本報(bào)記者

楊春序 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院2017級(jí)本科生

劉雨萌 國(guó)際關(guān)系學(xué)院2018級(jí)本科生

2020年1月10日，85歲曾慶存院士被授予國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。得知獲獎(jiǎng)的消息之后，他用“平靜”來(lái)形容自己的感受。頒獎(jiǎng)大會(huì)前幾天，他仍然工作在奮斗了六十余年的科研一線，并籌備著第三本詩(shī)集的出版。

轉(zhuǎn)身

曾慶存出生在廣東省陽(yáng)江縣，身為農(nóng)民家庭，他的兒時(shí)生活十分貧困。在《院士自述》中，他這樣回憶：“小時(shí)候家貧如洗，拍壁無(wú)塵。雙親率領(lǐng)我們這些孩子力耕垅畝，只能過(guò)著朝望晚米的生活。深夜勞動(dòng)歸來(lái)，皓月當(dāng)空，在門(mén)前擺開(kāi)小桌，一家人喝著月照有影的稀粥——這就是美好的晚餐了?！毙疫\(yùn)的是，沒(méi)有正式讀過(guò)書(shū)的父親深知教育的重要性，讓曾慶存與哥哥曾慶豐一邊幫助耕作一邊讀書(shū)。

1952年，曾慶存考入北京大學(xué)物理學(xué)系。最初，他的專業(yè)是基礎(chǔ)物理，并沒(méi)有接觸到氣象學(xué)的相關(guān)知識(shí)。新中國(guó)成立之初，國(guó)內(nèi)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科研發(fā)展都急需氣象科學(xué)人才，而由于大學(xué)教育體系并不完善，國(guó)內(nèi)能夠承擔(dān)科研任務(wù)的氣象人才屈指可數(shù)，國(guó)際上的氣象學(xué)也方興未艾，剛剛從定性轉(zhuǎn)向定量研究。

當(dāng)時(shí)，新中國(guó)的天氣預(yù)報(bào)還停留在依靠簡(jiǎn)單的觀測(cè)設(shè)備和預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)上——比如“朝霞不出門(mén)，晚霞行千里”“看云識(shí)天氣”，因而精度很低，無(wú)法為科研和生產(chǎn)生活提供較為精確的信息。這種背景下，在曾慶存本科時(shí)，北京大學(xué)決定安排一部分學(xué)生改學(xué)氣象學(xué)專業(yè)。

經(jīng)歷過(guò)貧困與饑餓的曾慶存深深知道天氣和氣候?qū)r(nóng)業(yè)收成和人民生活的重大影響。1954年，一場(chǎng)晚霜摧毀了河南40%的小麥，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐募Z食產(chǎn)量。這觸動(dòng)了在物理系學(xué)習(xí)的曾慶存：“如果能提前預(yù)判天氣，做好防范，肯定能減少不少損失?！庇谑?，在接到學(xué)校的通知后，曾慶存毫不猶豫地同意轉(zhuǎn)向氣象學(xué)研究，從此開(kāi)始了他六十余年的氣象學(xué)科研生涯。

到了蘇聯(lián)之后，曾慶存學(xué)習(xí)極其認(rèn)真刻苦。他發(fā)現(xiàn)，由于無(wú)論是自己還是國(guó)內(nèi)的氣象學(xué)教育都是“半路出家”，自己在國(guó)內(nèi)所學(xué)的知識(shí)跟人家還差了一大截，“數(shù)學(xué)水平不行，物理基礎(chǔ)不牢，底子薄，”他說(shuō)，“一本書(shū)的第一頁(yè)要讀幾天才能明白，所以只有努力啃書(shū)本，把第一章的知識(shí)學(xué)懂。不服輸，就必須努力?！睘榱藦浹a(bǔ)自己在數(shù)理基礎(chǔ)上的短板，曾慶存經(jīng)常坐地鐵到莫斯科大學(xué)聽(tīng)數(shù)學(xué)課，還四處去聽(tīng)任何與大氣有關(guān)的講座和報(bào)告。

曾慶存的導(dǎo)師是享譽(yù)國(guó)際的氣象學(xué)家基別爾。在學(xué)期末，導(dǎo)師為曾慶存選擇了“應(yīng)用斜壓大氣動(dòng)力學(xué)原始方程進(jìn)行數(shù)值天氣預(yù)告”的論文選題。這在當(dāng)時(shí)是非常難的題目?！拔业膶?dǎo)師開(kāi)展了一半也沒(méi)有成功?！睅熜謧兌颊J(rèn)為這個(gè)題目對(duì)于曾慶存來(lái)說(shuō)過(guò)于困難，勸他換一個(gè)選題。但在經(jīng)過(guò)深入考慮之后，曾慶存還是同意了導(dǎo)師的選題。

