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田丰:太空追梦人

来源: 科技日报    更新时间:2013-02-27 17:12:34    作者:


 
  太空中,人类是唯一存在的生命吗?金星为何没有海洋?火星上有生命存在吗?第二个“地球”在哪?……这是田丰的疑问,也是田丰追逐的梦想。
  在这条太空寻梦路上,三十多岁的田丰却已不知不觉走了二十年。
  初识导师 有了引路人1992年,田丰考上北京大学地球物理系天文专业,开始了自己的太空之梦。八年的本硕连读后,他选择了去美国科罗拉多大学攻读博士学位。
  “选择科罗拉多,是因为那里行星科学专业有很强的实力,希望能在那进一步提升自己。”田丰说。
  在科罗拉多大学,田丰很幸运地结识了他的导师Owen Brian Toon教授。回忆起这位忠厚的长者,田丰说:“他是一位宽容的导师,总会给学生足够的时间、空间和鼓励。我希望以后能像他一样对待自己的学生。”
  尽管已经过去12年了,田丰还依然清晰地记得和Owen Brian Toon教授初次见面的情景。
  那是2001年的一个春天,阳光明媚。田丰走进Owen Brian Toon教授的办公室,心里有些忐忑。在科罗拉多大学已经当了半年助教,经过深思熟虑,田丰希望能有机会攻读Owen Brian Toon教授的博士。
  “选择他,是因为我对行星大气和演化感兴趣,而他正是这个行业的知名专家。”田丰回忆,“尽管之前有过书面联系,但是见面会怎么样,心里没底。”
  出乎他的意料,面试很简单。
  Owen Brian Toon教授拿出两个课题:一个是恐龙大灭绝和环境变化的关系,另一个是生命起源过程中的地球大气成分。教授问他:你对哪个感兴趣?没有其他任何专业问题。
  田丰选择了后者,就这样成了Owen Brian Toon教授的学生。
  “他就是这样宽容的人,只要你对他的研究真有兴趣,他就会给你机会。”田丰说。
  也正是有了Owen Brian Toon教授的宽容,有了引导,田丰开始了自己的真正太空追梦之旅。
  初露锋芒 路上有汗水也有鲜花尽管田丰是对那个课题真有兴趣,但怎么上手,他还是有些茫然。
  “毕竟这是我第一次完成一个这么大的课题。”田丰说。
  据了解,在科学界有一个很有名的实验——米勒实验(一种模拟在原始地球还原性大气中通过闪电产生氨基酸等有机物,以论证生命起源的化学进化过程的实验),这个著名的“米勒实验”一直被认为是地球上最早有机成分诞生情况的再现,但按照科学界1970年以来对地球原始大气成分的估计,这个过程是不大可能发生的。
  “最关键的是大气中氢含量。上世纪七十年代后,科学界一直认为大气中氢含量很少,不足以支持‘米勒实验’的发生。”田丰说,“争议了几十年。”
  “我能破解这样的难题吗?”当时田丰在心里一遍又一遍地问自己。
  他查阅了大量的文献,翻阅了大量的书籍。可惜的是,在第一次导师组织的讨论中,他还是没有说出个所以然。
  “幸好有导师的宽容和提点。”田丰回忆,当时Owen Brian Toon教授并没有批评他,只是告诉他:这项研究,一个精确的数学模型很关键,你应该和搞计算数学的人联系一下。
  田丰找到了Hans De Sterck,当时科罗拉多大学应用数学系的博士后,在田丰的介绍下,这位学者对田丰的研究课题产生了兴趣。他们组成研究小组,努力攻关。
  几分汗水、几分协作、加上导师的几分提点,田丰的工作开始在行星大气科学界受到重视。2005年5月他作为第一作者在国际顶级杂志《science》发表文章首次成功揭示早期地球大气氢含量,为“米勒实验”提供了支持。
  不仅如此,在国外的几年,田丰的几项研究也先后引起了美国天文界的关注。
  2005年,他作为第一作者在国际著名杂志《the Astrophysical Journal》发表文章首次成功地解释了类木系外行星HD209458b的高层大气。
  2006年,他作为第一作者在国际著名杂志《Icarus》上发表文章首次约束了土卫二南极“喷泉”的表面速度。
  ……正是由于他的成就,尽管当时他还年轻,但自2008年来,他开始连续主持组织美国地球物理学会年会的行星大气及演化分会,担任包括《Science》在内的国际知名学术刊物的审稿人,美国航空航天局Origins和Outer Planet Research研究项目函审评委,美国国家科学基金天文研究项目评委。
