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劉維寧:淡定執(zhí)著的多元人生

2015-06-12 03:20:50
科學(xué)中國人 2015年13期
關(guān)鍵詞:夸父加拿大物理

本刊記者 諸 焱

16歲上大學(xué)的劉維寧,在大部分人眼里是標(biāo)準(zhǔn)的“科學(xué)家”,從履歷上看他確實(shí)也一直都在與科學(xué)打交道:

1978年7月,初中畢業(yè)考入武漢大學(xué)空間物理系無線電物理專業(yè);1981年8月,通過中美物理聯(lián)合招生計劃赴美國俄勒岡大學(xué)物理系攻讀博士學(xué)位;1983年8月,轉(zhuǎn)學(xué)到美國萊斯大學(xué)空間物理和天文系,1988年5月,正式獲得該校博士學(xué)位;1988年至1990年后在加拿大阿爾伯特大學(xué)地球與行星物理研究所做博士后;1990后在加拿大從事空間物理的研究和科學(xué)管理工作,后擔(dān)任加拿大國家航天局日地及大氣科學(xué)首席科學(xué)家;2011年,在國外生活30年的他回到北京,成為“夸父計劃”首席科學(xué)家……

但事實(shí)上,劉維寧的人生遠(yuǎn)不止這些。他熱愛科學(xué),也熱愛為科研服務(wù),同時又十分清楚自己作為一個個體與科學(xué)之間的“和”與“異”。日前,在接受本刊記者專訪時,相較于科學(xué)本身,劉維寧談到的更關(guān)乎于人生與熱愛。他說,不管是物理還是天文,他總是保留著一份獨(dú)屬于“第三方”的敏銳觀察與認(rèn)知。

珞珈山旁的文史迷

劉維寧1962年11月出生于武漢,即使大部分人更熟悉他的父親——新中國著名的教育改革家、武漢大學(xué)前校長劉道玉,劉維寧卻坦言自己更像母親。他眼中的母親相比大名鼎鼎的父親毫無遜色,只是為了家庭選擇隱世埋名。

鐘情中國古典文學(xué)的劉維寧,起初并未如母親期盼一般對科學(xué)燃起熾熱的情感。他更喜歡古代的詩歌小說,順帶研究起了書法和繁體字。70年代上小學(xué)的他,評《水滸》、讀《紅樓夢》,從古典文學(xué)中透視中國古代階級斗爭等一系列政治運(yùn)動,從而“有了超越年齡的國學(xué)修養(yǎng)”。至于書法,劉維寧也是自成一體,盡管評價多是毀譽(yù)參半,本人倒也是樂在其中。修習(xí)顏柳的時候,他卻嫌姨媽給的字帖練起來枯燥,倒是當(dāng)時武大校園里到處張貼的大字報給了他不少靈感,遂給自己的字起了個名字——“文革體”。

盡管癡心文史,但終究想讓一心期盼他在自然科學(xué)上有所造詣的母親一展笑顏。1975年上初中之后,劉維寧的興趣漸漸轉(zhuǎn)到了數(shù)學(xué),尤其是幾何——“它那讓古希臘哲人入魔的內(nèi)在美,對我的震撼如同藝術(shù)迷看《蒙娜麗莎》一般”。兩千多年來流傳下來的精密邏輯,讓13歲的劉維寧心馳神往。他開始自學(xué)數(shù)學(xué),解析幾何、微積分、線性代數(shù)……對于自己和數(shù)學(xué)之間的關(guān)系,14歲的劉維寧這樣形容——“我的生命線和數(shù)學(xué)相切”。

和許多因?yàn)樾爝t的報告文學(xué)走上科學(xué)道路的少年一樣,劉維寧參加了不少數(shù)學(xué)競賽。讓他一夜之間獲得“神童”稱號的,是初三時參加武昌區(qū)數(shù)學(xué)競賽取得的驚人成績。1978年是高考恢復(fù)第二年,劉維寧提前參加高考。以不俗的成績超過重點(diǎn)大學(xué)錄取線,跳過高中,直接成為了一名大學(xué)生。

