程林:一种安静的力量
1989年,年仅27岁的程林就一直潜心换热器的研究。作为一种通用工艺设备,换热器在电力、冶金、化工、建材、采暖等各个领域应用广泛。然而,在此前30多年里,换热器研究亟待破解的换热器内流体诱导振动和传热表面积垢两个难题,在世界范围内始终没有太大进展。“是不是就一定不能消灭换热器内流体诱导振动的危害,抑或变害为利?换热表面积垢是不是就一定无法消除?”程林希望通过研究来解决这两个问题。
程林按照自己的思路,提出了流体诱导振动强化传热的“新理论与新方法”,并动手设计第一台换热器。在最后完成设计图纸的那天,从下午到晚上,程林一直俯着身子设计图纸,以至于忘记了时间,只是眼睛不自觉地越来越趋近图纸,希望能看得更清楚一点。
然而,当他画完整个图纸的最后一笔,想抬头看看窗外的时候,却突然发现眼前一片漆黑,什么也看不见。程林心中一惊:难道是我的眼睛坏了?看不见了?惊愕良久,他才反应过来,并不是眼睛坏了,而是天早已黑了。“人在聚精会神地做某件事的时候,生理功能的极限完全具有自我超越的可能。”事后,程林感慨地说。
程林反复试验,终于成功解决了将换热器内流体诱导振动变害为利和减少换热表面积垢的问题,设计出了更加高效、节能、环保,且在低温低压条件下性能更佳、使用寿命也大大延长的换热器,打破了国际上延续了30多年的设计模式,在换热器研究领域引发了一次巨大变革。他研发的换热器,在此后短短几年内,风靡全国。
1995年,程林同时出版了两本专著《换热器运行导论》和《换热器内流体诱导振动》,成为该领域的第一部理论专著。他的专著《传热的原理与分析》一书也作为高校研究生教材被广泛应用。2000年,程林设计的“弹性管束换热设备”等系列新型换热器被建设部确定为建筑设计标准,成为国家建筑领域应用的主流产品。
也正是因为他在换热器等热科学领域的卓越成绩,程林获得国家科技进步二等奖两项,并成为“长江学者”、国家“973计划”项目首席科学家。
除了程林杰出的科研成就之外,丁肇中还曾多次表示,一个人只有专心做一件事情,才能把事情做得更好。程林正是这样的人,他和他的团队在同一个时间内,只会集中精力做一件事情。心无旁骛,安安静静地做事,也正是程林及其科研团队与其他人不太一样的地方。
从2004年参与到AMS科学实验项目开始,到2011年5月16日美国奋进号航天飞机将探索宇宙暗物质和反物质的AMS送上国际空间站,程林带领这个非常年轻的科研团队,默默无闻地工作了7年,一心攻克了阿尔法磁谱仪粒子探测器在太空运行中的温度控制问题。但与此同时,他们也因为科研保密工作的需要,忍耐着从事世界上最前沿的科研项目,而又不能发表科研论文的委屈,未曾公开发表过一篇与之相关的论文,坐了7年“冷板凳”。他们更关注的是能不能让AMS在太空中探测宇宙反物质。
阿尔法磁谱仪上有6个非常精密的离子探测器和650个微处理器,将在国际空间站上工作10年以上。程林及其团队研发设计的热系统,则是所有这些仪器正常工作的基础。
国际空间站每90分钟就绕地球转一圈,这样AMS的温度每隔90分钟就要在零下40℃到零上60℃之间循环变化一次,而AMS各探测器及电子设备的热控制要求极其苛刻,工作温度变化必须维持在1℃以内。“AMS粒子探测器在太空中运行,既要保持温度的恒定,又要探测粒子,不可能把它完全包起来,包起来就什么也探测不到了,必须让它裸露在外面。”程林说。
“我们设计制作的热系统,就是充分利用温度的变化,为探测器穿上了一件‘保温外衣’。这件‘保温外衣’的效果就好像是给一个人穿了一件棉袄,然后又在棉袄上弄了好多洞,透风撒气的,不至于很热,也不至于很冷,充分利用温度变化的原理使其保持恒温。”程林说。
“但这还不是最大的难题,不知道应该做什么,才是我们面临的最大挑战。”程林及其团队成员说,“因为AMS在太空中运行究竟会遇到什么问题,既没有任何经验,也没有任何资料可供参考。所以,没有问题其实是我们最大的问题。所有将要遇到的问题,其实都是我们自己设想出来的,然后再想办法一一解决。”
7年如一日,每天都处于埋头工作的状态,程林因而感叹:“学者埋头于学问之中,或兴奋,或沮丧,哪有时间东张西望,吵吵嚷嚷?那些大声喧哗的人,往往都是一些不怎么做学问的人,至少学问做得不是那么专注。”
除了日常的科研工作,程林还是一名全国人大代表。没有记者前堵后拥,程林安静地履行着一位普通代表的职责。安静,不代表他没有锋芒。比如,他的“两会”议案关注能源问题,直言“能源危机是危言耸听”,认为当前的能源问题不是资源枯竭的问题,而是结构问题和如何治理污染的问题。
