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【人民科学家】郭永怀:以身许国,他是那么的“唯一”  

1956年6月,已出任中国科学院力学研究所所长的钱学森再次致信远在大洋彼岸的郭永怀,盼他这位最亲密的“小师弟”速速回国。

  “请你到中国科学院的力学研究所来工作,我们已经为你在所里准备好你的办公室,是一间朝南的在二层楼的房间,淡绿色的窗帘,望出去是一排松树。”

  “已经把你的大名向科学院管理处‘挂了号’,自然是到力学所来,快来,快来!”

  在“抵得上五个师”的钱学森眼中,他这位师弟是可以抵得上“十个师”的。

  郭永怀出生农家,从小天赋过人又勤学苦读。1938年,29岁的郭永怀考取中英庚子赔款留学公费生出国留学,先求学于加拿大多伦多大学,后在美国加州理工学院和钱学森一起成为世界气体力学大师冯·卡门的弟子。

  郭永怀的科研之路高光而显赫。他首次提出了“上临界马赫数”概念并得到了实验证实,为解决跨声速飞行问题奠定了坚实的理论。他发展了奇异摄动理论中的变形坐标法,即国际上公认的PLK方法。上个世纪40年代,郭永怀已是闻名世界的力学家、应用数学家和空气动力学家。

  在美国留学的华人科学家为数不少,愿意回来的始终是少数人,郭永怀就是其中之一。

  在康奈尔大学任教时,因为郭永怀从事科学研究工作,经常会接触到一些机密资料,于是美方就要他填一张调查表,其中一项是:“你为什么要到美国来?”郭永怀回答:“到美国来,是为了有一天能回去报效祖国。”另有一项问:“如果发生战争,你是否愿为美国服兵役?”郭永怀回答:“不。”由此,他不仅失去了涉密资格,而且也上了美国政府的黑名单。

  回国前,为避免美国政府的阻挠,在同事们为其举行的送别野餐会上,一向恬静沉默的郭永怀做出了一个惊人的举动,把自己尚未发表的论文手稿全部一页一页扔进了炭火堆,在场所有人都惊呆了。妻子李佩感到非常可惜,劝阻说:“何必烧掉?留下回国还有用。”郭永怀说:“这些东西烧了无所谓,知识都在科学家的脑袋中,他们拿不走。”

  钱学森在回国前曾与郭永怀约定:一年后在大陆共同为祖国崛起效力,我等你。1956年国庆节的前一天,郭永怀举家动身回国。君子之约,坚若磐石。

  铺路人

  郭永怀回国后受到了党和政府以及科技界的热烈欢迎,毛泽东主席亲自接见他和家人,中国科学院则安排他和钱学森一起工作,任中国科学院刚组建的力学研究所副所长,和钱学森、钱伟长一起投身于力学研究所的科技领导工作。

  1958年,郭永怀与钱学森等负责筹建中国科学技术大学力学和力学工程系、化学物理系,并出任化学物理系首任系主任。

  在力学所工作时,郭永怀每天八点就准时到所里开展一天的工作。虽身为副所长,但他的工作日程表永远排得比其他人来得满。郭永怀总是不知疲倦地在工作着,一有空闲时间就抓紧研究国际上近代力学和尖端技术发展的新动向。力学所成立在短短的几年内,我国力学科学突飞猛进,甚至在某些方面已经接近世界水平了。

  在郭永怀的带领下培养出了一大批既懂实验技术,又会理论分析的力学人才,他们中的一些人成为我国力学各方向研究的中坚力量。

  郭永怀曾说过:我们回国主要是为了为国家培养人才,为国内的科学事业打基础,做铺路人。我们这一代,你们以及以后的两三代,要成为祖国力学事业的铺路石子。他对他的研究生说:只要是学术问题向他请教,什么时候都可以。

  “两弹一星”一共23位元勋,在原子弹、导弹和人造卫星三个领域中,唯郭永怀先生一个人在这三个领域都涉及,都做出过卓越贡献。郭永怀也可堪中国“两弹一星”的“铺路人”。

  “夜空中的两颗星”

  总有一种精神, 穿越历史,日久弥新!总有一种力量,让我们泪流满面。

  1960年代,中苏关系破裂,党中央决定自行研制核武器,郭永怀被任命为九院的副院长。1963年,他与科研队伍迁往青海新建的基地,在恶劣自然条件下经常风餐露宿,解决了许多重要的动力难题。青海的试验现场荒凉得寸草不生,加上缺氧和物质匮乏,54岁的郭永怀已满头白发,显得特别苍老。让中国早日拥有自己的核武器,不再受外国人的欺负。也许是郭永怀一生中最大的愿望。

  1968年12月初,郭永怀在青海基地发现重要数据,急于回京汇报,因此搭乘了夜航飞机。12月5日凌晨,飞机在北京机场降落时发生事故坠毁,郭永怀不幸罹难,年仅59岁。

  这一幕应永远为人民所铭记:当人们从机身残骸中寻找到郭永怀时,吃惊地发现郭先生的遗体同警卫员紧紧抱在一起。两具已烧焦的遗体被吃力地分开后,中间掉出一个装着绝密文件的公文包,里面的数据竟完好无损。

  1968年12月25日,郭永怀被授予烈士称号。就在郭永怀牺牲的第22天,我国第一颗热核导弹试验获得成功!

