歐陽自遠院士| 從探礦到探月的傳奇人生

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黨的十九屆六中全會審議通過《中共中央關於黨的百年奮鬥重大成就和歷史經驗的決議》。爲進一步學習貫徹落實好六中全會精神,中國出版傳媒商報特別推出“中國共產黨人精神譜系主題出版特輯”,介紹全國出版機構有關精神譜系的出版成果、出版規劃,彰顯出版業在“爲新時代開創黨和國家事業新局面提供堅強思想保證和強大精神力量”方面發揮的重要作用。從作者、編輯等視角出發,講述出版過程中的感人故事,《從探礦到探月的歐陽自遠》是其中一篇,原文如下。

歐陽自遠院士| 從探礦到探月的傳奇人生

朱菱豔

作爲編輯,我有幸結識歐陽自遠院士,感受一位中國航天人跌宕起伏的傳奇人生。因爲編書,我有幸探入天文與航天的知識海洋,感受中國航天波瀾壯闊的發展與變遷。

2016年3月16日,我懷着忐忑的心情,抱着厚厚的一摞樣稿,如約來到中國科學院國家天文臺拜訪歐陽自遠院士,他是中國月球探測工程首任首席科學家。我們策劃了一部兒童科普圖書《中國兒童視聽百科·飛向太空》,旨在對小讀者進行天文、航天知識的科學啓蒙。我們希望邀請歐陽自遠院士爲編委會主任,主持這部書的編纂工作。走進歐陽院士的辦公室,慈祥的老人站在我面前,當時他已80歲,容光煥發,面帶笑容,舒緩輕柔的語音逐漸打消了我的顧慮和拘謹。他翻看着樣稿,耐心聽我彙報,他認爲這是一件功德無量的大好事,是他想要編的書。從這一天開始,我便時常帶着書稿,如約拜訪這位大科學家。

少年之志

編撰過程中,常因書稿問題向歐陽老師請教、彙報,有時郵件往來,有時登門拜訪,只要他在北京且沒有其他工作,他就會應我的請求安排見面。在他的辦公室,他對我提出的每個問題都詳細解答,常常從書稿內容講到天文知識、航天軼事,從他的個人經歷講到中國航天事業的發展。

他出生於醫藥世家,他的祖父帶着家人離開老家江西弋陽來到吉安,投奔在吉安開“九州大藥房”的親戚,他的父親在藥房做學徒,跟隨老醫師學習診病和用藥。

“您的名字耐人尋味,有什麼特殊寓意嗎?”說到小時候的事,我小心翼翼地問。他沉思了一下,講起了他出生時的事。他出生在江西吉安他的外婆家,當時他的母親難產,兩天兩夜才生下他。他出生時全身發紫,助產士把他倒提起來拍拍屁股,他才大聲哭起來。恰好他的舅舅在隔壁房間念《論語》,讀到“有朋自遠方來,不亦樂乎”,聽到哭聲就感嘆:“這個孩子到世界上來太艱難啦,一定是來自很遠的地方,就叫他‘自遠’吧!”講到這裡,他大笑了起來:“這就是大名‘歐陽自遠’的由來。我還有個小名,叫‘貓仔’,成年後長輩和同學仍叫我‘貓仔’呢。”

歐陽自遠週歲生日照

他的童年是在逃難中度過的。當時日本侵華戰爭爆發,日本鬼子強佔中國北部大片領土後進攻中部和南部,逐步逼近江西。他跟隨父母從吉安逃到永陽鎮、永新縣,再到興國縣。一次次的顛簸流離,目睹窮苦百姓的艱難慘狀,在他幼稚的心中埋下了一顆種子。他說:“我當時就想,一個國家、一個民族衰弱,人民就會受人欺凌、任人宰割,就會成爲亡國奴,國家就會亡國滅種。我們只能靠自己,自己要爭氣、要奮鬥!”

