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曾慶存:氣貫長虹淡觀雲 大道至簡徑攀峰

日期: 2020-10-05 來源:紫荊
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人物檔案:

曾慶存,男,1935年5月出生於廣東省陽江市。1956年畢業於北京大學物理系,1961年在前蘇聯科學院應用地球物理研究所獲副博士學位。先後在中國科學院地球物理研究所和大氣物理研究所工作。曾慶存是國際著名大氣科學家,國際數值天氣預報奠基人之一,為現代大氣科學和氣象事業的兩大標誌——數值天氣預報和氣象衛星遙感——作出了開創性貢獻。

 

文 | 本刊記者    魏東升    馮琳


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1月10日上午,著名大氣科學家、中國科學院院士曾慶存(左)在北京人民大會堂,從習近平主席的手中接過了中國科學家的最高榮譽——國家最高科學技術獎(圖:新華社)

什麼是科學家?上下求索以推動人類進步為己任為信念並有無畏精神勇敢拓荒者,是為科學家。2020年1月10日上午,85歲高齡的著名大氣科學家、中國科學院院士曾慶存在北京人民大會堂,從習近平主席的手中接過了中國科學家的最高榮譽——國家最高科學技術獎。此後,我們多番尋求能夠採訪曾慶存,終於有幸在今年初秋見其真容。

採訪前,我們懷揣著對一位科學大家的敬仰與好奇來到了曾慶存的辦公室。採訪後,我們對曾慶存的認知遠比“科學家”這個身份多了幾許親切和動容。他是科學家,更是一位始終藏著童真的長者、一位笑談酸甜苦辣的智士、一位歌以詠志的浪漫詩人……

與曾慶存對話,你會情不自禁面露微笑,卻在心中肅然起敬、感動落淚。 

開啟可實際應用的

“數值天氣預報”的“密鑰”

在1月10日當天舉行的國家科學技術獎勵大會上,曾慶存發表獲獎感言說,這份殊榮不單屬於個人,更屬於這個偉大時代所有愛國奉獻的廣大科技工作者,體現了黨和國家對科技工作者的親切關懷、深情鼓勵和熱切期望;從上世紀後半葉到現在,世界科學技術蓬勃發展,大氣科學和氣象事業也有了質的飛躍,他為參與這個偉大歷程而自豪。

事實上,曾慶存在這一歷程中的研究成果突出,是中國對世界大氣科學和氣象事業的重大貢獻!

“天上鯉魚斑,明日曬穀不用翻”、“八月十五雲遮月,正月十五雪打燈”、“久晴大霧必陰,久雨大霧必晴”……這些諺語源於中國人對氣象的古老認知和經驗之談。看雲識天,是幾千年來人類預測天氣的唯一手段。而如今,我們只需打開手機、電視、廣播等等就可以準確預知明天乃至幾天後的天氣。這巨大的進步,離不開“數值天氣預報”。

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曾慶存院士正在接受本刊採訪(本刊記者 馮琳 攝)

早在20世紀早期,人類通過可測量大氣狀態的氣象儀器繪成“天氣圖”來預報天氣,但這還得憑預報員的經驗判斷,因此不夠客觀,容易出錯。怎樣讓預報準點、再準點?20世紀中期,大型電子計算機誕生了,科學家們逐漸想到可在一定條件下將大氣複雜的狀態數據,通過大型計算機用可計算的方程式做數值計算,這種客觀定量預測即是現今通稱的“數值天氣預報”。

完整描述大氣運動的方程式被稱為“原始方程”,這是開啟可實際應用的“數值天氣預報”的“密鑰”。但含有太多的變量,包括溫度、氣壓、濕度、風向、風速等等,極其複雜,非線性強。如何讓數值的計算速度“追上”天氣變化速度,這一難題困住了當時的世界氣象學界。1961年,年僅26歲的曾慶存在蘇聯科學院攻讀博士學位期間,首創求解大氣運動原始方程組的“半隱式差分法”,給出了世界上第一張求解原始方程組作出的天氣預報圖。這項成果立即在莫斯科世界氣象中心應用於天氣業務,在當時將天氣預報的準確率提升到了60%以上。

曾慶存的原始方程算法在氣象學史上是一個劃時代的進步,不僅讓數值天氣預報這項“20世紀最偉大的科技和社會成就之一”成為現實,而且奠定了當今數值天氣預報業務模式的動力構架基礎,一直沿用至今。