“在我们的青少年时代,大多数人的梦想基本上都是成为雷锋,很少有人会梦想成为科学家。”程林说,“所以我小时候也从未想过日后会成为一名科学家。”
程林1979年上大学,也许是由于父母都从医的缘故,一开始他一心想成为一名外科医生,但阴差阳错地听了亲戚的推荐,读了电厂热能动力专业。硕士、博士毕业后,程林也没有去电力部门工作,而是留在母校山东大学当了一名老师。
“所以,我现在从事热科学研究工作,是非常偶然的,并不完全是因为自己的兴趣。”程林说,“但是,兴趣并不是一个人学习和工作唯一的动力,除了兴趣,还有一种动力叫责任。”
大学毕业30年来,程林认为自己第一个10年还是以学习为主,第二个10年一开始便在热科学研究上崭露头角,通过改进换热器等一系列科研成果获得了山东省科技进步一等奖和国家级技术发明奖,后来又连获两个国家科技进步二等奖。第三个10年间,他于2004年加入了AMS国际科研计划,7年后AMS被送上国际空间站,2011年因对此计划做出杰出贡献而获得美国宇航局的特别嘉奖。2012年又获山东省科学技术最高奖。
“当然,不管获不获奖,生活都要继续。”在获得山东省科学技术最高奖之后,面对记者的提问,程林的回答如此淡定。
在这30年里,丁肇中无疑是对其科研工作影响最大的人。“因为他始终保持了一个科学家最基本的纯粹。”程林说,“他是一个非常安静的人,虽然他所做的几个实验都带来了人们对世界认知新的改变和进步,但他从未喧哗,始终保持着作为科学家的基本道德,以及对科学的激情和热爱。”
丁肇中41岁时便因发现一种新的粒子而获得诺贝尔物理奖。从上世纪90年代开始,丁肇中主持AMS实验计划,领导世界上600多名科学家探寻宇宙反物质,于今年4月才正式公布了18年来第一个研究成果,而这一发现有望证明宇宙大爆炸理论以及反物质的存在。即便如此,丁肇中教授依然强调“要对新成果保持冷静”。
“从丁肇中教授身上,我们学习了一个优秀科学家的基本品质,那就是一定要安安静静地做事,过多的追求和急迫,无助于一个科学家的成长。”程林是这么说的,也是这么做的。
2004年,山东大学与丁肇中签署合作协议,正式加盟AMS项目,由年仅42岁的程林担任首席科学家,全面负责其热系统的研究与设计。那么,丁肇中为什么要选择与当时对AMS计划几乎一无所知的程林合作呢?
对于这一问题,程林当时也有点忐忑不安,“因为既要和一位过去只能在课本上读到的伟大科学家合作,又对他领导的AMS计划是做什么的、为什么要做、怎么去做等关键问题几乎一无所知。”
丁肇中似乎看透了这个年轻人的心思:“我所需要的就是什么也不知道的人,因为你所做的东西没有人做过。只要你做,你就是第一个做的。”
当然,作为AMS这一大型国际科研项目的领导者,丁肇中选择程林担纲热系统设计与制造这件从来“没有人做过”的事,是自有道理的。在此之前,作为青年科学家的程林,已在热科学研究中,做出了很多前人没有做过的事情。
1989年,年仅27岁的程林就一直潜心换热器的研究。作为一种通用工艺设备,换热器在电力、冶金、化工、建材、采暖等各个领域应用广泛。然而,在此前30多年里,换热器研究亟待破解的换热器内流体诱导振动和传热表面积垢两个难题,在世界范围内始终没有太大进展。“是不是就一定不能消灭换热器内流体诱导振动的危害,抑或变害为利?换热表面积垢是不是就一定无法消除?”程林希望通过研究来解决这两个问题。
程林按照自己的思路,提出了流体诱导振动强化传热的“新理论与新方法”,并动手设计第一台换热器。在最后完成设计图纸的那天,从下午到晚上,程林一直俯着身子设计图纸,以至于忘记了时间,只是眼睛不自觉地越来越趋近图纸,希望能看得更清楚一点。
然而,当他画完整个图纸的最后一笔,想抬头看看窗外的时候,却突然发现眼前一片漆黑,什么也看不见。程林心中一惊:难道是我的眼睛坏了?看不见了?惊愕良久,他才反应过来,并不是眼睛坏了,而是天早已黑了。“人在聚精会神地做某件事的时候,生理功能的极限完全具有自我超越的可能。”事后,程林感慨地说。
程林反复试验,终于成功解决了将换热器内流体诱导振动变害为利和减少换热表面积垢的问题,设计出了更加高效、节能、环保,且在低温低压条件下性能更佳、使用寿命也大大延长的换热器,打破了国际上延续了30多年的设计模式,在换热器研究领域引发了一次巨大变革。他研发的换热器,在此后短短几年内,风靡全国。
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