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大气科学与遥感技术学家赵柏林院士

【编者按】赵柏林(1929―)出生于辽宁省辽中县。北京师大附中1948届毕业生。中科院院士。世界上第一位乘气球测量云中电荷的科学家;他使中国人拥有了自己的微波辐射计;他开创了中国人参加国际性实验使用自制仪器的先例;他还是中国国家科技进步奖一等奖的首名获奖者。2004年11月10日,获得“何梁何利奖”的“科学与技术进步奖”。

赵柏林,大气科学与遥感技术学家,北京大学物理学院大气科学系教授。在云降水物理及人工影响天气、大气光学、微波遥感、无线电气象、卫星气象及气候变化等科学领域作出重大贡献。1978年获“全国科学大会奖”;1987年获“国家科技进步奖一等奖”;1988年获“中青年国家有突出贡献专家”称号;1990年获“全国高等学校科技先进工作者”称号;1991年当选为中国科学院院士(学部委员);1994年当选为莫斯科高等学校科学院院士;2004年获“何梁何利科学进步奖”。

说起这些荣誉,赵柏林显得很淡然:“我做的都是很小的工作,但是这些工作都有用,这是最关键的。能够做些有用的工作,我就很高兴,因为我的研究成果人家用上了。气象科学的真正意义就是结合实际,你如果脱离实际,就违背它本身的宗旨了。”

求学之路

“我10岁时父母先后去世,不久外祖父又病故,我必须自立谋生,还要承担起抚养家人的责任。”这是赵柏林自述中的一句话。赵柏林幼年读私塾,熟读诗书,汲取文史精粹,使他终身受益。家境的变化,使他从小就树立了要自立自强的信念。1945年,他考入北京师大附中读高中,老师的教育和鼓励,使他的视野顿开。他对于代数中的拉格朗日内插法及四次方程解提出了新的处理方法,这些内容被老师韩清波、吴越阡认为是创新,纳入了教学内容,并向联合国教科文中学生成绩展览推荐和呈报。1948年师大附中数学会考他获第二名并得奖。他在舅舅的接济下读完中学,于1948年以高分考上了清华大学气象系(后并入北大物理系)。他说:“我是北京考区的第21名。当时清华是文理科大排名,前42名有奖学金,所以我是有奖学金的。”之所以选择了气象专业,是他听从了一位高中老师的建议。老师说,无论什么时代,都需要气象。考虑到将来毕业能够找到一份赖以谋生的工作,赵柏林选择了气象。

他当时念书就是想要找到一个职业。那个时代跟现在不一样,当时没有那么多选择。所以国家好了,个人才有前途;国家要不行的话,个人再有能力,也没有机会。“我很羡慕当时能做一名中学教员,有一份稳定的工作……确实气象在我一生里起了很大的作用,老师给我指的路是对的。”

赵柏林的一贯信条“决不闲着”是从读书时养成的:“念大学时,就是始终有一个感觉,能得到这个念书的机会太不容易了,没有理由松懈一下,这个机会太难得。”后来“文革”中,被批斗之余,赵柏林还自学了法语,“虽然基本上没有学成,但是可以借助字典阅读一些材料”。因为好学,赵柏林后来能够阅读俄、英、日、法、德等外语文献。

虽然有奖学金,但在大学三年级的时候,由于生活日益艰难,加上要照顾3个年幼的妹妹,在朋友的介绍下,赵柏林准备到北京通州潞河中学当数学老师。他的大学老师李宪之和谢义炳先生不同意他去,就给他找了个清华半时助理的职位,负责系图书馆,用一半的时间做助理,一半的时间念书。赵柏林就靠着半工半读念完了大学。

赵柏林回忆:“当时我也没有什么大的愿望,从未仔细考虑过一生要做什么。不过我想总要做一点事情,能够自己谋生,也就是这样了。我没想过要做什么科学家,要有多大成就,当时真的没这个愿望。觉得这些好像都离我很远。”

