他头发半白,身材瘦削,骨子里却常常要和西方主流的学术观点“唱唱反调”;他言语温和,还常常爱笑,自己也奇怪学生们为什么对他个个言怕;他衣着朴素,骑着一辆破旧的自行车在校园里穿梭,脑袋里却思考着宇宙起源和结局这样的大问题……

4月6日,李惕碚在清华大学接受新华社记者专访。 本报记者屈婷摄

他就是中国科学院院士、中科院高能物理研究所研究员、清华大学教授李惕碚,中国首颗X射线天文卫星“慧眼”背后的“灵魂人物”。

“慧眼”全称硬X射线调制望远镜卫星(简称HXMT),于15日发射升空。为了这颗卫星能够立项,李惕碚奔走呼吁长达近20年。他的心中装着中国自然科学发展的大图景、大目标,这注定是一条不平坦的道路。

哲学的启发

大学时代形成的学习方法和思维习惯造就了李惕碚之后数十年科学研究的风格。他从不迷信任何学术观点 ,反而总是想要“挑挑毛病”

生于1939年,李惕碚还在小学时,就被马克思主义哲学迷住了。

新中国成立之初,全社会都在普及马克思主义,一本名叫《学习》的杂志逐期介绍了马克思主义的启蒙读物《社会发展简史》,十来岁的李惕碚一下就被吸引住了:“原来人类社会的不同阶段都可以用科学理论来解释,这简直是不可思议!”

少年时代的震撼让这位科学家永生难忘。就是从那一刻起,哲学的种子在他心中深深扎根,成为他漫长而曲折的科学研究之路上的一道风景,一种指引。

中学时代,李惕碚被量子力学中的哲学争论所吸引,决定考大学时一定要学物理系。高中快毕业时,清华大学的工程物理系刚刚开办,主攻原子能科学技术,李惕碚义无反顾地选择了这个系:“第一,研究原子能,量子力学是基础,满足了我对前沿物理和哲学的双重兴趣;第二,当时以为可以去造原子弹,为中国人争气。”

1957年,李惕碚步入了梦寐以求的清华校园,然而,“三年困难时期”也接踵而至。“大家都吃不饱饭。”为了理解复杂的社会现实,李惕碚花了大量的时间阅读哲学经典。

就在这段时间,李惕碚接触到影响他一生的书——列宁的《哲学笔记》。“这本书对我震动非常大。我也在读黑格尔、康德,但是列宁学习的方法跟我完全不一样。他在书上画了很多符号,有时写上‘胡说’,有时批注‘很好’,完全是在和作者进行平等的交流和争论。后来,我也学他的方法,在书上做笔记画符号,叉呀钩呀惊叹号,我也用这个方法来学习物理。”

大学时代形成的学习方法和思维习惯造就了李惕碚之后数十年科学研究的风格。他从不迷信任何学术观点,反而总是想要“挑挑毛病”。事实上,他的很多科研成果都是建立在挑战前人结论的基础上,例如在1980年代建立了银河伽马射线的统计模型,首次给出银河宇宙线产生高能伽马射线的定量估计,并指出国际普遍接受的2CG星表所发现的宇宙伽马射线点源约有一半是不真实的,经过多年的争论后,这一模型的正确性才被观测证实。

“我总想做一点新的东西,特别是做出跟西方主流不一样的东西,尤其是在长期的争论之后,最后证明我对了,这是特别让人愉快的事情。”李惕碚说。

发现新“大陆”

这是一个“野心勃勃”的空间科学计划:完成人类首次硬 X 射线成像巡天,发现大批黑洞,深入研究中子星和黑洞强引力场中的动力学和高能辐射过程。如果及时实现,中国将在一个重要的基础科学前沿实现跨越式的发展

1963年从清华工程物理系毕业时,李惕碚被分配到原子能研究所云南高山宇宙线观测站,就此走上了基础研究的道路。

1980年,李惕碚第一次走出国门,到英国做访问学者。“当时,国内刚刚才有计算机,我要跑到科学院计算所去做计算,程序要一个孔一个孔打到纸带上去;到了英国,电脑已经有操作系统了,还有机会接触到前沿的数据。”李惕碚回忆说。

面对这么好的条件,同时又和非常优秀的外国学者共事,李惕碚如饥似渴地学习和工作着。不过,当节奏过于紧张时,他也找到了一种独特的排解压力的方式——看恐怖片。“当时,国内的恐怖片很少,国外的恐怖片,像吸血鬼、僵尸这类的,挺吸引人,还能转移紧张感。”

不过,恐怖片的桥段只是这位“不接地气”的学者为数不多的一个“趣谈”,他的脑子里大部分时间都装满了各种各样的科学问题。从英国回来后,他开始认真思考,如何让中国在高能天体物理领域赶超世界前沿?

在他的推动下,中科院高能所开始尝试用高空气球搭载硬X射线探测器,到大气层之上进行观测。“美国一个气球上的硬X射线仪器要花几百万甚至上千万美元,而我们的球载探测器作为科学院的重点项目,也只获得几十万人民币的支持,怎么去和美国比?”李惕碚指出,在硬X射线这个波段天体观测成像尤为困难,这是造成探测器代价昂贵的主要原因。“硬件做不起,中国人想都不要想,这就逼着我们去创造新的成像方法。”

于是,李惕碚和自己在科学道路上多年的老搭档吴枚研究员一起,着手在数据处理方程的海洋中开辟新的航道,想利用现有的不能成像的仪器来实现成像。“我们俩差不多在同样的思路上前进,整条思路都是我们互相讨论、互相补充形成的。”李惕碚说。

1992年,李惕碚和吴枚正式建立了直接解调方法。与西方在上世纪70年代发展起来的复杂和昂贵的编码孔径成像技术相比,这种方法利用技术成熟、造价便宜的准直探测器(非成像探测器)的扫描数据,就可以实现高灵敏度和高分辨率的成像,技术优势十分明显。

1993年,李惕碚提出了基于直接解调方法的硬X射线调制望远镜的设想。这是一个“野心勃勃”的空间科学计划:完成人类首次硬X射线成像巡天,发现大批黑洞,深入研究中子星和黑洞强引力场中的动力学和高能辐射过程。如果及时实现,中国将在一个重要的基础科学前沿实现跨越式的发展。