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2019-2020学年高三语文时评阅读第十期
科学精神名家谈
林 鸣
大约两年前,我曾在伶仃洋上,指挥港珠澳大桥海底隧道最后一段的安装。那是和大自然的一场“竞赛”。那一天是我的人生巅峰:精神极度专注,从凌晨3时到第二天凌晨1时,没吃一口饭,没喝一口水……个人的生命仿佛完全融入了大海里。当时的状态是紧张、兴奋还有全力以赴。
我们需要安装的那一段隧道是整个大桥的合龙段,虽然只有10米长,但重达6100吨,是桥梁建设史上最重的结构。我们不仅要把它吊起来,还要把它沉入海底,与两边的隧道对接。这是我们用了4年时间发明的一种全新的隧道合龙方法。采用这种方法,我们将过去需要半年才能完成的海上工作缩短成了一天。
靠创新,我们连通了过去无法连通的地方,将不可能变成可能。为了完成这场“竞赛”,我们从2011年开始准备。大约4000人,像走钢丝一样,一起度过了7年的时光。
有人问我,你们为什么不用前人用过的成熟的方法?因为,那种方法并不适用。这里的独特环境,迫使我们必须走一条前人没走过的路。
越是超前于时代的创新,就越珍贵,越具有永恒的价值。但是从另一方面看,超前的创新有时不容易被同时代的人理解和接受,很多人甚至在有生之年,都无法看到自己的创新成果。
那么,我们为什么要创新?我们应当怎样设定创新目标?我们创新的“初心”应当是什么?
科技创新最终极的目标是人的培养。为什么?打个比方,学习哲学时,通过大量对问题本质的思考,能提升我们的智慧。同样的,对于我们而言,前瞻性创新活动往往是极其复杂和困难的。在寻找这类问题答案的过程中,我们自然会提高自己的能力,改进自己的方法,激发自己的潜能。
瞄准火星,至少可以跻身于群星之间。“过度训练”,才能够让我们获得超能力,才能在人类真正面临困难和挑战时,从容应对。
再回到两年前的那一天。
最后一节隧道在海底连接好后,我们发现这一节隧道与两边隧道的偏差达到了10多厘米。虽然也能正常使用,但是这样一个举世瞩目的大桥,会不会因此留下一个问号?而这个问号必定会成为整个大桥的遗憾。
于是,我们做了一个决定,把装好的隧道拆开,重装一次。
自沉管隧道发明以来,把装好的隧道拆开、重装,还是“无人区”。完成这个拆开、重装的过程,历时两天两夜。这期间,我们尝试了300多次,始终找不到“感觉”,达不到满意的精度。眼看着海流越来越强,海水越来越浑浊,我的内心第一次被隐隐的绝望所充斥,因为我们想不出可退之良策。一直坚持到离安装窗口结束只剩下最后10分钟时,天道酬勤,“感觉”忽然就来了,我们终于把隧道重新接好了,而且达到了不可思议的2.6毫米精度。
创新意味着要向未知迈进,有可能成功,也有可能失败。我们要敢于担当,要敢做敢为,要坚持到最后一刻。换个说法,创新是走前人没有走过的路,这就需要有人去“冒险”。为了未来不冒险,现在去冒的险;为了他人少冒险,主动去冒的险;为了多数人不冒险,少数人去冒的险,在我看来,都是有价值的,都值得我们去试一试。
但是,“冒险”并不意味着成功是偶然,靠的是运气。我们建设的海底隧道,长6.7公里,分为33节,每一节都要在海中安装,只要有一节出问题,大桥就无法建成。而这33节隧道的安装,几乎每一次都会遇到新的难题、新的挑战。因此,除了要“冒险”,我们还需要智慧,因为智慧能帮助我们找到正确的方法。
