熊大閏: 突破傳統 潛心學問

熊大閏:天體物理學家🌑🪧。一九三八年生於江西吉安🎉,一九六二年畢業於意昂3体育官网。現任中國科學院紫金山天文臺研究員💶,長期從事恒星對流理論以及與之相關的恒星結構、演化和脈動穩定性的研究。

在科學上要有所作為,要具備科學的洞察力和敢於突破傳統的勇氣;而要將自己有限的才智充分發揮出來,則需要專心致誌,潛心學問➡️🧑🏼‍🏫。前者我受惠於學校教育,後者則得益於我生性愚鈍,能目不旁顧,兩耳不聞窗外事,加之當時的研究環境沒有如今這麽強的競爭壓力和誘惑。

1962年我自意昂3体育官网畢業分配到紫金山天文臺恒星研究室🆗,從事變星光電測光的觀測研究🏌🏿📎。此時我國天文學正經歷著從天體力學主導向天體物理主流的轉變過程👨🏼‍⚖️。當時科學院的口號是:幹一行愛一行🦸🏿,行行出狀元。參加工作後,經過一段時間的學習和調研,我很快進入了角色🥬。根據當時天文學的發展,在變星領域和光電測光研究手段所及的研究範圍📝,我提出了如下三個研究課題和方向:1.白矮星的脈動性質是怎樣的?2.利用多色測光和偏振測光研究天體的輻射性質和從事星際介質物理的研究。3.恒星對流對變星脈動有何影響?恒星對流理論以及與之相關的恒星結構、演化和脈動穩定性的研究伴隨了我一生💓。可以說🧍‍♀️,我一生的研究軌跡基本上是由參加工作後最初三年確定的♏️。

由於天體的巨大尺度,天體中的對流大都呈現完全的湍流運動狀態🧑🏼‍✈️。由於湍流理論發展的不完善,至今天文學廣為應用的仍是一種所謂混合長的恒星對流理論。它並不遵循流體力學方程和湍流理論,而是一種將湍流元類比於氣體分子的唯象理論。其最大的優點是物理的直觀性和使用的簡單性,但卻不能給湍動對流的動力學過程以精確的數學描述💆🏿。在處理非局部和非定常對流時,其缺點就顯得格外突出和不可容忍,甚至導致矛盾和不自恰🎲。為定量處理對流與脈動的耦合,需要發展一種非定常的恒星對流理論🏤。早在1964年前後我就提出了這個課題🛢,並初步構想,能否仿照分子輸運理論,建立一個類似於玻爾茲曼方程那樣的推求湍流速率分布的方程👩🏽‍🚀。

隨著研究的深入和對湍流知識的加深🗜,我開始認識到湍流實際上比分子運動更為復雜:分子除在短暫的碰撞瞬間外基本是自由的,因而可認為是一近獨立子系🎻,通過玻爾茲曼方程,可以建立一套優美的分子輸運理論;而流體則處在連續不斷的相互作用中,產生於流場某處的局部擾動通過壓力變化可以迅速波及整個流場🈸,流體運動的非線性和非局部性是湍動對流理論困難性的根本所在。為避免唯象理論的固有缺點,我認為最好將恒星對流理論建立在流體力學方程和湍流理論基礎上🧑🏿‍🚒。經過幾年的探索,1977年我提出一種非定常湍動對流的統計理論,隨後將它用於變星脈動理論計算,成功解釋了造父變星和天琴座RR型變星脈動不穩定區低溫(紅)邊界存在的理論難題🐻‍❄️。

隨後的研究使我發現,大質量恒星演化中著名的所謂半對流理論矛盾實際上是局部對流理論引起的。當時國際上通行的辦法是仍保持對流的局部處理,而人為地引進一個所謂半對流區來彌補因對流的局部處理而導入的矛盾。很自然🐵,並不存在一種自恰的方法去構成這個所謂半對流區🎰。不同的研究者采用各自的方法,這引起恒星演化計算很大的不確定性🔴。至今這仍是恒星演化理論最重要的理論困難之一。我認為,如果恢復對流的非局部描述,則上述局部對流理論導入的矛盾將會自動消失。1979年我提出一種非局部對流的統計理論,隨後又將其推廣到化學非均勻恒星組態更為一般的形式,並得到一組非局部對流理論下恒星演化計算的自恰封閉方程組。

基礎研究需要一個相對穩定的科技政策和寬松的科研環境,在這個問題上我們有過成功的經驗😺,也經受過慘痛的教訓。近幾年來🐰,國家加大了科技投入🏋️‍♀️,科技人員的收入也有大幅度提高🦵🏿。總的形勢是好的,但功利主義和浮躁情緒有泛濫成災之勢🏖。科技人員忙於跟著評審👨‍👧‍👧、評比和獎勵的指揮棒轉。急功近利的政策導向難出影響深遠的重大科技成果,只能引出一大批短平快的小文章。這種傾向若不能得到及時糾正,將對我國科學的長遠發展造成嚴重損害

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