描述大氣運(yùn)動(dòng)的原始方程進(jìn)行天氣預(yù)告的思想在20世紀(jì)初就已經(jīng)提出，但大氣動(dòng)力學(xué)給出的預(yù)測(cè)方程組異常復(fù)雜，無(wú)法直接求解。曾慶存發(fā)現(xiàn)，影響數(shù)值預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的一大重要原因就是氣流擾動(dòng)、氣旋、氣溫等各種天氣參數(shù)繁多，且尺度不同、時(shí)刻都在變化，難以建立一套科學(xué)有效的計(jì)算方法，傳統(tǒng)方法又需要大量計(jì)算。

“我后來(lái)想到，何不化繁為簡(jiǎn)，隱去對(duì)方，先各自計(jì)算氣象參數(shù)，再加以整合。”在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，曾慶存開(kāi)始全力攻堅(jiān)。但當(dāng)時(shí)，計(jì)算機(jī)在蘇聯(lián)也是稀缺設(shè)備，計(jì)算資源的申請(qǐng)也需要層層審批。導(dǎo)師為曾慶存申請(qǐng)到每天10個(gè)小時(shí)的上機(jī)時(shí)間，但只能在深夜。于是，曾慶存就白天用紙筆進(jìn)行計(jì)算，晚上帶著寫(xiě)有白天計(jì)算結(jié)果的紙條去上機(jī)，用一萬(wàn)多行程序驗(yàn)證自己的模型正確性。

1961年，曾慶存提出了“半隱式差分法”，這項(xiàng)成果立即在莫斯科世界氣象中心應(yīng)用，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率前所未有地提升到了61%。時(shí)至今日，半隱式差分法仍在國(guó)際上被廣泛使用，仍是數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的核心技術(shù)之一。

曾慶存和其“半隱式差分法”開(kāi)啟了數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的新時(shí)代，被世界氣象組織稱為20世紀(jì)最偉大的科技和社會(huì)進(jìn)步之一，《自然》雜志盛贊“數(shù)值天氣預(yù)報(bào)”的發(fā)展是一場(chǎng)靜悄悄的革命，“全球天氣預(yù)報(bào)可與模擬人類大腦和早期宇宙的演變相媲美?！?/p>

衛(wèi)星

回國(guó)后，曾慶存立刻開(kāi)始著手建設(shè)中國(guó)本土的氣象學(xué)研究基礎(chǔ)。他遇到的一大問(wèn)題就是在氣象學(xué)發(fā)展之初，中國(guó)并沒(méi)有自己的氣象衛(wèi)星，大氣研究也不得不借助國(guó)外的數(shù)據(jù)，在研究方面有諸多不便與掣肘。

1970年，周恩來(lái)總理提出中國(guó)要研制自己的氣象衛(wèi)星，曾慶存是最早進(jìn)入研發(fā)小組的成員之一，并且承擔(dān)了規(guī)劃和科學(xué)指導(dǎo)工作。

此前，曾慶存一直從事理論研究，氣象衛(wèi)星并不在他的專業(yè)范疇。但是，因?yàn)閲?guó)家需要，他還是立刻投入到氣象衛(wèi)星的相關(guān)研究中，邊學(xué)邊用，一邊擴(kuò)充自己的知識(shí)，一邊著手組建研究團(tuán)隊(duì)。其間，他深入研究應(yīng)用衛(wèi)星進(jìn)行遙感的理論問(wèn)題。為了系統(tǒng)總結(jié)研究成果，讓研究團(tuán)隊(duì)的成員更深入地了解遙感理論，他帶病邊工作邊寫(xiě)作，終于出版了《大氣紅外遙測(cè)原理》（“遙測(cè)”今稱“遙感”）。直到今天，這一理論仍然走在先進(jìn)技術(shù)的行列，確保了我國(guó)的氣象遙感技術(shù)全球領(lǐng)先，書(shū)中提出的遙感方程和“最佳信息層”理論至今仍是監(jiān)測(cè)暴雨和臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣的重要手段。