目前,數值天氣預報越來越準確,3天預報準確度可達70%至80%。在我國華南地區,可提前3至4天對台風路徑作出較為準確的預報。

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1988年9月7 日,北京時間凌晨4時30分,中國第一顆氣象衛星“風雲一號”由“長征四號”運載火箭發射升空

真理終究是可以認識的

1957年,剛剛從北京大學畢業的曾慶存被國家選派到蘇聯學習氣象專業。在蘇聯科學院應用地球物理研究所,曾慶存師從國際著名氣象學家、蘇聯科學院通訊院士基別爾。

當時,基別爾也在研究原始方程來作“數值天氣預報”,他的研究開了個好頭,但也碰到了很大困難,他就把這道難題交給了曾慶存。這引來了師兄們的極力反對,因為他們都覺得太難了,害怕曾慶存解不出來就沒法兒畢業。

“既然這麼難,為什麼導師覺得您行?”記者問。“我也奇怪呀,我導師他有這種相信的能力。”曾慶存回答說,“我剛到蘇聯的時候,我的水平比起蘇聯的同學是低一大截的。數值天氣預報和數學、力學的關係很大,但我在國內基本沒學,我就只能拼命趕了。那時候我在導師的指導之下悶頭苦讀了一年半。考試完了,他一看,覺得我還行,很滿意。特別是他研究的東西,我理解得比較透,甚至很有可能比我師兄們都清楚,這可能感動到他了。他說這個人行,所以就給了我一個最難的問題。”

“那您當時覺得自己行嗎?”記者又問。

“當時我經過一年半的悶頭學,好像那個東西我也通了。我覺得我可以試試來著,既然導師建議我做,我就做吧。”曾慶存答。

經過苦思冥想,從理論上來說,大多數的方面都想到了,在電子機房也逐一作了試驗,但就是通不過考驗,真是晝夜不安。但他堅信真理終究是可以認識的,經過許多許多次的失敗,終於從漸悟到了頓悟。曾慶存猛然想到了採用不同的計算方法來分別計算不同的大氣運動過程,於是創造出了“半隱式差分法”,試驗成功的那一刻,曾慶存興奮極了!他深夜從燥熱的機房裡衝出來,在莫斯科極寒冷的大街上,敞開大衣直奔研究所,找導師去。他暈倒在地鐵裡,經工作人員救醒,繼續前行,告訴導師喜訊。後來就感冒發燒,重病一場。

“這個過程非常艱苦,也非常快樂!”採訪到這裡,曾慶存的臉上煥發神采。他甚至是在手舞足蹈地講述這段經歷,洋溢著無與倫比的歡欣,恍如還是昨日那個意氣風發的青年。

為國、為民、為科學

初出茅廬即一鳴驚人,年少成名的曾慶存並未止步,反而開啟了他的科研“加速度”。在數值天氣預報的基礎上,曾慶存又在衛星大氣紅外遙感、跨季度氣候預測、氣象災害監測預報、地球系統模式等領域都相繼形成了開創性的理論研究成果,並得到了廣泛應用。

1970年,中國決定研製自己的氣象衛星,曾慶存又一次服從國家需要,離開原來的研究領域,被緊急調任作為衛星氣象總體組技術負責人。1984年,曾慶存又挑起了中國科學院大氣物理研究所所長的大樑。從2007年起,曾慶存一直領導和親自參與研製我國具有自主知識產權的地球系統模式。2011年,中科院向國家提出以研製我國地球系統模式為首要任務並帶動地球科學數值模擬研究的“大科學裝置”,2016年獲國家批准,曾慶存是該項目的創導者和科學總指導。

翻閱曾慶存的履歷:1980年當選中國科學院學部委員(院士),1994年當選俄羅斯科學院外籍院士,1995年當選發展中國家科學院院士,2014年當選美國氣象學會榮譽會員(該學會最高榮譽),2016年被聯合國世界氣象組織授予該組織的最高獎——國際氣象組織獎。此外,他還先後獲得全國科技大會獎、國家自然科學獎、何梁何利科技進步獎、中科院自然科學獎和傑出成就獎。