日本投降後,他的父親帶着全家回到永新,也開了一間“九州藥房”,給百姓看病維持生計。父親和叔叔是他的第一任老師,他跟父親學習拉二胡,跟叔叔學習識漢字。讀完小學後,他進入永新中學讀初中。他認爲,他的中學是讀“野書”的瘋狂時期。每天放學後,他都會到一家書店讀“野書”,《三國演義》《水滸傳》《西遊記》《東周列國志》,以及每期的《科學》雜誌,都是在這家書店看完的。

三年後,他成爲永新中學的高中生,師從幾位學識淵博、造詣深厚的老師。參加工作後他一直與老師保持聯繫,每次“嫦娥探月”成功他都會打電話向老師袁家瑞報告。他還參加“土改宣傳隊”,下鄉宣傳土改政策。回憶往事,他興奮又有些羞澀地說:“在一幕話劇裡,我扮演惡霸大地主,鄧笑秋扮演地主婆,沒有經驗我們只能裝腔作勢,可老鄉們還是給我們熱烈的掌聲。”鄧笑秋是他的初戀,也是他的終生伴侶。

尋礦之路

歐陽自遠高中畢業那年,我國開始實施大學生統一招生考試。父母希望他報考醫學類學校,將來做醫生,繼承祖業。他說服父母,毅然報考了重點大學的地質勘探系、天文系、化工系三個志願。最終,他的第一志願被北京地質學院錄取,開始了金屬與非金屬礦產勘探專業的學習。他認爲國家百廢待興,要實現工業化,重工業是基礎,而地質業找礦則是重工業的基礎,只要是對國家發展有益的事業,他個人不怕艱苦。從那時起,他就把個人志向與國家需要結合在了一起。

說起大學生活,他打着拍子愉悅地唱了起來:“是那山谷的風,吹動了我們的紅旗。是那狂暴的雨,洗刷了我們的帳篷。我們有火焰般的熱情,戰勝了一切疲勞和寒冷。背起了我們的行裝,攀上了層層的山峰,我們滿懷無限的希望,爲祖國尋找出富饒的礦藏。”這是大學時期他們經常唱的《探測隊員之歌》,歌聲代表了他的心聲。《探測隊員之歌》也已成爲中國地質大學的校歌。

1952年歐陽自遠入校後被分配到普查勘探系18班,圖爲全班同學在教學樓前合影。

他清楚地記得第一次參加野外地質考察,是到棲霞山察看地層剖面,蘇聯專家爲他們講解棲霞山的地層序列、形成環境和著名的二疊系棲霞石灰岩中的化石——紡錘蟲的種屬與演化。“後來我才知道,那是李四光先生早期最著名的研究成果。”他深情地說。

大學畢業後,他考取了中國科學院地質研究所塗光熾教授的研究生,從事礦牀學研究。讓他難忘的是在礦區的地下坑道里進行的地質調查。大豎井是運輸礦石的通道,地質調查人員只能通過多層坑道系統間的通風井用小梯子往下爬。通風井狹小、無燈光,只能容納一人垂直爬上爬下。平面坑道內燈光暗淡,地面積水,走起路來雙腳泡在水裡。他全副武裝,帶着採集樣品的地質揹包以及地質錘、放大鏡、羅盤、小礦燈、安全帽、相機、記錄本、軍用水壺、午飯等下礦井。“我看到坑道的頂棚和兩壁,有各種成礦現象,清晰極啦!可我只能拍三張照片,毎拍一張都要考慮再三。因爲坑道非常昏暗,拍照要用閃光燈,當時用的閃光燈拍一張照片要炸燬一個鎂光燈燈泡,可我只能帶三個鎂光燈燈泡。”他只想儘可能多的採集礦石樣品、拍照,不顧疲勞和危險,每天早晨7點進坑道,晚上7點出坑道,午飯是兩個饅頭加鹹菜。晚上回到駐地,吃過晚飯後他還要整理記錄、登記樣品編號等,他每天都感到收穫滿滿。在野外和礦區工作兩個月後,他帶着七大木箱採集的研究樣品回到研究所。

國任之重

“聽說您做過‘地下工作’”?見我這樣問,歐陽老師一怔。我笑笑說:“就是地下核試驗場區選場。”他恍然大悟,爽朗的笑了:“這個你也知道?是啊,今天這件事已不是秘密。”我做書時查資料得到了一點信息,所以很好奇。