物理新鮮人

舍數(shù)學(xué)而從物理,于劉維寧,頗有幾分年少輕狂。他讀的是武漢大學(xué)當(dāng)年錄取分?jǐn)?shù)最高的無線電物理專業(yè),隸屬空間物理系。盡管當(dāng)時中科大少年班也曾力邀劉維寧前往合肥,但最終在劉母的堅持下,將他留在了武漢。

父親劉道玉曾經(jīng)這樣總結(jié)自家兒子:“如果他真努力,一定可以拿諾貝爾獎。只憑天才,永遠(yuǎn)不能登峰造極。劉維寧是個例子。”

事實(shí)上劉維寧也承認(rèn)自己的確不用功,甚至很多時候用這種“不用功”彰顯自己的天才——成績依然可以名列前茅,更多的時間他愿意獨(dú)行于珞珈山的落日余暉里。

1980年,李政道先生和中科院共辦的中美物理聯(lián)合招生(CUSPEA)正式啟動。武大當(dāng)年的成績非常不理想,第二年早早開始準(zhǔn)備,正在讀大三的劉維寧成為重點(diǎn)培養(yǎng)對象之一。最終在全國錄取的128名考生中,位列52。

1982年8月,20歲的劉維寧赴美攻讀博士學(xué)位,剛開始去的是俄勒岡大學(xué),環(huán)境優(yōu)美但是他并不喜歡;第二年8月,毅然轉(zhuǎn)學(xué)到了位于休斯敦的私立名校萊斯大學(xué),就讀于空間物理專業(yè)。

其實(shí)在此之前,大學(xué)時代對于物理前沿沒有太多關(guān)心的劉維寧,首選專業(yè)是天體物理。只因大學(xué)時代聽過的一場講座上,教授將天體物理與無盡宇宙以及紛繁變化畫上了等號,讓本來就有幾分“逸仙”氣質(zhì)的劉維寧頗為受用。

得知此事的武大空間物理系教授黃天錫專門來勸他,說天體物理沒有空間物理那么有“切膚之感”。盡管不甚了了,但劉維寧還是信了,最終選擇了空間物理專業(yè)。今天的他可以明了地概括出何為“切膚之感”:天體物理間接和臆想色彩過濃;而空間物理既涵蓋太陽系各星體區(qū)域,同時又在人類可觀測范圍內(nèi),值得“樂此不?!薄?/p>

在萊斯,劉維寧師從空間物理界名師Tom Hill。博士階段的課題在劉維寧看來是一次戰(zhàn)略失誤:題目來自Tom Hill某篇靈機(jī)一動的短文,講的是太陽風(fēng)滲入磁層強(qiáng)化后,改變遠(yuǎn)磁尾動量守恒,而引起穿越赤道面法向磁場的見效,進(jìn)而導(dǎo)致磁尾向亞暴狀態(tài)的演化。

當(dāng)時不少導(dǎo)師和博士生會采用拉關(guān)系的方法來增加論文的引用率,但Tom Hill和劉維寧卻都對此嗤之以鼻。博士論文的研究工作之外,讓劉維寧的名字為人所知的是他在主課題之外的業(yè)余興趣——他對老師最負(fù)盛名的木星磁層研究非常感興趣,1987年共同發(fā)表了關(guān)于木星磁層對流起源的理論。這篇“無心插柳”的論文反倒有了名氣,以至后來初見劉維寧的不少同行,都以為他的博士工作是有關(guān)木星的。

1987年11月,劉維寧通過博士答辯,正式畢業(yè)。

加國歲月

之前并無定居國外想法的劉維寧,出于當(dāng)時的各種原因打消了回國的打算,遂沿了不少前輩的路子——去加拿大,繼續(xù)博士后階段的研究。

在加拿大,劉維寧師從Gordon Rostoker,二人合作從理論角度共同證明了哈郎不連續(xù)線在磁層的起源是載能離子在磁層的昏向飄移形成的東西向的壓強(qiáng)梯度。這項(xiàng)工作確定了二區(qū)電流發(fā)生機(jī)制的相關(guān)因素,得到了學(xué)術(shù)界的普遍承認(rèn)。

