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[!--downpath--]張雙南
中國科大學高能化學研究所
《現代數學知識》
一、“調劑”到了高能所
1984年我從復旦學院工程化學系專科結業，那年我聽從了《電動熱學》課李師群老師的建議，考取了中科院月球數學研究所的“空間化學”專業的研究生，導師是知名的朱崗昆先生。考試結束以后，我就焦躁不安地等待結果，雖然我專科的專業和空間化學沒有哪些關系。之后有三天，李師群老師找到我，帶來了朱崗昆先生托他夫人、北京學院月球化學系的老師轉給我的一封親筆信，信上面大致是說我考得還不錯，希望我到他在中關村的家上面談。我馬上開車到了他家里，是一座低層的小樓。朱先生很客氣地把我帶到了臥室，先是問了我的個人情況，問我為何想轉行，又把我手寫的一篇關于電動熱學的“論文”拿出來，糾正了上面的錯誤（我有點不記得這篇文章是如何到了朱先生的手里，似乎是我報名以后把論文寄給了朱先生）。之后朱先生說恭賀你考得特別好，在整個月球化學所都排在后面。并且，朱先生說，因為你考得太好了，而報名我的其他中學生都是空間化學專業的中學生，研究所領導決定把你轉入另外一位導師的名下，研究方向是水災，問我是否同意。我很意外，我說既然我考得好，莫非不能滿足我的第一志愿嗎？朱先生說，他努力爭取了，而且改變不了所里的決定，假如我不同意，只有一個可能，就是調劑到科大學的其他研究所。
之后朱先生就掏出來一個單子，里面列舉了他建議我考慮的幾個研究所以及導師，朱先生說這種導師和他關系都挺好，假如我樂意轉過去，他會親自聯系，不會有問題的。朱先生還詳盡地給我介紹了每位研究方向都干啥，以及每一位導師的情況。我當時感動得一塌糊涂，并且事先我是真的一點打算都沒有，就征詢朱先生的意見。朱先生說，你還是先回家考慮一下再給我答復吧，上次就不用過來了，打電話就行。我躺下告辭的時侯，朱先生又特別說，高能所何澤慧這邊我最推薦，俺們中國的科研設備不行，而且她們就借助高山和汽球，在里面放置偵測器，研究宇宙線和X射線幅射，未來很有前途，這給我留下了十分深的印象。我從朱先生家里下來，就開車把單子上附近的研究所都轉了一圈。說實話，習慣了北大寬闊的校園，我真的不太喜歡這些研究所的環境。直至我最后到了高能所，非常是看見那一棟棟不大而且精美的實驗室樓，我自己稱為“小白樓”，我一下子就喜歡上了。再加上高能所原本就是朱先生最后又重點推薦的地方，我回到中學就用公用電話給朱先生答復說我確定去高能所。
朱先生很高興，說我馬上告訴月球化學所管研究生的老師，你今天就過去拿你的檔案去高能所報到。我第二天就如約去了，我記得這位女老師很不高興地埋怨說，明明校長力捧的你作為他的研究生，他人都求之不得，朱先生不是多事嗎？我以為她不同意我拿檔案，并且她馬上說，按道理不能考生自己取走自己的檔案，并且既然朱先生一定要這樣做，我們惹怒不起，你趕快拿著檔案走吧，免得所領導曉得了攔著，那我們就沒有辦法了。我就立即開車從北大大道的月球化學所去了玉泉路的高能所，好在那時侯年青，這點距離不算啥。我到高能所找到了負責研究生的王文娟老師，王老師非常熱情，說太好了，剛才月球化學所打來了電話，朱先生也親自囑咐了，何先生也很樂意招你，不過因為高能所的研究生名額早已用完了，何先生非常從院里要了一個名額，有些手續還一下子辦不完，你先去宇宙線室和她們談談吧，算是走一道筆試的手續。