仰望星空:陆埮传
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导言

“世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵,一件是我们心中崇高的道德准则,另一件是我们头顶的灿烂星空”,德国哲学家、天文学家伊曼努尔·康德的这句话能够恰如其分地概括已故中国科学院院士、天文学界泰斗、我国伽马射线暴(简称伽马暴)理论研究领域奠基人陆埮留给人们的深刻印象。他德才兼备、真诚善良,有着非凡的人格魅力;他实事求是、思维敏捷,具有崇尚求真的创新精神。他取得的成就令人瞩目,他独到的育人之道令同行敬佩,赢得了同事和学生的尊重和爱戴。陆埮的一生,是为科学奋斗的一生。他将自己的毕生精力奉献给了天体物理研究和教育事业,丰富和发展了高能天体物理,特别是伽马射线暴和致密星物理理论,引领和推动了我国高能天体物理、伽马射线暴和致密星物理理论等学科的快速发展,造就和培育了大批杰出人才,为我国科教事业的发展作出了重大贡献。

传主经历与成就

早年学习

1932年2月23日,陆埮出生于苏州常熟县南门外东市河边的陆家大院,父亲陆增祥,母亲谭娟,陆埮是家中长子。陆埮的父亲和两位叔叔均在学校任职,父辈的言传身教形成了良好的家庭文化氛围,对陆埮早年的学习与生活产生了积极的影响。

陆埮的小学生涯可谓多灾多难。由于身处抗战时期加上体弱多病,陆埮的小学辗转四所学校才完成,其中还直接跳过了不少年级。1946年,陆埮从常熟米业小学以全校第一名的好成绩毕业后,又以优异成绩考取常熟县立初级中学(1952年更名为现今的常熟市中学)。陆埮在常熟县立初级中学求学的三年(1946—1949年)正是新中国成立前的最后三年,动荡的时局、艰苦的学习条件并未影响陆埮的好成绩,每一年他的学习总成绩都是全年级第一名,尤其是“平面几何”的学习给陆埮带来了前所未有的震撼,激发了陆埮对数学乃至科学的强烈兴趣。1949年9月,陆埮考入苏州的东吴大学附属中学,在校期间几乎每门课程成绩都名列前茅,虽因身体病弱曾休学半年,但陆埮参加了毕业班学期末的所有课程考试,获得了全年级总成绩第一名,顺利毕业。高三年级的期末考试结束不久,陆埮直接参加了1952年的全国高等学校统一招生考试,以全苏南第一名的优异成绩被留学苏联的预备班——北京俄语专修学校二部录取。在北上的火车上,陆埮还遇到了与他志同道合的罗辽复,这一巧遇奠定了二人几乎一生的科研缘分。在留苏预备班上了两个月的课后,陆埮因体检不合格回家休学一年,未能到苏联留学。可塞翁失马,焉知非福,1953年4月底,国家高等教育部通知陆埮可以免考进入全国的任何一所高等学校,于是陆埮就被他的第一志愿北京大学物理系免试录取。

1953—1957年,在北大求学的四年,陆埮始终孜孜不倦。虽然当时全国大学普遍向苏联学习,学制已经改为5年,但被抽调至“546信箱”——物理研究室读核物理专业的学生,因国家迫切需要原子核物理方面的人才,他们大部分提前为4年毕业。1957年,从北京大学物理系原子核物理专业毕业后,陆埮直接被分配到中国科学院原子能研究所工作。当时,政治运动一个接着一个,社会的动荡不安也贯穿于陆埮25岁至45岁变动不定的工作经历中,这期间他曾先后任职于中国科学院原子能研究所、哈尔滨军事工程学院、长春防化学院和南京电讯仪器厂。尽管外部条件十分艰辛,但陆埮从被调到哈尔滨军事工程学院正式担任教学工作以来便勤勤恳恳,兢兢业业,教学本职上广受好评,多次被评为先进教学工作者,桃李满天下;即便是进入工厂做技术员,他也不忘发光发热,不仅认真工作,不断创新,被评为先进科技工作者,还创办杂志,介绍技术成果,分享经验教训。

