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一個“80后”、一個“90后”,2019年國家最高科學技術獎給了這兩人

2020/1/11 12:25:52來源:大數據文摘微信公眾號作者:-責編:懶貓評論:

昨天上午,2019年度國家科學技術獎勵大會在人民大會堂舉行,中國工程院院士黃旭華和中國科學院院士曾慶存分獲國家最高科學技術獎。

除了國家最高科學技術獎,國務院還設立了國家自然科學獎、國家技術發明獎、國家科學技術進步獎、中華人民共和國國際科學技術合作獎,從2000年開始頒發,到2019年正好是第20屆。

今年獲得家最高科學技術獎的這兩位老爺爺一位是“80后”,一位是“90后”,都出生在廣東。

黃旭華院士今年94歲高齡,被稱為“中國核潛艇之父”,是世界首位參與深潛試驗的核潛艇總設計師,出生于廣東省汕尾市海豐縣田墘鎮;

曾慶存院士今年85歲高齡,被國際氣象學界公認為“數值天氣預報理論的重要奠基人”“享譽全球的大氣科學家”,出生于廣東省陽江市。

這兩位老爺爺有多厲害呢?我們先來看看國家最高科技獎的評選標準。

1999年5月中華人民共和國國務院發布《國家科學技術獎勵條例》,條例指出:

國家最高科學技術獎授予下列科學技術工作者:(1)在當代科學技術前沿取得重大突破或者在科學技術發展中有卓越建樹的;(2)在科學技術創新、科學技術成果轉化和高技術產業化中,創造巨大經濟效益或者社會效益的。國家最高科學技術獎每年授予人數不超過2名。

都說評選標準字數越少的獎越難,看來這話不假,事實上,盡管限定了國家最高科學技術獎每年授予人數不超過2名,2004年和2015年這個獎項仍然是空缺的。

下面文摘菌就帶大家認識一下這兩位一生都在搞科研的老爺爺。

用玩具確認總體設計,靠算盤打出核心數據

1958年,中國核潛艇工程正式立項,34歲的黃旭華參加了核潛艇總設計組工作,成為最早參與核潛艇研制的29人之一。

核潛艇是個復雜龐大的系統工程,項目啟動之初,包括黃旭華在內的所有科研人員都沒有見過核潛艇長什么樣。

要造核潛艇,首先要知道核潛艇長什么樣。黃旭華和同事們的思路很直接:既然西方國家對我們進行技術封鎖,想找到有用的資料,就只能從他們的報刊雜志入手,進行情報分析,也就是憑著這個方法,黃旭華和同事們第一次匯總出美國核潛艇的總體布局情況。

核潛艇的總體布局圖被他們繪出來了,但這張圖究竟有幾分真?幾分假?黃旭華并沒有十足的把握,就在這時,兩個核潛艇玩具模型被送到了黃旭華手上。

這兩個玩具模型原本是我國的外事代表回國時買給孩子的禮物,是按照美國的導彈核潛艇復制的,其中一個非常精致,導彈發射筒和隔艙還可以拆卸,黃旭華和同事們馬上對這兩個模型的尺寸和布局進行了測量、記錄,又拿出布局圖與之對比,發現不論是數據還是關鍵部件的位置都和他們之前收集到的資料相差無幾,肯定穩了!

有了總體布局圖,核潛艇進入到了制造和測試階段,黃旭華表示,“核潛艇牽涉到五萬多個臺件、幾千米長度的管道電纜、一千多噸的鋼材,這么多東西組合在一艘潛艇上,要保證重量重心在最好的位置上非常困難?!?/p>

由于當時國內沒有手搖計算機,制造過程中大量的復雜運算只能噼里啪啦地打算盤。為了保證運算結果的準確,黃旭華和同事們往往是兩個人一起算一組數字,只有答案一樣才能通過。而那些必須精確到小數點后兩位的部件配重,他們就在入口放一個磅秤,凡是拿進船臺的都要過秤。