王老師把我帶到了樓上霍安祥老師（當時的室組長）那兒，霍老師特別開朗和熱情，倒是沒有考我，先是講了宇宙線室的輝煌歷史，包括張文裕先生、肖健先生和何澤慧先生等高手的事跡，我立即就認為我做了正確的選擇。之后霍老師就很奇怪我怎樣以這些方法到了高能所，我就把情況簡單地說了一下。霍老師哈哈大笑，說這像朱先生的風格，之后說，你名義上是何先生的研究生，然而具體的科研工作由李惕碚指導，李老師也是大家北大工程化學系結業的，其實你應當曉得何先生也是北大結業的。這樣我就有了兩位導師，何澤慧先生和李惕碚教授（我記得當時李老師還是副研究員）。我忘掉是哪些緣由了，這天李老師不在，我回家后給李老師寄信，希望給我一兩篇論文，我先熟悉一下。李老師回信列舉了他在美國訪問期間發表的論文，刊物的簡寫是ApJ。我到北大圖書館找這個刊物，居然沒有人曉得ApJ是哪些刊物，費了好大的勁才找到但是打印出來了，這就是我最初讀到的天體化學的學術論文。很快，學院結業后我就即將開始了“調劑”到高能所的研究生學習。
二、一個完整過程很重要
我記得在1984年假期學院結業回老家前，我從中學借了一輛四輪車。那當然是我第一次騎四輪車，不得不說我的膽量還是挺大的，邊學邊騎就搖搖晃晃地把我的行李從北大弄到了高能所，王文娟老師很熱情地給我找了一個屋子把行李存了出來。我至今還記得，回到北大以后，把四輪車還了騎上單車，直接就一頭扎到了地上，忘掉了騎單車轉彎要調整重心！不過這一次學會了騎四輪車還是很有收獲，后來我在高能所離婚賣家具，也都是我自己騎四輪車運回去的。
我在高能所的研究生階段時間不長，84年春季入學，86年春季去美國訪問，并且收獲十分大，對我旁邊的學習和研究都形成了重要的影響。我在這兒就僅僅記下幾件事。
正如霍安祥老師所說的，何澤慧先生并不管我平常的學習和科研，我平常也都是找李惕碚老師、陸柱國老師、顧逸東老師、馬宇蒨老師等。并且何先生很喜歡和我們聊天，所以經常的我才會找何先生談談話，而且基本上不談學習和科研，只有一次何先生問我，雙南你有沒有在打算出國啊？那時侯好多朋友的主要精力就是打算出國，學習和科研都是次要的事情，而且我一點都沒有考慮出國，基本上屬于只埋首拉車不抬頭看路的那個，我就如實地回答了我的情況。何先生就說這樣很好的，之后就再也沒有提起過這件事。后來我遇見另外一個單位的老師，他說你就是何先生說的那種中學生吧？我很欣慰。他接著說，何先生很喜歡你啊，前一陣子我們開會，好多老師責怪中學生不好好做科研，時間都花在打算出國上了，何先生很驕傲地說，我的中學生張雙南就沒有這樣，很塌實地做科研。我當時內心十分驚艷！我記得還有一次和何先生聊天，我說我和您一樣都是屬虎的，何先生馬上說，那你比我差了四圈，沒有希望趕上了。我說，而且我和您的年紀的相對差會越來越小，等我的年紀到了您的年紀的一半時，就可以四舍五入了，何先生開心地笑上去了。何先生笑上去非常慈祥和高貴。我不記得那時侯是否單獨和何先生一起合過影，下邊這張相片（圖1）是2004年我陪何先生外出的時侯照的。看見對面的人力車，我開玩笑說，您帶了我們那么多年了，我拉您跑一圈吧，何先生就很開心地坐了起來讓我們擺拍。非常致謝拍攝者張承模老師。
圖1何澤慧先生（左）和張雙南（右）