业余科研

虽然学校的教学很受学生欢迎,工厂的技术工作也完成得相当出色,但陆埮还是对科学研究念念不忘,在北大读书期间,陆埮就产生了坚定信念——全身心地致力于科学研究。然而这份梦想和愿望在其前二十年的工作生涯中始终未能达成,于是只能在工作之余挤出时间和精力做些业余性质的科研,他从1958年开始就一直在积极为科研工作做准备。在与罗辽复、杨国琛两位北大校友的合作下,三人的业余科研以通信的方式进行。在学术研究环境恶劣、资源贫乏,没有任何资金来源、没有任何休息时间,且在“文化大革命”期间遭遇批判、身心备受煎熬的重重困难之下,业余通信科研竟然持续了近20年之久,特别是陆埮与罗辽复的通信合作在“文化大革命”十年也没有中断。从1960年到1978年,陆埮和罗辽复用通信的方式合作搞业余科研,先后往返信件达2800多封。如果再加上与杨国琛的通信合作,总计通信3000余封,由此发表的论文约50篇,在学术界传为佳话。他们的事迹被当代著名作家、诗人柯岩写成题为“奇异的书简”、长达十多页的报告文学,该文被中央人民广播电台播放,全国各地反响热烈,他们的故事很快传遍大江南北,陆埮等人在衣食无着的艰难环境中仍坚持通信搞业余科研的事迹,激励了一大批青年学生献身祖国的科技事业。

从学习到工作,陆埮始终坚持着个人爱好服从国家需要的准则。无论是政治运动密集的五六十年代,还是恢复高考、实行改革开放政策的新时期,陆埮把国家的需求当作自己的使命。1978年调入南京大学天文学系任副教授,1979年起任南京大学天体物理研究室主任,1981年起任南京大学教授,1984年起任博士生导师,2003年调入中国科学院紫金山天文台(简称紫台),当选中国科学院院士,至此陆埮已历经六个单位,而且始终都以国家的需要为先。

1978年,对全中国来说是不平凡的一年,对陆埮来说也同样意义重大。这一年,他开始作为代表参加全国人民代表大会;他在全国科学大会被授予“全国先进科技工作者”称号,因“基本粒子理论研究”获全国科学大会重大科技成果奖;他因“脉冲星的统计研究”获江苏省科学大会重大科技成果奖;他开始在南京大学天文学系担任副教授,踏上正式科研的道路,并且成功完成了科研方向的转向。当他在进行业余科研时关注的粒子物理的盛宴结束之后,原本学习和研究原子核物理的陆埮将科研方向从“地上”搬到了“天上”,他开始专攻天体物理,特别是高能天体物理,全力以赴地致力于中子星、致密星等方面的工作,探索宇宙的起源过程与系统演化,特别注重研究伽马射线暴。陆埮不属于任何一个固定的研究领域,也不屈从于任何狭小的专业范围,从最小的基本粒子——夸克,到最大的太空——宇宙,都是他感兴趣的研究对象。

