田豐：太空追夢(mèng)人
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 2013-2-27 袁志勇
太空中，人類(lèi)是唯一存在的生命嗎？金星為何沒(méi)有海洋？火星上有生命存在嗎？第二個(gè)“地球”在哪？……
這是田豐的疑問(wèn)，也是田豐追逐的夢(mèng)想。
在這條太空尋夢(mèng)路上，三十多歲的田豐卻已不知不覺(jué)走了二十年。
初識(shí)導(dǎo)師 有了引路人
1992年，田豐考上北京大學(xué)地球物理系天文專(zhuān)業(yè)，開(kāi)始了自己的太空之夢(mèng)。八年的本碩連讀后，他選擇了去美國(guó)科羅拉多大學(xué)攻讀博士學(xué)位。
“選擇科羅拉多，是因?yàn)槟抢镄行强茖W(xué)專(zhuān)業(yè)有很強(qiáng)的實(shí)力，希望能在那進(jìn)一步提升自己。”田豐說(shuō)。
在科羅拉多大學(xué)，田豐很幸運(yùn)地結(jié)識(shí)了他的導(dǎo)師Owen Brian Toon教授。回憶起這位忠厚的長(zhǎng)者，田豐說(shuō)：“他是一位寬容的導(dǎo)師，總會(huì)給學(xué)生足夠的時(shí)間、空間和鼓勵(lì)。我希望以后能像他一樣對(duì)待自己的學(xué)生。”
盡管已經(jīng)過(guò)去12年了，田豐還依然清晰地記得和Owen Brian Toon教授初次見(jiàn)面的情景。
那是2001年的一個(gè)春天，陽(yáng)光明媚。田豐走進(jìn)Owen Brian Toon教授的辦公室，心里有些忐忑。在科羅拉多大學(xué)已經(jīng)當(dāng)了半年助教，經(jīng)過(guò)深思熟慮，田豐希望能有機(jī)會(huì)攻讀Owen Brian Toon教授的博士。
“選擇他，是因?yàn)槲覍?duì)行星大氣和演化感興趣，而他正是這個(gè)行業(yè)的知名專(zhuān)家。”田豐回憶，“盡管之前有過(guò)書(shū)面聯(lián)系，但是見(jiàn)面會(huì)怎么樣，心里沒(méi)底。”
出乎他的意料，面試很簡(jiǎn)單。
Owen Brian Toon教授拿出兩個(gè)課題：一個(gè)是恐龍大滅絕和環(huán)境變化的關(guān)系，另一個(gè)是生命起源過(guò)程中的地球大氣成分。教授問(wèn)他：你對(duì)哪個(gè)感興趣？沒(méi)有其他任何專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。
田豐選擇了后者，就這樣成了Owen Brian Toon教授的學(xué)生。
“他就是這樣寬容的人，只要你對(duì)他的研究真有興趣，他就會(huì)給你機(jī)會(huì)。”田豐說(shuō)。
也正是有了Owen Brian Toon教授的寬容，有了引導(dǎo)，田豐開(kāi)始了自己的真正太空追夢(mèng)之旅。
初露鋒芒 路上有汗水也有鮮花
盡管田豐是對(duì)那個(gè)課題真有興趣，但怎么上手，他還是有些茫然。
“畢竟這是我第一次完成一個(gè)這么大的課題。”田豐說(shuō)。
據(jù)了解，在科學(xué)界有一個(gè)很有名的實(shí)驗(yàn)——米勒實(shí)驗(yàn)（一種模擬在原始地球還原性大氣中通過(guò)閃電產(chǎn)生氨基酸等有機(jī)物，以論證生命起源的化學(xué)進(jìn)化過(guò)程的實(shí)驗(yàn)），這個(gè)著名的“米勒實(shí)驗(yàn)”一直被認(rèn)為是地球上最早有機(jī)成分誕生情況的再現(xiàn)，但按照科學(xué)界1970年以來(lái)對(duì)地球原始大氣成分的估計(jì)，這個(gè)過(guò)程是不大可能發(fā)生的。
“最關(guān)鍵的是大氣中氫含量。上世紀(jì)七十年代后，科學(xué)界一直認(rèn)為大氣中氫含量很少，不足以支持‘米勒實(shí)驗(yàn)’的發(fā)生。”田豐說(shuō)，“爭(zhēng)議了幾十年。”
“我能破解這樣的難題嗎？”當(dāng)時(shí)田豐在心里一遍又一遍地問(wèn)自己。
他查閱了大量的文獻(xiàn)，翻閱了大量的書(shū)籍?？上У氖牵诘谝淮螌?dǎo)師組織的討論中，他還是沒(méi)有說(shuō)出個(gè)所以然。
