先生，不僅是一種稱謂，更蘊含著敬意與傳承。今年是中國科學院學部成立70周年。70年來，中國科學院學部共遴選1560位中國科學院院士，他們是中國科技發展的中流砥柱，為解決國家重大需求、攀登世界科技高峰、傳承弘揚科學精神等做出了突出貢獻。總臺中國之聲推出《先生》特輯，向以德性滋養風氣的大師致敬、為他們的成就與修為留痕。

曾慶存：搞科學的要真有科學的樣子。第一，我要想到學科怎么發展。第二，國家怎么需要。

【人物名片】

曾慶存，1935年生，廣東陽江人，今年90歲。中國科學院院士、國際著名大氣科學家、國家最高科學技術獎得主。他創立的“半隱式差分法”是世界上首個用原始方程直接進行實際天氣預報的方法，這一算法如今仍是世界數值天氣預報核心技術的基礎。曾慶存在氣象領域取得諸多“零的突破”，除數值天氣和氣候預報外，也為氣象衛星遙感作出開創性貢獻。

“求解大氣運動的原始方程組

哪怕沒人搞成過”

天氣預報是算出來的。這是了解曾慶存的故事之前，需要建立的認知。

預測天氣的背后，是一組包含大氣運動溫度、氣壓、濕度、風向、風速等諸多變量的復雜方程。國際氣象科學界早就明確，想準確預報天氣，就得求解大氣運動的原始方程組，但在曾慶存之前，沒人搞成過。

1957年，北京大學物理系畢業的曾慶存到莫斯科蘇聯科學院留學，他的導師、國際著名氣象學家基別爾建議他嘗試解斜壓大氣動力學原始方程組這個世界難題。就是在那里，曾慶存提出了后來享譽世界的“半隱式差分法”。

▲曾慶存院士

被問及靈感從何而來，曾慶存笑說“只有天曉得”。“天氣你天天感應，就會感到天氣是有快有慢的，是大氣整個的運動，這個就是天氣的載體，表現出來的是刮風下雨等現象。經過多次失敗，我突然就明白了，既然分別為現象和載體，變化有快有慢。我為什么一定要用統一的辦法來計算呢？我分開計算不就行了嗎？我把載體的運動和現象分開來計算，就叫作‘半隱式差分法’。”

先分開計算，再綜合。曾慶存的“半隱式差分法”大大減輕了計算機的負荷，他用一個小時的計算時間就拿出了一張用原始方程做出的歐洲區域一天后的天氣圖。1960年冬天的那個雪夜，他奔出機房，欣喜若狂。

曾慶存：我一做出來之后去見老師，因為太累，半路上我暈倒過去。旁人救醒我后，就把計算的結果給老師，老師高興得要命，立刻就要我多算幾個例子，結果都很好！于是馬上就給當時三大世界氣象中心之一的莫斯科世界氣象中心使用這個算法，結果我們預告準確度達到60%以上，那就可以業務使用了。馬上就向世界公布，就用這個算法了。

這是世界上最早的數值天氣預報業務。人們不必只靠經驗來推測天氣了，直到今天，世界各國的數值天氣預報還是靠這個打底。

那一年，曾慶存25歲，接觸大氣物理，不過五六年。

“一定要把中國的科學搞上去！”

“溫室栽培二十年，雄心初立志驅前。男兒若個真英俊，攀上珠峰踏北邊。”

多年后，曾慶存還念起自己1961年夏天研究生畢業歸國前寫下的這首《自勵》。

曾慶存這樣解釋這首詩：“男兒如果你是真英俊，你試試看，攀上珠峰踏北坡。科學的最高峰你要爬上去，而且要踏上北邊。因為北坡是中國的領土，那就是說一定要把我們中國的科學搞上去。”

曾慶存學成歸國時，國內連一臺高速計算機也沒有，半隱式差分法沒有用武之地。他沒有停下來，專心搞深入的理論研究。

曾慶存：我們在準備力量要實現優化。但是我們還沒有力量。比如說短期天氣預報，變成長期的或中期，你怎么預報？這個道理在哪？你必須搞清楚。我一定要問為什么，而且我給出答案。

▲曾慶存

當時的新中國被排除在聯合國和世界氣象組織之外，難以掌握世界各地的氣象資料。能否用間接方法來做天氣監測，放衛星？我們有沒有這樣的技術，有多少把握？大多數人不敢想。

曾慶存：中國必須放氣象衛星。比方說衛星的軌道、探測哪些東西，所以我就提出衛星遙感的原理，尤其是怎么進行垂直探測。我弄懂了這東西，我們國家也規劃了，我們就更有底氣了。

1974年，曾慶存的專著《大氣紅外遙測原理》仿佛一部預言書，奠定了日后中國氣象遙感監測的理論基礎。那些年，他帶著幾個學生日夜計算。80萬字的《數值天氣預報的數學物理基礎》也是在這種條件下寫出的。這是國際氣象學界公認的世界首創。