正式科研

进入南京大学天文学系之后,陆埮带领研究生主要做出了三项重大科研成果。首先在奇异星研究方面,他与学生一起首次研究奇异物质和奇异星的动力学行为,就得出了其具有极高的体粘滞性的重要结论;此后他在奇异星物理方面还做了一些探索工作,凭借作为第一完成人进行的“奇异星及其观测效应的研究”获得了1996年国家教委科技进步奖一等奖。第二,在脉冲星研究方面,陆埮与学生首次提出了一个具有普遍意义的新概念“代参数”,并通过脉冲星的周期和周期变率用一个简捷的方式表述出来。该参数有助于寻找新的伽马射线脉冲星,也有助于表述脉冲星的伽马射线能谱特征。这项成果得到了国际天文界的公认,并获中国教育部科技进步三等奖。第三,在伽马射线暴的研究方面,陆埮带领学生建立起南京伽马暴小组,他们的研究工作证实了原来建立的标准模型是不正确的,指出伽马暴应当起源于大质量恒星的塌缩,与距离平方成反比的介质正是由伽马暴前身的大质量恒星放出的星风形成的。这一发现引起了整个天体物理界的震动,陆埮原创的起源观点后来得到了R.A.Chevalier等人的进一步发展,星风模型成为主流模型,研究结果一次次地被国际上的重要论文引用。陆埮与学生共同进行的研究弄清楚了伽马暴的起源与演化,相比伽马暴火球在几天、至多几十天后就会大大减速而转入非相对论膨胀阶段,其余辉的可观测时间往往可以延续若干月甚至一年以上。陆埮带领学生在伽马暴余辉刚发现不久就研究了其星风环境和致密介质环境,有力地支持了伽马暴起源于大质量恒星塌缩的观点。他们提出了伽马暴余辉动力学演化的统一模型,可描述从早期极端相对论到晚期非相对论阶段的整个演化过程。他们还进一步详细研究了伽马暴的多种环境效应、喷流机制、辐射能谱、能源机制以及是X射线闪等的性质和规律。基于陆埮带领的南京伽马暴研究团队在国际上的影响力,两次国际伽马射线暴大会得以在南京成功举办。从奇异星到“代参数”,再到伽马暴的演化与起源,与茫茫宇宙打起交道的陆埮带领他的学生们艰辛而喜悦地采摘着一个又一个丰润的果实,终成我国天文学界的泰斗级人物。

在科研领域里,陆埮始终如同一位忠实的守望者,奋战在科学研究的最前沿,获得了诸多荣誉:1978年,因“基本粒子理论研究”获得“重大科技成果奖”,并获全国科学大会授予的“全国先进科技工作者”称号;1980年,“基本粒子理论和高能天体物理”研究获内蒙古自治区科技成果一等奖;1987年,作为主要研究者之一进行的“超新星遗迹和中子星研究”获国家自然科学奖三等奖;1992年起获国务院颁发的政府特殊津贴;1993年被江苏省教委、省学位委评为优秀研究生教师;1996年作为第一完成人进行的“奇异星及其观测效应的研究”获国家教委科技进步奖一等奖;1998年完成“脉冲星辐射级联过程和代参数的研究”获教育部科技进步奖三等奖,因其在中国天文科学研究中显著的成绩荣获1998/1999年度中国天文学会张钰哲奖;2002年获国家教育部科技奖一等奖;2003年“伽马射线暴余辉和能源机制的研究”项目获国家自然科学奖二等奖;2001年和2004年两次获“全国优秀博士学位论文指导教师奖”;2007年参与完成的“物理改变世界”项目获国家科技进步奖二等奖;2008年获“何梁何利基金科学与技术进步奖天文学奖”,同年被中国科学院研究生院授予“杰出贡献教师”称号;2012年2月23日,为表彰陆埮对天文学研究作出的贡献,国际天文学联合会小行星命名委员会将中国国家天文台于1998年2月23日发现、国际永久编号为91023号的小行星正式命名为“陆埮星”。

热心科教

不仅自己探索科研道路,勇攀学术高峰,在培养研究生方面,陆埮也没有辜负前辈和人民的期望,三十多年的科研和教学生涯引领和推动了我国高能天体物理的快速发展,他如蚌育珠,甘做人梯,培养了一大批天文界科学研究、教学和管理部门等的领军人才,其中既有教育部长江学者,也有国家自然科学基金委杰出青年基金获得者,还有众多敢于挑大梁的国内外知名学者、教授,甚至创建了一个科研力量强大的南京伽马射线暴团队。陆埮的工作使我国的高能天体物理研究从无到有,由弱变强,享有盛名,誉满全球,在国际上占有重要的一席之地。

