专注天体物理研究　探索宇宙奥秘——中国科学院紫金山天文台陆埮院士

2012-02-15

陆埮院士是我国著名的天体物理学家。他长期从事高能天体物理科研和教学工作。他与他的学生在伽玛暴余辉刚发现不久就研究了其星风环境和致密介质环境，有力地支持了伽玛暴起源于大质量恒星塌缩的观点；提出了伽玛暴余辉动力学演化的统一模型，可描述从早期极端相对论到晚期非相对论阶段的整个演化过程。

求学之路

1953年，陆埮进入北京大学物理系学习。在北大的四年间他受到的良好教育为他后来走上科研道路奠定了扎实的基础。教他力学、热学、分子物理和电磁学的黄昆先生是一位理论物理学家。但黄昆的讲课却非常重视实验，讲解图象和概念，生动、清晰、明白。教授光学、核物理实验方法和能谱学的虞福春先生是一位实验物理学家，但他的讲课却非常重视理论，推导严谨，层次分明，逻辑性强。王竹溪先生教授热力学和统计物理，使陆埮有机会较早地阅读一些物理学大师们的原著。印象最深的是爱因斯坦1905年那篇只有小开本3页的关于质量能量关系的短文。爱因斯坦抓住了最基本的原理，用非常清晰的物理直觉，简洁明了、令人信服地导出了头等重要的结论，为人们指出了无穷无尽能源之所在。

在大学四年级的时候，1957年春，李政道、杨振宁提出的弱作用中宇称不守恒的理论首次被吴健雄等人的实验所证实。随后又接二连三地被世界各地许多实验证实。杨振宁和李政道当年冬天获得了诺贝尔物理奖。这件事情在学术上的深意和它的轰动性效应，大大提高了陆埮对科学研究的兴趣和热忱。

业余科研

1958～1978年是陆埮从事科研的第一个阶段。期间，在哈尔滨军事工程学院和长春防化学院从事基础课教学11年，在南京电讯仪器厂工作8年多。在这20年中，受各种政治运动的影响，除了在大学从事基础课教学外，还烧过锅炉，干过木匠，科研工作只能是业余的，也是自费的，且往往被批评为“只专不红”或“白专道路”。

当时，陆埮主要是与北京大学同学罗辽复在理论粒子物理方面进行合作研究。罗辽复当时在内蒙古大学教书。在天津河北工业大学教书的北大同学杨国琛也参加过几年的合作研究。那个时候，没有家庭电话，远程合作只能通过邮政通信；能看到的国外资料只有影印本，而且至少要迟一年才能看到。购买图书资料，邮政通信和电报，假期相聚讨论等等，这些费用都是从50多元月薪中节省出来。在10年“文化大革命”期间，陆埮与罗辽复仍坚持合作，通信达2800余封。如果包括与杨国琛的合作，通信数量远远超过3000封，在《物理学报》、《科学通报》等国内刊物上发表了40余篇论文。1968年，他们在研究夸克相互作用时，曾得到重子与介子之间的几个质量关系。那时全国所有学术期刊均停刊，论文又不允许送到国际刊物上发表，直到1974年《物理学报》复刊，文章才发表出来。国外的德鲁杰拉（A. De Rujula）、乔奇（H. Georgi）、格拉肖（S.L.Glashow）于1975年和利普金（H.J. Lipkin）于1980年，也得到了这些质量关系式。

科研生涯

“文化大革命”结束后的1978年，陆埮调入南京大学天文系，从此恢复了安定的大学教学和科研生涯，开始了从事科研工作的第二个阶段。他主要从事高能天体物理，特别是伽玛射线暴（简称伽玛暴）和致密星物理等方面的研究，并建立起了一个之后有相当知名度的研究小组。

1982年陆埮开始招收第一批硕士研究生。当时他从粒子物理转向天体物理不久，还很注意粒子物理，同时也很留心伽玛暴那样的高能现象。陆埮指导的硕士生中，王青德研究的是中子星内奇异夸克核心在星体振荡中的作用。研究表明，随着星体振荡，星内物质密度疏密变化，非轻子夸克弱过程会在不到1秒的短时间内极有效地耗散掉星体的振荡能量，表明奇异物质的体粘滞性比普通核物质要高许多个量级，是奇异物质最重要的动力学特征之一，这种强耗散效应为寻找奇异星提供了有效途径。这篇文章发表于1984年国际杂志《物理快报B》。

1985年陆埮开始招收博士研究生，研究方向相对比较宽广，包括宇宙学和高能天体物理等方面。随后的研究逐渐集中到高能天体物理上，特别是中子星、奇异星、脉冲星和伽玛暴等方面。