李惕碚老師既是我的導師，也是我們一堆中學生的偶像，對我們這種中學生也都是關愛備至。我來高能所之前，在北大總算找到了李老師的那篇文章，就是后來被稱為“李-馬”公式的文章，這篇文章對我驚艷很大，我從頭到尾讀了很多遍，開始理解了數理統計方式的重要性，我在美國的博士論文的一部份就是研究統計方式在天文的應用，我后來在日本NASA發明了月球掩食成像方式而且用這個方式作出了一些有意義的成果，都得益于當時打下的統計學基礎。我自己帶中學生也很注重統計方式，但是一再向中學生指出，這是我們實驗室的一個重要傳統，一定要弘揚中信。李老師的勤勞對我們都是很大的鞭策，那時侯我們和李老師在一個大辦公室，我記得差不多每晚下午最早到辦公室和夜晚最晚離開的老師都是李老師。我后來常常告訴我的中學生們，要想有成就，勤勞是最至少的，李老師成就大并不是碰巧的，我們都是李老師勤勞的見證人。因為李老師離開辦公室一般都很晚，還給我們帶來了一點小麻煩。李老師的抽屜上面總是有一些軟糖之類的小餅干，我們都喜歡趁李老師不在的時侯偷下來你們分享，所以常常焦躁地等李老師離開辦公室。我們一開始以為偷得很隱蔽，由于我們發覺剩的不多的時侯就不偷了。后來據說，李老師也許曉得我們偷他的餅干，看餅干不多了就及時補充，但是是故意不鎖抽屜，有時侯不小心鎖了抽屜還趕回家把抽屜打開，怕我們責怪李老師吝嗇。
在高能所這三年，對我后來的科研影響最大的就是出席“氣球”實驗。雖然我當時的研究方向的名稱是“高空科學汽球”，我一開始以為是造汽球，很快就曉得了造汽球是研究室的另外一個課題組在做，是顧逸東老師具體領導，李老師的課題組主要是做硬X射線偵測器，用汽球帶到高空進行觀測，于是我就自然而然地出席了這個課題。一開始我就是跟隨雜活，而且很喜歡去固安漏氣球。后來陸柱國老師找到我，說俺們的吊籃上還能否再放點東西，你和王煥玉一起做幾個偵測器放上做實驗吧，這個實驗很小，可以在一年之內做完。我問陸老師為什么做這個實驗？陸老師說，就是對你做一個完整的訓練，你如今出席我們的大課題，只能在上面做一點事情，不能完整地完成一件事，對你的訓練不完整。你做這個小實驗就可以經過一個完整的過程，這對于培養學術帶頭人十分重要。我于是在王煥玉老師的率領下，從偵測器設計、機械制圖、到鞋廠加工、做電路板、探測器測試、匯編語言編程、數據采集和數據剖析，真的做了一個完整的實驗。其中有一個有趣的故事，我拿著我自己畫的圖紙到鞋廠加工的時侯，鞋廠的師父說排不上工期，我看見這些磨床都閑著，就問我自己加工行不行？師父開始擔憂我不會操作，我說在北大金工實習的時侯我干過，機器差不多，但是立即操作了一把，師父就說那你就自己干吧，可是出了車禍我們不負責。我就很開心地把偵測器的那種部件加工下來了。其實這個實驗后來沒有取得哪些科學成果，并且對我的訓練使我終生受惠。
這個期間，我也非常享受在大課題組工作的氣氛。雖然我沒有即將出席吊籃上主實驗的工作，并且也出席了值勤和調試。有一次在汽球領取的前夕，我建議負責數據采集系統軟件的師弟做一個測試檢驗，就是我們做核化學實驗常做的風波抵達時間間隔譜，拿來檢驗系統的死時間等問題，結果發覺死時間顯著過大并且不規則，我們當時無論怎樣也解決不了。現場的總指揮顧逸東老師就要求現場所有其別人員撤回濟南，現場只留師弟和我debug程序。我們經過一夜的debug，總算找到而且解決了這個問題，雖然就是一個中斷程序的邏輯有漏洞。于是我們立即通知南京這邊，你們很快就回到了現場，我向顧老師匯報了確診的思路、問題的定位和解決舉措，顧老師看了我們的測試以后，同意問題的確解決了，但是對我們做了口頭夸獎。