1980年起,陆埮开始参加各式各样的国际学术会议。他深知只有抓住处于国际领先地位的科技前沿、做出具有前瞻性的科学研究成果,才能在国际上立于不败之地。既有的学术成就使陆埮在国际学术界享有盛誉,1980年起就应邀赴美国、欧洲各国和日本的著名高等学校和研究机构交流访问,多次应诺贝尔奖提名委员会邀请,提名诺贝尔物理学奖候选人。

2003年7月,因工作需要,陆埮从工作过25年的南京大学天文学系调入中国科学院紫金山天文台任研究员,从事天体物理教学和科研,主要工作仍然是研究伽马射线暴理论。同年11月,陆埮当选为中国科学院数学物理学部院士。2004年他开始做“最大的宇宙学”的研究,研究宇宙的起源与演变、暗物质与暗能量,科研方向再一次转向了宇宙学。陆埮兴趣广泛,从来不怕改行,只要认定某个领域有潜力,他就会不断变换研究方向和重点。调入紫金山天文台不久,已经在伽马射线暴方向取得巨大成就的陆埮就前瞻性地指出宇宙学是个有意义的研究方向,于是牵头倡议南京大学物理学院和中国科学院紫金山天文台联合建立一个“粒子—核—宇宙学”联合研究中心,花费了大量精力为我国的宇宙学事业又培养了一大批优秀的青年人才。陆埮先后组建的伽马暴和宇宙学两个团队,为我国的天文事业走上国际竞争的舞台作出了突出贡献。

陆埮——这颗中国天文学界的“奇异星”,不仅科研精深、成果卓著,被许多博士、教授私下称为祖师爷,是我国天文学界的泰斗级专家,还是深受老百姓欢迎的科普工作者,经常在开会、出差之余受邀作科普报告。他的科普著作和报告既形象生动、通俗易懂,又深刻厚重、不失专业水准,总能让人及时了解到天体物理等相关领域的最新科研进展,满足人们对宇宙起源、演变和发展的好奇心,激发人们学习科学知识的激情,深受大众的喜爱。2014年9月10日,陆埮在应约赴家乡常熟作科普报告并指导常熟天文馆建设的路上不幸跌倒,昏迷不醒。妻子周精玉不得不帮其婉言谢绝了已经约定好的9月至12月底全国各地的12个报告,而在此之前的3月至8月,陆埮已经在全国各地作了6个科普报告。

采集工作开展情况

陆埮院士为人低调,极少接受采访与报道,他曾写过简单的自传文章,与众多的科普文、随笔等一起收录在《奇异的星星》一书中,其夫人周精玉也曾回忆记录过她与陆埮的过往,写成重要的参考性文字。由于陆埮院士已于2014年底病逝,其亲友、同事、学生写作过不少关于他的回忆性文章,紫金山天文台曾在陆埮院士逝世一周年之际将之汇编整理成《永恒的怀念》一书,成为一本专门纪念陆埮院士的回忆性文集。因此,目前已有的与陆埮相关的回忆性文字主要包括:

中国科学院紫金山天文台编.永恒的怀念——陆埮院士纪念文集.北京:中国科学技术出版社,2015.

代安娜,张飞燕.老当益壮宁移白首之心——记中国科学院院士、紫金山天文台研究员陆埮.院士天地,2012(02):18-21.

王进萍.一张寄给陆埮先生的新年卡.物理,2015,44(01):30-35.

章彤.陆埮:遍走“奇异星”的世界.江苏科技报,2009-06-22.

罗静.陆埮:守望寰宇探奥秘.神州学人,2004(05):33-35.

鲁人.陆埮和他的研究生.南京大学学报,2004-04-10.

