86歲的院士如何“追太陽”？

人物名片

方成，86歲，天體物理學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院院士。他主持設(shè)計(jì)和研制了我國(guó)第一座塔式太陽望遠(yuǎn)鏡，并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)30多年來堅(jiān)持用其進(jìn)行多波段的太陽活動(dòng)觀測(cè)，獲得一系列高質(zhì)量的太陽耀斑、黑子、日珥等二維光譜資料。他親歷了中國(guó)對(duì)太陽研究的從無到有，從搭建觀測(cè)塔到升級(jí)天文臺(tái)、再到領(lǐng)銜把中國(guó)首顆太陽探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”送入太空。2010年國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)將編號(hào)為185538號(hào)的小行星命名為“方成星”。

01‍

心懷壯志 求索探新

在方成先生的回憶中，那個(gè)夏天是那么熾熱，無論是南京似火的驕陽，還是他和同學(xué)們心中滾燙的夢(mèng)想。

1958年酷暑時(shí)節(jié)，南京大學(xué)校園里草木蔥蘢。年輕的方成懷抱著一沓沓厚厚的稿紙，步履匆匆。那一年，他還是天文系大三的學(xué)生；那一年，他開始向著兒時(shí)的憧憬奔跑，籌建我國(guó)第一座塔式望遠(yuǎn)鏡、探索光芒萬丈的太陽。

方成：太陽塔有二三十米高，望遠(yuǎn)鏡放在整個(gè)建筑的最上面，把這個(gè)光線引到塔下面來進(jìn)行觀測(cè)，比較穩(wěn)定，地面上的一些擾動(dòng)都可以避免掉，可以得到很好的太陽像和太陽光譜，它是一種特殊的精密望遠(yuǎn)鏡。‍

△1955年，方成考入南京大學(xué)天文學(xué)系。

美國(guó)威爾遜山天文臺(tái)早在1908年就率先建造了太陽塔，并取得良好的觀測(cè)結(jié)果。但上世紀(jì)50年代，我國(guó)天文學(xué)的觀測(cè)設(shè)備還是一窮二白，只有南京紫金山天文臺(tái)20多年前從國(guó)外購(gòu)置的一架60厘米反射望遠(yuǎn)鏡。

這時(shí)，一位前蘇聯(lián)太陽物理專家的到來，為師生們打開了一扇希望的大門。

方成回憶，太陽物理專家西特尼克教授給他們畫了個(gè)草圖。他們知道太陽塔大概是什么樣子后，覺得建太陽塔是一個(gè)可行的方案。

△1959年，方成和同學(xué)們討論太陽塔設(shè)計(jì)。

畫圖、計(jì)算，一切工作都只能靠人力完成。計(jì)算錯(cuò)了、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，只能推倒重頭再來，不過這些困難都擊不垮滿腔熱血的青年們。但正當(dāng)大家一心期待著寄予厚望的太陽塔建成、我國(guó)太陽物理研究能迎來新突破的時(shí)候，一盆冷水澆了下來。

方成：1959年年底到1960年年初，所有蘇聯(lián)專家全部撤回去了，我們這位專家也走掉了。‍

原本已經(jīng)困難重重的太陽塔建設(shè)就這樣擱淺了，后來幾經(jīng)起落，這一拖就是十四年。而與此同時(shí)，國(guó)際天文學(xué)科卻在突飛猛進(jìn)。

當(dāng)時(shí)歐洲、日本都已經(jīng)建了太陽塔，方成說：“我們?cè)絹碓铰浜?，要趕上去。如果一直不搞這個(gè)東西的話，第一手資料就拿不到。”

02‍

鍥而不舍 攻堅(jiān)克難

沒有天文設(shè)備，何談搞天文？

方成執(zhí)著地推動(dòng)著項(xiàng)目重啟，幾經(jīng)挫折和起落，直到1973年，轉(zhuǎn)機(jī)終于來了，南京大學(xué)天文系決定繼續(xù)建設(shè)太陽塔，當(dāng)時(shí)還是助教的方成擔(dān)任研制組組長(zhǎng)。盡管資金短缺、質(zhì)疑聲不斷，但方成知道，中國(guó)天文研究已經(jīng)沒有時(shí)間可以拖延和浪費(fèi)了。