1987年，我國(guó)發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星。

曾慶存回憶說(shuō)：“（我們比美國(guó)、蘇聯(lián)）大約晚了20年。不過(guò)，美國(guó)1966年的氣象衛(wèi)星也是帶試驗(yàn)性的，定向上不好。好用的應(yīng)是三軸定位的，美國(guó)上世紀(jì)七十年代末才做到。我們當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到了，后來(lái)我們國(guó)家系列的氣象衛(wèi)星都做到了。全球范圍內(nèi)，哪個(gè)地方有臺(tái)風(fēng)，哪個(gè)地方有雷電，我們都探測(cè)得出來(lái)。凡是外國(guó)衛(wèi)星有的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，我們國(guó)家的衛(wèi)星都有，而且風(fēng)云4號(hào)還有外國(guó)靜止衛(wèi)星所無(wú)的項(xiàng)目?！?/p>

氣象衛(wèi)星的投入使用開(kāi)闊了曾慶存大氣研究的前景?！叭缃瘢覀円呀?jīng)能把臺(tái)風(fēng)信息牢牢掌握住了?！痹鴳c存說(shuō)，近年來(lái)，多個(gè)臺(tái)風(fēng)的24小時(shí)預(yù)報(bào)登陸點(diǎn)和實(shí)際登陸點(diǎn)相差50公里左右——臺(tái)風(fēng)半徑是1000公里，看相對(duì)值的話，50公里已經(jīng)是很小的誤差范圍了?，F(xiàn)在的預(yù)警信息甚至能覆蓋港口和在廣大南海作業(yè)的每一艘船只，相當(dāng)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，幫助我國(guó)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)登陸臺(tái)風(fēng)期間，人員零死亡的“戰(zhàn)績(jī)”。

45歲時(shí)，曾慶存當(dāng)選了中科院院士，成為當(dāng)時(shí)最年輕的院士之一。那時(shí)正是大氣所最艱難的一段時(shí)光，當(dāng)時(shí)處于體制改革所帶來(lái)的劇烈變化，研究所人心渙散；同時(shí)由于我國(guó)基礎(chǔ)研究正處于困窘的境地，大氣所缺少必要的科研經(jīng)費(fèi)、工作和生活條件的保證。

中科院原黨組副書(shū)記郭傳杰還清楚地記得30多年前的一幕。在一次會(huì)議上，輪到曾慶存發(fā)言時(shí)，他說(shuō)了這樣一段話：“古有陶淵明，不為五斗米折腰。我也算是個(gè)知識(shí)分子，如果可以，我也可以不用折下我不那么高貴的腰。但是現(xiàn)在，我已經(jīng)折得腰肌勞損了，還要繼續(xù)折下去。我不能讓老一輩科學(xué)家建設(shè)的這么優(yōu)秀的研究所在我手里敗下去?！?/p>

幾十年來(lái)，曾慶存一直未停下科研的腳步。他不僅是國(guó)際氣象力學(xué)理論化的先驅(qū)者之一，在短中長(zhǎng)期天氣數(shù)值預(yù)報(bào)和建立全球氣候系統(tǒng)模型中也起到極為重要的作用。近年來(lái)，他還帶領(lǐng)學(xué)生和研究團(tuán)隊(duì)積極參與全球氣候變化研究、發(fā)起生態(tài)和環(huán)境系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模式及地球系統(tǒng)模式研究，并提出自然控制論等新理論。2016年，國(guó)際氣象組織授予曾慶存“國(guó)際氣象組織獎(jiǎng)”，這也是全球氣象界的最高榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)，被稱為氣象界的“諾貝爾獎(jiǎng)”。

幾年前，曾慶存還與多位科學(xué)家一起倡議建設(shè)“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”，這個(gè)大科學(xué)裝置也被形象地稱作“解讀地球計(jì)劃”?！暗厍驍?shù)值模擬裝置”集高性能計(jì)算機(jī)、軟件工具、支撐技術(shù)、地球數(shù)值模擬應(yīng)用軟件等于一體，可以用于還原或預(yù)測(cè)地球自然變化過(guò)程，將是人類認(rèn)識(shí)地球的重要科研裝備。這個(gè)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地球系統(tǒng)全圈層模擬，將為國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對(duì)氣候變化、大氣環(huán)境治理等重大問(wèn)題提供科學(xué)支撐。

在曾慶存和數(shù)百位科學(xué)家的共同努力下，地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置于2018年在北京市懷柔科學(xué)城破土動(dòng)工，并預(yù)測(cè)于2020年竣工。曾慶存說(shuō)，到了裝置竣工的時(shí)候，他一定要去現(xiàn)場(chǎng)看一看。