完成博士后階段的工作之后,劉維寧決定留在加拿大工作,謝絕了美國宇航局哥達(dá)德空間飛行中心的聘用,留在加拿大空間研究網(wǎng)絡(luò)第四中心,繼續(xù)研究工作。但在1995年,加拿大自然科學(xué)和工程基金會決定終止對空間研究網(wǎng)絡(luò)的資助。這讓劉維寧觀察到了傳統(tǒng)物理學(xué)科內(nèi),不重視空間物理發(fā)展的現(xiàn)象,把因?yàn)楸J仄娦纬傻牟缓侠砭置?,錯當(dāng)成了學(xué)科式微的證據(jù)。

加拿大國家航天局最終將劉維寧網(wǎng)羅門下,當(dāng)時他參與的主要工作是利用亞磁暴前磁場極度拉伸來破壞離子運(yùn)動的絕熱性,并在1999年和Gordon Rostoker以及Dan Baker共同提出超低頻、很低頻波共同形成磁泵加速電子的理論。

除了研究工作之外,劉維寧同時開始著手調(diào)查起草加拿大空間天氣學(xué)的戰(zhàn)略規(guī)劃,在1998年完成了《加拿大空間天氣》的規(guī)劃報告,1999年完成了支持加拿大空間天氣研究的數(shù)據(jù)集合和模擬的規(guī)劃報告。

讓本以為報告完成后將繼續(xù)研究生涯的劉維寧沒有想到的是,2000年自己會被派往渥太華總部去做管理空間環(huán)境學(xué)科的主管科學(xué)家。預(yù)知到自己會短期中斷研究生涯的他并沒有多少不安,反而充滿期待,他知道,這是一個自己能夠振興加拿大空間物理研究的機(jī)會。

“劉維寧”三個字在國際空間物理界的聲名鵲起,源自2002年9月在美國華盛頓召開的國際與日共存啟動工作會議。自知加拿大宇航局代表的身份并無多少發(fā)言權(quán)的劉維寧將自己的發(fā)言重點(diǎn)放在兩個方面:一是對國際與日共存作全面的規(guī)劃和組織設(shè)想,二是強(qiáng)調(diào)地面觀測網(wǎng)對與日共存科學(xué)目標(biāo)的重要作用。特別是規(guī)劃系統(tǒng)的設(shè)置,是大部分將重點(diǎn)放在本國情況介紹上的參會人員未能注意到的。劉維寧的論證得到了各國代表的高度認(rèn)可,加拿大航空局也順理成章地進(jìn)入與日共存領(lǐng)導(dǎo)小組,在國際上為加拿大爭取到了前所未有的地位。

這個階段的劉維寧,堅持將自己的身份定義為“科學(xué)界在政府部門的代言人”,而不是“政府在科學(xué)界的欽差大臣”。

夸父追日

在中國的朋友親人經(jīng)常問劉維寧,是否有打算提前落葉歸根,回到中國尋找科研上的“第二春”。盡管大部分發(fā)問的人都會替他作答“不會”,理由莫過于他在加拿大已經(jīng)十分成功,但劉維寧看來答案卻未必如此明晰,因?yàn)樗獣裕捍蟛糠謺r候不是自己來選擇機(jī)會,而是機(jī)會來選擇自己。

歸國領(lǐng)銜夸父計劃也確實(shí)正是如此。

作為鎖定太陽的深空探測計劃,“夸父計劃”又被稱為“空間風(fēng)暴、極光和空間天氣”探測計劃,該計劃將由三顆衛(wèi)星執(zhí)行,一顆位于日地系統(tǒng)第一拉格朗日點(diǎn)(也稱L1點(diǎn),即地球與太陽之間的引力平衡點(diǎn))的衛(wèi)星“夸父A”和兩顆沿極軌共軛飛行的衛(wèi)星“夸父B1”、“夸父B2”組成綜合觀測系統(tǒng),將連續(xù)監(jiān)測太陽劇烈活動及其導(dǎo)致的日地空間環(huán)境連鎖變化的全過程。

該計劃首先由北京大學(xué)涂傳詒院士在同肖佐、張永維總師和中國科學(xué)院魏奉思教授討論的基礎(chǔ)上,于2003年提出。劉維寧第一次聽說“夸父”是在2004年,當(dāng)時他作為加拿大國家航天局主管日地及大氣科學(xué)的科學(xué)家回國參加會議,在會上便被涂傳詒院士講述的“夸父”計劃深深吸引。

