【眾享薈】中關村特樓 | 我國現代天體物理學研究奠基人——程茂蘭

2020-05-02     樂活中關村

天空中有一顆編號為47005號的小行星,它被正式命名為程茂蘭星,這是為了紀念我國現代天體物理學研究奠基人程茂蘭先生為我國天文事業所做出的卓越貢獻。

天體物理學家,中國近代實測天體物理學奠基人程茂蘭

程茂蘭,1905年9月18日生於保定市博野縣沙窩村的一戶農民家庭。十來歲時,一本《晉書·天文志》使他對浩瀚的宇宙和茫茫星空產生無限遐想,這對他以後從事天體物理學的研究埋下希望的種子。

河北博野縣程茂蘭科技天文館

1925年,程茂蘭中學畢業後進入北京市北安河留法預備班,準備留法勤工儉學。勤工儉學這個名詞大家都聽過,它是怎麼來的呢?

20世紀初,中國國力貧弱,很多青年學生希望留學西方尋求救國良策,學費就成了大問題。蔡元培與李石曾於1915年6月在巴黎發起成立了「勤工儉學會」,號召青年去法國半工半讀,這便是「勤工儉學」的由來。中國先後有17批學生赴法,總數至少達1600多人。這些人中不僅有周恩來、鄧小平等著名革命家,還有很多專家學者,更有不少人學成之後,放棄了國外優厚的待遇、優越的生活條件、顯赫的學術地位,陸續回國,將西方的先進科學技術帶進國內,為祖國的建設事業做出了卓越的貢獻。

程茂蘭就是抱著科學救國的理念,於1925年告別父母,離開妻子和剛出生的女兒,毅然踏上了留法勤工儉學的道路。當時他的家境並不富裕,父親借遍親友才勉強湊足他的出國旅費。

1926年春,程茂蘭經過長途旅行後到達法國巴黎。求學之路並不容易,他先通過艱苦的半工半讀念完了夜校補習班和本科,之後憑著優異的學習成績,靠獎學金一路讀到了博士,他的博士生導師是法國著名的實測天體物理學家杜菲。1939年,通過兩篇優秀的論文的答辯,程茂蘭順利獲得法國國家數學科學博士學位,就這樣,經過13年的不懈努力,他終於如願以償,完成了學業。

程茂蘭拿到博士學位後本打算回國與父母妻女團聚。可當時正是抗日戰爭年代,故鄉博野屬於日占區,而撤到重慶的國民黨政府,根本沒有接納、安排天文學專家的條件。程茂蘭在老師和朋友們的勸阻下滯留法國里昂天文台和上普羅旺斯天文台,進行實測天體物理研究工作。他早期工作中使用的儀器非常雜亂,常常需要從舊貨攤上搜尋一些光學元件來自己拼裝勉強可以使用的系統。望遠鏡也僅有口徑0.8米和1.2米這樣的中小型品種可以使用。這卻鍛鍊了他的動手能力和選題能力。

程茂蘭從事的天文研究工作中最重要的方面是對恆星的光譜進行細緻的研究。由於恆星通常非常遙遠而暗弱,光譜研究又必須將望遠鏡聚集的能量按波長分開,所以光譜研究在上世紀50年代之前,局限於照相底片的低靈敏度,只能研究不多的亮恆星。他儘量選擇一些可能獲得創新結果的研究題目,夜以繼日地工作於夜天光譜、共生星、彗星和氣體星雲等領域,發表了一批很有特色的論文。

1942年,第二次世界大戰剛剛爆發,歐洲戰火連天。程茂蘭在遠離城市的上普羅旺斯天文台擔任副研究員,繼續著天文觀測工作,條件極為艱苦。當時的法國物資極為匱乏,一切生活必需品均按人頭憑票證供應。夏天奇熱,冬天奇冷,而且燃料奇缺,連火車也只能燒劈柴,才能緩慢爬行。好在他來自中國農村,又在國外長期勤工儉學,不僅吃得苦,還能夠開荒種地,種植土豆、玉米和應時蔬菜,自力更生,補充不足。

他還熱心幫助猶太人沙茨曼躲避德國納粹的抓捕。沙茨曼是法國國家科學研究中心的著名理論天體物理學家、院士,從巴黎逃到人跡罕至的上普羅旺斯天文台躲藏,得到了程茂蘭的大力幫助,兩人成為摯友。程茂蘭利用外僑身份,還幫助法國的抗德游擊隊,為他們提供臨時庇護、情報和應急食物等。1944年8月法國光復後,他受到了當時法國共產黨書記多列士的接見。

程茂蘭於1945年升任研究員,可是積勞成疾,患了肺結核,必須開刀切除大部分肺葉。在老師杜菲的幫助照顧下,程茂蘭成功接受了肺部手術,併到瑞士山區的療養院療養了半年多。

1946年,健康基本恢復,程茂蘭就四處聯繫回國,當時中國又陷入內戰,他只好繼續留在法國上普羅旺斯天文台。1949年10月,程茂蘭成為法國國家科學研究中心的一級研究員,此時中華人民共和國已經成立,使他看到了中華民族復興的希望,他就再次積極與國內有關方面進行聯繫,並且把他與女友瑪麗布洛什合作的研究論文寄回國內發表,以表示對新中國發展科學的支持。

