天空中有一颗编号为47005号的小行星,它被正式命名为程茂兰星,这是为了纪念我国现代天体物理学研究奠基人程茂兰先生为我国天文事业所做出的卓越贡献。
天体物理学家,中国近代实测天体物理学奠基人程茂兰
程茂兰,1905年9月18日生于保定市博野县沙窝村的一户农民家庭。十来岁时,一本《晋书·天文志》使他对浩瀚的宇宙和茫茫星空产生无限遐想,这对他以后从事天体物理学的研究埋下希望的种子。
河北博野县程茂兰科技天文馆
1925年,程茂兰中学毕业后进入北京市北安河留法预备班,准备留法勤工俭学。勤工俭学这个名词大家都听过,它是怎么来的呢?
20世纪初,中国国力贫弱,很多青年学生希望留学西方寻求救国良策,学费就成了大问题。蔡元培与李石曾于1915年6月在巴黎发起成立了“勤工俭学会”,号召青年去法国半工半读,这便是“勤工俭学”的由来。中国先后有17批学生赴法,总数至少达1600多人。这些人中不仅有周恩来、邓小平等著名革命家,还有很多专家学者,更有不少人学成之后,放弃了国外优厚的待遇、优越的生活条件、显赫的学术地位,陆续回国,将西方的先进科学技术带进国内,为祖国的建设事业做出了卓越的贡献。
程茂兰就是抱着科学救国的理念,于1925年告别父母,离开妻子和刚出生的女儿,毅然踏上了留法勤工俭学的道路。当时他的家境并不富裕,父亲借遍亲友才勉强凑足他的出国旅费。
1926年春,程茂兰经过长途旅行后到达法国巴黎。求学之路并不容易,他先通过艰苦的半工半读念完了夜校补习班和本科,之后凭着优异的学习成绩,靠奖学金一路读到了博士,他的博士生导师是法国著名的实测天体物理学家杜菲。1939年,通过两篇优秀的论文的答辩,程茂兰顺利获得法国国家数学科学博士学位,就这样,经过13年的不懈努力,他终于如愿以偿,完成了学业。
程茂兰拿到博士学位后本打算回国与父母妻女团聚。可当时正是抗日战争年代,故乡博野属于日占区,而撤到重庆的国民党政府,根本没有接纳、安排天文学专家的条件。程茂兰在老师和朋友们的劝阻下滞留法国里昂天文台和上普罗旺斯天文台,进行实测天体物理研究工作。他早期工作中使用的仪器非常杂乱,常常需要从旧货摊上搜寻一些光学元件来自己拼装勉强可以使用的系统。望远镜也仅有口径0.8米和1.2米这样的中小型品种可以使用。这却锻炼了他的动手能力和选题能力。
程茂兰从事的天文研究工作中最重要的方面是对恒星的光谱进行细致的研究。由于恒星通常非常遥远而暗弱,光谱研究又必须将望远镜聚集的能量按波长分开,所以光谱研究在上世纪50年代之前,局限于照相底片的低灵敏度,只能研究不多的亮恒星。他尽量选择一些可能获得创新结果的研究题目,夜以继日地工作于夜天光谱、共生星、彗星和气体星云等领域,发表了一批很有特色的论文。
1942年,第二次世界大战刚刚爆发,欧洲战火连天。程茂兰在远离城市的上普罗旺斯天文台担任副研究员,继续着天文观测工作,条件极为艰苦。当时的法国物资极为匮乏,一切生活必需品均按人头凭票证供应。夏天奇热,冬天奇冷,而且燃料奇缺,连火车也只能烧劈柴,才能缓慢爬行。好在他来自中国农村,又在国外长期勤工俭学,不仅吃得苦,还能够开荒种地,种植土豆、玉米和应时蔬菜,自力更生,补充不足。
他还热心帮助犹太人沙茨曼躲避德国纳粹的抓捕。沙茨曼是法国国家科学研究中心的著名理论天体物理学家、院士,从巴黎逃到人迹罕至的上普罗旺斯天文台躲藏,得到了程茂兰的大力帮助,两人成为挚友。程茂兰利用外侨身份,还帮助法国的抗德游击队,为他们提供临时庇护、情报和应急食物等。1944年8月法国光复后,他受到了当时法国共产党书记多列士的接见。
程茂兰于1945年升任研究员,可是积劳成疾,患了肺结核,必须开刀切除大部分肺叶。在老师杜菲的帮助照顾下,程茂兰成功接受了肺部手术,并到瑞士山区的疗养院疗养了半年多。
1946年,健康基本恢复,程茂兰就四处联系回国,当时中国又陷入内战,他只好继续留在法国上普罗旺斯天文台。1949年10月,程茂兰成为法国国家科学研究中心的一级研究员,此时中华人民共和国已经成立,使他看到了中华民族复兴的希望,他就再次积极与国内有关方面进行联系,并且把他与女友玛丽布洛什合作的研究论文寄回国内发表,以表示对新中国发展科学的支持。