在积累了几年研究成果的基础上，1994年陆埮与学生韦大明、宋黎明一起提出了脉冲星辐射级联过程的“代参数”概念。通常的级联过程是光子–电子对–光子–电子对这样一代一代发展下去的，因此，对于一个光子而言，“代”总是整数。“代参数”是描述脉冲星的一个新的特征参数，描写的是脉冲星的整体效果，可以是分数。它由于找到了一个循环关系，这个参数就可以很容易求得。这个参数越大，脉冲星辐射的伽玛光子数就越多，因而可以用来标识伽玛射线脉冲星。

伽玛暴是一个比较重要的研究方向。20世纪60年代，美国发现来自宇宙空间的伽玛暴。由于人们长期无法确定伽玛暴源与我们之间的距离，它便成为一种神秘的天象。80年代初陆埮密切注意这个现象。1991年美国的康普顿（Compton）卫星成功升空，其上的仪器BATSE发现了伽玛暴的各向同性分布，暗示它们是宇宙学距离上的天体。1997年意大利–荷兰的BeppoSAX卫星发现伽玛暴的余辉导致了其距离的首次直接测定。确认伽玛暴在宇宙学距离上，意味着它们是宇宙间十分猛烈的暴发发现象，这个领域获得重大突破。陆埮与学生（戴子高、韦大明、黄永锋、王祥玉等）便紧紧抓住这个机遇，集中研究了伽玛暴及其余辉的一批具有原创意义的问题，特别是它的起源与演化。

1998年，在研究一些伽玛暴的余辉时，发现它们的环境不是通常认为的星际介质，而是密度与距离平方成反比的星风介质。2000年，这个观点经R.A. Chevalier等人进一步发展，星风模型便成为一个主流模型。1999年，在研究另一些伽玛暴时，又发现了密度远高于通常星际介质的致密环境。这两种环境均有力地支持了伽玛暴起源于大质量恒星塌缩的观点。近几年来，这个观点已经得到越来越多的观测事实的支持。

1998年他们的研究还指出，通常以极端相对论速度膨胀的火球模型不能正确地解释晚期余辉，并于1999年提出了伽玛暴余辉动力学演化的统一模型，可以解释火球膨胀从早期的极端相对论到晚期的非相对论的整个演化过程。凡帕拉基斯（Van Paradijs）等人在2000年的《天文和天体物理年评》（Ann. Rev. Astron. & Astrophys.）上详细介绍了这个统一模型。近几年来，他们还进一步详细研究了伽玛暴的多种环境效应、喷流机制、辐射能谱、能源机制以及X射线闪等的性质和规律。

教学生涯

陆埮从自己的学生时代以及教学工作中得出体会，认为原则上每个人均可以培养好。所谓培养人才，首先要培养好人，其次才是使之成才。培养成才是培养他们的学习能力和创新能力。对于研究生，创新能力的培养尤其重要。第三才是传授基础知识和专业知识。知识不能只靠老师传授，更广、更重要的知识还要靠自学和创新去获得。发挥学生自己的主观能动性，就是成功的一半。主要来自他们的事业心和兴趣。所以，启发、发挥、调动学生自己的主观能动性至关重要。

比如，在带领研究生做科研论文时，陆埮特别重视第一篇论文，这是在哈军工和长春防化学院教书时从 “初战必胜”的战术中学来的。第一篇论文完成得好，对鼓舞士气、提高兴趣极为重要。又比如，科研是一项创新性很强的工作，国际竞争非常激烈，从调研、立论，到分析、成文，均要紧迫、快速，但最后投稿要慢，要经过反复核对，仔细推敲，慎之又慎。这也是从军事战术学来的。  

在他的学生时代，老师与学生的关系非常好。陆埮自己也深深体会到，师生关系好对人才培养和学习都非常重要。从招收研究生起，每年元旦，他都要请学生们一起吃饺子，从不间断。简言之，他认为当教师要平等待人，诲人不倦，言传身教，教书育人。陆埮已培养10余名博士，他们均在国内服务，承担多项研究课题，有的担任了研究机构的领导职务，有的学生获得了中国青年科学家奖和中国青年科技奖。陆埮还非常高兴地看到，他的学生已经陆续培养了不少他们自己的优秀学生，徒孙中也已经有好几位获得了全国优秀博士学位论文奖。

专家简介

陆埮，1932年2月出生，江苏常熟人，中国科学院紫金山天文台研究员，国际著名的天体物理学家，中国科学院院士。现担任南京大学和紫金山天文台共建的“粒子•核•宇宙学联合研究中心”主任。1978至1993年连续当选第五、六、七届全国人大代表。

陆埮院士长期从事科研和教学，已发表学术论文280余篇，得到了国际同行的广泛引用和好评。曾获1978年全国科学大会“全国先进科技工作者”称号，1996年、2002年获国家教育系统科技一等奖，1998～1999年度获中国天文学会张钰哲奖，1987年获国家自然科学三等奖，2003年获国家自然科学二等奖，2007年获国家科技进步二等奖，2008年获中国科学院研究生院“杰出贡献教师”荣誉称号，2008年获何梁何利基金科技进步奖天文学奖