1949年10月,他擔任了法國國立研究中心的研究導師,這是外籍科研人員所能獲得的最高學術職務。1956年由於科學研究成績卓著,程茂蘭獲得法國教育部頒發的騎士勳章。這位遠在異國他鄉的優秀天文學家很早就引起新中國領導人和科技界的關注。紫金山天文台台長張鈺哲和研究員李珩等不斷與他通信,中國科學院吳有訓副院長也親自委託天文學家李竟和沈良照多次與他聯繫,請教科學問題,還多次去函邀請他回國。1957年8月,在周總理的關懷下,在中國國際貿易促進會主任冀朝鼎的幫助下,程茂蘭衝破重重阻力,繞道瑞士終於回到了闊別32年的祖國。

截止到回國,程茂蘭總共只進行了不到20年的實際觀測研究,其間還經歷了將近4年的二次世界大戰。卻發表了論文百餘篇,其中重要的有68篇。難以想像,在極度簡陋的研究環境中,他卻成為當時世上少有的經驗豐富的天體光譜研究工作者。

1958年2月,周總理親自安排,程茂蘭被委任為北京天文台籌備處主任。程茂蘭主持中國科學院北京天文台的籌建工作,規劃了北京天文台的籌建和發展藍圖,並親自參與了從選址、建造、儀器配製,到人才培養等各個方面的工作。為籌建北京天文台,程茂蘭先生帶領青年科學家踏遍太行和燕山山脈,最終選定了燕山深處的興隆縣連營寨作為我國首個現代天體物理觀測台址。

1965年程茂蘭第一次到達興隆觀測站

程茂蘭是第一個把近代國際天文選址概念和方法引進中國的天文學家。他把帶回國的一些法文和英文選址文獻交給李競和李啟斌等年輕人,並帶領他們在北京周圍,按照國際標準進行選址工作。

要發展實測天體物理,必須有口徑足夠大的光學望遠鏡。程茂蘭回國後就建議向英國的一家工廠訂購口徑1.8米的光學望遠鏡。可是談判沒有成功。在1958年的大躍進氣氛下,紫金山天文台的初毓華等提出自力更生研製2米級的光學望遠鏡。1959年3月到7月,科學院領導先後在南京和長春召開會議,決定成立216聯合工作組,設在南京,由紫金山天文台領導,長春的機械研究所、光學精密機械與物理研究所各抽調若干工程技術人員作為骨幹力量,再向各個大學要一些有關專業的畢業生。為了積累經驗,會議採納王大珩的意見,先研製一台口徑60厘米的望遠鏡。程茂蘭積極支持自力更生的做法,並在第二屆全國人民代表大會上以代表的身份提議建設研製大口徑玻璃鏡坯基地。他親自考察了北京九龍山玻璃廠和成都玻璃廠,後來又在第三屆全國人民代表大會上提出在上海新滬玻璃廠研製大口徑微晶玻璃鏡坯。1961年3月,中國科學院正式下達研製2.16米光學望遠鏡的任務,但直到1989年,這台望遠鏡才建成並投入使用。

位於國家天文台興隆觀測基地的2.16米光學望遠鏡

程茂蘭十分重視人才培養。他建議在北京師範大學設立天文系,在北京大學地球物理系設立天體物理專業;還設法在北京天文台籌備處以中國科技大學二部的名義開辦天體物理訓練班,程茂蘭把自己在天體光譜研究方面的經驗傳授給年輕一代,推動培養了一批天體光譜研究方面的後起之秀。

然而,正當北京天文台振翅待飛之際,「文革」降臨,他忽然被強加上了「反動學術權威」和「裡通外國分子」兩大不實罪狀。不過,此種不公正的打擊和折磨未能消磨他那忠於祖國天文事業的意志。在「文革」的後期,他終於復出,重新擔當起領導北京天文台的重任,多年辛勤的勞作也使北京天文台終於成長為一個赫赫有名的現代化天文台。國家和人民也給了他第二屆和第三屆全國人民代表大會代表的高尚榮譽。在程茂蘭任職期間,通過中外合作交流,對恢復中國在國際天文聯合會中的合法席位起到了促進作用,也為開創中國現代天文學作出了巨大貢獻。他曾當選中國天文學會第二、三屆理事會副理事長。

他一生過度而忘我的工作,嚴重損害了自己的健康。早年在法國時,他就曾因積勞成疾而患過肺結核,1960年又突發腦血管意外,導致半身不遂。1978年10月,他舊病復發再次住院,短短兩個月後,就在這一年的最後一天,程茂蘭竟過早地辭世。

2001年10月11日,程茂蘭先生銅像在河北興隆落成。作為曾同程茂蘭一起工作過的好友、同事,87歲高齡的法國科學院院士查里·馬克思·費倫巴赫專程從法國趕來參加程茂蘭先生銅像揭幕儀式。在國家天文台興隆觀測站一片蒼翠的草坪上,程茂蘭先生的銅像前,費倫巴赫院士深情地回憶了同程茂蘭先生在一起共事的日子。

國家天文台興隆觀測站程茂蘭先生雕塑

祖國和人民會永遠銘記程茂蘭這位中國實測天體物理學奠基人的卓越功勳,程茂蘭星也將永遠在浩瀚的宇宙中閃爍光芒。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/hyzF1nEBiuFnsJQVYUiJ.html