茫茫太空中,有一个名叫“悟空”的小家伙,1.5米“个头”的它不舍昼夜,在地球上空500公里的轨道上以日行65万公里的速度,用“火眼金睛”探取宇宙中的暗物质。习近平总书记在2016年、2017年的新年贺词以及党的十九大报告中,3次提到暗物质探测卫星“悟空”号。在“悟空”的“老家”中科院紫金山天文台,一群平均年龄不到35岁的年轻人组成的科研团队,每天接收“悟空”发回来的“天书”,夜以继日破译“密码”,他们践行科学家精神,创造出一个又一个“从0到1”的突破。
精神,支撑“悟空”号科学成就
“科学成就离不开精神支撑。”紫金山天文台高级工程师、“悟空”号团队成员胡一鸣对习近平总书记去年在科学家座谈会上的这句话感触很深。
18年前,正在南京航空航天大学读大三的胡一鸣,通过教室里的电视机见证了中国首艘载人航天飞船的升空,被中国航天成就深深震撼的他,从此树立了一个航天梦。本科毕业后,胡一鸣来到了素有“中国现代天文学摇篮”之称的紫金山天文台继续深造,他发现,每一项来之不易的科学成就背后,都有科学家精神的支撑。
正如习近平总书记说的,“科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富。新中国成立以来,广大科技工作者在祖国大地上树立起一座座科技创新的丰碑,也铸就了独特的精神气质。”胡一鸣的导师常进以及整个“悟空”号年轻团队,充分发扬坚持不懈、刻苦攻关的科学精神。
1992年,常进研究生毕业后进入紫金山天文台工作,他在研究中发现,可以通过空间能量器实验鉴别和观测宇宙中的高能电子、伽马射线,并开展暗物质的间接探测,这不仅是一种全新视角,更是一条可以不再受制于国外的科研路径。
为了找寻现象背后的真相,常进陷入近10年无休止的数据分析。他妻子发现,回到家的常进,时常神情恍惚,嘴里嘀咕着一些听不懂的数字,突然有个想法,马上就到实验室编程序演算。
“这个异常现象会不会和暗物质有关?”经过大量的思考与计算,常进提出了自己的假设,但为了证明这个假设,必须要到太空去探测,这就需要国家给予帮助。
从2002年开始,常进向国家提交太空探测暗物质申请报告。2011年,中科院受国务院委托,发展中国的暗物质探测卫星。常进的机会终于来了!
暗物质探测卫星从公开征集的32517个候选名字选出了“悟空”这个名字,希望它能像神话中的孙悟空一样有火眼金睛,探测到暗物质的踪影。
常进领衔的“悟空”号团队成立之初,仅有两个人有过航天经验,大部分是80后、90后年轻的科研人员。“悟空”号研制初期,团队几乎放弃了所有的节假日,单人单周工作时间超过100小时是家常便饭。年轻的队员们发扬科学家精神,不断请教、讨论、模拟、论证,弥补经验的不足。
1988年出生的紫金山天文台副研究员、团队成员李翔说,暗物质探测卫星是我国一个全新研究领域,没有现成的数据分析软件,“于是我们就自己动手开发,从无到有,到现在光是版本号就已经更新了9000多次。”
2015年12月17日“悟空”号上天。国际著名的科学杂志《自然》对短短4年内完成工程研制并顺利升空运行的“悟空”号不吝赞美,评论其“开启了中国空间科学新时代”。
爱国,激励科学家接续奋斗
今年36岁的袁强最早是从新闻里得知“悟空”号发射升空的,当时他正在美国做博士后研究。“打心眼里为祖国取得的成就感到高兴。”袁强说。
“没过多久,我就接到了范一中老师的电话。”“悟空”号科学应用系统副总设计师范一中在电话里兴奋地告诉袁强,探测卫星已经开始运转了,数据运行非常成功。
越洋电话中,范一中热情地邀请袁强回国加入他们的团队,“‘悟空’很有科学前景,让我们一起做点事情吧!”范一中说。
袁强清楚,“悟空”的成功运行意味着中国人有了自己第一手的天文观测数据。“过去,我们用的是国外的‘二手数据’,是用别人发表过的数据再去做研究,这就很难取得原创性的成果。”袁强说,“悟空”无疑解决了中国科研人员一大“痛点”。
“科学无国界,科学家有祖国。”习近平总书记指出,我国科技事业取得的历史性成就,是一代又一代矢志报国的科学家前赴后继、接续奋斗的结果。
袁强没有犹豫,立刻收拾行囊回到祖国,继承和发扬老一辈科学家胸怀祖国、服务人民的优秀品质。2016年年初,袁强加入“悟空”号团队,并成为骨干。
“‘悟空’号的诞生离不开国际合作交流。”从曾经的跟跑,到如今的领跑,今年31岁的紫金山天文台副研究员岳川兴奋地告诉记者,国际学术界越来越期待听到“中国声音”。
