【学习小组】“玩卫星”院士和“7-11”院士

【学习小组按】

6月24日上午,全国科技大会、国家科学技术奖励大会和中国科学院第二十一次院士大会、中国工程院第十七次院士大会隆重召开。习近平总书记出席大会,向获得2023年度国家最高科学技术奖的李德仁院士和薛其坤院士颁发奖章、证书。

今天,小组带大家一起走近这两位国家最高科学技术奖得主。

6月24日,全国科技大会、国家科学技术奖励大会和中国科学院第二十一次院士大会、中国工程院第十七次院士大会在北京人民大会堂隆重召开。习近平向获得2023年度国家最高科学技术奖的武汉大学李德仁院士(右)和清华大学薛其坤院士(左)颁奖。新华社记者 鞠鹏 摄

“玩卫星”的院士李德仁

李德仁院士快85岁了。最近,他在为一个大项目奔忙——计划发射超200颗卫星的“东方慧眼”星座项目。

今年2月,“东方慧眼高分01星”成功发射。这是“东方慧眼”智能遥感星座的业务首发星,集通信、导航、遥感为一体,具备在轨实时生成与分析功能,能够有效提升用户获取遥感信息的速率。

李德仁想把这个事情继续做大。他计划到2030年,“东方慧眼”智能遥感星座发射252颗卫星,形成一张“星网”。“那时,我们的卫星使用成本会更低,每个人都有望轻松使用卫星数据,实现从‘玩微信’到‘玩卫星’。”李德仁满怀期待。

从青葱岁月到耄耋之年,李德仁跟测绘打了一辈子交道。

早在上世纪80年代,在德国留学的李德仁就在国际测绘学界出名了。他首创的从验后方差估计导出粗差定位的选权迭代法,被测量学界称为“李德仁方法”;创立的误差可区分性理论和系统误差与粗差探测方法,被国际同行专家认为“解决了一个测量学的百年难题”。

留学期间,李德仁拼命地学习、钻研,用不到两年时间完成的博士论文,获得斯图加特大学博士论文历史最高分,迄今无人超越。尽管收到多家国外科研机构的工作邀请,李德仁却一一婉拒:“我们与外国有很大差距,我得赶快回国。”

1985年2月,李德仁获得博士学位。同年春天,他已站在母校武汉测绘学院的讲台上。当时,卫星遥感技术在中国还是一片未被开垦的“荒原”。 

回国任教后,李德仁干的第一件事便是编教材:先后编写《基础摄影测量学》和《解析摄影测量学》,又依据自己的博士论文编写了《误差处理与可靠性理论》。他还攻克了卫星遥感全球高精度定位及测图核心技术,解决了遥感卫星影像高精度处理等系列难题。

1992年,李德仁新选为中科院地学部学部委员。(图源:新华社)

正对李德仁办公桌的墙上,挂着一幅“汶川地震唐家山堰塞湖三维晕渲染地形图”。5·12汶川地震发生时,中国只有3米分辨率的遥感卫星,而且数量很少,无法第一时间“看清”汶川的情况,李德仁只能在全世界找朋友要卫星数据。

“国家最需要的时候,我们遥感人没能顶上!”这成为李德仁难以释怀的缺憾。2010年,中国高分辨率对地观测系统重大专项正式启动,要把中国的卫星分辨率从原来的5米、10米提高到亚米级。作为牵头人之一,李德仁亲自带领团队开展高精度数据处理技术攻关。

2013年,高分专项首发星高分一号成功发射;2019年,国内首颗民用亚米级高分辨率立体测绘卫星高分七号发射;2022年,分辨率达到0.3米至0.5米的商业遥感卫星发射……随着高分专项的实施,中国遥感卫星实现了从“有”到“好”的跨越,中国测绘遥感技术已与美国、德国并驾齐驱,一步步走向世界前列。

2024年5月,李德仁在武汉大学的办公室里。新华社记者 熊琦 摄

李德仁的身份很多:武汉大学教授,中国科学院院士、中国工程院院士,测绘遥感学家,教育部地球空间信息技术协同创新中心主任……在众多头衔中,李德仁最钟爱的还是教师,最看重的事情是上课。

