongong大学地球与环境科学学院为期两年的访问研究工作。值得一提的是,她的合作导师是前国际第四纪研究联合会主席Allan R. Chivas教授。
“Allan教授享有很高的学术声望,对待工作特别认真、严谨。一次做化学实验时,需要用的玻璃器皿买不到,只能自己加工,一上午的时间教授都和我在实验室里亲自操作。即使是大科学家,加工玻璃这么小的事也认真对待。”话语中胡建芳透露出对Allan教授的敬佩。同这样的科学家共事,胡建芳也颇受影响,不仅做事高度认真,对自己的要求也近乎苛刻。作为老师,她也常和学生讲,“为科研做事就要做到极致,要么就不做”。这或许也同样是实验室一贯的风格,他们专注有机地球化学,并将其发展为“拳头”项目,在领域中做到极致。然而正是在这种高标准、强压力的促使下,胡建芳在生物有机地球化学领域取得丰硕的科研成果。
自三叠系后,中国北方就结束了大范围的海洋沉积,形成了一系列大规模的陆相湖盆,如松辽、二连、泌阳、东营等。殊不知,在这些古湖盆中含有重要的油气资源,要想有效进行油气勘探,首先要理解这些湖盆优质烃源岩的形成机制,这样不仅有利于发展我国油气生成的科学理论,同时可为指导油气勘探提供科学依据。endprint
经过漫长的研究发现,海侵对陆相湖盆大规模烃源岩形成具有重要影响,主要是因为海侵高水位常能形成有机质丰度较高的烃源岩, 这是油气形成的物质基础;其次,海侵阶段形成的生油岩和海退阶段形成的储层的有机配合, 有利于油气的赋存;同时海侵使水体的化学分层增加, 有利于有机质保存,形成有机质类型较好的源岩。
研究发现白垩纪海侵事件是松辽盆地的重要地质事件之一。“钙质超微化石及其他地球化学的证据都证明了松辽盆地白垩纪海侵的发生,但关于海侵事件的期次和持续的时间以及海侵规模相对大小的研究,目前还严重缺乏,这不利于探讨大规模烃源岩形成的机制,以及我国乃至东亚地区晚中生代古气候和古环境演变的规律和机制”,胡建芳道出了问题的核心所在。而且不光如此,由于松辽盆地优质烃源岩发育的层位正好是海侵事件发生的层位, 如果海侵事件存在, 那么以我国大庆油田发现为基础的陆相生油理论还能否成立?
基于此背景,胡建芳在国家“973”项目课题“松辽盆地及邻区晚中生代古环境有机地球化学研究”支持下,避开常规的油气角度,从环境角度着眼,通过对“松辽盆地大陆科学钻探”获取的松科1井的特征海洋分子标志化合物(24-正丙基胆甾烷和24-异丙基胆甾烷)的定性、定量研究,揭示了白垩纪松辽盆地海侵事件的详细过程,发现不同时期海侵的规模和方式有所不同,构造运动为海水入侵创造了通道,全球海平面的上升使得海侵成为可能。同时,他们还发现海侵层位优质烃源岩的δ13Corg值与海洋δ13Corg显著不同, 其TOC主要来自湖泊的初级生产力,因此陆相生油理论依然成立。
这些研究结果为我国其他陆相湖盆的海侵事件研究提供了模式参考,有利于同全球海洋记录的古气候/环境事件进行对比,更好地探讨我国晚中生代古气候/环境演变的规律和机制。成果发表在Scientific Reports上。
紧追热点实现“零”的突破
南海由于其海底资源十分丰富,尤其是海底石油和天然气储量巨大,因此一直受到世界各方的广泛关注。天然气水合物就是其中之一,它是由气体分子(主要是甲烷CH4)与水组成的固体物质,完全燃烧时只生成二氧化碳和水,是新型绿色能源。甲烷是一种强效温室气体,其温室效应是二氧化碳的20?30倍。一旦海洋中天然气水合物大规模分解,进入水圈和大气圈,巨量水合物CH4将造成强烈的温室效应,进而引发区域性甚至全球性的气候/环境和生态灾变事件。南海在地质历史时期到底有无甲烷释放?若有,对环境有无影响?有怎样的影响?带着这些疑问,胡建芳申请了国家自然科学基金面上项目“南海东沙海域晚更新世以来天然气水合物分解/释放规模的分子有机地球化学记录及环境效应”。“我们需要寻找能够示踪天然气水合物分解/释放敏感性良好的替代性、定量化指标,同时结合沉积记录的古环境重建,可以甄别地质历史时期海底天然气水合物分解/释放对气候/环境的影响。”
