“媽媽——我要媽媽!”家門關(guān)上的那一刻,在女兒撕心裂肺的哭聲中,劉杰流著眼淚、拎著行李箱迅速“逃跑”,她知道,有更重要的任務(wù)在等著她。
4月19日,劉杰被授予“全國五一巾幗獎?wù)?rdquo;“全國五一巾幗標(biāo)兵”榮譽稱號,但提及女兒,她仍難掩內(nèi)疚之情。為了更好地開展科研工作,在只做了3年“好媽媽”后,她不得已將女兒送到爺爺奶奶家中。
但作為中科院近代物理研究所(以下簡稱近代物理所)材料研究中心主任,30年來,這位“大家長”,培養(yǎng)了近30位國家高層次科研人員,目前,“大家庭”的成員已超過60人,出色地完成了一系列重要科研任務(wù)。
甘坐“冷板凳”只為祖國需要
中學(xué)時,劉杰就喜歡上了物理,優(yōu)異的高考物理成績更堅定了她報考北京師范大學(xué)物理系的決心。
“物理是一個完整的體系,必須鉆進(jìn)去,把每一門都學(xué)下來,所以學(xué)物理確實也挺辛苦。”劉杰在接受《中國科學(xué)報》采訪時坦言,大學(xué)期間,除了吃飯睡覺,雖然把所有時間都用來學(xué)習(xí),她仍時常覺得時間不夠用。“我曾以為上了大學(xué)會輕松一些,沒想到更累了。”劉杰說。
畢業(yè)后,劉杰選擇回到蘭州,進(jìn)入近代物理所工作,她深知,西部更需要科技的潤澤。
工作期間,劉杰沒有放下學(xué)習(xí),在所里繼續(xù)完成了碩士和博士學(xué)業(yè),而她的博士科研方向更是選擇了一門不僅難還很冷門的學(xué)科——宇航電子元器件單粒子效應(yīng)研究。
沒有經(jīng)費、沒有實驗條件、論文成果不易發(fā)表……但劉杰絲毫不在乎,她知道這一研究方向關(guān)系到我國航天事業(yè)的發(fā)展,“只有甘坐冷板凳,敢啃硬骨頭,才能在祖國需要的時候,挺身而出”。
39天、165天,兩顆“風(fēng)云一號”氣象衛(wèi)星的服役時間都未達(dá)到預(yù)定工作壽命。對于我國上世紀(jì)八九十年代研制的第一代極地軌道氣象衛(wèi)星,探究衛(wèi)星姿態(tài)失控原因成為當(dāng)務(wù)之急。
1993年,接到“風(fēng)云一號”衛(wèi)星故障地面復(fù)演實驗任務(wù)時,劉杰激動之余更感責(zé)任重大。
時間緊、任務(wù)重,為了盡快獲得實驗數(shù)據(jù),她與3名同事臨時搭建實驗平臺,整整40個小時沒有合眼,最終找到了衛(wèi)星姿態(tài)失控的原因:星載計算機芯片在軌經(jīng)常發(fā)生單粒子事件,且設(shè)計上對空間環(huán)境因素考慮不足。
“人類因為地球大氣層而免受太空輻射影響,而衛(wèi)星和電子學(xué)設(shè)備則不可避免地遭受空間輻射效應(yīng)影響,對于大規(guī)模集成芯片而言,單個高能宇宙射線就可能導(dǎo)致器件出現(xiàn)單粒子效應(yīng),嚴(yán)重威脅航天器的在軌安全。”劉杰解釋道。
找到原因后,劉杰團(tuán)隊利用蘭州重離子加速器裝置,在地面模擬空間輻射環(huán)境,開展電子元器件抗輻射性能的檢測和評估,經(jīng)檢測和評估后的器件在軌表現(xiàn)優(yōu)異。劉杰帶領(lǐng)團(tuán)隊先后建立了兩套單粒子效應(yīng)地面模擬裝置,為我國“嫦娥”“北斗”等航天任務(wù)提供了重要技術(shù)支撐。
“認(rèn)準(zhǔn)了就要堅持”
在這條異常艱辛的科研路上,劉杰從來沒有想過放棄。“問題一定能解決,認(rèn)準(zhǔn)了就要堅持。”
2015年12月,隨著“悟空”號在甘肅酒泉成功發(fā)射,現(xiàn)場的劉杰終于長舒了一口氣。在發(fā)射前,她與團(tuán)隊已陪伴了它1500多個日夜。
實際上,早在2008年,劉杰就開展塑閃陣列探測器的預(yù)研工作,在沒有空間載荷研制經(jīng)驗的困境下,她帶領(lǐng)團(tuán)隊咬緊牙關(guān),突破了探測器大動態(tài)范圍、塑閃晶體溫度變形設(shè)計、多路前端電子學(xué),以及大規(guī)模集成芯片可靠性等方面的關(guān)鍵技術(shù)。
探測器研制好以后,需要運送至西安開展力學(xué)實驗,而探測器載荷的運輸必須確保萬無一失,不僅前方須專車開路,后方還要有守護(hù)的車,就連時速都不能超過60邁。這些都讓劉杰感到分外緊張。
就在押運車準(zhǔn)備上路時,大雪突至,走還是不走,一時間大家陷入了糾結(jié)。由于探測器的高低溫測試必須在春節(jié)前完成,如果不走,一旦春節(jié)期間測試單位放假,測試任務(wù)只能被迫中斷。
“走!必須走!”在經(jīng)過反復(fù)商討后,劉杰和幾位設(shè)計師拍了板。白天下雪導(dǎo)致高速封路,直到中午高速路才開放,他們只能走國道。而晚上8點左右的一個電話,讓劉杰的心糾得更緊了。“秦嶺這段的高速也有積雪,我們打算在加油站休息。”
