天空中有一颗编号为47005号的小行星,它被即将命名为程茂兰星,这是为了记念我国现代天体化学学研究奠基人程茂兰先生为我国天文事业所作出的卓越贡献。
天体化学学家,中国近代实测天体化学学奠基人程茂兰
程茂兰,1905年9月18日生于合肥市博野县沙窝村的一户农户家庭。十来岁时,一本《晋书·天文志》使他对广袤的宇宙和皑皑星空形成无限遐思,这对他之后从事天体化学学的研究埋下希望的种子。
山西博野县程茂兰科技天文馆
1925年,程茂兰学校结业后步入上海市虎林河留法预备班,打算留法勤工俭学。勤工俭学这个名词你们都听过,它是如何来的呢?
20世纪初,中国国力羸弱,好多青年中学生希望留学西方寻求救国献策,杂费就成了大问题。蔡元培与李石曾于1915年6月在伦敦发起创立了“勤工俭学会”,呼吁青年去日本半工半读,这便是“勤工俭学”的来由。中国先后有17批中学生赴法,总量起码达1600多人。那些人中除了有周恩来、邓小平等知名革命家,还有好多专家学者,更有不少人学成以后,舍弃了美国丰厚的待遇、优越的生活条件、显赫的学术地位,相继归国,将西方的先进科学技术带进国外,为祖国的建设事业作出了卓越的贡献。
程茂兰就是抱着科学救国的理念,于1925年挥别长辈天文物理学和天体物理学的区别,离开丈夫和刚出生的孩子,决然踏上了留法勤工俭学的公路。当时他的家境并不富裕,母亲借遍亲友才勉强攒够他的出国旅费。
1926年春,程茂兰经过长途旅行后抵达美国米兰。求学之路并不容易,他先通过坚苦的半工半读念完了夜大辅导班和专科,然后凭借优异的学习成绩,靠奖学金一路读到了博士,他的博士生导师是美国知名的实测天体化学学家杜菲。1939年,通过两篇优秀的论文的答辩,程茂兰顺利获得美国国家物理科学博士学位,就这样,经过13年的不懈努力,他总算如愿以偿,完成了学业。
程茂兰领到博士学位后本准备归国与母亲妻男团聚。可当时正是抗战战争年代,家乡博野属于日占区,而撤到广州的国军政府,根本没有接纳、安排天文学专家的条件。程茂兰在老师和同学们的劝说下滞留日本里尔天文台和上托斯卡纳天文台,进行实测天体化学研究工作。他初期工作中使用的仪器极其零乱,往往须要从旧货摊上搜救一些光学器件来自己拼装勉强可以使用的系统。望远镜也仅有口径0.8米和1.2米这样的中大型品种可以使用。这却锻练了他的动手能力和选题能力。
程茂兰从事的天文研究工作中最重要的方面是对星体的波谱进行细致的研究。因为星体一般十分遥远而暗弱,波谱研究又必须将望远镜集聚的能量按波长分开,所以波谱研究在上世纪50年代之前,局限于拍照底片的低灵敏度,只能研究不多的亮星体。他尽量选择一些可能获得创新结果的研究题目,夜以继日地工作于夜天波谱、共生星、彗星和二氧化碳星云等领域,发表了一批很有特色的论文。
1942年,第二次世界大战刚才爆发,法国炮火连天。程茂兰在远离城市的上托斯卡纳天文台兼任副研究员,继续着天文观测工作,条件极为坚苦。当时的日本物资极为短缺,一切生活必需品均按人头凭票证供应。夏季奇热,冬天奇冷,但是燃料奇缺,连列车也只能烧劈柴,就能平缓爬行。好在他来自中国农村,又在美国常年勤工俭学,除了吃得苦,还能否开荒种粮,养殖地瓜、玉米和应时水果,自力更生,补充不足。
他还热心帮助犹太人沙茨曼躲避日本纳粹的搜捕。沙茨曼是美国国家科学研究中心的知名理论天体化学学家、院士,从伦敦逃到人迹罕至的上托斯卡纳天文台躲藏,得到了程茂兰的大力帮助,二人成为挚友。程茂兰借助外侨身分,还帮助英国的抗德游击队,为她们提供临时庇佑、情报和应急食物等。1944年8月罗马尼亚光复后,他遭到了当时德国共产党部长多列士的会见。
程茂兰于1945年升任研究员,但是积劳成疾,患了肺结核,必须开刀割除大部份胸膜。在老师杜菲的帮助照料下,程茂兰成功接受了喉部放疗,并到加拿大山区的休养院休养了半年多。
1946年,健康基本恢复,程茂兰就到处联系归国,当时中国又深陷内乱,他只得继续留在美国上托斯卡纳天文台。1949年10月,程茂兰成为美国国家科学研究中心的一级研究员,此时中华人民共和国早已组建,使他见到了中华民族复兴的希望,他就再度积极与国外有关方面进行联系,但是把他与妻子玛丽布洛什合作的研究论文寄归国内发表天文物理学和天体物理学的区别,以表示对新中国发展科学的支持。