后來（1988年初）我還在美國留學的時侯，高能所的課題組要到法國領取汽球觀測，我所在美國團隊的一個課題組也會去法國同時領取她們的伽瑪射線譜儀。而且我在美國的研究課題與此無關，按說我不應當去法國出席實驗。并且顧老師非常寄信給我，要求我和俄羅斯的導師商量爭取出席這個實驗，理由就是萬一中方的數據采集系統在現場出現問題，顧老師認為我應當才能幫忙解決，算是一道保險吧。我把顧老師的建議和理由轉告給了導師，導師居然同意了，其實我也不是白去，美國的實驗的望遠鏡指向控制系統的軟件和硬件就交給我了。這一次的法國之行似乎最終也沒有取得科學成果，而且大大豐富了我的國際文化和科研閱歷，在打算和施行這個實驗的過程中認識了好多日本同行，明天我們和美國的好多合作都和那一次結的緣有關。
三、浪跡歐美，高能一直在線
陸柱國老師在美國英格蘭學院訪問構建了雙方的合作，那兒的天文學科的負責人David博士隨即應邀來訪，我被安排兼任了翻譯，后來David夸我是他看到的英語最好的中國人。雙方的合作是想促進發射一顆X射線天文衛星，雙方共同研發X射線望遠鏡，由中方發射。為了進一步推進中英合作，David歸國后約請我和另外一位老師訪問英格蘭學院，我的主要工作包括優化望遠鏡的設計和研制偵測器。我于1986年11月赴英，原本是接受法國文化委員會的捐助，等捐助快要結束的時侯，David建議我申請奧格斯堡學院的獎學金（包括生活費和本國學生的雜費）和美國政府的海外中學生獎學金（支付外國留中學生的額外雜費），致使我還能在美國完成我的研究工作。很辛運的是，一下子就申請到了，我于是就于1987年春天即將注冊成為了留中學生，當時我還保留了高能所的研究生的學籍，計劃在美國完成科研工作以后歸國結業和答辯。其實我從來都沒有為出國留學做過打算，然而卻因為國外研究生科研的須要而成為了留中學生。在美國留學期間，斷斷續續地有包括高能所在內的國外多個單位的學者來訪，我也通過信函不斷向高能所的老師匯報工作，仍然和國外保持密切的聯系，1987和1988年三年的暑假我也都歸國做了學術交流。上面所述的1988年初去法國做實驗也是在這個期間發生的。因為高能所和澳大利亞學院的合作關系，其間我也到哪里進行了訪問，也順訪了亞洲其他單位，構建了比較廣泛的學術聯系，這是我2002年全職歸國后和美洲舉辦的好多合作的主要基礎。
1989年臨近我博士結業的時侯，國外發生了一些事情，致使我匆忙忙忙完成了博士論文去國外做博士后了。其實我在高能所做研究生的時侯，加速器和高能化學是高能所的主業近代物理實驗論文，而且我完全沒有機會參與，這仍然是我的一個遺憾。我學校的時侯有一個夢想就是做高能化學研究，既然做博士后有了一次選擇的機會，我就申請去了賓夕法尼亞學院的高能組做博士后，實驗是在日本知名的費米實驗室，算是圓了我的一個夢。我非常開心的是，在費米實驗室常常可以遇見從國外去的訪問學者，也有高能所的老師，但是在高能化學的一些國際大會上也常常遇見高能所的老師，我常常請他們到家里作客，讓我感覺還在和高能所保持著聯系。1992年我的博士后研究結束以后，我又回到了空間天文的研究，到了日本NASA的馬歇爾空間飛行中心兼任研究科學家。我在哪里的研究工作和高能所那時的科研工作有很密切的聯系，所以學術聯系就完善上去了，一開始是約請高能所的年青人來訪，包括聯合培養博士生，后來我可以便捷歸國了就幾乎每年都歸國進行學術交流，每一次主要都是在高能所，由于高能所也是我的家。我償還楚地記得有一次李老師親自帶著宋黎明老師到我家里探望我們，讓我們全家都十分感動。我離開NASA到佛羅里達學院的亨茨維爾分校任教以后，完善了我自己的研究團組，團組的訪問學者和研究生差不多一半都是來自高能所的。我記得在日本期間，我還收到過國外的一封聯名信，是支持李老師等提出的硬X射線調制望遠鏡（HXMT）項目的國家立項，我其實毫不遲疑地簽了名。
