人物｜曾庆存：男儿若个真英俊，攀上珠峰踏北边

北大青年 · 公众号 · 人物 · 2020-01-11 00:01

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本报记者

杨春序　信息科学技术学院2017级本科生

刘雨萌　国际关系学院2018级本科生

2020年1月10日，85岁曾庆存院士被授予国家最高科学技术奖。得知获奖的消息之后，他用“平静”来形容自己的感受。颁奖大会前几天，他仍然工作在奋斗了六十余年的科研一线，并筹备着第三本诗集的出版。

△央视新闻报道曾庆存先生获奖

转身

曾庆存出生在广东省阳江县，身为农民家庭，他的儿时生活十分贫困。在《院士自述》中，他这样回忆：“小时候家贫如洗，拍壁无尘。双亲率领我们这些孩子力耕垅亩，只能过着朝望晚米的生活。深夜劳动归来，皓月当空，在门前摆开小桌，一家人喝着月照有影的稀粥——这就是美好的晚餐了。”幸运的是，没有正式读过书的父亲深知教育的重要性，让曾庆存与哥哥曾庆丰一边帮助耕作一边读书。

1952年，曾庆存考入北京大学物理学系。最初，他的专业是基础物理，并没有接触到气象学的相关知识。新中国成立之初，国内的国民经济建设和科研发展都急需气象科学人才，而由于大学教育体系并不完善，国内能够承担科研任务的气象人才屈指可数，国际上的气象学也方兴未艾，刚刚从定性转向定量研究。

当时，新中国的天气预报还停留在依靠简单的观测设备和预报员的经验上——比如“朝霞不出门，晚霞行千里”“看云识天气”，因而精度很低，无法为科研和生产生活提供较为精确的信息。这种背景下，在曾庆存本科时，北京大学决定安排一部分学生改学气象学专业。

经历过贫困与饥饿的曾庆存深深知道天气和气候对农业收成和人民生活的重大影响。1954年，一场晚霜摧毁了河南40%的小麦，严重影响了当地的粮食产量。这触动了在物理系学习的曾庆存：“如果能提前预判天气，做好防范，肯定能减少不少损失。”于是，在接到学校的通知后，曾庆存毫不犹豫地同意转向气象学研究，从此开始了他六十余年的气象学科研生涯。

大学毕业后，曾庆存被选派进入苏联科学院应用地球物理研究所学习。临行前，他的父亲正逢重病，曾庆存本想放弃留学机会照顾父亲，但父亲坚持让曾庆存去留学。“忠孝难两全，很难得国家有极大的信任让你们去留学，国家需要你，你应该服从国家，我的困难我可以自己克服。”

到了苏联之后，曾庆存学习极其认真刻苦。他发现，由于无论是自己还是国内的气象学教育都是“半路出家”，自己在国内所学的知识跟人家还差了一大截，“数学水平不行，物理基础不牢，底子薄，”他说，“一本书的第一页要读几天才能明白，所以只有努力啃书本，把第一章的知识学懂。不服输，就必须努力。”为了弥补自己在数理基础上的短板，曾庆存经常坐地铁到莫斯科大学听数学课，还四处去听任何与大气有关的讲座和报告。

△曾庆存（左一）与周晓平留苏期间合影

曾庆存的导师是享誉国际的气象学家基别尔。在学期末，导师为曾庆存选择了“应用斜压大气动力学原始方程进行数值天气预告”的论文选题。这在当时是非常难的题目。“我的导师开展了一半也没有成功。”师兄们都认为这个题目对于曾庆存来说过于困难，劝他换一个选题。但在经过深入考虑之后，曾庆存还是同意了导师的选题。

描述大气运动的原始方程进行天气预告的思想在20世纪初就已经提出，但大气动力学给出的预测方程组异常复杂，无法直接求解。曾庆存发现，影响数值预报准确率的一大重要原因就是气流扰动、气旋、气温等各种天气参数繁多，且尺度不同、时刻都在变化，难以建立一套科学有效的计算方法，传统方法又需要大量计算。

“我后来想到，何不化繁为简，隐去对方，先各自计算气象参数，再加以整合。”在导师的指导下，曾庆存开始全力攻坚。但当时，计算机在苏联也是稀缺设备，计算资源的申请也需要层层审批。导师为曾庆存申请到每天10个小时的上机时间，但只能在深夜。于是，曾庆存就白天用纸笔进行计算，晚上带着写有白天计算结果的纸条去上机，用一万多行程序验证自己的模型正确性。

1961年，曾庆存提出了“半隐式差分法”，这项成果立即在莫斯科世界气象中心应用，预报准确率前所未有地提升到了61%。时至今日，半隐式差分法仍在国际上被广泛使用，仍是数值天气预报的核心技术之一。

曾庆存和其“半隐式差分法”开启了数值天气预报的新时代，被世界气象组织称为20世纪最伟大的科技和社会进步之一，《自然》杂志盛赞“数值天气预报”的发展是一场静悄悄的革命，“全球天气预报可与模拟人类大脑和早期宇宙的演变相媲美。”