考慮到夜間在加油站休息可能會有各種不確定性,劉杰最終還是決定讓車隊緩慢前行。深夜12點,當(dāng)接到車隊走出秦嶺的電話時,她懸著的心終于放了下來。“我們經(jīng)不起任何差錯,真是又緊張又害怕。”回憶起當(dāng)時的場景,劉杰仍心有余悸。
經(jīng)過多年的攻關(guān),最終,劉杰團(tuán)隊以滿分完成任務(wù)。如今,塑閃陣列探測器已在軌正常運行5年多,為獲取科學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)揮了重要作用。良好的運行,也讓“悟空”號兩次延期服役。
團(tuán)隊的“托舉”者
中科院第五屆“十大杰出婦女”、中科院杰出科技成就獎、甘肅省科技進(jìn)步獎一等獎……面對諸多榮譽,劉杰認(rèn)為這是團(tuán)隊共同努力的見證,“我沒有多大能力,我就是把大家聚集到一起”。
“女神boss”是團(tuán)隊私下對她的稱呼,作為60名成員的“大家長”,她細(xì)致入微地關(guān)心著每一個人。
在辦公室的柜子中,擺放著不同的杯子,這是劉杰為團(tuán)隊成員準(zhǔn)備的“專用杯”,每當(dāng)有人來她辦公室的時候,她都會用他們的杯子泡好茶或咖啡。
她記得團(tuán)隊成員的生日,關(guān)注每個人的生活,但對自己的女兒,劉杰甚至沒時間好好給她做一頓飯,“孩子和工作都很重要,但人的精力是有限的,工作和家庭很難做到絕對平衡”。
實際上,團(tuán)隊的每個人也在默默地愛著這個“大家長”。2008年2月18日,實驗室的燈忽然滅了,還沒等她反應(yīng)過來,每個人都拿著一根蠟燭走了進(jìn)來,那一天是她的生日。
劉杰非??粗貙W(xué)生的培養(yǎng),她認(rèn)為最好的授課是在團(tuán)隊合作中,而不是課堂上。“團(tuán)隊就像大舞臺,每個人都有自己的角色,學(xué)生可以跟著大團(tuán)隊學(xué)‘表演’,在這個過程中,他們自然會找到自己的角色和研究方向。”
在她看來,自己的角色更多的是“托舉”。“對青年人的培養(yǎng),不是把‘嚼’過的知識喂給他,而應(yīng)該去啟發(fā)、推動他找到前沿問題,并逐漸深入下去。最終學(xué)生獲得的不僅是知識,還有解決問題的能力、成就感和團(tuán)隊協(xié)助能力。”
為此,劉杰時常鼓勵青年人獨立承擔(dān)項目,并為他們提供出國學(xué)習(xí)的機會。除了科研外,只要所里舉辦活動,她每次都帶隊全員出動。2011年,劉杰團(tuán)隊被甘肅省總工會評為“勞動先鋒號”。
春游、聚餐、拔河比賽、羽毛球比賽、工作……這些團(tuán)隊活動瞬間,都被學(xué)生制作成了日歷相冊,掛在她的書柜中,每年一本,記錄團(tuán)隊一年的腳印,并展望新的一年。
巾幗不讓須眉
“我算不上聰明,但我能堅持。”劉杰骨子里有股不服輸?shù)膭艃骸?/p>
在她看來,自己的動手能力并不強,但她相信勤能補拙。剛參加工作時,近代物理所只有一臺低能離子注入機,預(yù)約做實驗非常困難。為了爭取更多做實驗的機會,她背上行李去了北京,擠在老同學(xué)的宿舍里,一待就是幾個月。
在一次實驗中,劉杰要將幾十片寬5mm、厚30um的非晶態(tài)合金表面打磨成鏡面,3個月下來,她的手指紋都磨平了。
“做實驗的過程是反復(fù)且乏味的,但也充滿驚喜。”劉杰坦言,1999年她來到德國重離子研究中心做博士后,其中一個實驗需要用重離子轟擊石墨,留下的潛徑跡只有2~3nm,必須使用高分辨率儀器才能看到。
但儀器非常敏感,就連人走動產(chǎn)生的環(huán)境信號都會對它造成干擾。為了避開白天的干擾,整整半年多,她都只在夜深人靜時做實驗。
第二年冬天的深夜,劉杰終于獲得了一張異常清晰的原子分辨潛徑跡圖像。“我們用這臺儀器做了五六年的實驗,從沒拿到過這么好的圖像。”她的導(dǎo)師驚嘆道。
工作中全力以赴,是劉杰對自己的要求,也是對團(tuán)隊的要求。每年例行做實驗時,只要設(shè)備一啟動,就是近20天的連軸轉(zhuǎn),學(xué)生都要輪流值夜班。但對于團(tuán)隊中剛生完孩子的女性,她不但會格外照顧,還注意盡量不給她們增加工作壓力。“我們應(yīng)該對特殊時期的女性給予照顧,但沒有家庭負(fù)擔(dān)的女生,就應(yīng)嚴(yán)格要求自己,承擔(dān)自己的責(zé)任。”劉杰告訴記者。
身教勝于言傳,如今劉杰的女兒也進(jìn)入了大學(xué)。雖然劉杰從來沒有時間為女兒輔導(dǎo)學(xué)習(xí),但耳濡目染下,女兒也對物理產(chǎn)生了濃厚的興趣,選擇了材料物理這一研究領(lǐng)域。
女兒的獨立和學(xué)業(yè)讓她感到欣慰,但她也坦言,“對女兒的付出上,我沒有成就感可言”。除了科學(xué)家的身份,她也是位普通的母親,這句話飽含了對錯過女兒成長的遺憾。