詩(shī)人

在科研路上做出卓越貢獻(xiàn)的同時(shí)，曾慶存也悉心培養(yǎng)下一代的科研人才。他常說(shuō)：“如果沒(méi)有國(guó)家的培養(yǎng)，我連大學(xué)都上不起?！彼麑?duì)學(xué)生教育格外用心，常常鼓勵(lì)學(xué)生“跌倒了怕什么，我們骨頭硬”；學(xué)生的論文，他都會(huì)親筆修改，甚至在紙張邊緣寫(xiě)不下時(shí)還會(huì)加頁(yè)修改。對(duì)家里有困難的學(xué)生，他也會(huì)自掏腰包幫助他們。

在中科院院士戴永久看來(lái)，曾慶存對(duì)學(xué)生極為慈愛(ài)?！拔覀兒芏鄬W(xué)生都來(lái)自農(nóng)村，第一次出國(guó)時(shí)，曾老師把所有的細(xì)節(jié)、注意事項(xiàng)都告訴了我們，就像是父親對(duì)待要出遠(yuǎn)門(mén)的孩子一樣?！?/p>

除了是氣象科學(xué)家之外，曾慶存還有個(gè)截然不同的頭銜——詩(shī)人。業(yè)界流傳著這樣一句話，曾慶存如果不成為氣象大師，那就必然是一位頗有建樹(shù)的詩(shī)人。用這句話形容曾老與詩(shī)歌的緣分確實(shí)是恰到好處。他自小酷愛(ài)詩(shī)歌、散文，創(chuàng)所文學(xué)作品逾千篇，先后集結(jié)出版了《風(fēng)雨晴明》《華夏鐘情》等文學(xué)著作。他的學(xué)術(shù)性著作中也常有詩(shī)歌亮相，被贊為“詩(shī)人院士”。

他說(shuō)：“我對(duì)各種文化和學(xué)問(wèn)都喜歡，詩(shī)、文是其一，詩(shī)可以達(dá)志，可以怡情?！薄捌鋵?shí)不管是科學(xué)還是藝術(shù)，都是人對(duì)于這個(gè)客觀世界的觀察和認(rèn)識(shí)?？茖W(xué)可能更注重邏輯性，藝術(shù)可能更注重形象化。但注重邏輯的科學(xué)很多時(shí)候也離不開(kāi)定量的形象化，注重形象化的藝術(shù)也離不開(kāi)對(duì)于自然界和人類社會(huì)諸多規(guī)律的認(rèn)識(shí)。”

在談到氣象與詩(shī)詞的關(guān)系時(shí)，曾慶存說(shuō)，氣象與詩(shī)詞文學(xué)關(guān)系密切，比如“風(fēng)花雪月”，這四個(gè)字無(wú)不涉及氣象?！拔膶W(xué)不可能脫離氣象，我們不難發(fā)現(xiàn)，在文學(xué)中制造環(huán)境氣氛多與氣象有關(guān)”。他希望有一天能出版一本科學(xué)和文學(xué)結(jié)合的書(shū)，用詩(shī)歌的方式來(lái)介紹大氣科學(xué)?！懊利惖拇壕皩?duì)應(yīng)什么天氣，衛(wèi)星照片是什么樣的，氣流冷暖的變化是怎么回事。用詩(shī)的語(yǔ)言，告訴你科學(xué)怎么回事。”

現(xiàn)在，曾慶存只希望自己的時(shí)間再多一點(diǎn)，能幫助更多的青年人走上科研道路。2019年，大氣物理所舉辦了一場(chǎng)題為《氣象預(yù)報(bào)的過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái)》的講座，曾慶存是主講人。84歲的他全程站立，告訴在場(chǎng)的200多名小學(xué)生我國(guó)氣象預(yù)報(bào)的發(fā)展和成就，并回答了孩子們的提問(wèn)?！皬乃麄兒闷娴哪抗庵校铱吹搅宋磥?lái)我們國(guó)家氣象事業(yè)發(fā)展的希望?！痹鴳c存說(shuō)。

參考資料

曾慶存：從漠陽(yáng)江走出的全球氣象界最高獎(jiǎng)得主，南方日?qǐng)?bào)

曾慶存：大氣人生抒遠(yuǎn)志，中國(guó)科學(xué)報(bào)

閱讀原文