研究生畢業後,他被調到中國科學院地質研究所,跟隨侯德封所長從事核子地質和核地球化學研究。這是地球科學與核物理學遠緣雜交與融合的新領域。“沒有想到,國家要我承擔‘中國地下核試驗場選場和防止地下水污染’與‘中國地下核試驗的綜合地質效應’的重大任務。因爲我是學地質的,又學過核物理。”他說。

在新成立的中國科學院地球化學研究所的歐陽自遠

當時,中國將要進行第一顆原子彈爆炸,還要準備地下核試驗,領導要求他帶一支隊伍,選一個地下核試驗場。周總理有指示,地下核試驗不能“冒頂”,不能“放槍”,不能造成污染。他接着說:“我被告知,如果核試驗區域的地下水被污染,導致大面積的河流、湖泊被污染,我們都將是歷史的罪人。”研究所組織19名多學科結合的專業技術人員,組成“219研究小組”,他任組長。他們登上西去的列車,從親友的視野裡“消失”了。他帶領團隊日夜奮戰,通過一系列調研、勘測、論證,初選南山爲地下核試驗場。

1964年10月的一天清晨,他跟隨國防科委副主任張愛萍將軍乘專機勘察南山地下核試驗選場。他回憶當時的情景:“張愛萍將軍在機艙外接見我,與我一同進入機艙,飛機上還有十位將軍在座,看來只有我一人是‘老百姓’。”這位年輕的“老百姓”逐一回答張將軍的提問,透過機艙底部的透明玻璃板,介紹南山的地形、地質概況、岩石特性、斷層裂隙分佈和地下水情況,還對工程設計提出建議。講到這裡,他擡頭仰望窗外,面露恍惚的神情。我想,也許他在追憶,心緒難平,那些當年同機的將軍或已期頤之年,或已天人永隔了。

後來,他們奉命將科研工作搬到了北京通縣解放軍的一座大院裡,繼續開展各項實驗研究工作。

1964年,中國科學院地質所成立地下核試驗研究組。

1969年9月23日夜,激動人心的時刻到來了。他說:“我靜靜地坐在安全區的小板凳上,手拿望遠鏡緊盯着南山山頂上的十字架。突然,我看到十字架向上跳起來,然後平穩地落下。接着,地動山搖,震耳欲聾的爆炸聲響徹雲霄,山上的浮石嘩啦啦向下墜落,濃密的煙塵漸漸擋住了視線。安全區歡聲雷動,掌聲齊鳴。根據爆後各項數據的監測,地下核試驗取得圓滿成功!”

距離第一次地下核試驗一年多後,對地下水的監測表明,放射性燃料和裂變產物沒有被地下水攜帶出來。原有的坑道都已坍塌,核試驗基地從另一個方向打通了一條坑道直通爆室。他帶領“219研究小組”的一位同事,按照防化兵的防護要求全副武裝前往勘察。他描述進入“爆心”時的情景:“我們在手電筒光照的指引下前行,感覺越接近爆心溫度越高。突然一個‘大廳’展現在面前,好像走進了一個光怪陸離的地下宮殿,又像是《西遊記》裡的海底龍宮,奇幻又恐怖,可惜不能拍照。”由於強大的爆炸衝擊波向四周強烈擠壓擴張,爆室周圍巖壁上產生的裂隙被高溫高壓熔融的岩漿堵住,形成一條條深色玻璃狀“岩脈”。爆心底部堆積的超高溫熔融的岩漿快速冷凝形成了玻璃體,玻璃體被涌出的地下水浸泡。在“爆心”採集各類樣品後,他們依依不捨地離開這個永世難忘的“聖地”。他們的工作大大超時,只爲儘可能多的採集樣品。

根據長期的地下水放射性監測,地下核爆炸產生的各類放射性核素至今沒有被地下水攜帶出來。地下核爆炸產生的放射性核素將永遠被不溶於水的玻璃體包裹,各類放射性核素將根據各自的半衰期逐漸衰變殆盡。

中國第一次核試驗之後,歐陽自遠收集全國各地空氣中的氣溶膠,在實驗室測定各類放射性核素的分佈和濃度變化。

他回憶當年的一個小插曲,像孩子一樣地笑了。當秘密任務完成一個階段後,他回到北京的家,兒子看到這個陌生人進屋,便跑去對媽媽說家裡來了個叔叔,當他掏出一袋葡萄乾給兒女吃的時候,妻子才明白丈夫失蹤去了哪裡。