1949年10月,他担任了法国国立研究中心的研究导师,这是外籍科研人员所能获得的最高学术职务。1956年由于科学研究成绩卓著,程茂兰获得法国教育部颁发的骑士勋章。这位远在异国他乡的优秀天文学家很早就引起新中国领导人和科技界的关注。紫金山天文台台长张钰哲和研究员李珩等不断与他通信,中国科学院吴有训副院长也亲自委托天文学家李竟和沈良照多次与他联系,请教科学问题,还多次去函邀请他回国。1957年8月,在周总理的关怀下,在中国国际贸易促进会主任冀朝鼎的帮助下,程茂兰冲破重重阻力,绕道瑞士终于回到了阔别32年的祖国。
截止到回国,程茂兰总共只进行了不到20年的实际观测研究,其间还经历了将近4年的二次世界大战。却发表了论文百余篇,其中重要的有68篇。难以想象,在极度简陋的研究环境中,他却成为当时世上少有的经验丰富的天体光谱研究工作者。
1958年2月,周总理亲自安排,程茂兰被委任为北京天文台筹备处主任。程茂兰主持中国科学院北京天文台的筹建工作,规划了北京天文台的筹建和发展蓝图,并亲自参与了从选址、建造、仪器配制,到人才培养等各个方面的工作。为筹建北京天文台,程茂兰先生带领青年科学家踏遍太行和燕山山脉,最终选定了燕山深处的兴隆县连营寨作为我国首个现代天体物理观测台址。
1965年程茂兰第一次到达兴隆观测站
程茂兰是第一个把近代国际天文选址概念和方法引进中国的天文学家。他把带回国的一些法文和英文选址文献交给李竞和李启斌等年轻人,并带领他们在北京周围,按照国际标准进行选址工作。
要发展实测天体物理,必须有口径足够大的光学望远镜。程茂兰回国后就建议向英国的一家工厂订购口径1.8米的光学望远镜。可是谈判没有成功。在1958年的大跃进气氛下,紫金山天文台的初毓华等提出自力更生研制2米级的光学望远镜。1959年3月到7月,科学院领导先后在南京和长春召开会议,决定成立216联合工作组,设在南京,由紫金山天文台领导,长春的机械研究所、光学精密机械与物理研究所各抽调若干工程技术人员作为骨干力量,再向各个大学要一些有关专业的毕业生。为了积累经验,会议采纳王大珩的意见,先研制一台口径60厘米的望远镜。程茂兰积极支持自力更生的做法,并在第二届全国人民代表大会上以代表的身份提议建设研制大口径玻璃镜坯基地。他亲自考察了北京九龙山玻璃厂和成都玻璃厂,后来又在第三届全国人民代表大会上提出在上海新沪玻璃厂研制大口径微晶玻璃镜坯。1961年3月,中国科学院正式下达研制2.16米光学望远镜的任务,但直到1989年,这台望远镜才建成并投入使用。
位于国家天文台兴隆观测基地的2.16米光学望远镜
程茂兰十分重视人才培养。他建议在北京师范大学设立天文系,在北京大学地球物理系设立天体物理专业;还设法在北京天文台筹备处以中国科技大学二部的名义开办天体物理训练班,程茂兰把自己在天体光谱研究方面的经验传授给年轻一代,推动培养了一批天体光谱研究方面的后起之秀。
然而,正当北京天文台振翅待飞之际,“文革”降临,他忽然被强加上了“反动学术权威”和“里通外国分子”两大不实罪状。不过,此种不公正的打击和折磨未能消磨他那忠于祖国天文事业的意志。在“文革”的后期,他终于复出,重新担当起领导北京天文台的重任,多年辛勤的劳作也使北京天文台终于成长为一个赫赫有名的现代化天文台。国家和人民也给了他第二届和第三届全国人民代表大会代表的高尚荣誉。在程茂兰任职期间,通过中外合作交流,对恢复中国在国际天文联合会中的合法席位起到了促进作用,也为开创中国现代天文学作出了巨大贡献。他曾当选中国天文学会第二、三届理事会副理事长。
他一生过度而忘我的工作,严重损害了自己的健康。早年在法国时,他就曾因积劳成疾而患过肺结核,1960年又突发脑血管意外,导致半身不遂。1978年10月,他旧病复发再次住院,短短两个月后,就在这一年的最后一天,程茂兰竟过早地辞世。
2001年10月11日,程茂兰先生铜像在河北兴隆落成。作为曾同程茂兰一起工作过的好友、同事,87岁高龄的法国科学院院士查里·马克思·费伦巴赫专程从法国赶来参加程茂兰先生铜像揭幕仪式。在国家天文台兴隆观测站一片苍翠的草坪上,程茂兰先生的铜像前,费伦巴赫院士深情地回忆了同程茂兰先生在一起共事的日子。
国家天文台兴隆观测站程茂兰先生雕塑
祖国和人民会永远铭记程茂兰这位中国实测天体物理学奠基人的卓越功勋,程茂兰星也将永远在浩瀚的宇宙中闪烁光芒。