智慧来自于我们的生活、工作和训练,来自于我们对世界细致的观察与发现,来自于我们的终生学习。我们不但要读书学知识,还要读社会这本无字的书。在这个高速发展的时代,个人的智慧往往很有限,为了做出最有价值的发明创造,我们更需要重视团队的智慧。这就要求我们以最开放的心态,与各行各业的人交流,与和自己意见不同的人交流,与比自己经验丰富的人交流,与学识和理论修养更深的人交流。我们还要学会倾听,倾听自己内心的声音,倾听团队的声音,体会语言背后的思想。一个发明加上另一个发明,等于两个发明。但是一个思想加上另一个思想,很可能等于3个、4个,甚至更多的思想。一个人可以走很远,一群人才能走到最远。
当今世界,局势动荡;冰川融化,海平面上升;新行业诞生,老行业没落和消亡……在这个快速发展的时代,人类是否仍然有一条可赖以生存的基本法则?有的。那就是——要不断创新,在变化中创造永恒的价值。创新能让我们拥有更大的勇气,去面对和探寻未知世界;创新能让我们获得更强的力量,让世界从有界到无疆;创新能让我们放飞梦想,获得设计的自由、创造的自由和思想的自由。
(作者系港珠澳大桥岛隧工程项目总工程师。本文摘编自7月22日其在第34届全国青少年科技创新大赛开幕式上的演讲)
他让科学研究“发酵”出更大价值
近日,科技日报记者在江南大学见到许正宏教授时,他正在实验室内忙碌着。
今年48岁的许正宏,1989年就读于无锡轻工业学院发酵工程系发酵工程专业,现担任江南大学生物工程学院院长职务。
在江南大学师生眼里,许正宏不仅是位深受学生钦佩的老师,更是学校国家重点学科建设的“领头雁”。至今,许正宏先后主持或参与了多项国家重点科研项目及课题,尤其在发酵工程领域取得了一系列具有重要影响的创新性成果,先后获得江苏省五一劳动奖章、江苏省有突出贡献中青年专家等荣誉称号。
与他共事是种幸运
“对于年轻人和学生,我认为首先要引领他们,让他们知道哪些能做,哪些不能做;其次是用心培养,在他们的成长中给予帮助;再有就是信任,放心把事情交给他们,让他们在实践中进步。”许正宏对记者说。
大三时就进入许正宏团队的董婷婷说:“我在江南大学最幸运的事就是遇见许老师。身教最为贵,知行不可分,正是许老师的言传身教,让我能从容面对各种困难与挑战。”
龚劲松从硕士时就师从许正宏,他善于思考探索,但性格内敛,不善交际。许正宏看在眼里,先是育其所长,把撰写重要材料这样的关键任务交给他,让他增强自信心;再带他一起外出开会、走访企业、下工厂实践……慢慢地,龚劲松科研水平提高了,人也变得外向起来,现已成长为一名优秀的青年科技工作者。
许正宏团队中的耿燕老师,曾担心自己所做项目花销太大,但许正宏对她说:“咱‘不差钱’,你把思路理清,放心大胆地去试。”如今,耿燕的课题顺利开展,且先后申请上了国家自然科学基金青年项目与面上项目。
顶天落地的科研人
“科研工作讲究顶天落地。顶天就是要做好基础性研究,落地就是将研究成果实现产业化转化,形成实质性的产品和规模量产。”许正宏常这样说。事实上,长期以来,许正宏正是这一理念的倡导者和实践者。从教20多年来,他已主持了国家自然科学基金面上项目、863重大项目等20余项课题。
这些年里,为了真正了解行业现状,他常常不顾严寒酷暑,亲自带队去醋厂、酒厂取样,以便监测发酵过程中的理化指标和微生物群落的变化情况,拿到第一手数据。1年中,类似这样的走访、调研有近100天,遍布20余个城市、40家工厂。
绵绵用力,久久为功,许正宏取得了丰硕的研究成果。至今,他在本领域SCI期刊及国内核心期刊发表论文共计200余篇,参编国内外专著或教材4部,申请国际PCT及国家发明专利180余项,其中授权79项,其研究成果获多项省部级奖励。与此同时,许正宏还致力于为学科寻求产业化转化的途径,让科学研究实现价值最大化。他主持或参与的多项科研项目,成果已经成功实施产业化转化,大幅提升了食醋、丝氨酸、烟酸等食品及营养化学品的生产水平,取得了良好的经济和社会效益。
学科建设上的“领头雁”
“学院的一流学科建设,将面向国家重大战略需求。”这是作为江南大学生物工程学院院长的许正宏对学科建设提出的思路。
