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人类大脑的重量只有三磅,但其运转工作却藏有无数的秘密.无论科学家们多么想精确研究大脑的秘密,我们也已掌握大脑的内部结构,谜题仍无解.

地球亦如是.它无时无刻不进行着细微或剧烈的表面和内部运动,地震、海啸、火山爆发、矿藏资源形成和板块运动,及其在日月等天体引潮力作用下的周期性形变等.然而,认识地球圈层相互作用及其动力学特征并获得内部结构是当今国际地学界公认的重大科学问题,也是难题.

如同对大脑秘密的不懈追求一样,科学家们也在探索大地运动的奥秘.无法进行“开颅术”,更多要依靠高精度仪器测量和理论模拟等研究手段.我国致力于此领域研究的科学家中,中国科学院测量与地球物理研究所所长孙和平研究员就是其中一员.

孙和平选择这条路或说造化弄人;而走上这条路,是勤奋严谨治学的因,种下开拓创新的果.比如,他在国际上首次将地表高精度重力测量结果应用到地球液核动力学椭率和核幔边界粘滞度问题研究中,获得了地球深内部结构重要参数.

年少磨砺更勤勉

采访孙和平是在一个雨天,雨天适合回忆,回溯往昔.那个时代、那些经历、那些精神和那些影响他的人,他的讲述始终平静,然而,微红的眼圈显示了勤奋坚持的不易.“数十年如一日,一般人很难做到.”这是许多人对孙和平的评价.

“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴”,王国维在谈到做学问的最高境界时这样总结.

尽管出生在美丽富饶的江南水乡,在60年代初国家困难时期,与许多家庭一样,孙和平小时候家里经常缺衣少食.但靠手工劳动和耕地生活的朴实父母始终教导孩子们“诚实做人、辛勤耕作”.因此后来,表里如一和勤奋刻苦是孙和平学习研究、为人处世一以贯之的态度.

最近的一次同学聚会,同学们又开玩笑说起当初勤奋学习的典型孙和平:经常躲藏在合肥中国科技大学校园树丛里背英语单词,深夜的时钟不转点肯定见不到他回宿舍.

上中学时,孙和平就经常在低矮潮湿的小房间和微弱的煤油灯下苦读到深夜.夏天晚上蚊子“集体出动”,那时没有电,更没有电扇一说,他或是穿着长衣长裤,或是躲进闷热且不通风的蚊帐.读高一时,语文成绩优秀的孙和平写的作文曾被老师作为范文在课堂上讲解.

1975年海城大地震和1976年唐山大地震是中国历史上的重大事件.为了加速中国地震研究步伐,北京大学、中国科技大学等三所高校的地球物理专业连续三年各招生60人.就在这一年,孙和平参加了江阴市乡镇组织的统一选拔考试,包括语文和数理化等课程,并以优异成绩从参加考试的50多人中脱颖而出.中学期间,物理老师的半导体课程给他留下了特深的印象,让他有了系统学习无线电的理想,曾购买过一些廉价的半导体零件,尝试组装收音机.虽然最后以失败告终,但是,这丝毫不妨碍他对无线电探索的欲望.

阴差阳错,孙和平进入了地球物理专业,他对这个

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专业完全没有概念.那个年代没有自己选择专业的机会,服从国家需求是时代的需要,也是他性格使然.所以,同学聚会才总是回忆起全班最刻苦最努力的孙和平.

说起这些,孙和平总归因于“笨鸟先飞”,但爱迪生曾经说过:“天才就是1%的灵感加上99%的汗水.”他常用“勤奋刻苦坚毅,知识的母亲”来激励自己.

1976年年底,中国大地开始呈现出一派欣欣向荣.这为求知若渴的年轻学子提供了阳光和雨露.中国科技大学的老师们积极负责的态度,引导孙和平与同学们更加刻苦努力.微积分是数学中的基础,也是地球物理学重要专业基础科,学习难度仅次于数学系.数学老师严格要求导致一次期中考试全班60名同学过半“挂彩”,80分以上的仅有3人.一直勤奋读书的孙和平在这次考试中拿到了75分的成绩,名列前茅.

不管多难,总能把它攻克,这是孙和平所具有的典型精神.大学毕业参加工作后,孙和平经常到山区出野外,但他从来就不怕苦不怕累,出色完成各项野外测量任务.“童年和中青年期间形成的人生观和价值观是我一生的财富.”孙和平说.

