黃大年執著一輩子的事：讓中國人看透地球

文/杜樹

他以“千人”的身份，響應國家號召，回國效力；他以戰略科學家的氣魄，為我國地球深部探測技術運籌帷幄。他似一朵浪花撞擊著夢想的礁石，又像熾熱的熔巖沖出地殼，奔涌燃燒，光芒四射直至生命的最后一刻。

他就是黃大年——著名地球物理學家、吉林大學地球探測科學與技術學院教授，當今中國不可多得的戰略科學家。

“我們的工作，就好像給地球做CT。”吉林大學教授黃忠民說。記者在吉林大學訪問科學家黃大年的同事，了解到，在黃大年等科學家帶領下，近幾年中國地球探測事業已躋身世界前列。中國目前能用無人機巡查地下世界，還能夠鉆出萬米深洞了解地球內部。

有一句話叫：上天容易，入地難。我們能看到百億光年外的天體，卻不知道腳底10公里的地層是什么結構、什么成分，有太多未證實的猜想。地表幾百米至兩千米以下，有一個鮮為人知的世界。看清地下，需要尖端技術。

青年黃大年

落后年代，他曾用磁力儀找礦

40多年前，中國最需要礦產資源的時候，找礦技術卻非常落后。黃大年在考進長春地質學院前，曾經在廣西的羅屋礦區參加“找礦大會戰”。他所在的是磁場測量隊伍。勘測隊員要觀測、計算和記錄垂直分辨率、K值、磁感強度……鐵礦是有磁性的，根據不同地點的磁力變化，能推斷和猜測鐵礦的位置和規模。

因為儀器水平低，依賴操作者的責任心和技術。磁秤儀對溫度濕度敏感，即使很小心也容易有誤差。黃大年每天都要費心思，根據天氣狀況調整磁秤儀的K值，保證測定格值的精準度。

事先根據礦區特點定線、定點，然后操作員扛著磁秤儀走一條直線，一個個測點，翻山涉水，絕不繞道。一般每天測120個點，記錄好數據，再分析地層，算參數。每天都很辛苦。

黃大年這樣體格健壯的年輕人，也有撐不住的時候。一次他患感冒，腳上濕疹，為了多測數據又去山上，晚上就燒得起不來床。領導要他休息，他卻趴在小桌子上制作表格。黃大年曾經創造了一天測160個點的單位紀錄。一年后，他因為和同事們發現一座中型鐵礦，獲得了“工業學大慶先進生產者”稱號。

1977年，黃大年填報高考志愿前，有師傅告訴他，地質方面，物探專業是尖端的，于是他選擇了長春地質學院物探專業。在長春地院，他是最優秀的學生之一。

大三時，一位叫滕吉文的地球物理專家來演講，講的是他剛參加的一次國際會議。滕老師描述了西方同行的技術有多先進。此時，出國的人少而又少。黃大年聽了講座，深感自己是井底之蛙，產生了出去看看的念頭。畢業后，他得到公派留學的機會，前往英國，跟隨航空磁儀物探的權威專家深造。

中國物探5年走完別人30年的路

黃大年在英國成為物探領域的一流人才。他的助手于平教授曾經撰文介紹說，黃大年回國前“主要從事海洋和航空移動平臺探測方法、技術和裝備研發工作，在快速移動條件下探測地下和水下隱伏目標。這是一種能夠在海洋和陸地復雜環境和條件下，通過快速移動方式實施對地穿透式精確探測的高科技整裝技術裝備，被廣泛應用于油氣和礦產資源勘探，尤其是潛艇攻防和穿透偵察等軍民兩用技術領域。它是發達國家極力爭奪的前沿技術制高點，是強國實力展示的重要標志”。

于平提到，黃大年經過近10年努力，帶領團隊成功研制出航空重力梯度儀系統。“在近10年探明的美國深海大型油田、盆地邊緣大型油氣田以及北美固體礦產等成功實例中，該系統發揮了至關重要的作用，成為‘顛覆性’技術推動行業突破的典范。該系統可以精確探測位于國界和交戰區地下隧道以及隱藏在民用建筑物地下的軍事設施，是中東地區和‘反恐戰爭’標配的‘戰場單向透明’關鍵技術設備。”于平介紹說，黃大年也因此成為行業內的國際著名專家。

航空物探技術一開始就是軍民兩用，它可以探測鐵礦，也可以探測金屬武器。1936年，蘇聯應用了旋轉線圈感應式航磁儀；二戰期間，美國發明了靈敏度更高的磁通門式航磁儀，一開始是為了找潛艇，后來才用于勘探。各國對于航空物探設備出口都嚴防死守。黃大年在英國時參與對水下潛伏目標和深水油氣的高精度探測工作，他所在的英國劍橋ARKeX航空地球物理公司長期與美國洛克希德·馬丁公司合作，研發新一代艦載和機載快速移動探測系統。