  1999年,他被追授两弹一星功勋奖章,是唯一以烈士身份被追授“两弹一星”功勋奖章的科学家。

  郭永怀的夫人李佩是著名语言学家,在外语教学和研究领域做出过杰出贡献,被誉为“中国应用语言学之母”。2017年郭永怀夫人李佩仙逝,根据李佩先生本人及家属的意愿,4月5日,力学所为郭永怀和夫人李佩举办了合葬仪式。

  2018年7月,国际小行星中心正式向国际社会发布公告,编号为212796号的小行星被永久命名为“郭永怀星”,编号为212797号的小行星被永久命名为“李佩星”。

  “郭永怀星”和“李佩星”是在同一张照片上被发现的,两颗小行星的正式编号相邻,又以郭永怀夫妇命名,不仅历史罕见,而且蕴意深远。双星相伴,夜空中永远有两颗“科学伉俪星”。来源于科普中国。

太阳系“老九” 到底是找不到还是不存在

2019-06-27 09:45:42 来源: 科技日报 作者: 代小佩

不知不觉,距离上一次在太阳系内发现行星已过去了170多年。如果能在太阳系内发现新的行星,或许是可以获得诺贝尔奖的事。

不过,自1846年海王星被发现以后,相当长一段时间内,几乎没有人再去寻找新的行星,因为能找到的机会十分渺茫。

近些年,关于太阳系内神秘行星的讨论变得热烈。有天文学家表示,在太阳系的边界上可能藏着一颗行星——行星九。如今,已有文章讨论了它可能是何种模样的细节。不久前,美国科学家还计算出了“行星九”不存在的概率为0.002。

为什么一些天文学家认为太阳系一定存在“老九”?如果存在,它是什么模样,又身处何方?

奇特天体现身太阳系边缘

实际上,从概率上讲,在太阳系内发现新行星的可能性不大。我们来对太阳系这片区域做一个摸查。假如在海王星到太阳之间的范围存在新行星,那么依靠现有观测条件是可以看到的,但现实是,天文学家们并没有观测到。

而在外太阳系范围的“海王星外天体”(TNO)中,存在新行星的可能性非常小。“因为这个区域的物质密度更低,行星的成长时间要花上亿年,十分漫长,所以不太可能长出行星。”南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇接受科技日报记者采访时说。

直到2014年左右,天文学家陆续在柯伊伯带(海王星轨道之外黄道面附近的区域)发现了一些奇怪的天体,它们具有很大的轨道半长径(几百个天文单位)。对此,有人解释道,这种情况是海王星引力散射作用导致的。

但是近5年,天文学家们又发现了另外一些奇怪的天体,它们不仅轨道半长径很长,而且近日点距离也很大,超过了40个天文单位。另外,这些天体的近日点方向基本指向同一个方向。如果是海王星或其他行星的散射作用,这些天体的近日点距离应该是比较小的。而在大行星的摄动作用之下这些天体的近日点方向也应该逐渐弥散。

一直以来,来自美国加州理工学院的迈克·布朗被称为“冥王星杀手”,因为他的研究对冥王星降级为“矮行星”起了直接作用。但也正是他,计算出“行星九”不存在的概率为0.002。如今,太阳系似乎有望重新拥有第九大行星,但这一次,“老九”不是冥王星。

2016年,迈克·布朗和同事康斯坦丁·巴特金发现,太阳系边缘柯伊伯带中的6颗天体出现了奇怪的运行轨道,它们就像6块以不同速率运转的钟表。但无论何时去看,这些钟表指针都在相同地方。天文学家认为,这一现象碰巧发生的可能性为0.007%。在排除其他可能性后,两人推测,造成这种现象的原因可能是“一颗真正的行星”在发挥引力作用。