机会青睐准备者

大学毕业后,孙和平进入中国地震局地震所工作,刚开始被分配到水库研究室.偶然的机缘,他调动到重力研究室,参与地震局系统全国重力台站管理工作.从分析重力固体潮资料和海洋负荷潮汐研究开始,他切入了此后为之一生奋斗的研究领域.期间他经手购买了地震所历史上第一台微型计算机(天浪星一号),并完成了重力固体潮调和分析计算机程序的移植任务,结束了数据分析处理需要手工纸带穿孔的历史.

由于地球表面的重力观测设备所记录的是全频段信号,而当研究某种特定信号特征时,需要将其他信号作为噪音消除.而其中海洋潮汐和大气变化是地表主要干扰源.据孙和平介绍:“自1972年美国科学家FarrellWE发表论述海潮负荷论文后,重力场海潮负荷改正理论问题成功解决.但是由于气压密度随高程变化,无法套用海洋负荷理论,必须发展一套符合实际的物理模型将大气压力导致的气压负荷效应严格计算出来,再对观测实施改正,提高重力场观测精度.”

研究海洋负荷潮汐仅有全球海潮图是不够的,需要用加密的中国近海资料填补,面对从海洋研究部门获得的模拟海潮曲线图,孙和平拿着笔和尺子,一点点丈量、一步步计算,共花了近三个多月时间,将四个主要潮波振幅和相位图件实现信号的网格“数字化”,为后续的数值计算提供了丰富有效的数据和资料.而那一段时间,他刚因严重肺结核住院6个月后出院,病情还未完全恢复.

1982年,工作一年多后,地震局选拔部分优秀青年骨干参加中国科大“回炉班”提高基础理论水平,通过高等数学和外语考试选拔,孙和平再次回到母校,以夯实基础和专业基础课功底.这次“回炉”,对于孙和平的研究生涯具有重要意义.在这一年中,孙和平共选修了12门课程.特别值得一提的是,在参加理论力学课程期末考试的25位同学中,他是唯一获得满分的学生.英语老师是同学们公认脾气古怪的单身老先生,水平没话说,脾气却太难耐,要求还非常严格.不到一学期,他的课堂上只剩下6个学生.孙和平就是坚持到底的其中之一.


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“那一年的学习过程很艰难,想多学点知识,压力就非常大.”孙和平说,但是,他咬着牙坚持下来了,也因此打下了坚实的专业基础.做什么都投入,都必须要画个句号才算数的,这是孙和平.

机会总是青睐有准备的人.

再次回到工作岗位,孙和平系统研究了海洋潮汐负荷对地球物理场观测的影响,结合我国近海海潮模型,计算了西太平洋地区8个国家和我国主要台站重力、位移、倾斜和应变等负荷改正数值,为提高地震系统地球物理场测定精度提供了重要参考,与课题组人员一起编写的程序通过国家地震局组织的专家组鉴定.

期间,孙和平参加了一个中德合作项目,与德国汉诺威大学大地测量研究所专家共赴云南山区滇西地震试验场进行绝对和相对重力野外测量.由于做事严谨认真,英语口语不错,赢得了合作伙伴的信任.而这样的信任关系,在获得机会公派到比利时留学时起到了作用.德方项目负责人TeW教授给比利时导师的推荐信上如此评价孙和平:“morethanexcellent”(比优秀更优秀).

由于是留学法语国家,出国前孙和平参加了一年的法语速成班.事实证明,英语基础好,法语的学习也会事半功倍.法语班结束,他不仅通过了出国留学需要的法语选拔考试,而且在注册比利时新鲁汶大学攻读博士学位课程时获得了语言入学免试特惠.而大学的规定是外国留学生必须参加至少6个月的语言培训与课程学习,才有资格注册读学位.这正是付出就会有收获,勤奋就会有成果.

异乡求读夜未眠

1991年,孙和平获国家公派赴比利时皇家天文台留学资格,师承国际著名大地测量学和地球物理学专家、国际固体地球潮汐研究中心主任DucarmeB(杜卡默)教授,因为工作突出和成绩优异,一年后获欧洲地震和地球动力学研究中心资助在新鲁汶大学注册攻读博士学位.

老师确定的博士论文方向是领域前沿急需解决的科学难题,大气压力变化对地表重力和位移观测的影响,目的是在高精度重力和GPS资料中消除干扰成份以提高观测信号可信度.

科学研究是枯燥无味的,这个研究方向参考文献少,在建立物理模型方面几乎是“零起点”,

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