2012年7月,受涂傳詒院士之邀,劉維寧正式回國,接手“夸父計劃”,并被委任為首席科學(xué)家。截至2014年,“夸父計劃”已啟動10周年,但不幸的是,近幾年該計劃似乎一直命運(yùn)多舛,目前更是處于暫緩執(zhí)行的階段。

按照最初計劃,夸父A星由中國研制,夸父B雙星則由加拿大航天局通過他們的PCW計劃(極區(qū)通信與氣象衛(wèi)星計劃)完成,并在衛(wèi)星上搭載有效載荷。但因?yàn)?011年加拿大新一屆政府采取了系列財政緊縮政策,PCW衛(wèi)星研制未獲批準(zhǔn)。

“禍”不單行。2012年,歐空局對于“夸父”的支持也因?yàn)樨斦C(jī)出現(xiàn)問題,原有的5000萬歐元不足以完成雙星的研制,而額外的7000萬歐元經(jīng)費(fèi)申請也未獲批準(zhǔn)。劉維寧接手后,面對這項(xiàng)重大變故,他想到了取消夸父B雙星,將夸父A星從原先的L1點(diǎn)轉(zhuǎn)向L5點(diǎn)(第5拉格朗日點(diǎn))的辦法。L5點(diǎn)是以地球和太陽為頂點(diǎn)構(gòu)成的等邊三角形的第三個點(diǎn),距離地球的距離與日地距離相等——L5點(diǎn)與地球的距離是L1點(diǎn)的100倍,是一個人類尚未造訪過的點(diǎn)。

盡管將衛(wèi)星發(fā)射到L5點(diǎn)技術(shù)上面對極大的技術(shù)挑戰(zhàn),但如果衛(wèi)星可以在L5點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行,人類將有可能從側(cè)面觀測到從太陽到地球整個連線上的物理過程及運(yùn)動過程中產(chǎn)生的各種物理效應(yīng)。

盡管這一想法得到了同行的認(rèn)可,但最終未能通過,理由是與最初的“夸父計劃”變動太大。讓劉維寧倍感遺憾的是,歐空局已經(jīng)開始了L5衛(wèi)星的相關(guān)研究計劃,但中國只能作為參與方。

從今年初到十月份,劉維寧的工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了科技部微小型衛(wèi)星研制項(xiàng)目“風(fēng)暴八駿”上。他介紹說,大型衛(wèi)星造價高、周期長,國內(nèi)目前也十分看重微型衛(wèi)星的研發(fā)工作。劉維寧領(lǐng)銜的微型衛(wèi)星靈活且容易操作,造價不超過1000萬。但遺憾的是,受困于一些限定因素,該項(xiàng)目目前處于“入庫”的狀態(tài)。對此劉維寧略感焦慮,理由是——“中國沒有本錢去等了,國際上出現(xiàn)這樣的情況大多是因?yàn)闆]錢,中國卻并不是因?yàn)闆]錢”。

歸國無悔

很多人都會好奇,歸國想要大干一番的劉維寧,在“夸父”和“風(fēng)暴八駿”項(xiàng)目擱淺之時,是否會后悔離開加拿大的決定。

過了知天命之年的劉維寧,對這件事情的回答頗有幾分飄逸自然之氣——“‘后悔’已經(jīng)不知不覺從個人詞典中消失了?!痹蛴袃煞矫妫阂皇呛蠡诓黄?,二是已然知曉能直線到達(dá)的人生目標(biāo)少之又少。

“少年時我曾經(jīng)是一只牛股,直線攀升到了很高的價值;30多歲的時候是震蕩和調(diào)整期。在橫向運(yùn)動的時候我沒閑著,重溫了自己的文史愛好,學(xué)會了讓一般科學(xué)家望而生畏的寫作技巧?!?/p>

熟悉的人都知道,劉維寧寫得一手好文章,特別是英文寫作之水平還高于中文寫作。而真正讓成年之后的劉維寧重操文學(xué)的契機(jī),是他去到萊斯大學(xué)就讀后不久。和好友四人驅(qū)車趕往聚會的路上,因?yàn)轳{車者的不慎,汽車從高速公路交界口翻撞出去,事故導(dǎo)致兩位女生頸骨折斷、終生殘廢。