李翔认为,站到国际舞台上的中国科学家,要想取得更大成绩,就要向着“人民的科学家”努力。
去年,他听到习近平总书记在科学家座谈会上的讲话时豁然开朗,“希望广大科学家和科技工作者肩负起历史责任,坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,不断向科学技术广度和深度进军。”
“总书记对科技工作者提出的‘四个面向’,在我看来就是‘人民的科学家’的努力方向!”李翔激动地说。
创新,不断取得“从0到1”的突破
今年6月17日,当3名中国航天员首次进入我国自己的空间站时,胡一鸣正在西藏参加一场学术会议,会议休息间隙,他赶紧掏出手机回看历史性的一刻。
“学生时代看到这些成就感到激动与自豪,如今作为中国航天人,感受更多的则是不易。”胡一鸣实现了曾经立下的航天梦,参与研制了“嫦娥一号”到“嫦娥三号”以及“悟空”号等多个航天器。
胡一鸣和他的团队牢记着习近平总书记对广大科技工作者的希望:要树立敢于创造的雄心壮志,敢于提出新理论、开辟新领域、探索新路径,在独创独有上下功夫。
胡一鸣记得,当时研制“悟空”号时没有图纸和模板,导师常进要他设计出只用100公斤的材料、支撑起900公斤重量的BGO晶体阵列,同时还要能经受发射时的冲击力。这个被喻为“悟空”号视网膜的BGO晶体,不仅非常重,还特别容易碎。
开弓没有回头箭,胡一鸣带领团队冒着高温、顶着压力研制,在90多天连续工作中,不断摸索、分析、试验,在经过数十次的测试后,按期完成了BGO量能器的构型设计,又花了近3个月的时间,逐步优化前端电子学线路,最后通过30多稿的修改,创新设计出具有独立知识产权的支撑保护结构。
正如习近平总书记指出的,科学家的优势不仅靠智力,更主要的是专注和勤奋,经过长期探索而在某个领域形成优势。“悟空”号团队优秀的科研品质,让“悟空”一再突破设计寿命,也让团队不断取得“从0到1”的突破。
2017年,“悟空”号团队发表了世界上最精确的TeV能段电子宇宙线能谱,同时展示了1.4TeV附近的一个可能的异常超出,成果引起国际科学领域的轰动;2019年,团队发表了世界上能段最高的质子宇宙线精确能谱直接测量结果;2020年底,团队进一步揭示了高能宇宙线的起源与加速机制……
从2016年开始,每年的12月17日,团队都会邀请老科学家来为“悟空”庆祝生日。简朴的生日会上,团队不仅回顾一年来的工作,展望来年目标,更是向老一辈科学家致敬:
向钱学森、钱三强、邓稼先等一大批“两弹一星”功勋科学家致敬,向陈景润、黄大年、南仁东等一大批新中国成立后成长起来的杰出科学家致敬。学习他们胸怀祖国、服务人民的爱国精神,勇攀高峰、敢为人先的创新精神,追求真理、严谨治学的求实精神,淡泊名利、潜心研究的奉献精神,集智攻关、团结协作的协同精神,甘为人梯、奖掖后学的育人精神。
“广大科技工作者要肩负起历史赋予的科技创新重任。”习近平总书记的嘱托言犹在耳。今年,团队已经开始进行下一代暗物质卫星关键技术的攻关,新的梦想已经起航。
就像习近平总书记在2016年新年贺词中第一次提到“悟空”号时对全国人民说的,“只要坚持,梦想总是可以实现的!”
本版供图 曹阳
记者手记
名利上“躺平”,科研上奋进
采访“悟空”号团队的时候,恰逢神舟十二号发射升空。3名中国航天员进入自己空间站时,我不禁对眼前这群同样创造了中国航天巨大成就的年轻人肃然起敬。
这群高学历的年轻人中有些并非科班出身,有些还是现在很多互联网大公司紧缺的数据人才。我很好奇,他们是如何经得住外部的高薪诱惑,踏实而专注地投入到科研事业中的?
“现在有人说‘躺平’,我觉得我们这个团队也有‘躺平’现象。”一名年轻的科研人员打趣地说。他的话让我愣了一下,要知道这支平均年龄不到35岁的团队,今年刚刚获得了中国青年的最高荣誉“中国青年五四奖章集体”。
“如果说‘躺平’是不在意,是无所谓,那么我觉得我们在待遇和荣誉方面就是‘躺平’的。”他接着说,国家现在对科研人员的待遇提高很多,我们可以把更多的精力放在科研上,“在科研方面我们是拒绝‘躺平’的,也没时间‘躺平’。”
团队里面几乎人人都会背诵中科院院士、中国外科医学奠基人裘法祖的座右铭,他们也把这个座右铭变成了团队的座右铭:做人要知足、做事要知不足、做学问要不知足。
我想,这或许就是这支年轻团队在通往科学高峰的路上“躺平”与“不躺平”的价值追求吧,更是一代代勤奋钻研、不计名利的中国科学家身上彰显的科学家精神吧!
记者 范杰逊