1945年初,叶笃正获得公费留学资格,赴美入芝加哥大学深造,其导师是当时国际气象界的泰斗罗斯贝。在芝加哥大学气象系,集中了一批最著名的气象学者。使叶笃正受益最大的,还不是它的课程,而是和这些学者们的讨论;尤其是和罗斯贝经常的讨论。通过讨论,他才真正了解了他们学术思想的精华。在讨论时,勇于发表自己的想法和自己的见解,尤其勇于发表跟自己导师不同的意见,不怕辩论(当然不能随意胡说),这样才能得到益处。叶笃正回忆说,如果说自己在学术上有所成就的话,那么与罗斯贝的讨论对他起了十分重要的作用。
叶笃正在留美的5年多期间,发表了多篇论文。在《大气中能量频散》一文中,他把群速概念引入大气长波动力学,从而得出能量传播速度可以大大不同于风速或波速(可以大于它们,或小于它们,甚至逆风后退),由此得出:在某处有一长波槽(或脊)发生之后,其下游半波长处很快有一长波脊(或槽)发展。这个理论,一直用于实际的预报。而在另外一篇论文里,叶笃正与瑞尔教授合作,首次用非常大量的实际观测资料证明:在低纬度大气中存在着平均Hadley环流。1948年,他获得博士学位。
【名家小传】
叶笃正,1916年生于天津,著名科学家。
1940年获清华大学理学学士学位,1943年获浙江大学理学硕士学位,1948年获美国芝加哥大学哲学博士学位。1950年放弃国外优越的工作和生活条件回国,参加新中国的大气科学事业建设,历任中国科学院地球物理研究所研究员与室主任、大气物理研究所研究员与所长、副院长,国家科委气象组副组长,中国气象学会理事长等职,现任中国科学院特邀顾问、大气物理研究所名誉所长。先后被选为中国科学院院士、芬兰科学院外籍院士、英国皇家气象学会荣誉会员、美国气象学会荣誉会员等。
叶笃正的科学贡献,为他赢得了众多荣誉:国家自然科学一等奖(1987年)、何梁-何利基金科学与技术成就奖(1995年)、世界气象组织最高奖——第48届IMO奖(2003年)、国家最高科学技术奖(2005年)。
刘东生在西南联合大学:联大精神,深入骨髓
只有春天的风沙,才会让城里人关注黄土。地理学界有这样的说法:目前人类了解地球的自然历史有3本书,一本是深海沉积物,一本是极地冰川,第三本便是中国的黄土。国际上认为,把黄土这本书念得最好的,是中国的刘东生院士。
不平凡的人生
刘东生一生中有着不平凡的际遇。1928年6月4日,他才是一个11岁的小学生,亲身经历了日本帝国主义者在自己家园附近制造的皇姑屯事件。9年多以后的1937年7月7日,他20岁,刚从南开中学高中毕业,在乘火车赶回北平家中的旅途上,正逢卢沟桥事变,被滞留在丰台站附近的列车中10多个小时,深夜才历险到家,得与母亲团聚,后一同到天津避难。所有这些,使他深深仇恨日本帝国主义者,爱国热情在胸中激荡。整整9年后的1946年7月7日,他由重庆北碚经长途旅行到达南京,看见放下武器的日军俘虏列队登船回国,使他感到一个战胜国公民的扬眉吐气。
刘东生出身在一个中下层有产者家庭。这种家庭的子弟,能有温饱的生活条件和受良好教育的机会,同时又最懂得刻苦用功。他上的小学——奉天(今辽宁)省立第二小学是全省最知名的;上的中学——南开中学是享誉全国的;上的大学——西南联合大学,是北京大学、清华大学、南开大学3所全国名校精诚合作的结晶。他从小具备了优秀的综合素质,又一直在最好的学府受到最好的教育培养。这些都是他成才的最优越的条件。