云中测电第一人

1952年,赵柏林于清华大学毕业,毕业后到北京大学物理系气象专业任助教.1957年,在北京大学任教的赵柏林因工作出色,被派往苏联科学院应用地球物理研究所进修。在那里,他进行了人类首次乘气球测量云中电荷的试验,被称为“云中测电第一人”。

当时世界上虽然已经有过飞机测量云中电荷,但飞机本身会对云层产生干扰,数据难以保证真实。最佳的方法是乘氢气球到高空作探测飞行。“因为氢气易燃,乘氢气球升空本身就是有危险的,再加上这种试验必须主动寻找有云的恶劣天气,才能测得云中电荷。”赵柏林说,这就是他的任务,当时是不能犹豫的。而且苏联方面给他拨了5万卢布(当时相当于40万元人民币)的经费,这在当时是极其难得的支持。所以,他别无选择,只有认认真真地去完成试验。那个氢气球足有几层楼高,充气后要靠石头桩外加几十个人奋力拉住绳索才能固定住。飞行试验中,有3个苏联人分别担任领航员、报务员和实验员,惟一的科学家是29岁的赵柏林。

1958年秋,在1000米至3500米的高空,他们两次自莫斯科向东飞行20小时约1000公里,直至临近乌拉尔山才降落。领航员曾警告,再向前飞将要进入茫茫大森林,便无法降落着陆了。而第二次飞行降落着陆时,恰逢狂风袭来,吊篮被掀翻,赵柏林被甩到地上碰破了头。回莫斯科后,正巧遇见正在苏联访问的赵九章、卢鋈两位先生,他们对他给予了很大的关切和鼓励。

赵柏林等写的论文《云雾滴的电荷》在苏联科学院学报上发表,并作为苏联科学成就的一部分,刊载在世界气象组织公报上。他观测到的数据被众多科学家和教科书采用。

艰苦创业

“文革”中,赵柏林因为在苏联进修的经历,被扣上了“修正主义”、“白专”的帽子。这时,中国空军在抗美援越中遇到的一个棘手的问题,使他躲过了“动乱”和“批判”。

赵柏林说:“当时前线打仗的时候,靠放气球探空获取大气资料,从而监测和预测天气的变化。但是我们的气球一放,美国人的飞机就来轰炸。我方的损失很大。”1969年,空军派人来找赵柏林,问有没有什么办法可以解决无球探空的问题。赵柏林推测用微波遥感的方法有这种可能性,当时世界上也只有这种猜测而已。“尽管当时我对微波遥感也知之甚少,也估计到了它的难度,但我还是毅然接受了这一挑战。”通过一年的努力,赵柏林完成了理论计算和方案设计,并很快通过了评审。在此基础上,启动了“多频微波辐射计及其环境遥感应用”的研究项目。

几乎是在同时,美国也在做这方面的研究。赵柏林说:“科学发展到一定程度,大家都可以看得很清楚,知道下一步该向哪个方向发展。”1972年,他领导的试验小组终于研制成功了我国第一台5毫米波段的微波辐射计,跟探空测出的数据相符。同年,美国发表了这方面的论文。赵柏林说:“美国在做研究,我们也在做,双方都是独立地做出来的。”此后,赵柏林试验小组又陆续研制成功了5—30毫米波段5个频率的微波辐射计系列,使得这一研究成果跨入世界先进行列。

降水对微波通讯影响的研究,用赵柏林的话来说,这方面的工作也是很实用的。他说,当时外国已经做了全球分区降水对微波通信的影响研究。比如说,在某个区域建微波通信站,到底需要多大马力,就必须要考虑到这个区域降水情况对微波通信的影响。否则,用的马力太大,会造成浪费;马力很小,有可能一旦下雨就通信中断。他说:“这方面的研究世界各国都在做,但当时中国还属空白。”