“溫室栽培二十年,雄心初立志驅前。男兒若個真英俊,攀上珠峰踏北邊。”這是1961年,曾慶存在蘇聯科學院獲副博士學位後、即將回國前寫下的詩——《自勵》。曾慶存對其中的“攀上珠峰踏北邊”一句似乎情有獨鍾,他後來又引之作為自己文集的書名。“攀峰”是曾慶存矢志不渝的科學追求。儘管事業上已踏過數座峰崖,但他還在奮力攀爬,似乎只有“再向上”才能縱覽世間風雲、盡觀萬千氣象。

耄耋之年獲頒國家科技界至高榮譽,曾慶存卻稱自己還未“登頂”。他很坦誠地說,領獎時自己是又激動又淡定。“激動什麼?國家給你這麼高的榮譽,在那麼隆重的情況下,習近平主席親自發獎,你能夠不激動嗎?那肯定就會激動。更何況我出身又那麼苦,能有今天,當然會很激動是吧?我能為國家為人民做點事,是很值得的。淡定什麼?給你這麼多榮譽,你飄起來不行,你還是得沉下心來好好搞科研。所以領完獎回來,我還是一天到晚地如常工作。”曾慶存說。

9月11日,習近平主席在科學家座談會上強調,要大力弘揚科學家精神。曾慶存對於科學家精神也有其精闢見解,他曾對此總結過一句話和一首詩。

一句話——“為國、為民、為科學”,意思是一個科學家如果不為國家、不為人民、不為科學,那他的科研一定搞不好。一首詩——“為人民服務,為真理獻身,憑黃牛風格,具塞馬精神”。曾慶存的解釋是,“你吃了人民的糧,你要為人民服務,為科學的真理獻身。但光是這兩條還不夠,你得積累學問,像老黃牛一樣吃多多的草,以後要反芻、多多消化,融通;又要有塞馬的精神,看準了目標,你要像駐守邊塞的壯馬一樣,勇敢地向前衝,攻取目標。”

曾慶存認為,科學工作是非常重要的,現在對中國來說,關鍵問題是怎樣推動整個國家的科學事業向最先進水平邁進。“我還是那句話,我們要努力做到,想盡辦法做到,一時做不到你也要創造條件來做到。這是決定國家命運的問題,是我們科學家任務的問題。而且你要有這個自信,我們國家能搞得上去,沒有自信不行,必須得有!”

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上世紀50年代,香港天文台人員在氣象站放出無線電探空儀,進行高空探測(圖:香港特區政府新聞處)

“冷板凳”就“冷板凳”,

你可以想辦法把板凳坐熱了

“天將降大任於斯人也,必先苦其心志,勞其筋骨……”——這是“寒門士子”曾慶存人生的完美印照。

1935年,曾慶存出生在廣東陽江一戶“家貧如洗,拍壁無塵”的貧苦農家。曾父曾明耀、曾母曾楊氏皆是憨厚樸實的農民,曾慶存自小便跟著雙親力耕壟畝,只能過著朝望晚米的生活。儘管困苦,但雙親從不怨天尤人,為人熱情好施,這在曾慶存的心中潛移默化地樹立了親善正直的道德規範。

在曾慶存所作《和淚而書的敬懷篇》一文中,可以看到父親對他的影響很深。曾父讀過點私塾,懂點詩聯、愛好學習,因此也非常注重子女教育,在學業上對他們十分嚴格。耕作了一天的曾父,每晚依然不知疲倦地和孩子們一起溫習功課。夜裡點不起油燈,他就手執火把為孩子們照亮。

窮學生的酸辛不止於此,曾慶存用“做牛做馬”描繪之——

“春耕時節,家貧無牛,哥哥就執行牛的任務,在前頭背荷並手拉著繩索,父親在後面扶犁傾鏵,我則隨後佝僂搬泥塊。冬天,作為全家主要生計來源的是在一塊旱地上種菜。放學回來,兄弟兩人的任務是從很遠的水塘一擔擔地挑水,再一勺勺地淋澆到一棵棵的菜根上。水冷衣單,就著黑夜星光照路,兄在前,弟在後,前呼後應,或者背書有聲,也不知經過幾十個來回,終於可以收工回家。”

新中國成立後,曾慶存終於有機會參加高考。關於那天他赴廣州考學的情景,曾慶存記錄道——

“清晨,大家在車站列隊,等候上車。突然間,我發現父親在遠遠的對面站立著,很久很久,他終於移步到我面前,說聲:‘這是你的墨硯,你忘帶了。’便把墨硯塞進我的衣袋中,然後低頭走開了。當時我竟然語塞,只是傻低著頭。”