“幸好有導(dǎo)師的寬容和提點(diǎn)。”田豐回憶，當(dāng)時(shí)Owen Brian Toon教授并沒(méi)有批評(píng)他，只是告訴他：這項(xiàng)研究，一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型很關(guān)鍵，你應(yīng)該和搞計(jì)算數(shù)學(xué)的人聯(lián)系一下。
田豐找到了Hans De Sterck，當(dāng)時(shí)科羅拉多大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系的博士后，在田豐的介紹下，這位學(xué)者對(duì)田豐的研究課題產(chǎn)生了興趣。他們組成研究小組，努力攻關(guān)。
幾分汗水、幾分協(xié)作、加上導(dǎo)師的幾分提點(diǎn)，田豐的工作開(kāi)始在行星大氣科學(xué)界受到重視。2005年5月他作為第一作者在國(guó)際頂級(jí)雜志《science》發(fā)表文章首次成功揭示早期地球大氣氫含量，為“米勒實(shí)驗(yàn)”提供了支持。
不僅如此，在國(guó)外的幾年，田豐的幾項(xiàng)研究也先后引起了美國(guó)天文界的關(guān)注。
2005年，他作為第一作者在國(guó)際著名雜志《the Astrophysical Journal》發(fā)表文章首次成功地解釋了類(lèi)木系外行星HD209458b的高層大氣。
2006年，他作為第一作者在國(guó)際著名雜志《Icarus》上發(fā)表文章首次約束了土衛(wèi)二南極“噴泉”的表面速度。
……
正是由于他的成就，盡管當(dāng)時(shí)他還年輕，但自2008年來(lái)，他開(kāi)始連續(xù)主持組織美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年會(huì)的行星大氣及演化分會(huì)，擔(dān)任包括《Science》在內(nèi)的國(guó)際知名學(xué)術(shù)刊物的審稿人，美國(guó)航空航天局Origins和Outer Planet Research研究項(xiàng)目函審評(píng)委，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金天文研究項(xiàng)目評(píng)委。
田豐的太空追夢(mèng)之旅，付出了汗水，收獲了鮮花。
初為人師 培育更多同路人
在國(guó)外學(xué)習(xí)和工作了10年，盡管對(duì)田豐來(lái)說(shuō)，工作生活早已順風(fēng)順?biāo)?。但是，田豐始終沒(méi)有忘記自己的根。
“當(dāng)時(shí)在美國(guó)，幾乎每所排名靠前的高校都有行星科學(xué)專(zhuān)業(yè)。而在國(guó)內(nèi)，幾乎沒(méi)有相關(guān)的課程。即使是今天仍然僅有清華大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)和山東大學(xué)威海分校等少數(shù)幾所高校在提供有限的相關(guān)課程。”田豐說(shuō)，“我希望回家和更多的人一起為國(guó)家這個(gè)學(xué)科做點(diǎn)貢獻(xiàn)。”
他不顧導(dǎo)師和同事的挽留，下定決心：回國(guó)。
時(shí)值祖國(guó)向世界頂尖科學(xué)家敞開(kāi)懷抱。2010年中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)“百人計(jì)劃”向田豐發(fā)出了橄欖枝。
2011年，回國(guó)后的田豐又申請(qǐng)來(lái)到清華大學(xué)當(dāng)教師。“我希望能當(dāng)一名教師，為國(guó)家培養(yǎng)點(diǎn)行星科學(xué)人才，能和他們一起共同努力進(jìn)行尋找地外生命的研究。”田豐說(shuō)。
2012年秋，他在清華開(kāi)設(shè)了一門(mén)關(guān)于行星科學(xué)的介紹性課程。清華的年輕人有點(diǎn)出乎他的意料。每次講課，只要稍微有點(diǎn)模糊的地方，都會(huì)有人追問(wèn)，必須要弄清楚。
“有些是行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有答案的，但是他們能問(wèn)到，這讓我很驚訝，有時(shí)有點(diǎn)尷尬，也很興奮。有這么多優(yōu)秀的學(xué)生，這對(duì)我是一種鞭策。也許有一天他們將是我的同行，我必須努力更好地傳授知識(shí)和科研方法。”