直至2001年，我接到李老師的電郵，說他牽頭的973項目早已獲準，主要任務就是做HXMT的科學目標研究和關鍵技術攻關，希望我還能歸國協助他承當這個項目而且推進HXMT早日國家立項，盡快發射運行。正好李老師同時也開始在北大構建了天體化學中心，李老師說我歸國入職北大比較便捷。
雖然我在NASA工作的時侯就申請過德國一個高能空間天文臺的“項目科學家”的職位，最后在NASA筆試的時侯，NASA的高官問我哪些時侯申請加拿大國籍？由于我不永居就沒有兼任這個職位的資格。我就回答目前沒有這個準備，于是就被淘汰了。回到，我向老總匯報了這個情況，老總說你既然沒有永居的準備，在NASA工作早已沒有前途了，你去學院發展吧。1998年馬歇爾空間飛行中心和佛羅里達學院學校決定聯合籌建一個教職，促使雙方的合作，我就成功地應聘了這個教職而且把我的小團組遷往了學院，主要研究經費一直由馬歇爾空間飛行中心提供，同時我也申請了NASA的科學研究項目，得到了不錯的啟動支持（圖2）。我原準備在學院舉辦空間天文儀器的研制，之后發起一個空間項目，然而后來NASA總部通過馬歇爾空間飛行中心轉告我，我若果不永居，NASA就不會支持我做硬件研制，這就徹底斷了我在英國兼任空間天文項目負責人的希望。
圖2在俄羅斯德克薩斯學院學校本人的實驗室給團組成員介紹天文學和天體化學發展趨勢
我記得有一次接到師弟謝濤玲的電話，他那時侯在一個大IT公司早已做到了VP（總工裁）的職位，他說，雙南，我忽然感覺很可怕，我認為我如今聽到了我的后半生。我回應說，我也有這個覺得，大約就要在這個學院院長的位置上仍然這樣下去了，我的科研工作就只剩下申請基金和寫文章了。很快，謝濤玲從日本離職歸國創業，仍然做的很熱鬧。我其實也開始想能夠讓我的后半生不要就如此混下去。
在這些情況下我接到了李老師關于歸國工作的約請，沒有任何遲疑就答應了。在李老師和北大校方談妥了我歸國的基本安排以后，我隨即就歸國和校方談定了具體的安排，之后在英國這邊辭去了教職，改為研究職位，計劃用兩年時間把那兒的事情徹底結束，包括研究生結業、實驗室交接以及團隊成員的安置，我也把NASA的研究經費不僅用于研究生和研究助理的薪水之外全部退回，防止之后出現麻煩。2001年末-2002年初，我就全職歸國在復旦學院化學系兼任特聘院士，而且開始恢復和高能所即將的工作聯系。
四、粒子天體化學
歸國到北大以后，不僅教學和研究生培養之外，我的主要精力就是協助李老師推動HXMT項目的核高基和立項工作，而且兼任了973項目的首席助理。因為HXMT項目主要是高能所和復旦學院聯合承當，我就開始在北大和高能所之間來回地跑。為了強化雙方的合作與交流，我發起了“清華學院天體化學中心-高能所聯合研究生年度學術研討會”，由高能所和北大輪流主辦，這個大會也是我每年必須出席的最重要學術活動（圖3）。