记者了解到,近年来,在服务国家重大战略需求方面,生物工程学院加大东西部合作力度,承担了“科技支宁”东西部合作重点项目,在宁夏、西藏等地建立联合实验室,为江南大学轻工学科发挥科技引领社会发展、持续保持领先地位夯实了基础。
许正宏认为,所有合格的生物工程人应具备创新性的思维和脚踏实地的实践精神,要能实现从0到1的创新,再从1到100的实践。这已成为生物工程学院“善于实践、勇于创新”精神实质。
在许正宏的带领下,生物工程学院班子成员恪尽职守、用心进取,始终引领着全院师生开拓进取、争先创优,不断取得佳绩。2017年,江南大学以发酵工程为主体的“轻工技术与工程”入选世界一流学科建设学科,并在最新一轮学科评估中名列A+。
有人说,“大学之大不在于大楼之大,而在于大师之大。”而许正宏正是这样一位国家一流学科建设上的“领头雁”。眼下,他正和生物工程学院的教师们一起发力,朝着更高水平攀登。(记者 过国忠)
25年持续蓄力,北斗向全球组网发起全面冲刺
2019年9月23日5时10分,我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式,成功发射第47、48颗北斗导航卫星。
这次发射正式拉开了北斗三号从基本系统向完整系统大步迈进的高密度发射序幕。
自1994年我国启动北斗一号系统工程建设,中国北斗砥砺前行,按照“三步走”发展战略,闯出了一条适合中国国情的创新发展道路。
如今,北斗已成为全球卫星导航系统中不可忽视的重要力量。面向全球组网,北斗已发起全面冲刺。未来,中国北斗将与其他卫星导航系统并肩,提供精度更高、运行更稳定、功能更可靠的定位、导航和授时服务,成为面向全世界的重大公共服务空间基础设施,为构建人类命运共同体作出“中国贡献”。
“关门”前抢入“导航俱乐部”
1990年的海湾战争中,装载GPS的精确打击武器首次大规模使用,作战效能令全球震惊。
如果说导弹是枪,原子弹是弹,卫星导航就是精确瞄准镜。早在20世纪70年代,中国航天人就启动过“灯塔一号”工程进行探索,但因经济和技术方面难以支撑,工程被迫下马。
但中国人建设卫星导航系统的决心没有动摇。经过不断探索,我国逐渐形成了从建设北斗一号试验系统,到北斗二号区域导航系统,再到北斗三号全球系统的“三步走”战略。
2000年,我国发射2颗地球静止轨道北斗卫星,创造性地实现了双星有源定位,同时能提供授时和短报文通信服务。该方案利用我国现有成熟技术,以最小投入、最短周期,实现了卫星导航系统建设的自主可控。
北斗一号工程启动时,美国GPS、俄罗斯格洛纳斯已分别发射了20多颗导航卫星,占用了最适合卫星导航的黄金频段。中国与正在建设伽利略系统的欧盟,推动国际电联从航空导航频段中挤出一小段以供使用。2000年4月18日,北斗和伽利略系统同时申报。按照国际电联规则,必须在7年内发射导航卫星,并成功发射和接收相应频率信号,才能获得该轨道位置和频率资源,否则不能取得合法地位。
2005年,欧盟发射了首颗伽利略导航卫星。此时我国虽已发射3颗北斗试验卫星,但其不具备主动发射下行信号的能力。符合国际电联规则的北斗二号卫星仍在研制,时间紧迫。
北斗人背水一战,倒排工期,将研制周期大大缩短。同时,西昌卫星发射中心也攻克了首次使用新改建发射工位、首次使用远控模式、首次发射中圆轨道卫星等多项挑战,针对此次任务分析风险、制定措施、把控节点,扎实做好了各项准备。
2007年4月14日4时11分,这颗肩负着重要使命的北斗卫星起飞,于4月17日20时许传回了信号。此时。距离国际电联的“七年之限”只剩不到4个小时。
首创混合导航星座
GPS等卫星导航系统均采取单一轨道星座构型,全部组网卫星都运行在2万公里高度的中圆轨道。