身為目擊者的劉維寧沒有辦法用物理來解釋這樣的悲劇,唯有文學(xué),能夠承載他對于生命瞬間萬變的感慨。加上導(dǎo)師Tom Hill的散文寫作功力不俗,給劉維寧改論文頗為認(rèn)真,也直線助長了劉維寧的英文創(chuàng)作功底。

1996年亞特蘭大舉辦奧運(yùn)會上,因?yàn)槿雸鍪浇庹f時美國廣播公司Bob Costas對中國進(jìn)行了與奧運(yùn)會無關(guān)的誹謗,引起了華人社區(qū)的強(qiáng)烈反應(yīng),劉維寧也是其中之一。他自此開始了網(wǎng)上生涯,盡管當(dāng)時的言論在今天的他看來不值得一提,但當(dāng)時他著實(shí)是“華夏論壇”上的知名人士。

劉維寧在網(wǎng)上正式發(fā)表的第一篇短篇,內(nèi)容頗為魔幻現(xiàn)實(shí)主義,故事的起因是一件真事——兩個學(xué)生在考試中作弊被他察覺,事后如何處理所引起的內(nèi)心倫理大戰(zhàn),進(jìn)而展開對事情可能發(fā)展方向天馬行空的想象。

這篇“處女作”在劉維寧看來只是一篇文字游戲,但卻驚倒了論壇網(wǎng)友,也驚倒了自己——他從未想過自己在英語寫作上有這般揮灑縱橫的本事。這篇文章的標(biāo)題調(diào)侃了捷克作家米蘭·昆德拉,參考其著名的Unbearable Lightness of Being,命名為Unbearable Rightness of Being。

《飛翔的爬行動物》對劉維寧而言是他的創(chuàng)作生涯中十分重要的作品。1997年,在他的積極倡導(dǎo)下,華夏論壇開辦了周末文藝特刊,刊登的主要內(nèi)容是中國人用英文創(chuàng)作的文藝作品。中篇小說 When Pings Fly(《飛翔的爬行動物》)成為創(chuàng)刊紀(jì)念文章。

這部中篇小說的寫作花費(fèi)了四天的時間,劉維寧用這樣的方式創(chuàng)造了一個自己可以享受絕對主導(dǎo)權(quán)的嶄新世界。他將這篇小說看作自己失意時刻的“避難所”,在此中恣意享受自己喜歡的樂趣人生。

在文學(xué)上不經(jīng)意的“修行”,成為劉維寧人生中第二輪“牛市”的重要助力,讓四十多歲的他時候達(dá)到了更高的“股值”。入選“千人計劃”回到中國,擔(dān)任“夸父”計劃首席科學(xué)家,成為這一輪行情的制高點(diǎn)。

相應(yīng)的,在這一制高點(diǎn)之后出現(xiàn)的回調(diào)和震蕩,在劉維寧看來雖然令人遺憾,卻也是“人生市場”常態(tài)的一種,他早已學(xué)會用平常心去對待。用股票自比人生的方法有幾分“自黑”之嫌,但二者之間確實(shí)有共同的規(guī)律法則:有價值的股票,哪怕暫時下跌,總會有下一個掀起狂飆的時刻;達(dá)到峰值之后的調(diào)整和筑底,是下一輪攀升必要的準(zhǔn)備。

暫處“沉寂”之中的劉維寧,相較去抱怨外部環(huán)境,更愿意把時間花在讀書、健身上。他希望等“機(jī)會再次找到我的時候”,能夠有更大的內(nèi)在價值去沖擊更高的市場表現(xiàn)。在他看來,張弛有度的“波浪式上升”人生軌跡,更符合自然法度。相比每天把弓弦拉得緊繃繃的玩法,未盡興的疏離感往往可以帶來隨時轉(zhuǎn)換的自由,更能致遠(yuǎn)。

“周朝最大的A股姜太公五十多歲還在渭水邊悠然自得地釣魚,一點(diǎn)不著急沒有買家上門?!眲⒕S寧正在努力修習(xí)這種境界,在自己淡定執(zhí)著的多元人生中繼續(xù)行進(jìn),“這種境界我還沒有完全學(xué)到,但至少已經(jīng)看到了。”

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