为了建立中国的微波通信标准,很重要的就是要了解中国降水强度分布的资料。赵柏林说:“这方面的研究还是很辛苦的。比如说,当时的资料状况很落后。要想得到每小时的降水资料,必须从一天的自记降水资料中,一小时一小时地给它分出来。我的几个学生到中国气象局资料室去手抄,就整整抄了半年时间。”论文写出来之后,被美国《无线电科学》收录其中。赵柏林说:“我做的研究对人家有用,就体现了我的价值,我就很高兴。”

“科学是无国界的,科学家是有国界的。”

1981年,美国威斯康星大学教授韦曼来访,对赵柏林的工作很是欣赏:“你到我那里工作一段时间吧。”对于韦曼的盛情邀请,赵柏林婉言谢绝了。他说:“当时是不能走的,拿国家那么多钱搞研究。我有责任留在这儿把研究做完,不能说走就走。”

赵柏林很赞成这句话:“科学是无国界的,科学家是有国界的。”他说:“作为科学家,要为自己的国家做一点事情。是国家培养了我,我必须要回报国家。人总是要有回报之心的,要回报抚养你的亲人和国家。”

说起自己搞了一辈子研究的体会,赵柏林说,第一你要博大精深。所谓博大,就是不能局限于你所研究的很小的领域。比如,我很喜欢读历史。这对我为人、做学问很有帮助,从中我可以知道一个人为什么能成功,一项事业为什么能成功,为什么会衰败。这对我也是一个启发。有了博大精深,你才能高屋建瓴,才能看见你的学科、学术向什么方向发展才有利,你的处世为人才能够和谐。第二,现在开展一项科研项目,一个人的力量能有多少?现在需要发挥群体的力量。在这个群体中,你怎么能够使得大家在你这里发挥作用,这是一个学问。绝不是有多少钱就能发挥多大作用,很多事情是拿钱买不来的。

由赵柏林任首席科学家的“淮河流域能量与水分循环试验”项目已经结束,其中,中国有12个单位参加,日本有12个单位参加,韩国还有1个单位参加。他说,这种国际性合作,你要让大家都能发挥作用,齐心协力。这就需要你大度、宽容,有一个能容纳百川的胸怀,需要你创造出来一个人人能够发挥作用的环境。个人要融合起来,才能变成一个更大的力量。

赵柏林曾和名古屋大学水圈科学研究所所长武田乔男教授合作了20年,现在武田教授已经去世了。赵柏林说:“为什么能够合作呢?就是因为真诚。我们相互给予的支持和帮助,都是尽了作为一名普通教授所能尽到的最大努力。”

从1989年到1991年,赵柏林每年都要带领一个小组去日本参加西北太平洋云辐射实验。每次在一个叫做“奄美大岛”的小岛呆两个月。他说,中国人拿着自己研制的仪器到外国做试验,在当时还是很少见的事情。每次赵柏林小组都要带着自己研制的微波辐射计等共20箱仪器,从上海坐船到日本。虽然作为领队,他可以坐飞机去,但他仍坚持跟大家一样都坐通舱。做试验时,大家要搬仪器,虽然当时已经60多岁了,赵柏林仍坚持和大家一块儿搬。他说:“我实际上力量很小,帮不上太多的忙,但是我一定要在这儿,跟大家像行伍之内皆兄弟那样。”

他说,当时中日之间也是一个竞赛,因为日本方面也在研制这个仪器。但是最后日本研制的信号有问题,最终就退出了试验。为什么日本方面愿意花钱请我们去,而且我们在日本的吃、住、行他们全部提供?日方之所以这样做,就是因为他们看中了我们的科研成果,看到了我们成果中有能为他们所用的东西。早在1982年,赵柏林到日本作关于微波辐射计的学术报告。日本方面大吃一惊:你们一个大学能研制这个东西?1985年,赵柏林请武田教授来中国进行实地考察,这才有了后来的去日本参加西北太平洋云辐射实验。