卫星

回国后，曾庆存立刻开始着手建设中国本土的气象学研究基础。他遇到的一大问题就是在气象学发展之初，中国并没有自己的气象卫星，大气研究也不得不借助国外的数据，在研究方面有诸多不便与掣肘。

1970年，周恩来总理提出中国要研制自己的气象卫星，曾庆存是最早进入研发小组的成员之一，并且承担了规划和科学指导工作。

此前，曾庆存一直从事理论研究，气象卫星并不在他的专业范畴。但是，因为国家需要，他还是立刻投入到气象卫星的相关研究中，边学边用，一边扩充自己的知识，一边着手组建研究团队。其间，他深入研究应用卫星进行遥感的理论问题。为了系统总结研究成果，让研究团队的成员更深入地了解遥感理论，他带病边工作边写作，终于出版了《大气红外遥测原理》（“遥测”今称“遥感”）。直到今天，这一理论仍然走在先进技术的行列，确保了我国的气象遥感技术全球领先，书中提出的遥感方程和“最佳信息层”理论至今仍是监测暴雨和台风等灾害性天气的重要手段。

△上世纪70年代出版的曾庆存代表著作

1987年，我国发射了第一颗气象卫星。

曾庆存回忆说：“（我们比美国、苏联）大约晚了20年。不过，美国1966年的气象卫星也是带试验性的，定向上不好。好用的应是三轴定位的，美国上世纪七十年代末才做到。我们当初设计时就考虑到了，后来我们国家系列的气象卫星都做到了。全球范围内，哪个地方有台风，哪个地方有雷电，我们都探测得出来。凡是外国卫星有的监测项目，我们国家的卫星都有，而且风云4号还有外国静止卫星所无的项目。“

气象卫星的投入使用开阔了曾庆存大气研究的前景。“如今，我们已经能把台风信息牢牢掌握住了。”曾庆存说，近年来，多个台风的24小时预报登陆点和实际登陆点相差50公里左右——台风半径是1000公里，看相对值的话，50公里已经是很小的误差范围了。现在的预警信息甚至能覆盖港口和在广大南海作业的每一艘船只，相当准确的预报，帮助我国实现了多个登陆台风期间，人员零死亡的“战绩”。

45岁时，曾庆存当选了中科院院士，成为当时最年轻的院士之一。那时正是大气所最艰难的一段时光，当时处于体制改革所带来的剧烈变化，研究所人心涣散；同时由于我国基础研究正处于困窘的境地，大气所缺少必要的科研经费、工作和生活条件的保证。

中科院原党组副书记郭传杰还清楚地记得30多年前的一幕。在一次会议上，轮到曾庆存发言时，他说了这样一段话：“古有陶渊明，不为五斗米折腰。我也算是个知识分子，如果可以，我也可以不用折下我不那么高贵的腰。但是现在，我已经折得腰肌劳损了，还要继续折下去。我不能让老一辈科学家建设的这么优秀的研究所在我手里败下去。”

几十年来，曾庆存一直未停下科研的脚步。他不仅是国际气象力学理论化的先驱者之一，在短中长期天气数值预报和建立全球气候系统模型中也起到极为重要的作用。近年来，他还带领学生和研究团队积极参与全球气候变化研究、发起生态和环境系统动力学模式及地球系统模式研究，并提出自然控制论等新理论。2016年，国际气象组织授予曾庆存“国际气象组织奖”，这也是全球气象界的最高荣誉奖项，被称为气象界的“诺贝尔奖”。

几年前，曾庆存还与多位科学家一起倡议建设“地球系统数值模拟装置”，这个大科学装置也被形象地称作“解读地球计划”。“地球数值模拟装置”集高性能计算机、软件工具、支撑技术、地球数值模拟应用软件等于一体，可以用于还原或预测地球自然变化过程，将是人类认识地球的重要科研装备。这个装置可以实现对地球系统全圈层模拟，将为国家防灾减灾、应对气候变化、大气环境治理等重大问题提供科学支撑。

在曾庆存和数百位科学家的共同努力下，地球系统数值模拟装置于2018年在北京市怀柔科学城破土动工，并预测于2020年竣工。曾庆存说，到了装置竣工的时候，他一定要去现场看一看。

△2019年5月，曾庆存来到“地球系统数值模拟装置”工地

诗人

在科研路上做出卓越贡献的同时，曾庆存也悉心培养下一代的科研人才。他常说：“如果没有国家的培养，我连大学都上不起。”他对学生教育格外用心，常常鼓励学生“跌倒了怕什么，我们骨头硬”；学生的论文，他都会亲笔修改，甚至在纸张边缘写不下时还会加页修改。对家里有困难的学生，他也会自掏腰包帮助他们。

在中科院院士戴永久看来，曾庆存对学生极为慈爱。“我们很多学生都来自农村，第一次出国时，曾老师把所有的细节、注意事项都告诉了我们，就像是父亲对待要出远门的孩子一样。”

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