然而,他也并非是一帆风顺的幸运儿,早年也曾历尽坎坷。他在天津南开中学上学时,因患伤寒,辍学1年;20岁才高中毕业,又在沦陷区滞留了1年;辗转去到大后方昆明上西南联大,毕业时已25岁了。他又因严重的胃病和参加接待盟国空军的工作,直到抗战胜利以后,29岁时才归队,从事自己所学的专业——地质科考。他归队虽晚,却一开始就先后直接跟从黄汲清、侯德封、杨钟建、李四光等大师级名家从事科学研究。“名师出高徒”,“师高弟子强”。这些名家的门下都是人才辈出,而他又是最出类拔萃的。
他在37岁那年找准了自己的科研方向——黄土与第四纪,自此“咬定青山不放松”,面对任何冲击和干扰,他始终“万变不离其宗”,经过半个多世纪坚苦卓绝的奋斗,终于成就一世伟业,取得了几项伟大成就:⑴黄土的“新风成说”;⑵第四纪古气候变化的“多旋回”学说;⑶使黄土成为与极地冰芯、深海沉积物相对比的古代气候多旋回变化的信息库;⑷青藏高原隆升与东亚环境演变的有机联系,即“青藏高原地球系统科学观”。
他的奋斗与成功,还从一个侧面说明,有出息的人无论什么时候起步都不为迟。
从学机械转学地质
刘东生院士曾就读于西南联合大学——这是一所传奇性的大学。70多年后的今天,国人对西南联大的怀念,主要源于这所仅存8年之久的大学在人才培养、高教事业方面的辉煌成就。
刘东生回忆说,在西南联大强烈的爱国主义精神和民主自由氛围的感召下,他先是报考了机械系。他当初想学机械,是因为受到工业救国这一思想的影响。但是,当时工业并不发达,在抗战中基本没有什么工业。后来就萌发了改学地质的想法。他说,有3件亲身经历的事情,促成了自己对专业选择的转变。
刘东生回忆道,抗战期间,国家需要大批铁矿。那时,昆明附近有个易门铁矿,但当时谁也不知道它的真实储量和开采价值。于是,当地政府就请西南联大地质系谭锡畴教授前去勘查。谭是地质界老前辈。他根据当地的地质构造、矿产类型、矿藏质量、保存状态等,得出的结论是,这是个值得开采的大矿。
“我们觉得很神奇。”刘东生说。谭老先生到易门转了一圈,就知道了那儿的矿产储量,决定了当地的命运。“我那时刚从中学毕业,觉得地质研究很神奇,很了不起,这样可以发现自己的资源,这对国家抗战非常有用。”
随后,不经意间看到的一篇文章,使他看到了地质研究与抗战救国的内在联系。“当时,在昆明有份很有名的报纸叫《益世报》,在这份报纸上我看到了一篇文章《论抗战和乡土研究》,“这文章是我后来的老师、中国古脊椎动物学专家杨钟健写的。文章讲,只有了解自己的家乡,才能谈得上热爱自己的家乡。热爱家乡才有抗战热情,爱国就是爱自己的家乡。”
生活本来就是丰富多彩的,走上哪条生活道路则充满着机遇和偶然性。这篇文章给刘东生的启发很大:“家乡的山山水水必须认识它,你通过什么认识呢?那就是地质学。通过地质去认识家乡的美好,山是怎么形成的,水是怎么变化的。年轻时就这么一个挺简单的思维,使我通过这篇文章萌生了转专业的念头。”云南秀丽的风景,使刘东生更是对地质学产生了浓厚的兴趣。
发生在1938年9月28日日本对昆明的轰炸,使刘东生真正把自身的兴趣和国家的需求结合了起来:“这是日本飞机第一次轰炸昆明,我们当时躲在西山上看,20多架飞机从北边飞到昆明上空,炸弹直接投到西南联大的校舍。我们有个姓林的同学,9月27日从天津到昆明的,28日当天躲在宿舍屋檐底下,房顶上的瓦经炸弹震动全部溜了下来,砸到他头上,当场死了。我们班当时好几个同学受了重伤。”
刘东生回忆说:“那个时候,我们抗战的心情非常强烈。甚至有些同学觉得,念书有什么用,干脆上前线去。在这种情况下,我就下定决心不学机械了,改学地质,觉得学地质比学机械对自己更加适合,对抗战更加有用。”
后来刘东生去找清华的老师,要求转到地质系:“老师,现在昆明连墨水都不能造,牙膏、肥皂也没有,学机械没有用!”可老师告诉他:“现在学机械没用,以后有用。以后有了工厂,还要造飞机呢!”