2002年，依托高能所的“宇宙線與高能天體化學”院重點實驗室（當時稱為開放實驗室）的校長馬宇蒨老師約請我接替她兼任該實驗室處長，在李老師和復旦學院同意以后，我接受了這個約請。之前高能所進行了一次比較大的調整，把原四房（宇宙線與高能天體化學研究室）調整為“非加速器數學中心”，而且把所里相關的研究方向調整到了這個中心。我借著兼任實驗室處長的機會，向所里建議把中心和實驗室的名稱都改為“粒子天體化學”，這個建議得到了所里和院里的批準，中心和實驗室于2003年分別改名為“粒子天體化學中心”和“粒子天體化學重點實驗室”。我在高能所有了一個辦公室，而且開始實質性地介入了高能所的工作，這時侯我的覺得就是，我總算回到了家！
圖3復旦學院天體化學中心-高能所聯合研究生年度學術研討會
此后我的科研工作的重點就逐漸轉入了高能所，牽頭申請了前一期973項目的后續973項目、載人航天的POLAR項目、和國家天文臺等單位一起促進了中法合作SVOM衛星項目的立項等等。2009年，我全職從北大調入高能所，此后當初8月所中層黨員換屆的時侯，被所里委任為粒子天體化學中心所長，同時繼續兼任粒子天體化學重點實驗室處長。我對當時所領導抒發的心愿，是在這一任屆滿以后，同時辭去中心和實驗室組長，竭力從事我們的多個空間項目的研發以及發射運行以后的科學研究工作。但是，所領導換屆以后并沒有滿足我的心愿，我只能根據所里的要求繼續兼任這兩個部長至今。
值得欣慰的是，在我回到高能所以后，國外的科研條件發生了巨大的變化，高能所的發展欣欣向榮。在這樣的形勢下，在所領導的注重、中心和實驗室前任校長馬宇蒨老師、姜魯華老師等的指導和中心/實驗室員工的共同努力下近代物理實驗論文，中心和實驗室也得到了急速的發展，研究經費和成果逐年上升，過去連續兩次的院重評估都成功入圍了“A”類實驗室，近來的一次（2018-2019）評估更是在數理領域排行第二、天文領域排行第一。
展望未來，我們的實驗室很快還會入圍“全國重點實驗室”，將從“中國科大學粒子天體化學重點實驗室”變成“粒子天體化學全省重點實驗室”，這也是我們一開始就籌建的目標，并且因為科技部好多年來都基本上停止了國重申報，遲遲到明天我們才有了機會，但是在近來的“國重重組”中脫穎而出。20年彈指一揮間，我們的目標如今總算就要實現了，這也意味著我總算可以交班了！我還記得，我剛回所的時侯，中心的員工大概75人，如今總人數降低了100多人，這得益于我們主導的多個重大項目的啟動和建設，包括我深度出席的多個空間高能項目硬X射線調制望遠鏡（慧眼）和伽瑪暴偏振光偵測儀（POLAR）等。我們提出并領導的兩個旗艦級空間高能天文項目提高型X射線時變與偏振光空間天文臺（eXTP）和中國空間站高能宇宙幅射偵測設施（HERD）也有望近日立項，更多特別有趣的未來空間項目也都在逐漸深化當中。我們的前景是光明的，形勢一片大好并且越來越好！
我在高能所實現并趕超了我在英國可望而不可及的心愿！我開始在NASA工作的時侯也給自己定了一個學術研究的目標，退職之前發表300篇論文，獲得一萬次引用，這種我也早就超過了。高能所是我的起點也是我的終點，既是我的家也是我的事業。謝謝高能所給我了這一切！在慶賀高能所建所50華誕的同時，我也誠懇祝福高能所以及高能所的粒子天體化學取得更多更大的成果，在不久的將來步入國際領先的行列！
（以上內容均基于個人的記憶，謝謝宋黎明老師強調其中的不確之處。肯定還有不少謬論和遺漏，希鑒諒并見諒。）
#夏日生活打卡季#