是否有可能是暗物质的作用呢?周礼勇表示,太阳系附近暗物质的密度很低,所以不可能是暗物质的影响。

“最初,这样奇怪的天体并不多,所以很多人会反对存在‘行星九’的说法。然而,随着近几年不断有新发现,‘行星九’存在的统计学显著性逐渐提高。”周礼勇解释道。

直接观测到“老九”有难度

目前虽然未能直接观测到“行星九”,但可以通过数学模型和计算机模拟推测它的存在。科学家通过计算机模拟估计行星的位置,并提出了“行星九”的一些基本参数。比如,“行星九”的轨道半长径是200至800个天文单位,质量是地球质量的5—10倍,轨道偏心率是0.2—0.5,轨道倾角是15°至25°。

但“行星九”扑朔迷离,用望远镜“锁定”它相当困难。周礼勇解释道:“因为现在的参数很有限,而且,关于“行星九”的位置定位并没有足够精确,只是一个比较宽泛的范围。假如这颗星真的存在,由于身处遥远的太阳系边缘,那么它肯定十分暗淡。”

视星等,是指可见光波段所看到的星体亮度,根据传统定义,其数值越大越暗,反之则越亮,而且其取值可以是负数。视星等既与星体的发光能力(光度)有关,也与星体与观测者的距离有关。因此,暗弱、甚至本身不发光的星体可以拥有很低的视星等值,如满月时月球的视星等约为-12;而发光能力很强的星体却可能因为与地球之间遥远的距离而有着很高的视星等值。根据“行星九”的大小、反照率以及与地球的距离推测,这颗神秘行星的亮度约为22等—24等。

周礼勇坦言,要在天空中很大一片区域去寻找一颗遥远的天体,并不容易。

北京师范大学天文系教授高健接受科技日报记者采访时表示,没有直接观测到“行星九”的原因很简单。“一种情况是,现有的论文所提的推测不准确,‘行星九’实际不存在,那当然就观测不到。另一方面,‘行星九’若位于柯伊伯带或更远的地方,那么观测难度非常大。”

高健补充道,如果“行星九”距离太阳很遥远,那么它属于气态巨行星的可能性很小,毕竟现已发现的柯伊伯带天体大多是冰质天体。

除了观测手段,也有人通过理论手段寻找“行星九”。周礼勇介绍道,根据行星的摄动理论,如果“行星九”存在,除了对周围的小天体产生影响,还会影响其他行星,比如木星。

因此,科学家利用比对行星历表的方法去寻找“行星九”。“但目前的观测精度不能否定也不能肯定‘行星九’的存在。”周礼勇表示。

存在与否学界尚无定论

不过,科学家正在考虑用其他方案寻找这颗行星。比如,通过下一代CMB(宇宙微波背景)实验。宇宙微波背景是迄今为止观测到的最古老的光,记录着有关宇宙的历史信息。通过望远镜和超级计算机解析其微妙的特征,宇宙学家已经获得了关于宇宙属性及其历史的见解。

周礼勇表示,有不少研究人员对“行星九”的存在持怀疑态度。一种观点认为现在研究的这批具有特殊轨道的小行星,样本数过少不足以说明问题。另一种观点认为,以现有的机制,很难理解“行星九”存在的合理性——为什么一个体积庞大的行星会离太阳如此遥远?

“因为离太阳越远,物质密度越低,演化速度也越慢,所以很难想象这样的环境能孕育出一颗体积庞大的行星。”周礼勇解释,如果“行星九”是一颗从外部飘来的流浪行星,对于俘获它的机制目前并没有很好的解释。

“说实话,我不认为‘行星九’存在,顶多是大一点的海王星外天体。”高健表示。

美国科罗拉多大学的研究人员雅各布·弗莱西格也认为“行星九”并不存在,而是一群小天体共同产生作用,致使周围出现轨道奇特的小天体。但为什么有这样一群小天体呢?至今依然没有很好的解释。

高健直言,“行星九”的存在并没有得到天文界的共识。但有关太阳系天体的望远镜搜寻项目很多,也不断有新的太阳系小天体、海王星外天体被发现,如果真有“行星九”,随着观测技术的提高和天文学家的关注,早晚还是能发现的。

“寻找‘行星九’或许可以满足人类无穷无尽的好奇心。当然如果真的发现‘行星九’,会对太阳系形成理论带来挑战,特别是如果这个‘行星九’个头够大的话。”高健说。

#国科大星# 【中国科学院大学庆生 夜空中多了一颗“国科大星”[中国赞]】14日,中国科学院大学在生日来临之际,收到了一份来自太空的特殊礼物——一颗小行星被国际天文学联合会正式命名为“国科大星”。国科大前身是中国科学院研究生院,成立于1978年,40年孕育了108名院士,培养了新中国第一位理学博士、第一位工学博士、第一位女博士、第一位双学位博士。祝贺[鼓掌][鼓掌]


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