院士箴言:“宁做一个冲锋的兵,不躺在已得的荣誉上停滞不前”。
【简介】苏定强,天文学家和光学工程专家。1936年6月15日生于上海,籍贯江苏武进。1959年毕业于南京大学天文系。1991年当选为中国科学院院士。1959至1962年留校任南京大学天文系助教。1962至2003年在中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所工作,参与了我国2.16m天文望远镜等多项天文仪器的研制。2003年回南京大学,任天文系教授。同时任中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所研究员。目前,还兼任北京师范大学天文系兼职教授,南京理工大学名誉教授。曾任中国天文学会理事长(2002—2006年),国际天文学联合会(IAU)第9委员会 (Commission9)主席(2000—2003年),第八届、第九届全国人大代表。
在大望远镜光学系统的研究中,提出一系列新的折轴系统和透棱镜改正器。提出了应用主动光学产生按传统概念不能实现的面形变化的光学系统的思想,领导研制成中国第一个主动光学实验系统。发表论文近70篇。1993年获国家自然科学奖二等奖,1998年获国家科技进步奖一等奖,1999年获何梁何利基金“科学与技术进步奖”,2006年获国家科技进步奖二等奖。还曾获中国科学院奖两次一等奖、两次二等奖。
我国第一架马克苏托夫望远镜的研制者
苏定强在上海肇光中学念初中时就酷爱化学、数学、物理,学习成绩优秀。初三时又开始对天文学产生浓厚的兴趣。1951年初中毕业后考人上海高机(后为上海动力机器制造学校),课余仍对天文充满爱好,并与一些小朋友共同制作望远镜观测天象。1955年苏定强考入南京大学天文系,大学期间即已在《南京大学学报》等刊物上发表论文,并研制成我国第一架马克苏托夫望远镜。1959年毕业后留校任助教,曾先后与其他教师共同讲授过《天体物理方法》、《基础天文》、 《匣星天文学》等课程。1962年苏定强调至中国科学院南京天文仪器厂(后中国科学院南京天文仪器研制中心、中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所)工作。
在中国天文发展史上树起里程碑 在苏定强参与过的多项工作中我们较详细地介绍一项——2.16米天文望远镜中的折轴系统。 自20世纪60年代起,大学毕业不久的苏定强便作为中国科学院南京天文仪器厂的青年科技骨干,积极地投入到了 2.16米望远镜的研制丁作之中。折轴系统是望远镜中二三个主要的光学系统之一。传统望远镜的折轴系统和卡塞格林系统使用不同的副镜,转换时需要更换。这不仅增加了机械结构的复杂性,还往往降低了光学系统准直的精度,使像质变坏。有些机构转换时还要花去不少时间。为了使卡塞格林系统和折轴系统问的转换更简单、更精确和更快,当时年仅30岁的苏定强在考虑2.16米望远镜总体方案时没有被传统的思维所束缚,提出有没有可能不更换副镜(即折轴系统与卡塞格林系统共享同一个副镜)来获得折轴系统?循着这一思路,苏定强想出了一系列新的折轴系统,并在1966年召开的2.16米望远镜上海会议上报告了这些内容。这是苏定强在折轴系统的研究上走出的第一步。这些新折轴系统虽有转换时能保持更好的准直、结构简单、转换快、大镜面减少等优点,但同时也存在如:或增加的光学组件较多光量损失增加,或者由于有折射元件波段受限制和有色差,或加工难度较大,或视场太小等缺点,苏定强本人并不十分满意。后由于“文化大革命”的干扰, 2.16米望远镜的研制工作不久即停顿。
1972年2.16米望远镜的研制工作恢复。同年6月他提出了一种较好的折轴系统,不更换副镜,仅在极轴上端增加一块椭球而镜 (中继镜)。由于这种折轴系统巾没有折射元件,只增加一块反射镜,它的加工又没有困难,却能避免传统折轴系统由于转换副镜带来的一系列问题,于是就决定2.16米望远镜上采用这样的折轴系统。这是苏定强在折轴系统的研究上走出的第二步。