說(shuō)到這，田豐語(yǔ)氣里有幾許期盼：他的太空追夢(mèng)之旅，將有更多的同路人。
——延伸閱讀——
一點(diǎn)興趣：“我也?？纯萍既?qǐng)?bào)”
年輕的田豐還是位科技日?qǐng)?bào)的讀者。
和記者一見(jiàn)面，先談的不是科研，而是報(bào)紙。
“經(jīng)?？茨銈兛萍既?qǐng)?bào)，包括網(wǎng)站。特別是一些有關(guān)天文、行星科學(xué)和氣候變化方面的報(bào)道，我更感興趣。”田豐說(shuō)。
這一下子拉近了記者和田豐的距離，隨后的談話(huà)竟然圍繞著新聞報(bào)道談開(kāi)了。
“給你提一個(gè)建議，現(xiàn)在有些科學(xué)問(wèn)題還都處于爭(zhēng)議當(dāng)中，以后你在寫(xiě)報(bào)道之中應(yīng)該多寫(xiě)寫(xiě)不同專(zhuān)家的意見(jiàn)，中立一點(diǎn)，別給讀者誤導(dǎo)。”田豐笑著和記者說(shuō)。
“要不您有空的時(shí)候給我們多寫(xiě)點(diǎn)科普文章。”記者嘗試地約起稿來(lái)。
“好呀，好呀。”田豐開(kāi)心地回答。
一點(diǎn)遺憾：“可能能住人的行星又少了兩顆”
“如果春節(jié)之前你過(guò)來(lái)，我會(huì)告訴你，可能能住人的行星有9顆，現(xiàn)在又少了2顆。”田豐有點(diǎn)遺憾。
據(jù)了解，人類(lèi)一共發(fā)現(xiàn)了800多顆系外行星，類(lèi)地行星有幾十顆。在這些類(lèi)地行星中，目前還沒(méi)有確認(rèn)的可居住行星，候選者曾有9顆。這些行星的大氣成分如何隨時(shí)間變化，這些行星大氣是如何與行星生物圈相互作用并演化的，將是田豐研究的重點(diǎn)，他希望通過(guò)觀(guān)測(cè)和計(jì)算找出那些可能的可居住行星，并且發(fā)現(xiàn)這些行星上可能存在的生命。
“可惜，最近有報(bào)道認(rèn)為其中兩顆行星已經(jīng)不可居住了。”田豐說(shuō)。
一點(diǎn)希望：“我國(guó)系外行星研究實(shí)現(xiàn)大跨越”
當(dāng)問(wèn)到自己在忙什么。田豐開(kāi)心地告訴記者，在參與籌備一個(gè)項(xiàng)目，通過(guò)觀(guān)測(cè)恒星的位移來(lái)發(fā)現(xiàn)真正的可居住行星。
“如果能成功，我國(guó)的系外行星研究將實(shí)現(xiàn)一個(gè)大跨越。”田豐介紹，這個(gè)方面的研究，我國(guó)目前還處于落后地位，人類(lèi)一共發(fā)現(xiàn)了800多顆系外行星，而國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的卻不超過(guò)5顆。希望正在準(zhǔn)備的這個(gè)項(xiàng)目能幫助我國(guó)成為第一個(gè)發(fā)現(xiàn)真正的第二個(gè)“地球”的國(guó)家。“如果能實(shí)現(xiàn)的話(huà)，那對(duì)這些行星上的系外生命的探測(cè)將會(huì)有劃時(shí)代的意義，一想到我可能會(huì)有幸參與其中，就很興奮。”說(shuō)到這，田豐的眼里充滿(mǎn)了孩童般單純的興趣和興奮。
■ 人物檔案
田豐 清華大學(xué)地球系統(tǒng)研究中心教授、中科院國(guó)家天文臺(tái)“百人計(jì)劃”研究員。2005年至2006年，在美國(guó)科羅拉多大學(xué)大氣與空間物理研究所從事博士后研究；2006至2008年在美國(guó)宇航局從事博士后研究；2008至2009年，在麻省理工學(xué)院地球、大氣與行星科學(xué)系擔(dān)任講師。自2008年來(lái)連續(xù)主持組織美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年會(huì)的行星大氣及演化分會(huì)，擔(dān)任包括《科學(xué)》在內(nèi)的國(guó)際知名學(xué)術(shù)刊物的審稿人，美國(guó)航空航天局Origins和Outer Planet Research研究項(xiàng)目函審評(píng)委，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金天文研究項(xiàng)目評(píng)委。先后在國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議上發(fā)表論文30余篇。