每年大一新生开学,李德仁都会如约出现在武汉大学“测绘学概论”课程的讲台上。他经常告诫学生:“把一件事情老老实实做深做透是测绘人的基本风格,不能到了我们这一代管得不严,把这个优良作风丢掉了。”

2022年,在李德仁推动下,武汉大学联合国内10多所高校共同论证遥感科学与技术一级学科建设。目前,全国已有300多所大学开设了测绘遥感地理信息专业。

今天,李德仁的学生遍布世界,各有建树。“科学研究就是不断创新,不断接力。”李德仁把学生视作自己最大的成果,“我要给他们指一条路,让他们自由发展,超越我。”

“7-11院士”薛其坤

早上7点到实验室、晚上11点离开,这样的作息,薛其坤雷打不动地坚持了30多年。他有个外号,叫“7-11院士”。

“7-11”工作习惯的养成,源自薛其坤在日本求学期间接受的“魔鬼训练”。对此,薛其坤不以为苦,反而认为“一个人要有所成就,第一是天赋,第二是努力,有1分天赋,需要99分努力”。

1999年,不到36岁的薛其坤通过中国科学院“百人计划”回到祖国,进入中国科学院物理研究所工作。2005年,他担任清华大学物理系教授。随后,他率领团队朝着一项“从0到1的突破”发起冲击——量子反常霍尔效应。

理论物理学家的预言对不对,需要实验物理学家去验证。多年来,量子反常霍尔效应如同传说中的“宝藏”,让各国实验物理学家魂牵梦绕,却没人能证明它真实存在。

量子反常霍尔效应出现的条件非常苛刻,实验失败是家常便饭。每次失败后,薛其坤就会再次带着团队优化样品、改进方法,再失败、再优化、再改进,不断循环往复。2012年初,团队似乎解决了所有能想到的问题,但实验结果离最终成功看起来还非常遥远。

关键时刻,薛其坤用自己“做针尖”的故事给大家打气。攻读硕士期间,他用到的实验仪器是场离子显微镜,样品是金属针尖。在导师的严格监督下,薛其坤每天至少要试做3个针尖,两年做了1000多个针尖。他认为,虽然这段时间没有发表任何文章,但熟练掌握的实验技术,对后续工作帮助很大。

2015年5月30日,薛其坤在清华大学的实验室里工作。新华社记者 李文 摄

薛其坤身上的这股子韧劲从哪儿来?他说,自己生长于山东蒙阴县的山村,是沂蒙山里走出来的孩子,不怕挫折、“皮实”。打小就想当科学家,但也遇到不少挫折:考研考了3次,博士读了7年……他总结自己的人生经验是“不能耍小聪明”“既然不是天才,那就做好‘笨人’”。

在很多人眼里,薛其坤是个“矛盾统一体”。他身上有中国人传统的一面,作为科学家却处处求“新”,想法经常跟大家不一样。有学生科研遇到困难,他总是及时鼓励,还经常给实验室的同学带夜宵;但碰到不太认真的学生,他又会严厉批评,要求反复修改论文,每个版本都要发给他。

薛其坤从不在实验室浪费一点时间。他说,一定要非常努力地工作,不分昼夜地工作,争取不枉花国家一分钱,对得起国家对我们这个实验室的支持。

2012年10月12日,薛其坤收到一条短信:“量子反常霍尔效应出来了。”他迅速返回实验室,组织团队设计方案,多次重复验证。经过2个月的集中测试,大家终于得出了完美的实验数据。那条短信,至今保留在薛其坤的手机里。

这一成果在《科学》杂志发表后,立即引起国际物理学界轰动。著名物理学家杨振宁评价,这是“第一次从中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文”。

2024年6月,薛其坤在清华大学的办公室里。新华社发(李派 摄)

随后,薛其坤迎来一系列高光时刻:2016年,首届未来科学大奖;2018年,国家自然科学奖一等奖;2022年,菲列兹·伦敦奖……无论获得多少荣誉,薛其坤对科研的极致追求没有变:“夜深人静时,与论文、数据打交道,那种感觉很纯粹、很幸福。”

编辑整理/静玄、钟祺

资料来源/人民日报、新华社、科技日报等

来源:学习小组微信公众号

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