隕石之謎

歐陽老師的辦公室擺放着許多石頭,有各種礦石、隕石,我有時會拿起一塊石頭向他請教。“我是研究石頭的。”他經常這樣說。他不僅研究地球上的礦石,對那些“天外來客”——隕石如獲至寶,要一探究竟。

他告訴我,隕石是很神奇的石頭,來自太陽系空間大大小小的碎塊——小行星,月球和火星等行星受到小天體撞擊後濺射的岩石碎塊,被稱爲太陽系的“考古”樣品,是構成太陽系的初始物質,是行星際空間的天然探測器,也是觀察和研究太陽系演化的“窗口”。

1958年全國大鍊鋼鐵,廣西南丹縣的小高爐對當地分佈較廣的一種“鐵礦石”無法熔融鍊鋼鐵,當地的技術人員帶着“鐵礦石”樣品到北京的中國科學院地質研究所請教。回憶當時的情景,他說:“我一看所謂的‘鐵礦石’,非常驚訝,興奮得大聲叫起來:這不是鐵礦石,而是天上掉下來的鐵隕石。”鐵隕石是一種鐵和鎳的不鏽鋼,具有特殊的金相結構,是在小行星的核心部位經高溫冶煉形成的鐵-鎳合金鋼,小高爐當然熔融不了。他研究鑑定,這些“鐵礦石”是明朝正德年間降落的一場鐵隕石雨的產物,後命名爲“南丹鐵隕石”。

1970年,考古學家在河北稾城縣的一座商代古墓葬裡,發現了一件青銅武器“鉞”。青銅鉞的前端刃部嵌入了一塊鐵片,這是3000多年前世界最先進、最鋒利的武器,稱爲“鐵刃青銅鉞”。這件文物在歷史博物館展出後,社會上流傳中國古代文明的發展史將提前1000多年,因爲如果商代可以冶鐵,中國的封建社會應該從商代開始而不是從戰國末期的秦始皇開始。文物不能破壞取樣,他得到灰塵大小的一點樣品,經鑑定確證是鐵隕石。他說:“古人太聰明瞭,用一小塊鐵隕石加溫捶打製成片狀,再嵌入鑄造青銅時的刃部,就成爲當時殺傷力最大的武器。”這項研究測定,使有關中國社會文明發展提前1000多年的議論煙消雲散。

他研究吉林隕石雨、新疆大型鐵隕石、內蒙古石隕石、中國南極考察隊在南極找到的隕石,帶隊參加與德國合作的隕石研究,還組織研究團隊收集平流層宇宙塵埃。他認爲最重要的,是對美國“阿波羅17號”的月球樣品研究鑑定。美國於1978年送給中國的月球岩石只有小黃豆般大,重量約1克。他提出先做非破壞性測試研究,再做破壞性測試研究,組織團隊對0.5克月球岩石進行了4個月的分析、測試與研究,確認這塊岩石是“阿波羅17號”登月航天員採集的編號爲70017-291月岩樣品,帶領科研團隊發表了14篇論文。當他把研究結論遞交後,美國人不得不佩服地說:“我們什麼都沒說,他們卻什麼都知道了。”

“1979年,我們將剩下的0.5克‘阿波羅17號’採集的玄武岩,送給了北京天文館,請他們向公衆展出,同時介紹一些月球相關知識。”他用心良苦,高瞻遠矚。現在,北京天文館的月球岩石展品,已成爲鎮館之寶。

《歐陽自遠自傳:求索天地間》收錄北京天文館的月球岩石展櫃圖片

探月之夢

“小時候我曾夢想登上月球,我想知道月球究竟是什麼樣子,想知道爲什麼桂花樹被砍了又復原。後來長大了,漸漸知道月球是一個非常嚴酷、死寂的世界。但這更引起了我的興趣。”回憶往事,歐陽老師面露微笑。他學地質、探尋礦藏,收集研究隕石、宇宙塵埃,研究小天體撞擊地球誘發的環境突變和生物滅絕,他始終不曾忘記自己的夢想。