在曾慶存的《自勵》詩中，哪怕舉世聞名的“半隱式差分法”，也被他歸入“溫室栽培”階段，曾慶存有更大的雄心：把中國的科學搞上去。他沒有食言。

1980年，45歲的曾慶存被選為中國科學院學部委員，成為當時最年輕的學部委員之一。

作為大氣物理研究所所長，他想盡辦法弄來了國內第一部最快的計算機；他帶著團隊做了跨季度氣候預測研究；他力主改革，在他任內，全所上下共同努力，建成了當年亞洲第一高的中國首座大型全面的氣象環境自動化監測和大氣邊界層綜合研究試驗的大塔……

2019年，曾慶存獲得國家最高科學技術獎。

▲曾慶存獲國家最高科學技術獎

“比大氣原始方程復雜一萬倍

我們要算整個地球”

曾慶存一生的研究都沒有離開“計算”，多年后，他要搞更復雜的計算來“把脈”地球，這源于另外的壓力。

20世紀90年代，歐洲國家等提出要減少人類排放二氧化碳，要定條約制定各國排放額度以保護全球的氣候。1990年，到日內瓦參加第二次氣候變化大會的曾慶存，徹夜難眠。“那時候中國很被動，我在哥本哈根參加會，睡不了覺，對我們非常不利。”

曾慶存覺得，要想出破局辦法，必須為此專門而強力地研究，他主張，既要研究減排技術，也要搞清氣候變化的機理，為此曾慶存提出要加強理論研究和大規模的數值模擬。用自己的模式和數模得到的數據，才有國家參加氣候談判的信心，也是應對自然災害和環境問題的能力底氣。

曾慶存：比如說應對氣候變化，二氧化碳增加怎么辦？我們又怎么減排？我們的方程式，比原來單個大氣的原始方程要復雜一萬倍啊。又有大氣要管，海洋要管，陸地要分層的，還有生物的生態，統統都在這個模型里面了。

▲曾慶存在辦公室工作

歷經14年攻關，2021年，在國家統一規劃下，我國用于地球系統數值模型做計算的巨型計算機，也就是裝置“寰”終于在北京落成啟動。曾慶存欣然提筆寫下了這個意蘊深遠的漢字。“寰”，意味著祖國的長空萬里，是神州的宇內天下。

曾慶存：我們呼吁要把“寰”搞大。我國的模式和模擬結果要參加到國際計劃中去經過國際比較，可知我們模型是全世界較全、較好者之一。

▲地球模擬實驗室展廳

曾慶存很忙，但他還在用心安排每個學生的研究領域。地球系統數值模擬裝置的總工藝師周廣慶，是曾慶存的學生。

周廣慶：曾先生給我安排的就是做偏海洋，同時做海氣耦合的模型，他當時的布局實際上是跟我后來所從事“寰”的工作當然是有密切相關的……

“寰”，寄托著包括曾慶存在內的幾代科學家對整個地球系統的宏觀理解，他們回望過去，他們觀察現在，他們預測未來。

曾慶存：怎么人工地控制天氣演變，例如本該在中國登陸的臺風，可否控制它不登陸？你怎么能夠控制？也可以先用數值模擬試驗了。從去年年底開始，已經納入“寰”這個任務當中。大概明年可能會算出一點結果。

“人除了吃飯以外

還應該為國家做點事”

剛剛過去的五四青年節，曾慶存滿90周歲。關于大氣物理的研究、計算貫穿了他的一生。這一切也許在人生之初就有某種暗示。

幼年的曾慶存在廣東陽江家中，和父親有過一段趣味盎然的“對詩”。“久雨疑天漏，長風似宇空；丹心開日月，風雨不愁窮”。曾慶存解釋：“我從小也是跟在農田里面滾，農業和氣象關系是很密切的，那時臺風過境，風大雨急，父親喊我對詩，他說‘久雨疑天漏’，我對‘長風似宇空’……” 人生最早的詩篇暗藏著機緣。1952年，曾慶存考上北京大學物理系，卻轉去氣象學科。

曾慶存：要考大學的時候，我第一志愿是報北京大學物理系，就是想學原子物理。為什么學氣象？1952年也還要抗美援朝，還要發展農業，就是對氣象影響非常大，是非常依賴氣象。強大的動力來自愛國。誰也不能否認這個動力。

風雨穿透歲月，不知道當年與父親對詩的孩子有沒有想過自己有一天也能測得天氣，但曾慶存的確用一片“丹心”開了日月。

▲曾慶存近照

90歲的曾慶存談起自己的日常，他說，要整理自己的研究成果，還要出差談合作，覺得每一天都不夠用。

曾慶存：比如說地球系統模型，我還算努力搞了幾個課題，好不容易弄出來了。現在我要跑到外面去，也就是想為它爭取一些合作！人除了吃飯以外，還應該為國家做點事，活到老學到老，工作到老。

【記者手記】

我是記者王嫻。我非常好奇曾先生的“半隱式差分法”，我問到底如何解開這組方程。先生首先糾正我，他說自己是“求解”方程組。這像先生在我面前姿態的一種隱喻。他并不為自己的科學研究寫結語，也不標榜數理難題的終極答案，那些模型、模擬裝置始終是屏幕上跳動的數字，他算了一輩子，演算還在進行。他所急切的，是忙不完的課題和研究成果的翻譯。盡管他已站在高處，仍以攀登者的姿態向上，帶著后輩一路求索，我猜，他想到達的頂峰，應該有平流層那么高。

來源：中國之聲

責任編輯：宋同舟