黃大年回國后的科研工作，被普遍認為對于中國國防意義重大。他回國后與同事們共同努力，使中國物探技術用5年走了發達國家30年的路，研制出自己的高水平儀器，打破了壟斷。一些采用了暫不能透露的前沿技術的設備尚在研發當中，如果成功將使中國在物探領域位居世界前列。

造靈敏儀器難，飛行探測更難

航空物探，也就是用飛機和輪船搭載電、磁、重力儀器，讓它們替人走一條直線，又快又好地完成任務——用黃大年的話說：“坐在機庫里喝咖啡，喝完了工作也做完了。”但前提是，得有高靈敏的儀器。

裝在飛機上勘測地球的儀器主要分3類：測磁、測電、測重力，前兩者有點像是安檢用的金屬探測儀。

磁力儀可以測量鐵礦。超導干涉磁力儀，是根據磁場達到一定強度就破壞金屬超導狀態的原理；氦光泵磁力儀，根據的是放置在強磁場中的光源譜線會分化的原理。以上兩種高精度儀器，在黃大年組織下，中國近幾年都成功研制出來了。

電測量儀則是讀取地下電阻變化，從而尋找銅、鉛、鋅等金屬硫化礦，還可以找到富含地下水的片區。吉林大學“千人計劃”專家殷長春告訴記者，這需要大功率發射裝備和靈敏的接收裝備。中國在這一領域進步飛速。除了航空物探，它也用于海底物探。輪船可以拖拽著大功率天線巡查海底，尋找油氣田方面的潛力極大。

黃大年專長的重力儀，則是用另一種原理隔空探物。它測量重力效應變化，繪制出密度分布圖。如果地下有空腔，或者重物，都能測出來。除了探礦，重力儀還被用于尋找地下工事和古代遺跡。

除了組織全國技術力量研制新一代測量儀器，黃大年還與同事們制造出無人機物探平臺。聽上去容易，但無人機內多少有磁性物質，飛行一變速或者轉向，都會產生磁場，讓高精度儀器讀數失去意義。科研人員必須研制補償系統，來抵消這一誤差。無人機太小，不能搭載補償系統硬件，于是就要用軟件糾正，這要依靠許多次飛行積攢的數據。因此，只有幾個發達國家有本事用無人機做物探。

在黃大年組織下，無人直升機、無人固定翼飛機和無人飛艇都成功加入中國航空物探隊伍。飛艇物探的好處是不太需要動力，所以在無風條件下可以長時間工作。

讓中國鉆向地球更深處

黃大年回國后，領導了中國的“地球深部探測”專項，代號為“SinoProbe-09”。

此前世界強國都有專門的科研項目，向地球深處進軍。美國有“地球透鏡計劃”，通過地震波監測、斷裂帶地層取樣、地殼變形和衛星上的合成孔徑雷達來全面了解地球，這也是引領世界的高水平研究；歐洲也有類似的深部探測計劃來回答地球演變的問題；俄羅斯有長期的深部探測科研積淀，擁有世界上最深的12000多米的科拉半島鉆孔。

中國在2008年啟動地球深部探測專項前，深反射地震剖面相當于美國十二分之一，鉆洞深度不到俄羅斯紀錄一半。中國科學家在找礦、地震預報和地球科學領域表現平平。

中國的深部探測計劃雄心勃勃，準備建立全國地球物理參數基準網和地球化學基準網。在造山帶、油氣盆地和礦區等多種地質下部署了研究點。

黃大年帶領團隊研發了世界上最先進的地學軟件，為深部探測計劃奠定了數據框架。他作為專項的首席科學家，組織全國技術力量發揮各自所長，幫助中國的深部探測水平一飛沖天，并培養了一支年輕的技術隊伍。

吉林大學研制的超深鉆探設備“地殼一號”，鉆深能力達到萬米，亞洲第一。它的井架高60米，設備有150頭大象重。這套設備首先在大慶附近實驗成功，未來將給中國科學家提供更多的深地數據。

“中國是一個大國，我們不可能總是通過購買別人的儀器來推進各項靈活多樣的科學研究。”黃大年曾經這樣說。他見證和引領了中國在地球探測領域的崛起。

黃大年曾說，自己的偶像是“兩彈”元勛鄧稼先，“看到他，你會知道怎樣才能一生無悔，什么才能稱之為中國脊梁。當你面對同樣選擇時，你是否會像他那樣，義無反顧？”

“人的生命相對歷史的長河不過是短暫一現，隨波逐流只能是枉自一生，若能做一朵小小的浪花奔騰，呼嘯加入獻身者的滾滾洪流中推動歷史向前發展，我覺得這才是一生中最值得驕傲和自豪的事情。”這是黃大年當年寫在入黨志愿書中的誓言。

這是一個戰士的誓言。

一生無悔。