方成：研制組第一個(gè)任務(wù)就是要做好調(diào)研，到底國(guó)外現(xiàn)在做成了什么樣子。我們不能抄他們的，我們要有自己的特色。設(shè)計(jì)當(dāng)時(shí)困難在什么地方？就是電子計(jì)算機(jī)那時(shí)候很少，這個(gè)也非常艱苦的，但是最后我們自己把它設(shè)計(jì)好了。

設(shè)計(jì)有了，太陽塔建在哪里？方成帶著研制組跑遍了南京周邊方圓100公里左右的地方。“我們就騎自行車跑，到處去看，哪個(gè)地方最干凈。因?yàn)樘査挠^測(cè)要好，天空一定要非常干凈，灰塵要少，像灰霧的天氣觀測(cè)是不行的，拍的照就很差了。”‍

△南京大學(xué)天文系重新組織了太陽塔研制小組，建設(shè)太陽塔時(shí)期留影。

考察空氣質(zhì)量，又沒有儀器測(cè)量，用什么標(biāo)準(zhǔn)呢？

方成和組員們想到了一個(gè)有趣的辦法——看樹葉。如果一個(gè)地方空氣清新，道路兩旁的樹葉就不會(huì)積累太多灰塵。于是久而久之他形成了特殊的“癖好”，無論走到哪里，要是不看樹葉，飯也吃不好，覺也睡不著。后來，他們又自制儀器測(cè)量大氣質(zhì)量。就這樣經(jīng)過反復(fù)對(duì)比之后，選定了紫金山南麓的孝陵衛(wèi)。

方成還來不及高興，下一道難題又?jǐn)[在了眼前，太陽塔部件的精密度要求太高，制造困難。于是他幾乎天天下到工廠車間，和工人們一起作業(yè)。

△建設(shè)中的太陽塔

1979年秋天，南京孝陵衛(wèi)的荒野中，矗立起一座小巧別致的穹頂小塔。塔高21米，定天鏡有效口徑46厘米。

太陽塔建好以后，方成團(tuán)隊(duì)第一次把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)太陽，看到了清楚的太陽像。“這證明我們整個(gè)設(shè)計(jì)制造都是符合要求的，獲得了一個(gè)大概20厘米的太陽像，上面的黑子都清清楚楚。”

△我國(guó)第一座太陽塔建成

三年后，南京大學(xué)太陽塔及多波段太陽光譜儀通過國(guó)家級(jí)鑒定，達(dá)到了國(guó)際同類口徑太陽塔的先進(jìn)水平。

方成說，這個(gè)望遠(yuǎn)鏡的特別之處是可以同時(shí)得到六個(gè)波段上的太陽光譜，包括太陽的物理狀態(tài)、密度溫度，都可以用光譜測(cè)定出來，得到了一大批很好的成果。“可以說，從此中國(guó)的太陽物理研究走上了國(guó)際舞臺(tái)。”

△1995年，方成在太陽塔觀測(cè)。

03‍‍

敢為人先 百折不撓

2021年10月14日，沉沉夜色中，我國(guó)第一顆太陽探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”從太原衛(wèi)星發(fā)射中心一飛而起，奔向無垠的太空。那一天，83歲的方成和團(tuán)隊(duì)就守在發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)。

△2021年10月14日18時(shí)51分，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，成功發(fā)射首顆太陽探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”。

在“羲和號(hào)”之前，國(guó)際上已經(jīng)陸續(xù)發(fā)射了70顆太陽專用或相關(guān)衛(wèi)星。而我國(guó)太陽空間探測(cè)的第一步，該怎么邁？

方成說，不能跟人家搞一樣的，“科學(xué)研究只有第一沒有第二”。后來，他想到了一個(gè)辦法，對(duì)太陽可見光里最重要的一條譜線——Hα譜線進(jìn)行空間觀測(cè)。這正是國(guó)際上空缺的地方。