  田丰的太空追梦之旅,付出了汗水,收获了鲜花。
  初为人师 培育更多同路人在国外学习和工作了10年,尽管对田丰来说,工作生活早已顺风顺水。但是,田丰始终没有忘记自己的根。
  “当时在美国,几乎每所排名靠前的高校都有行星科学专业。而在国内,几乎没有相关的课程。即使是今天仍然仅有清华大学、中国地质大学和山东大学威海分校等少数几所高校在提供有限的相关课程。”田丰说,“我希望回家和更多的人一起为国家这个学科做点贡献。”
  他不顾导师和同事的挽留,下定决心:回国。
  时值祖国向世界顶尖科学家敞开怀抱。2010年中国科学院国家天文台“百人计划”向田丰发出了橄榄枝。
  2011年,回国后的田丰又申请来到清华大学当教师。“我希望能当一名教师,为国家培养点行星科学人才,能和他们一起共同努力进行寻找地外生命的研究。”田丰说。
  2012年秋,他在清华开设了一门关于行星科学的介绍性课程。清华的年轻人有点出乎他的意料。每次讲课,只要稍微有点模糊的地方,都会有人追问,必须要弄清楚。
  “有些是行业内还没有答案的,但是他们能问到,这让我很惊讶,有时有点尴尬,也很兴奋。有这么多优秀的学生,这对我是一种鞭策。也许有一天他们将是我的同行,我必须努力更好地传授知识和科研方法。”
  说到这,田丰语气里有几许期盼:他的太空追梦之旅,将有更多的同路人。
  ——延伸阅读——一点兴趣:“我也常看科技日报”
  年轻的田丰还是位科技日报的读者。
  和记者一见面,先谈的不是科研,而是报纸。
  “经常看你们科技日报,包括网站。特别是一些有关天文、行星科学和气候变化方面的报道,我更感兴趣。”田丰说。
  这一下子拉近了记者和田丰的距离,随后的谈话竟然围绕着新闻报道谈开了。
  “给你提一个建议,现在有些科学问题还都处于争议当中,以后你在写报道之中应该多写写不同专家的意见,中立一点,别给读者误导。”田丰笑着和记者说。
  “要不您有空的时候给我们多写点科普文章。”记者尝试地约起稿来。
  “好呀,好呀。”田丰开心地回答。
  一点遗憾:“可能能住人的行星又少了两颗”
  “如果春节之前你过来,我会告诉你,可能能住人的行星有9颗,现在又少了2颗。”田丰有点遗憾。
  据了解,人类一共发现了800多颗系外行星,类地行星有几十颗。在这些类地行星中,目前还没有确认的可居住行星,候选者曾有9颗。这些行星的大气成分如何随时间变化,这些行星大气是如何与行星生物圈相互作用并演化的,将是田丰研究的重点,他希望通过观测和计算找出那些可能的可居住行星,并且发现这些行星上可能存在的生命。
  “可惜,最近有报道认为其中两颗行星已经不可居住了。”田丰说。
  一点希望:“我国系外行星研究实现大跨越”
  当问到自己在忙什么。田丰开心地告诉记者,在参与筹备一个项目,通过观测恒星的位移来发现真正的可居住行星。
  “如果能成功,我国的系外行星研究将实现一个大跨越。”田丰介绍,这个方面的研究,我国目前还处于落后地位,人类一共发现了800多颗系外行星,而国内发现的却不超过5颗。希望正在准备的这个项目能帮助我国成为第一个发现真正的第二个“地球”的国家。“如果能实现的话,那对这些行星上的系外生命的探测将会有划时代的意义,一想到我可能会有幸参与其中,就很兴奋。”说到这,田丰的眼里充满了孩童般单纯的兴趣和兴奋。
  人物档案
    田丰清华大学地球系统研究中心教授、中科院国家天文台“百人计划”研究员。2005年至2006年,在美国科罗拉多大学大气与空间物理研究所从事博士后研究;2006至2008年在美国宇航局从事博士后研究;2008至2009年,在麻省理工学院地球、大气与行星科学系担任讲师。自2008年来连续主持组织美国地球物理学会年会的行星大气及演化分会,担任包括《科学》在内的国际知名学术刊物的审稿人,美国航空航天局Origins和Outer Planet Research研究项目函审评委,美国国家科学基金天文研究项目评委。先后在国际著名学术刊物和会议上发表论文30余篇。

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