在项目中,胡建芳期望有两大突破,一是寻找到替代性指标;二是完成定量研究。“当甲烷释放出来后,会有些特定的微生物以它为食,转化为生物体的碳”,而来源于这些微生物的特定生物标志化合物就是切入口,追本溯源便可重建相关的古环境。当然,说起来容易做起来却存在一定的风险,“海洋那么大,如何取得样品”成了阻碍课题组前进的绊脚石。根据广州海洋地质调查局所做的前期工作,课题组在前者所标定的区域内进行取样作业,不用再像大海捞针般苦苦寻觅,获得有效样品的概率也大大提升。探寻“有无甲烷排放”后,接下来就是“排多少”的问题,“我们希望能做定量的研究,判断甲烷排放的是多还是少”。项目目前正在顺利进展中,预计2019年年底结题。
除了对南海东沙海域的研究,在华南地区晚全新世陆相古温度重建研究方面也有新突破。
古温度的定量重建是古环境/气候学研究的重要内容,不同领域的学者都在为此一直进行着不懈的探索。作为中国现代气象科学奠基人的竺可桢先生,就始终关注并尽毕生之力开展气候变化研究,他关于气候变化的一系列奠基性研究,对于人们今天认识这一全球重大问题具有基础的科学意义。
海洋和陆地,作为地球上两大表生生态系统,其中关于海洋的古温度重建研究较多,而关于陆相古温度定量重建一直难以进行,这是因为一直缺乏有效的定量化计算指标。近年来,基于微生物细胞膜GDGTs的陆相古温度指标发展火热,并得到了广泛的应用。“最初的研究认为支链GDGTs 来源于陆地土壤和泥炭细菌,基于此,国际上建立起了土壤的年平均大气温度(MAT)经验计算式,但新近的研究指出支链GDGTs可以由湖泊内源产生, 如果以土壤的经验计算式来计算MAT,必然产生偏差”,因此,国内外又相继出现了一些基于湖泊现代表层沉积物的MAT经验计算式,尽管这些计算式是“区域性”的,其计算结果仍具有广泛的适用性。
在我国,全新世陆相古温度的重建研究主要集中在北方和东部地区,而华南地区严重缺乏,胡建芳就恰好身处广东省,近水楼台,她带领课题组首次通过对华南地区湖光岩玛珥湖现代过程的研究,证明了其支链GDGTs主要为湖泊内源产生;在此基础上,应用湖泊的MAT经验计算式高分辨率重建了~3.7ka以来华南地区陆相古温度。最终重建结果显示,华南地区~3.7ka以来经历了5次冷期/4次暖期变化,中世纪暖期在华南地区呈现出2次暖阶段,小冰期在华南地区依然存在,且温度是~3.7ka以来的最低值。
这无疑为华南季风区陆相古温度重建研究提供了新的思路与方法。该成果发表在Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology上,相关研究也得到了国家自然科学基金和研究所“135”项目的经费支持。
随着全球变化研究在全球范围内的兴起,以碳循环、水循环和氮循环为当前主要研究内容的生物地球化学也成为有机地球化学最活跃的研究领域。近些年来,实验室在国家自然科学基金委的资助下开展了许多工作,虽然资助的经费不多,但也取得了比较好的研究成果。“硬骨头”总要有人来攻,配角也总要有人来充当。正是有了像胡建芳一样默默无闻、勤于耕耘的研究者们,我国在生物有机地球化学领域才得以有长足的发展。他们不为鲜花光环,只为心中那束远古之光。endprint
科学中国人2016年11期