因为是自带仪器去参加试验,出关回国的时候还遇到了麻烦。上世纪50年代抗美援朝战争结束后,西方国家成立了“巴黎统筹委员会”,对中国实行高技术封锁,短于2厘米波长的微波辐射计是对华禁运的。赵柏林说,当时我们做的是5毫米、8毫米和1.35厘米的微波辐射计,都在西方对中国禁运的范围内。试验之初,我们把仪器带过去时,日本方面当然不管,但是回来的时候就不行了,日本政府有关部门认为是日本向中国出口高技术。

这种情况下,赵柏林急了:“我拿的20箱仪器,都是中国的仪器,出不去可怎么办?这又不是我个人的。”情急之中,他说正式手续办不成,那只能硬着头皮“闯关”了。到了海关,武田教授再次交涉仍不成功,赵柏林就让助手将仪器推到海关工作人员面前,说:“我们是来做实验的,这是我们自己的仪器,你们检查吧。”结果,海关工作人员也没检查就说,那走吧走吧。就这样富有戏剧性地顺利出关了。

赵柏林的日本之行在当地影响很大,日本《朝日新闻》、《读卖新闻》、《每日新闻》等报道了18次,NHK电视台也进行了专题报道。回国之后,举行大型报告会,国内主要报刊均有报道。

“娱乐”生活

跟风雨雷电打了一辈子交道的赵柏林,也会忙里偷闲,他有自己的“娱乐”。“自恨无才补苍天,枉入红尘若许年。有幸结缘松江畔,寂寞嫦娥多怨叹。”这是赵柏林参观长春陨石馆后即兴赋的一首诗。赵柏林喜欢诗歌、书法,尤其擅长“藏头诗”。细心的人从他的诗里可以取其首字组成“大气所好”、“北大百年”、“玉洱银苍”等质朴的词句。赵柏林喜欢读历史,对中国历史,通常读《史记》、《资治通鉴》等等,外国历史,读些传记、世界史之类的。一套从旧书摊上千方百计买来的线装《资治通鉴》,至今仍是他引以为荣的“奢侈品”。赵柏林说:“畅销书、武侠书不读,要读就读真实的东西。”而他就是从儒家经典《大学》中悟出了团结大伙儿一块工作的道理,那就是“财散人聚”,要有自省、自律的信条和大度宽容之雅量,才能使事业发展、前进。

桃李芬芳

几十年来,赵柏林培养了大批人才,包括学士、硕士、博士和青年教师。他虽然承担许多重大科研项目并有众多兼职,但始终坚持在教学第一线为大学生、研究生讲授云雾物理、大气物理、数理统计等多种课程,并先后为本专业开出了大气遥感、微波遥感与大气物理的前沿学科课程。他在教学上始终兢兢业业,一丝不苟。不论什么课,不管讲过多少遍,每次上课前他都认真书写字迹工整的讲稿,在教师中传为佳话,为青年教师做出了榜样。

几十年走过的路程,使赵柏林真正懂得了自力更生、艰苦创业的意义。他认为:“人生就是要奋斗、要拼搏,最困难的时候,必须坚持住,绝不退缩。”多年来,他一直遵循这样信条:人生只有一次,要奋斗,要拚搏,要光明磊落,不枉今世。做一件事,自己决不姑息、纵容,如果随大流,只能成为最末。只有高屋建瓴、博大精深,才能有所发明,有所发现,有所前进。面前的事情,只有最终取得成功,才有出路。这也是他兢兢业业的真谛。

徐锋老师根据以下资料综合编撰:

①.   赵柏林:《赵柏林文集》,北京大学出版社,2001年9月1日

②.   北京大学网站

http://w3.pku.edu.cn/about/yuanshi/zpl.htm

③.   SOSO百科赵柏林

http://baike.soso.com/v7412519.htm

④.   【大气物理】赵柏林:不辞其小但求其用

http://www.gotopku.cn/data/detail.php?id=3833

⑤.   百度百科赵柏林

http://baike.baidu.com/view/194004.htm?fr=ala0_1_1

⑥.   九三学社中央委员会网站

http://www.93.gov.cn/hero/academ/51716541969943979285.shtml

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