就這么用兩個玩具確認了核潛艇的總體布局,用算盤打出來了核心數據,1970年12月26日,中國人自行研制的第一艘核動力攻擊型潛水艇終于下水了。

從實習生到到解決世界著名難題

也許對大部分人來說,實習更多的是去學習,但是曾慶存不是,他想著改變。

上世紀50年代,氣象科學還處于描述性和半理論半經驗階段,國際上的天氣預報也剛從經驗性向客觀定量化起步。

當時,大學即將畢業的曾慶存到中央氣象臺實習時,看到氣象預報員們廢寢忘食地守候在天氣圖旁進行分析判斷和發布天氣預報。但由于缺少精確的計算,做天氣預報往往只能是定性分析判斷和憑經驗做預報。

于是曾慶存就萌生了一個想法,要研究客觀定量的數值天氣預報,提高天氣預報的準確性。

在蘇聯科學院留學期間,曾慶存的導師——國際著名氣象學家、蘇聯科學院通訊院士基別爾給他選了一道理論分析困難、計算極其復雜的世界著名難題作為他的論文題目,即應用斜壓大氣動力學原始方程組做數值天氣預報的研究。

▲曾慶存在蘇聯求學期間

這個題目當時遭到了所有的師兄的反對,認為他不一定研究得出來,可能拿不到學位,但正是在中央氣象臺實習時萌生的想法,讓曾慶存決定一試。

天氣預報的方程屬于流體力學范疇,是世界上最復雜的方程組之一。時至今日,超級計算機計算能力的“考核指標”之一,仍然是能否做天氣預報。

經過反復試驗,幾經失敗,整整推演了一年半的時間,真正留給曾慶存上大型計算機來驗證結果的時間,只有10個小時。就是這10個小時的上機時間,成功驗證了曾慶存的研究結果。

26歲的他,提出了世界上首個用原始方程直接進行實際天氣預報的方法,并得到應用,預報準確率當時超過了60%。這奠定了今天數值天氣預報業務的動力學框架。

“曾老師提出的方法叫做‘半隱式差分法’?!敝锌圃涸菏客鯐娬f,該方法是世界上首個用原始方程直接進行實際天氣預報的方法,隨即用于實際天氣預報業務,至今仍在沿用。

隨后,曾慶存還發展了可使大氣和地球流體力學方程數值解法在理論上嚴謹、又可作大規模長時效的高性能計算的數值方法,如“標準層結扣除法”和“平方守恒格式”等方法,他的這些方法至今仍是世界數值天氣預報和氣候預測的核心技術。

近百家上市公司參與,國際合作創歷史新高

科技投入不是一朝一夕,國家最高科技獎的科學家大多投入半生精力,尋得人類科學的某項突破,無論過往獲獎者有袁隆平、屠呦呦等著名科學家,還是今年獲獎的黃旭華院士和曾慶存院士,他們都將自己的青春奉獻給了科研。

從今年的整體獲獎情況來看,還有值得關注的是,阿里云這樣的民營科技企業開始嶄露頭角,進入國家技術發明獎的獲獎名單,其背后是國家科技體系正在與民營企業形成合力的體現。

今年頒發的國家科學技術獎,共有296個獲獎項目,具體包括國家自然科學獎46項,國家技術發明獎65項,國家科學技術進步獎185項,涵蓋基礎研究和技術開發應用全鏈條,這其中約有100家上市公司(或旗下公司)參與在這些獲獎項目中,部分公司還包攬了多個獲獎項目。

同時在海外合作方面,今年的國家科學技術獎也首次在自然科學獎中試行放開完成人國籍限制,并且2019年度國際科學技術合作獎參評人數、獲獎人數和國別也均創歷史新高。

10位獲獎外籍專家有3位來自美國,其他分別來自英國、奧地利、芬蘭、挪威、意大利、俄羅斯和巴基斯坦,既有歐美發達國家,也有“一帶一路”沿線國家。合作領域廣泛,既有物理、化學、生物等基礎研究,又有空氣污染防治、疾病防控、新藥研發等惠及民生的熱點領域。

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