通過研究Hα譜線，可以巧妙反推出太陽的溫度、密度，并對(duì)太陽爆發(fā)活動(dòng)做出預(yù)報(bào)。但Hα光譜成像空間望遠(yuǎn)鏡在全世界尚屬首創(chuàng)，研制難度可想而知。

方成在驗(yàn)收儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡曝光時(shí)間太短，影響圖像質(zhì)量；而且，太陽像到底好不好，也不知道。于是他提出，一個(gè)月內(nèi)要更換濾光片，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，否則整個(gè)實(shí)驗(yàn)成果都可能付之東流。

△“羲和號(hào)”衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)國(guó)際首次太陽Hα波段光譜成像的空間探測(cè)，填補(bǔ)太陽爆發(fā)源區(qū)高質(zhì)量觀測(cè)數(shù)據(jù)的空白。

“羲和號(hào)”的發(fā)射升空，開啟了我國(guó)空間探日的新時(shí)代。兩年多來，它已取得首批探測(cè)成果，傳回的海量觀測(cè)數(shù)據(jù)正在向全球開放共享。探日征程步伐穩(wěn)健、漸入佳境，“羲和二號(hào)”的發(fā)射也有了初步計(jì)劃，將對(duì)太陽進(jìn)行立體探測(cè)。

方成說，現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)積累的資料已經(jīng)到了450TB，有十幾個(gè)國(guó)家的科學(xué)家都在使用。“現(xiàn)在我們正在努力，希望把‘羲和二號(hào)’放到拉格朗日點(diǎn)的L5點(diǎn)上去，離地球1億5000萬公里。太陽、地球和L5這個(gè)點(diǎn)組成一個(gè)等邊三角形，是從另外一個(gè)角度去看太陽，國(guó)際上從來沒有一顆衛(wèi)星固定在L5上面觀測(cè)。所以我們想趕緊把它搞出來，我們國(guó)家就又有了一個(gè)世界第一了。”

04‍

追求卓越 矢志不渝

換個(gè)角度看太陽，我們還要做世界第一。傾力半個(gè)多世紀(jì)不停探索，86歲的方成如今仍堅(jiān)守在研究崗位上，貢獻(xiàn)著自己的智慧和力量。他的學(xué)生、中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員甘為群說，能與老師并肩作戰(zhàn)，比孤獨(dú)前行珍貴得多。

甘為群說，在80歲左右的院士里，堅(jiān)持一線工作，還寫論文發(fā)表的已經(jīng)非常少了，方老師就是其中之一。“他現(xiàn)在完全是一種滿負(fù)荷的工作狀態(tài)，身上相當(dāng)于兩倍的工作量。”

△方成與南京大學(xué)師生合影

效法羲和馭天馬，志在長(zhǎng)空牧群星。兩鬢斑白的方成如今還會(huì)時(shí)常想起自己20歲時(shí)的那個(gè)夏天，不甘人后、不畏艱險(xiǎn)，向著光的方向一往無前，那光來自璀璨奪目的太陽，也來自執(zhí)著于心的向往。追逐永遠(yuǎn)在路上。

記者手記

我是記者李思默。與我想象中的老先生不同，方成院士身上自帶“時(shí)尚感”。這位耄耋老人不但能熟練地使用智能手機(jī)和我交流，還經(jīng)常在手機(jī)上修改論文、開視頻會(huì)議。我好奇地問，這些是誰教您的？他淡然一笑，說“都是自己琢磨出來的。”他愛好廣泛，攝影、游泳，樣樣在行。65歲時(shí)學(xué)會(huì)了開車，如今仍熱衷于自駕出行。

在采訪過程中，我豁然明白，這樣的時(shí)尚感，原來是源自他內(nèi)心始終充滿著的、對(duì)探索未知的澎湃熱情。他一再?gòu)?qiáng)調(diào)，科學(xué)研究就是創(chuàng)新，要探索新的東西，了解新的世界。其實(shí)，我心中的老先生也正像他一生追逐的太陽那樣，用睿智而溫暖的光輝照亮我國(guó)天文研究的前路，也激勵(lì)著身邊的人勇敢前行。

記者｜李思默 景明 陶航飛

鳴謝｜南京大學(xué) 江陰市融媒體中心