……

总体看来,除去对陆埮院士的回忆性文字被整理成书,其余对他的介绍和报道均以篇幅有限的文章的形式呈现,主要关注先生的某一侧面,目前还没有一部能够全面完整地介绍陆埮生平的传记性作品。因而本书——《仰望星空:陆埮传》的写作是一个大胆的尝试,旨在为大家全方位、多角度地还原一位真实可触、有血有肉的陆埮院士。2016年5月,紫金山天文台受江苏省科协委托,承担陆埮院士学术成长资料采集工作。由于传主早在2014年底永远地离我们而去,与传主本人交流讨论以获取第一手资料已无可能,因而本传记的资料采集工作就显得格外重要和艰辛。2016年7月,在征得陆埮夫人周精玉女士的同意后,紫金山天文台指定项目负责人掌静与中国科协签订《老科学家学术成长资料采集工程项目任务书》,台里领导给予采集工作大力支持,很快成立了由台相关人员组成的采集小组。

2016年7月9日,“科学大数据前沿国际研讨会”在内蒙古科技大学召开,陆埮的两位挚友——已八十高龄的罗辽复、杨国琛参会。两位老师与陆埮青壮年期的科研活动密切相关,采集小组得到消息后,立即与两位老师说明原委、约好时间、奔赴包头,正式开启采集工作,并在包头完成了第一次的人物音频访谈。接下来的一年,采集小组以陆埮学术成长过程为主线,重点采集反映陆埮求学经历、科研工作历程、主要学术成就等方面,内容包括口述资料、实物资料和音像资料等。

陆埮的科研工作经历丰富。自北大毕业后,他曾先后任职于中国科学院原子能研究所、哈尔滨军事工程学院、长春防化学院、南京电讯仪器厂、南京大学和紫金山天文台。为了保证尽量还原陆埮科研经历的完整性,采集工程前期反复与陆埮夫人周精玉沟通,针对每个科研单位确认一至两位与陆埮特别亲近的工作人员作为访谈对象,先后访谈了罗辽复、杨国琛、王锡仁、冯地清、张盛武、沈骊天、林德宏、孙伟民、赵刚、赵永恒、苟利军、宋黎明、戴子高、黄永锋、王祥玉、韦大明、吴雪峰、祁石、余波、周精玉等20人,形成音频资料19份、视频资料14份,完成访谈整理稿约14万字。

采集小组经过近一年的搜集整理,重点走访了陆埮家、紫金山天文台档案室、北京大学档案馆、常熟档案馆等,形成了一系列与陆埮学术成长相关的最原始的资料,采集到包括档案、传记、证书、信件、手稿、著作、报道、照片、工作用品等珍贵的实物资料2513件,为进一步深入挖掘陆埮的学术成长经历奠定了坚实的基础。

文章结构

在大量详实资料积累的基础之上,本传记的写作得以顺利进行,除去导言和结语共八章,基本追随传主陆埮的生平,按照时间先后顺序写作。第一章介绍陆埮的早年求学生涯,陆埮在频繁的休学养病与断断续续的上课学习中度过了小学、初中和高中,尽管体弱多病,陆埮的成绩始终名列前茅;第二章陆埮负笈北大,尽管因身体原因未能留学苏联,却因祸得福进入第一志愿的北京大学物理系,四年求学孜孜不倦,毕业后分配到中国科学院原子能研究所开始工作;第三章开始执教,陆埮因为偶然的原因调入哈军工,学生变老师,书生成军人,开始正式的教学生涯和业余的科研活动;第四章“文化大革命”岁月来临,陆埮的业余科研惨遭批判,陆埮本人成为资产阶级反动学术权威,受尽迫害但不忘科研,在学生和同事的支持下终获平反;第五章陆埮复员电讯仪器厂,创办刊物,引入阿伦方差和计算机技术,工作科研两手抓;第六章陆埮迎来科学的春天,不仅业余科研获奖受到肯定,而且被调入南京大学,开始正式的科研道路;第七章主要介绍陆埮的科研成果——伽马射线暴研究,调入紫金山天文台后转向研究宇宙学,培养人才如蚌育珠,学术交流影响遍及全世界,因多方成就获得命名小行星资格;第八章主要介绍陆埮对科普的热爱,他不仅是一位受人爱戴和敬仰的科学家,也是一位平易近人、和蔼可亲的科普工作者,致力于将科学知识普及大众,科普报告开遍全国。