刘东生不死心,再去找北大管理一年级学生的叶公超老师。叶老师爽快地签了字,刘东生顺利转到了地质系1938级。就这样,刘东生从清华机械系转到北大地质系上课,成了名副其实的联大学生!
今天,当人们回味这3件事的时候,会看到一位热血青年在民族危亡的时刻,在科学救国的道路上所作出的选择——自身志趣和祖国命运的充分结合。这是一种大敌压境、国难当头的年代,一个青年对自身专业所作出的恰当选择。
自由、弹性的选择
即便是在今天的大学里,转校、转系、换专业都是难上加难的事情。那么,成就了这位日后国家最高科学技术奖、泰勒环境成就奖得主转系愿望的西南联大,在刘东生眼中究竟有什么特色呢?
刘东生说:“有关西南联大,我自己体会最深的一点,就是学术空气比较自由,同时大家都有一种‘选择最好的精神’,老师选择最好的学生,学生选择最好的老师。一方面,教授可以根据自己最擅长的领域开课,学校也经常请院外的人来做学术报告;同时学生可以自己组织、选择自己的一些社团活动。另一方面,学生可以根据自身的志趣,选择最好的、自己最喜欢的老师和课程。学工科的学生,也可以改学自己感兴趣其他学科,可以选那些文学、历史等方面著名教授的讲座。”
西南联大当年大师云集。“朱自清、闻一多等大家给我们讲课,不是仅仅讲文学,而是将文学和国家局势、做人的道理结合起来。其他专业的老师也一样,他们讲授知识的同时,给我们也传授科学方法、科学思想。”刘东生说,听大师们讲课,可以使得自己科学研究的境界也跟着提高了。
与此同时,西南联大在制度上也富有弹性。“学工科可以救国,学文科也可以救国。但不同人有不同的兴趣、爱好。结合自己的兴趣来选择专业,可以学得更好一些,更容易出成果。”刘东生认为,刚从中学毕业的学生,并不知道哪个学科对自己更适合。这就需要给同学们进行自由选择的机会,这种机会包括学生选择老师、专业、课程的机会,也包括选择学习方法的机会——西南联大给学生这种机会。
“我觉得,研究生院应该多请一些国际上的大师级人物,给学生造成一种比较高的研究的氛围。”刘东生认为,“对研究生来说,大的研究方向基本确定了,但是大家可以根据自己的兴趣选课。”研究生应该在课程、教师等方面有选择的空间。这不是随便自由的流动。
“坚、毅、刚、卓”的精神
西南联大的校训是“坚、毅、刚、卓”。这短短的几个字,让刘东生一生受益。他说:“当年艰苦的学习条件和生活激励我们,要严格要求自己,认真读书,认真做人,坚持进步,坚持革命。坚持就是胜利!”