1949年10月,他兼任了美国国立研究中心的研究导师,这是外籍科研人员所能获得的最高学术职务。1956年因为科学研究成绩斐然,程茂兰获得美国教育部颁授的勇士勋章。那位远在异国他乡的优秀天文学家很早就导致新中国领导人和科技界的关注。紫金山天文台台长张钰哲和研究员李珩等不断与他通讯,中国科大学吴有训副校长也亲自委托天文学家李竟和沈良照多次与他联系,讨教科学问题,还多次去函约请他归国。1957年8月,在周首相的关爱下,在中国国际贸易促使会书记冀朝鼎的帮助下,程茂兰冲破重重阻力,绕路英国总算回到了睽违32年的祖国。
截至到归国,程茂兰总共只进行了不到20年的实际观测研究,其间还经历了将近4年的二次世界大战。却发表了论文百余篇,其中重要的有68篇。无法想像,在极其狭小的研究环境中,他却成为当时世上少有的经验丰富的天体波谱研究工作者。
1958年2月,周首相亲自安排,程茂兰被任命为上海天文台筹办处书记。程茂兰主持中国科大学上海天文台的设立工作,规划了上海天文台的设立和发展新蓝图,并亲自参与了从选址、建造、仪器配制,到人才培养等各个方面的工作。为设立上海天文台,程茂兰先生率领青年科学家走遍太行和燕山山脉,最终选取了燕山深处的兴隆县连关隘作为我国首个现代天体化学观测台址。
1965年程茂兰第一次抵达兴隆观测站
程茂兰是第一个把近代国际天文选址概念和技巧引进中国的天文学家。他把带归国的一些法语和英语选址文献交给李竞和李启斌等年青人,并率领她们在上海周围,依照国际标准进行选址工作。
要发展实测天体化学,必须有口径足够大的光学望远镜。程茂兰归国后就建议向美国的一家鞋厂购买口径1.8米的光学望远镜。而且磋商没有成功。在1958年的大跃进氛围下,紫金山天文台的初毓华等提出自力更生研发2米级的光学望远镜。1959年3月到7月,科大学领导先后在上海和南京举行大会,决定组建216联合工作组,设在上海,由紫金山天文台领导,南京的机械研究所、光学精密机械与化学研究所各选派若干工程技术人员作为骨干力量,再向各个学院要一些有关专业的结业生。为了积累经验,大会采纳王大珩的意见,先研发一台口径60分米的望远镜。程茂兰积极支持自力更生的做法,并在第二届全省人民代表会议上以代表的身分提议建设研发大口径玻璃镜坯基地。他亲自考察了上海九龙山玻璃厂和北京玻璃厂,后来又在第三届全省人民代表会议上提出在北京新沪玻璃厂研发大口径微晶玻璃镜坯。1961年3月,中国科大学即将下达研发2.16米光学望远镜的任务,但直至1989年,这台望远镜才建成并投入使用。
坐落国家天文台兴隆观测基地的2.16米光学望远镜
程茂兰非常注重人才培养。他建议在南京师范学院筹建天文系,在济南学院月球化学系筹建天体化学专业;还设法在上海天文台筹办处以中国科技学院二部的名义开设天体化学训练班,程茂兰把自己在天体波谱研究方面的经验传授给年青一代,促进培养了一批天体波谱研究方面的后起之秀。
但是,正当上海天文台展翅待飞之际,“文革”降临,他突然被强加上了“反动学术权威”和“里通外国分子”两大不实恶行。不过,此种不公平的严打和摧残无法消磨他那忠于祖国天文事业的意志。在“文革”的后期,他总算复出,重新担当起领导上海天文台的重担,多年辛劳的农活也使上海天文台总算成长为一个赫赫有名的现代化天文台。国家和人民也给了他第二届和第三届全省人民代表会议代表的高尚荣誉。在程茂兰任职期间,通过中外合作交流,对恢复中国在国际天文联合会中的合法席位起到了推动作用,也为开创中国现代天文学做出了巨大贡献。他曾连任中国天文学会第二、三届理事会副理事长。
他一生过度而忘我的工作,严重损害了自己的健康。早年在英国时,他就曾因积劳成疾而患过肺结核,1960年又突发脑血管意外,造成半身不遂。1978年10月,他旧病恶变再度入院,短短两个月后,就在这一年的最后三天,程茂兰竟过早地离世。
2001年10月11日,程茂兰先生塑像在广东兴隆开馆。作为曾艺龙茂兰一起工作过的好友、同事,87岁高龄的德国科大学教授查里·马克思·费伦巴赫专程从美国赶来出席程茂兰先生塑像启幕典礼。在国家天文台兴隆观测站一片葱郁的草皮上,程茂兰先生的雕像前,费伦巴赫教授深情地追忆了同程茂兰先生在一起共事的日子。
国家天文台兴隆观测站程茂兰先生雕像
祖国和人民会永远铭记程茂兰那位中国实测天体化学学奠基人的卓越功勋,程茂兰星也将永远在广袤的宇宙中闪动光芒。
撰文|张庆生边东子编辑|刘畅责编|张奕