艾国祥

        艾国祥,太阳物理学家。1938年2月17日生于湖南省益阳一个小商人家庭。他于1954年夏天由益阳县第一中学初中毕业,考入长沙市第三中学(省立明德中学)上高中,并于1957年夏考人北京大学物理系物理专业。1959年后,进入地球物理系,1963年从天体物理专业毕业。自1963年夏以来,他一直在中国科学院北京天文台从事太阳物理研究。
        1964年初,他遇到了第一个挑战。1958年从原苏联进口的一台太阳望远镜,其核心部件——双折射滤光器,在两年之后就坏了。对这台当时耗资60万元的设备,原苏联不修,γ中国无人修。在“自力更生”精神鼓舞下,他自荐主修这台仪器。在进行广泛文献调查及中国工作条件调查的基础上,对这台设备开了口,找出了偏光片损坏的毛病,与1958年办起来的民办工厂的老太太们奋发图强,研制成了合格的偏光片,终于在1966年修好了这台滤光器。
        1966年冬,艾国祥分析了从1611年伽利略使用望远镜观测太阳黑子以来,太阳光学仪器的发展,把历史上已有的6大太阳光学仪器,按照它们的同时视场(点、线、面、体)和其物理特性的四大层次(白光;光谱、单色光;偏振光谱单色光(磁场);在后来又加了偏振光谱轮廓),作出了一张二维的分类图,而不是简单地按历史上发明的时间顺序来排序。从二维图上很快发现,太阳仪器的发展是螺旋式上升的,是辩证地向前推进的。不难看出,这张图空白的前方,就是今后的发展方向。对于第三层次的太阳磁场仪器来,第一次的发展,是美国加州理工学院创始人Hale,在1908发明的第一代磁象仪,它能同时观测点源强磁场。其第二代,即光电磁象仪仍是在加州理工学院的威尔逊山天文台,由Babcock于1953年所发明,并在1962年由原苏联克里米亚天文台谢维尔尼院士发展为矢量磁象仪,同时视场仍然只有一个点(一个光电倍增管),但能测弱磁场,通过机械扫描可以获得面源磁场。到60年代中,全世界有十几个天文台,热衷于仿制这种当时最先进的设备。我国从1958年开始也几番试图仿制,因种种原因,未实现。在这幅二元分类图上,有两种系统可以考虑作为未来的发展,即第三和第四代。第三代是同时的线视场系统(这个系统于1973~1975年为美国国立天文台所实现)。第四代是建立同时视面磁场的观测系统。我国称为太阳磁场望远镜,西方称视频磁象仪。当时艾国祥根据辩证思维,毅然地选择了这个超越的新系统,并发明和提出了具体工作原理,利用他修理好的滤光器的技术来加以实现。这个研制工作的过程充满了艰辛、怀疑和否定。他不得不离开北京到南京,长期下厂搞研制长达15年之久。这使他从实践中学会了许多东西,并大大丰富了其创造性。在20年之后,当这个设备研制成功的时候,类似的设备在美国已有两台,一台在加州理工学院大熊湖天文台,另一台在NASA马歇尔航天中心(美国在60年代末与70年代初也提出研制),而中国的系统比之美国的两台总功能还要多一倍,明显地处于世界领先地位。这是辩证唯物论的一个胜利,也是艰苦奋斗、深入实践创业的结果。当年过50的艾国祥第一次出国访问美国和日本等20余个单位时,这个成果震动了国际太阳界,也使他成为太阳磁场和滤光器方面的“国际权威”。太阳磁场望远镜也于1987年获中科院科技进步一等奖,1988年获国家科技进步一等奖第一名。此后日本、韩国、印度、美国不断向中国订货,由中国主导了这个新系统的推广,这是近代第一次由外国人来仿制中国人发明的天文系统,而不是中国人常常仿制的外国系统。在6年之后的1994年,他被选为国际天文协会太阳活动委员会副主席,明年将担任主席。这是中国人第一次担任专业委员会领导职务。
        这个太阳物理的关键望远镜的研制成功,使中国太阳物理研究进入世界先进行列,他和同行们在“太阳磁场和速度场”方面,相继作出世界先进水平的研究。l989年他发现耀斑先兆红移;此后又合作发现色球磁场反变;与美国合作在世界上首次开展“日不落”磁联测,改写了超米粒场的寿命,由原确定的20小时,改时为70~90小时,并提出挤压无力场耀斑模型,和磁场与速度场结构在耀班发生中的等效性原理等。这些成果被评为1994年中科院自然科学一等奖,他排在第一名的位置上。
        艾国祥所归纳的二元分类图,在80年代初又发展了第四个层次,即测量Stokes参数轮廓层次。预示着今后的发展将朝着同时三维磁图和同时Stokes参数轮廓前(能同时获得磁场、速度场和其他物理量场的系统)。1983年12月30日,在南京天仪厂,对太阳磁场望远镜作试观测值班的艾国祥,由于下雨不能观测,在边吃晚饭边看国外交换来的文献时,对文献中提到的偏振光束分离器,突然发生兴趣,转入深思,一夜未眠。31日上了火车回京,1984年1月1日回到北京思考也没有停顿,终于发明了多通道双折射滤光器和二维同时光谱仪。随后开始了世界首创的多通道太阳望远镜的研制,在10年后的1993年底实现了能同时观测立体磁场分布的多通道太阳望远镜,被欧洲太阳协会主席,国际天文协会第12委员会主席评价为:“您们的多通道太阳望远镜在世界上是独一无二的,在窄带滤光器测量太阳磁场方面,正在开拓新的基础,并为国际学术界树立新的标准”。多通道太阳望远镜获1995年中科院科技进步一等奖,他排名第一。受到前两轮创新的鼓励,从1993年他开始了空间太阳望远镜的预研究,这是口径一米的太空望远镜,空间分辨率达到0.1″,并运用其所发明二维同时光谱仪,开展Stokes参数轮廓的测量,即同时获得各层的矢量磁场、速度场及其他物理量场的第六代太阳磁场仪器。为了实现这个难度甚大而雄心勃勃的项目,打算分二步实现。第一步—中间实验—气球和流动太阳望远镜,已从1995年开始研制,目前正在组装调试,有望于1999年放飞。第二步,空间太阳望远镜也与德国马普协会开展合作评估研制,为实现这个目标正在作准备。
        从1973年开始,经过选址和证实之后,与基建部门的同仁相配合,建立了怀柔太阳观测站。这是世界上少数的水上天文台之一。自1984年建站以来,成为开放实验室的主要基地,和国内外太阳物理学的观测和研究中心,成为世界著名的太阳天文台。
        1968~1976年期间,艾国祥主持全国太阳活动预报工作,这项研究是为我国卫星的安全期和短波通讯骚扰进行预报服务,在全国太阳同行的密切配合下,为我国航天的安全和通讯的骚扰预报作出重要贡献。

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