1973年,负责机械设计的同志对折轴系统提出了一些结构上的限制,光学系统不得不作相应修改。苏定强工作十分仔细,他注意到改动前后彗差的符号变了。出于数学上的敏锐性,他立即意识到:这中间应当存在一个彗差为零(即消彗差)的解(结构),苏定强很快就找到了这个解。这是他在折轴系统的研究上走出的第三步。后来机械上的限制取消了,2.16米望远镜就采用了苏定强提出的这种既不需要更换副镜且能够同时消去球差和彗差的折轴系统。具体说同时消去球差和彗差是这样来实现的:转换时将副镜做小量平移(在2.16米天文望远镜上约11mm),同时将中继镜面形取为适当的扁球面,这样的折轴系统有极佳的像质,远优于设计任务书的要求和传统的折轴系统。 这一折轴系统得到了国际上的高度好评。1977年10月,以第15届国际天文学联合会主席、美国基特峰国家天文台台长L. Goldberg为首,由包括6位美国科学院院士在内的10位美国著名天文学家组成的考察组访问中国时,盛赞苏定强提出的2.16米望远镜采取单副镜的设计是“世界上最优秀最独特的设计”。1979年9月,国际著名天文光学家、美国基特峰闻家天文台第一任台长、曾任美同光学学会主席的A.B.Meinel访华得知这种折轴系统后,在他同美后发表的论文中不仅引用,并且以介绍2.16米望远镜光学系统文章的三位作者苏定强、俞新木、周必方姓的第一个字母SYZ命名了这种折轴系统中的中继镜。欧洲南方天文台 (ESO)从20世纪80年代开始研制VLT-由4个8米望远镜组成的阵,其中的每个8米望远镜都采用了与2.16米望远镜相似的共享副镜和采用中继镜的折轴系统。2.16米望远镜中苏定强和俞新木设计的R—C系统像场改正器,川王亚男和苏定强共同建立的光学系统优化程序优化。国际著名天文光学家R.N.wilson在他的专着中称这个设计(像质)是最好的,已成为这类改正器的标准。在2.16米望远镜的设计中苏定强和俞新木还专门编制了非共轴系统的光线追迹程序,严格计算了偏轴情况下的像质和允差。
2.16米望远镜是中国天文学发展史上的一个里程碑。在项目组全体成员的努力下,这架望远镜于1989年11月落成并投入工作,直到2008年4月它一直是国内最大的光学望远镜,也是我国出成果最多的光学望远镜。通过2.16米望远镜的研制,成长了一批我国的望远镜专家;通过这架望远镜的使用和完善,又成长了一大批我国的观测天文学家。
1998年2.16米天文卑远镜荣获国家科技进步奖一等奖,苏定强是第一获奖人。
成功研制世界最大的大视场望远镜
大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)是经同家计委立项、已处在精调和试运行阶段的国家大科学工程。王绶琯是LAMOST的第一位建议人。他提出了这架望远镜的科学目标,并和苏定强共同提出了这个望远镜的初步方案。这是一架特殊的反射Schmidt望远镜,通光口径3.6m一4.9m,视场5,焦面上设置4000根光纤。望远镜固定地沿南北安放在地面上,观测时仅第一块反射镜和焦面作转动。LAMOST中第一块反射镜既要把不同方向的光反射到球而镜方向,同时要改正球面镜的球差,对不同方向的天体(包括同一个天体在观测过程中)要求的第一镜面形是不同的,按传统这样的光学系统是不能实现的。苏定强提出了把主动光学用到这里,实时改变第一镜面形的初步想法。经总工程师崔向群的细化和作了多项进一步创新,这种方法在LAMOST上终于成功,这是我国专家提出和成功实现的一种望远镜中的新方法。在LAMOST项目组全体成员特别是崔向群为首的工程专家们的努力下,2008年8月底LAMOST总装完毕,10月13日已达到在一次曝光中能获得约3000条天体(即约3000个天体)的光谱。2008年10月16日在国家天文台兴隆观测站隆重举行了LAMOST落成典礼。LAMOST将是中国天文学发展史上的一个新的里程碑。LAMOST是一架独特的望远镜,是当前世界上最大的大视场望远镜,也是当前世界上光谱观测获取率最高的望远镜。
不断开拓新的学术和教学领域 在学术领导方面,苏定强也是十分认真的。他担任中国天文学会理事长期问,在他和理事们的共同努力下每年都举行了学术年会,并且申办成功了2012年在中国举行国际天文学联合会(IAU)大会。
苏定强l991年就当选为中国科学院学部委员(院士),但他并没有躺在荣誉上不再前进。1994年他和王绶瑁、崔向群、褚耀泉、王亚男共同发起了LAMOST项目。1991—1998年他先后领导研制成中国第一个薄镜面主动光学实验系统和第一个拼接镜面主动光学实验系统。他年轻时就对数学、物理有兴趣,二十世纪六七十年代曾有七八年的时间每天晚上自学数学、物理。他对广义相对论很有兴趣,但只学过极少一点,2006年70岁的他开始极努力地学习广义相对论。一年后,他在南京大学正式讲授“广义相对论基础”课程。他说这既是为同学们作贡献,也是给自己加压力,迫使自己更努力地学习。那学期他书房的灯几乎每晚都是在12点左右才熄灭,有时甚至到凌晨2点。这是一位已经70多岁的老人,而且是一位已经拥有很高荣誉头衔的人。2008年秋他第二次教这门课了,他没有放松,对自己提出了更高的教学要求。另外,他已经向南大天文系提出,明年还要再开一门新课“宇宙学引论”。