1957年,蘇聯發射了世界第一顆人造地球衛星,拉開了人類空間時代的帷幕,繼而美國和蘇聯開展月球探測、火星探測,美國“阿波羅11號”實現人類首次載人登月。世界第一次探月高潮踐行了航天先驅齊奧爾科夫斯基的名言:“地球是人類的搖籃,但人類不可能永遠生活在搖籃裡,他們不斷爭取着生存世界的空間,起初小心翼翼地穿出大氣層,然後便去征服整個太陽系。”美國“阿波羅”計劃派生出約3000種應用技術成果,促進了人類對月球和地月系統的認知。歐陽自遠堅信中國也一定會飛向太空、探測月球,他希望能有一塊中國自己採回來的月球樣品,他把時間和精力都放在了研究月球及月球探測上,帶領團隊進行科學上的準備,結合國情提出中國開展月球探測的初步設想。

1992年,中國載人航天工程立項,這讓時任中國科學院地球化學所所長的他看到了希望。1993年,他提交了《我國開展月球探測的必要性與可行性》、《中國月球探測的發展戰略與長遠規劃》和《中國首次月球探測的科學目標與有效載荷配置》的研究報告。經過10年的系統論證,2004年初,我國首次月球探測工程立項。國防科工委啓動項目並組織中國月球探測工程總體的領導成員,任命欒恩傑爲工程總指揮、孫家棟爲工程總設計師、歐陽自遠爲工程科學應用首席科學家,三位航天人團結協作,相互支持,被人們讚譽爲“鐵三角”。

2007年10月24日,“嫦娥一號”在西昌衛星發射基地發射升空。火箭衝破長空,消失在遙遠的雲層裡。歷經13天14小時19分的運行,“嫦娥一號”到達月球附近。他們齊聚北京測控大廳,靜候決定成敗的關鍵時刻的到來。“‘嫦娥一號’被抓住了,已經繞月球飛行。” 突然擴音器傳出堅定而激動的聲音,全場立刻掌聲雷動。他在孫家棟院士的耳邊輕聲說:“請測控系統再覈查一次吧!” 孫院士指令測控系統複查,幾分鐘後擴音器又響起堅定的聲音:“報告!經反覆覈查,‘嫦娥一號’正在環繞月球的橢圓軌道運行。”掌聲又響起來。他和孫院士激動得淚流滿面,緊緊擁抱。當時中央電視臺要採訪他,而他只泣不成聲地說:“繞起來啦!繞起來啦!繞起來啦……”回憶當時的情景,他說:”我的腦海裡只有一個畫面,‘嫦娥一號’正環繞月球飛行。”

2010年10月1日,“嫦娥二號”發射升空,歷經5天的運行到達月球,進入軌道開展各項科學探測。“嫦娥二號”的立體相機獲取了月球地形探測數據,編制出7米分辨率全月球數字影像圖,這是迄今分辨率最高、應用最廣泛的全月球影像圖。每當我走進歐陽院士的辦公室,就會看到牆上掛着的極清晰的巨幅全月球影像圖。我想,他的夢想、他的心血、他的感情,都傾注在了這幅圖上。

中國探月工程分三個階段,第一階段月球探測分爲“繞、落、回”三期。“嫦娥一號”和“嫦娥二號”承擔繞月探測,從外圍端詳月球容貌。“嫦娥三號”和“嫦娥四號”承擔落月探測,着陸月球表面“登門拜訪”。“嫦娥五號”和“嫦娥六號”着陸月球,承擔取樣返回。在今天看來,每一步設計都符合當時中國的國情。

2013年12月14日,“嫦娥三號”着陸於月球表面預選着陸區,開展就位探測、巡視探測及聯合探測。2015年10月5日,國際天文聯合會正式批准中國的申請,將中國“嫦娥三號”在月球上軟着陸的位置命名爲“廣寒宮”,圍繞廣寒宮的大型撞擊坑以中國古代著名的星宿名稱命名,即太微、紫微和天市等。