這個場景不禁讓人聯想起朱自清先生的《背影》,大抵只在孩兒離開故土之時,父愛的深沉才有了一次最拘謹的流露。

對於人生的珍貴情感,曾慶存細膩地珍藏之、緬懷之。除了雙親兄弟,他還始終感念著恩師的無私幫助。當年在被派往蘇聯前,曾慶存曾一度想過放棄。因為家貧,他極想趕緊工作以補貼家用。他的導師——世界著名氣象學家謝義炳院士得知此情況後,力勸曾慶存前去,並表示自己會按月資助曾家,消除他的後顧之憂。

“這種精神要傳承……”採訪時,曾慶存只是眼泛淚光,克制地把對恩師的感激一句帶過。我們後來才從他的同事和學生那裡得知,曾慶存對一些科研素質優異卻不能繼續科研道路的學生亦十分痛心。對於家裡有困難的學生,他同樣自掏腰包,幫助他們。

薪火相傳之下,曾慶存為我國氣象事業培養了一批又一批優秀研究生和學者。這些人中的大部分已成為國家大氣科學研究和業務領域的骨幹和頂尖人才,其中包括三位中國科學院院士、兩位中國人民解放軍少將、一位中國氣象局副局長和多名學科帶頭人。

對於這些晚輩後生,曾慶存總是教導他們,“科學是老老實實的學問。‘冷板凳’就‘冷板凳’,你可以想辦法把板凳坐熱了,就不冷了。然後你得耐住寂寞一心一意去做,絕對不能夠浮躁!”

從“自我”到“超我”的升華,他已然是一位跳脫出命運轉盤的智士

記者好奇地問:“在這樣貧窶的家境下苦讀,到赴國外艱難求索,直至在國內數十年如一日潛心科研,您是有一個信念在支撐嗎?”

曾慶存沉默了片刻,轉而微笑地說:“是的。是什麼信念呢?能讀書你還不好好讀?就這麼簡單吧。”

簡單純真,是這位飽經滄桑的長者始終保有的人性底色。讀書求索、科研攻關,他從來“只行好事,不問前程”。年少求學時,曾慶存沒有想過要出人頭地,只知雙親供讀不易,必須用功珍惜。他最初的心願是讀完高中即回鄉做一名小學老師,能教書育人,又可掙錢養家,也未曾想自己要考大學。1952年,國家為了恢復和發展經濟建設,急需培養大量人才,大大擴大了高考招生,於是他報考了北京大學,並在國家幫助下,赤腳從廣東北上進入北京大學。

“我自己真正開始懂得應該要怎麼樣——要攀登高峰,那是大學快畢業的時候。國家提出來向科學進軍,任務很明確。我受到的鼓舞很大,我就想我們要怎麼樣搞好氣象為農業服務。為此,要把理論學好、提高自己的科學素質。畢業了,又被選派去蘇聯留學,我覺得我就要學好,所以不管怎麼困難,都要想辦法去做。”曾慶存說,“這種精神,你說是自信嗎?是自信。我覺得我能夠學好,但能達到哪一步當時確實不好說。”

其實整個採訪,曾慶存並不太愛述說個人經歷,而且他的講述中多用“你”來指代“我”。從第一人稱到第二人稱,我們被他的超然境界所震撼。從“自我”到“超我”的升華,他已然是一位跳脫出命運轉盤的智士,仿佛正因他一輩子與地球的風雲變幻論道往來,所以已能做到平靜無縠地冷眼觀讀自己的人生。

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在前蘇聯留學時的曾慶存(右)(中科院大氣物理研究所供圖)

不懼風霜雨雪、淡看雲捲雲舒,曾慶存自有他的大氣從容。要想多體悟一點曾慶存的情感,不妨讀一讀他的詩。《華夏鍾情》、《風雨晴明》這兩本言而有物的詩集,足以讓曾慶存冠上“詩人院士”的美稱。

這些詩是曾慶存發自內心深處的聲音,也是他生活的一種記錄。他的詩裡,有“科學鑽研心寂靜”的寧靜,有“華夏鍾情騰熱血”的激昂,有痛感國家落後、在國際上蒙受不公正對待的“異國銷魂難如夢”的悲憤,有發憤圖強“愚公有志壟山移”的決心。