“66年来,我感觉自己从来没有离开过西南联大。”刘东生慨叹道。
正是在西南联大校训精神的指引下,66年(从1942年联大毕业到2008年去世)来,刘东生不仅首创了黄土的“新风成说”和环境演化的“多回旋学说”,而且开辟了青藏高原隆升与环境演变的新领域,建立了全球变化国际对比标准。
伴随着一个又一个研究成果,他荣获的奖项已经不胜枚举。不过,他始终认为,自己的成就离不开集体的力量。当他荣获国家最高科学技术奖后,曾经通过《科学新闻》杂志,转达了对科技界同行们的感谢:“你们在过去几十年里对我的教诲,对我的工作给予的支持、帮助和合作,是今天我们取得一点成绩的重要基础。荣誉属于大家。”
与刘东生相处多年的地质科学家们,亲切地称刘东生为“超级老头”。他那执著的科学追求、扎实的学风、持之以恒的毅力,给人们留下了深刻印象。
这位“超级老头”穿越黄土高原,从南到北、从东到西完成了10条1000多公里长的剖面,吃住都是在野外,而且全是步行考察;他从北京乘车去西部进行野外科考,每天早上6点起床,夜里还要召集开会,研究问题;在长白山考察时,天气恶劣,学生们草草画完图就跑到车里,可等了半天,也不见老师回来。原来,他仍在仔细画图、记录。他从五十多岁、六十多岁到七十多岁、八十多岁,走遍了地球的“三极”——青藏高原及喜马拉雅山脉、南极、北极。
而这一切非凡的科学研究和人生拼搏精神,都是当年在西南联大学习时对他深入骨髓、刻骨铭心的影响。
刘东生的夫人胡长康,也是一位地质科学工作者。夫妻俩顾不得一家老小,长年在野外考察。他们深感自己欠家人的“感情债”太多太多。
【名家小传】
刘东生(1917—2008),原籍天津葛沽,生于辽宁沈阳。著名古脊椎动物学家、第四纪地质学家、环境地质学家、高山和极地科学家,有“中国黄土序列的古环境研究之父”之称。
1938—1942年就读于西南联合大学(南开大学学籍)地质地理气象系,后来又旁听生物系的课程。1944年后任中国地质工作计划指导委员会和地质部工程师,从事矿产勘探和工程地质工作。1949年中央大学生物系肄业。新中国建立后任中国科学院地质研究所研究员,北京大学、南京大学、中山大学、中国科技大学、吉林大学兼职教授。
1958年,他从黄土地层研究中,根据黄土与古土壤的多旋回特点,发现第四纪气候冷暖交替远不止4次,发展了传统的四次冰期学说,成为全球环境变化研究一个重大转折,奠基“多旋回学说”。1964年参加我国组织的科学考察队,攀登希夏邦马峰,同时还进行了川藏公路波密段泥石流考察。同年任中国科学院黄河中游水土保持综合考察队副队长,中国珠穆朗玛峰登山科学考察队副队长、队长。一直致力于青藏高原隆起与东亚环境演化的研究,把青藏高原研究同黄土高原研究结合起来,把固体岩石圈的演化同地球表层圈的演化结合起来,开辟了地球科学一个新的研究领域。20世纪90年代以来,地球系统各圈层相互作用已成为国际学术界的研究热点。他在地球环境科学研究领域的理论贡献,被国际学术界公认。
1976年,刘东生任全国食管癌病因综合考察队队长等。次年任中国托木尔峰登山科学考察队副队长、队长,同年出席第五届环境理事会。1979年由贵阳中国科学院地球化学研究所调回中国科学院地质研究所。翌年参加青藏高原科学讨论会并任秘书长。曾先后到罗马尼亚、波兰、苏联、英国、法国、肯尼亚、美国、西德和瑞士等国家进行考察或出席国际学术会议。
20世纪80年代,刘东生基于中国黄土,重建250万年以来的气候变化历史,使黄土与深海沉积、极地冰芯并列成为全球环境变化研究的3大支柱,为全球气候变化研究做出了重要贡献,为国际科学界所信服。1991年11月前往南极的南设得兰群岛中的乔治王岛进行为期1个月的科学考察。1996年9月赴地处北极(北纬78度13分)的斯瓦巴德岛考察。
1980年当选为中国科学院院士。1987年获澳大利亚国立大学名誉科学博士学位。1991年当选为第三世界科学院院士。1995年获香港岭南大学荣誉法学博士学位。1996年当选为欧亚科学院院士。2002年获国际“泰勒环境成就奖”。2003年获得国家最高科学技术奖,以及“中华绿色科技奖”特别奖。