2019年1月3日,“嫦娥四號”成功着陸於月球背面預選着陸區,中國實現了第一次人類探測器在月球背面軟着陸。而早在10多天前,“嫦娥四號”已在環月過程中與位於地-月拉格朗日L2點運行的中繼星“鵲橋”建立了信號連接。歐陽院士曾將月球比喻爲地球的“女兒”,多次在演講時科普月球特別是月球背面知識,指出探測月球背面的重要性。在我們編撰的科普書中,也有很大篇幅解析月球背面及其探測。在地球上,人類永遠只能看到朝向地球的半個月球,既看不到月球背面,也不能與月球背面通信聯繫,從地球發出的指令無法直接發送給月球背面的探測器執行,探測器的科學數據也不能直接傳回地球。因此,科學家設計了“鵲橋”中繼星,它的使命是爲降落在月球背面的“嫦娥四號”提供測控和中繼通信。2019年2月4日,國際天文聯合會批准了五個“嫦娥四號”着陸點及其附近地理實體名稱,“嫦娥四號”着陸點被命名爲“天河基地”。至此,全月球的實體命名中有兩個“基地”,一個是1969年美國“阿波羅11號”首次載人登月的着陸點被命名爲“靜海基地”,另一個就是“天河基地”。圍繞“天河基地”的三個撞擊坑分別被命名爲織女、河鼓(牛郎)和天津,在馮·卡門撞擊坑內的一座山以中國的“泰山”命名。

“嫦娥五號”於2020年12月1日在月球正面預選着陸區着陸,在完成月球鏟取和鑽取採樣及封裝後,於12月3日成功將攜帶樣品的上升器送入到預定環月軌道,這是我國首次實現地外天體起飛。12月17日,“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品着陸地球。這是人類時隔44年再次從月球帶回土壤。爲避免月球樣品受到地球環境的污染,這些月壤已在第一時間轉運至設在國家天文臺的中國探月地面應用系統的樣品儲存分裝實驗室,中國科研團隊有了自己的月壤研究樣品。

情繫深空

10多年來,中國順利完成了無人月球探測階段的“繞、落、回”三步走,每一步都飽含歐陽院士在內的無數中國航天人的夢想和執着。我們編纂的《中國兒童視聽百科·飛向太空》也在編創團隊的共同努力下,於2016年5月出版。跟隨中國航天發展的步伐,我們修訂內容,增加和細化知識,又於2019年5月出版了《中國兒童太空百科全書》(4冊)。兩套書榮獲多種圖書獎,其中《中國航天》分冊入選中宣部2019年主題出版重點出版物選題目錄。

我們爲小讀者舉辦了多種形式的科普講座,歐陽院士主講了“‘嫦娥四號’與詭異的月球背面”“月球是地球的‘女兒’”“迎接第一個一百年,中國的深空探測”等講座。他的演講常使觀衆爆滿,小讀者會搶着提出各種問題。一次有個小學生問他月球上的氦-3儲量和開發應用的問題,他認真回答並對孩子們給予鼓勵。他對我們說:“我感慨孩子們的認知和學習能力之強,深感少兒科普的重要性和緊迫性,也看到了未來的希望。我要講好每一個科學故事。”

據統計,近12年他進行了各類型公衆的科普演講670多場,現場聽衆30多萬人;平均每年56場報告,現場聽衆3萬多人。他認爲,科學家的天職是做好研究工作,科普也是科學家的責任和義務,讓公衆瞭解科學、熱愛科學、提高科學素養,是國家文明進步發展強大的基礎之一。

他說:“我有幸生活在這個偉大的時代,我的選擇和成長與國家的需求及發展緊密相連。”他鼓勵青少年放眼世界、仰望星空,胸懷大志、不負年華。

2019年7月,在西安讀者大會演講。

2013 年11月,國際小行星中心發佈公報,第8919號小行星永久命名爲“歐陽自遠星”。“從此,這顆在宇宙蒼穹間遨遊的小行星,承載着歐陽自遠院士的學術成就和科學精神,光耀星海”。

2020年7月23日,“天問一號”探測器發射升空。2021年5月15日,“天問一號”着陸巡視器成功着陸於火星預選着陸區。這是中國首次自主火星探測。他的又一個夢想即將實現。爲了這一天的到來,他與孫家棟院士等航天人準備了10多年。

他將目光投向遙遠的太陽系深處,小行星探測,木星及木星系統探測,行星際穿越探測。夢想已奔赴更深更遠的太空,人類在向太陽系的星辰大海挺進。

薦書

歐陽自遠自傳:求索天地間

中國兒童太空百科全書

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