詩如人生,人生如詩。中國科學院文聯主席郭曰方為曾慶存詩集作序時寫道,他是“從江南水鄉那低矮茅棚走出來的一個貧苦農民的兒子,在坎坷跌宕的人生旅途經歷了太多太多的喜怒哀樂,嘗盡了人世間說不盡的苦辣酸甜。最終,成為成就卓著的科學家。”

我們信手翻開曾慶存詩集,竊覺他1995年7月所作的《無題》一詩中有兩句甚能概括其人生智慧和哲學——“隨緣萬事等閑來”、“無意栽花數朵開”。

廣州的衛星接收站把所有的衛星氣象

資料可直接發送給港澳

我們採訪那天見到曾慶存後,驚歎於這位耄耋老人散發出的精、氣、神!他背脊挺直、行動有力,精神矍鑠,談話思維清晰、語氣祥和,雖是德高望重,卻十分平易近人、低調自謙。

他會和記者說“我們是互相學習”;會在合影的時候堅持站起來,並專門把外套的拉鏈合好;且在贈書時耐心工整地簽下“XX指正,曾慶存敬上”。

我們採訪的地點是在中科院大氣物理研究所。曾慶存的辦公室僅有十幾平米,陳列著兩張桌子、兩排書櫃、一把普通的靠背椅、一張茶几搭配一條待客的布沙發。有展示窗的書櫃裡,並未擺放曾慶存所獲得的那一摞榮譽獎章。整間屋子最顯眼的裝飾,是他書桌上的一個地球儀和牆上的一大張世界地圖。

現在,曾慶存平均一天中有半天時間會在這裡保持緊張的工作。
閑暇之餘,除了寫詩,曾慶存還有許多其它興趣愛好。“我的興趣很廣泛,詩是從小混出來的。詩我能寫,字我能寫,畫畫卻不好,唱歌不會,跳舞一點都不會,但體育還可以,像打籃球呀……”

愛鍛煉和保持運動或許是曾慶存永葆活力的秘訣之一,他秉持的養生理念是,“你能夠跑你就不要走,能夠走你就不要站,能夠站你就不要坐,能夠坐你就不要躺。”他如今每天堅持步行共一個半鐘頭,早上和晚上各走一次。

可以說,曾慶存打破了我們對高深莫測“科學家”的刻板印象。科學與藝術、文學和體育,在他身上得到了全方位綜合發展。

我們又和曾慶存提到了香港。曾慶存說,他曾多次到訪過香港天文台,香港中文大學、香港科技大學,香港城市大學也去過。

從學界和氣象業務角度,曾慶存介紹說,內地和香港的聯繫是很緊密的。比如廣東氣象局做數值天氣預報時要用到中國的氣象衛星,廣州的衛星接收站把所有的衛星氣象資料也可直接發送給香港和澳門。他估計,當有颱風登陸或氣象災害的時候,基本上每隔3小時到6小時,就會有一張氣象雲圖發往港澳。在雷達方面,香港也是廣東氣象雷達網中的一部分,廣東的省級雷達和香港、澳門的雷達都聯網了,天氣會商是廣州、香港和澳門三地相通的,大家合作得很好。

我們在曾慶存的詩集中也找到了一首他為慶祝澳門回歸所作的詩,曾慶存感懷祖國統一、一洗前恥的家國民族情感是很深沉的。特此摘錄,以饗讀者——

《慶祝澳門回歸》

曾慶存

(1999年5月)

通商粵澳本來繁,一自歐船入便橫。

濠鏡港灣遭蹂躪,屯門火海幸逃生。
貪官可恨成奸計,鴉片難堪割地忙。

浴血中華終一統,金甌片片慶歸還。


記者手記:本文成稿之前,我們曾久久苦思而不得下筆,因為記敘曾慶存事跡和精神的報道已有很多。最後索性決定,就把我們在與曾慶存一個小時的會面中對他最深的印象和最大的感觸記錄下來,希冀能從他的傳奇故事裡剖析出一個更鮮活通透的人物形象。所謂能成大家者,除了天賦和努力,必定還有他不凡的品格與氣度。我們為之折服,最終一氣呵成而定稿。同時在此致謝中山大學劉昕教授為本次採訪作出的貢獻。

本文發表於《紫荊》雜誌2020年10月號


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