但北斗系统不可能像GPS那样,在全球建立地面测控站。北斗二号工程卫星系统总设计师杨慧说,受国土布站局限,北斗必须造出能在国土范围内管辖的星座,为此必须采取高、中轨卫星混合的组网方式。但这面临一系列世界性难题。
经过不懈努力,北斗团队解决了高轨导航卫星姿态控制、高精度温控等难题,提升了系统服务的精度、连续性和可用性。2012年底,由14颗卫星构成的北斗二号区域卫星导航系统建成,实现了全天时全天候为亚太大部分地区提供定位导航授时服务。
“北斗二号在国际上首创同步轨道导航卫星,同时首创了以地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星为骨干,兼有中轨道卫星的混合导航星座。”该工程原副总设计师、北斗系统高级顾问李祖洪说,对于区域导航系统而言,这种组合可以用最少的卫星数量实现最好的覆盖效果,已获得了国际上的认可。
在北斗二号工程建设的同时,我国于2009年启动了北斗三号全球系统的建设。
行波管放大器是通信卫星的关键元器件,曾长期依赖进口。2014年,我国正在进行北斗三号试验卫星研制时,外方突然通知,由于政府原因停止供货。
不过,北斗团队早已认识到国产化对于北斗系统建设和稳定运行的重要性。在北斗三号系统建设启动的同时,中国航天科技集团五院就联合国内多家单位,开展了行波管放大器等关键元器件国产化的技术攻关。
外方得知我国行波管放大器技术攻关已经取得了突破,北斗团队决定用国货替代进口产品后,急忙表示可以供货,并把价格降低了一半。这让北斗团队尝到了核心在握的甜头,更加坚定了走国产化道路的决心。
经过数年努力,长期依靠进口的行波管放大器组件、微波开关、大功率电源控制器、动量轮组件、星敏感器等关键产品,已实现主、备份全部国产化。北斗三号卫星部件国产化率达到100%。
中国北斗向世界敞开胸怀
2017年2月28日,我国首个自主研制的“米级快速定位北斗芯片”正式推出,实现了基础产品的自主可控并达到国际先进水平。
“全世界绝大部分的智能手机都已经采用了支持北斗的芯片。”中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在国新办2018年12月27日举行的发布会上透露,北斗系统已进入3GPP国际移动通信组织。
除了“北斗芯”,中国北斗还形成了由基础产品、应用终端、应用系统和运营服务构成的完整产业链。北斗已在国家关键行业和重点领域标配化使用,在大众消费领域规模化应用。
据统计,2018年国内卫星导航产业产值已超过3000亿元;预计至2020年,我国卫星导航产业的规模将超过4000亿元,北斗将拉动超过3000亿元规模的市场份额。
截至2019年4月,国内超过620万辆营运车辆、3万辆邮政和快递车辆,36个城市的约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施已应用北斗系统,服务农机设备超过5万台,推广北斗终端超过4.5万台……
随着与互联网+、5G、人工智能以及共享经济等新兴技术和产业模式的融合应用,卫星导航技术还催生了精细农业、精准物流、自动驾驶、智能交通、智慧城市等经济发展新模式和产业发展新业态,其正以前所未有的深度和广度融入社会的方方面面。
当今世界,GPS、北斗、格洛纳斯、伽利略四大卫星导航系统争奇斗艳。如何看待与其他导航系统的关系?北斗系统自建设之初就给出了答案:始终践行 “中国的北斗,世界的北斗”理念,要与其他卫星导航系统相互兼容、共同发展,造福全球“一家人”。
如今,中国北斗已敞开胸怀,等待世界的接纳。
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