高原上的背影-高原上的背影
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    ——记地质学家刘东生院士

    张继民

    再版前言

    国家最高科学技术奖是我国科技界的最高奖项。该奖项自2000年设立以来,共有18位科学家获得这一殊荣。这些最高科技奖获得者是我国科技战线上的杰出代表,在他们身上集中体现了我国科学家热爱祖国、无私奉献、创新开拓、团结协作的时代精神,体现了科学民主、严谨求实的优良学风以及高尚品德和人格魅力。在数十年的科研生涯中,他们不仅为我国的科技发展、社会进步和人类文明作出了重大贡献,而且,还为国家培养了大批科技人才,成为广大科技工作者学习的楷模。

    为了颂扬时代精神,弘扬主旋律,用科学家的感人事迹和高尚情操引导人们的价值取向,2009年,在中国科学院成立60周年之际,我们出版了《国家荣誉——最高科技奖获得者报告文学》一书。该书由10篇报告文学组成,由中国科学院组织作家撰写,记录了10位最高科技奖获得者的人生轨迹,展示了他们的巨大成就、弘扬了他们的科学精神和科学方法,塑造出一个个鲜活生动、可亲可敬的大师形象。此书是国内首部以最高科技奖获得者为描写对象的报告文学集。时任中国科学院院长路甬祥亲自为该书作序。书出版后,社会反响良好,得到广大读者的欢迎和媒体的广泛关注,被列入江西省“2011年暑期一本好书”项目,赢得了学校师生的广泛赞誉,对引导青少年树立正确的人生观、世界观和价值观,立志成为全面发展人才具有深刻的教育意义。

    应广大读者的要求,我们对该书进行再版。为了方便中小学生阅读,这次再版,我们在书的形式上作了较大变动,将书中的10篇报告文学分成单册,开本由大变小,字号由小变大,风格更加轻灵活泼。10本小册子组成一套“最高科技奖获得者丛书”,希望得到小读者们的喜爱。

    30多年前,《哥德巴赫猜想》《小木屋》《地质之光》等以科学家为描写对象的报告文学名篇,引导许多青少年走上科学道路,充分证明,科学家的人格魅力和文学作品的感染力有着无穷的力量。我们期待,这套小丛书能够再次点燃崇尚科学、献身科学的热潮,引导新一代青少年步入科学殿堂。

    初版序

    伴随着共和国前进的脚步,中国科学院已经走过60年的光辉历程。60年来,科学家们为了国家的繁荣昌盛,人民的幸福安康,与祖国风雨同舟,忧乐与共,付出了巨大牺牲,作出了巨大贡献。

    早在上世纪50年代,一大批在海外工作的科学家,就响应祖国的召唤,克服重重困难,义无反顾地踏上回国的征途,投身新中国的社会主义建设事业,用满腔热血铸就我国科学技术发展的根基。改革开放以来,我国科技战线又涌现了无数的杰出科学家,他们继承和发扬老一辈科学家的优良传统和无私奉献精神,团结奋斗,锐意创新,创造出前所未有的光辉业绩。

    60年来,在科技战线涌现出许许多多的杰出人物,留下许许多多的感人故事。历史将永远铭记几代科技工作者的卓越贡献。弘扬他们的崇高精神,学习他们的高尚品德,感受他们的人格魅力,对实现我国新时期的战略发展目标,贯彻落实中央提出的科学发展观,鼓舞广大科技工作者继续努力奋斗具有重要意义。

    为此,在迎接中国科学院建院60周年之际,出版国家最高科学技术奖获得者的报告文学集是一件很有意义的事情。本书集中塑造了10位国家最高科学技术奖获得者的光辉形象。这些最高科技奖获得者是我国科技战线上的杰出代表,在他们身上集中体现了我国科学家热爱祖国、无私奉献、创新开拓、团结协作的时代精神,体现了我国科学家科学民主、严谨求实的优良学风、高尚品德和人格魅力。在数十年的科研生涯中,他们不仅为我国的科技发展、社会进步和人类文明作出了重大贡献,而且还为国家培养了大批科技人才,成为广大科技工作者学习的楷模。

    在改革开放的伟大历史进程中,颂扬时代精神,弘扬主旋律,用英雄模范人物的感人事迹和高尚情操引导人们的价值取向,文学艺术工作者承担着重要责任。改革开放之初,中国科学院曾经组织一些作家走进中国科学院,与科学家广交朋友,写出了一批包括《哥德巴赫猜想》《小木屋》《地质之光》在内的有着广泛影响的作品,引导许多青少年走上科学道路,至今,这些作品还深受广大读者喜爱。我赞赏作家们为此所作出的努力。文学艺术作品来源于生活,科技领域是一个广阔的天地,这里有着丰富的创作素材,我们热诚欢迎文学艺术家将笔触伸入科技领域,用他们的生花妙笔,描述科学,讴歌科学,展现科学人生,为社会提供我们这个时代所需要的精神食粮。

    我们的时代需要科学与艺术的融合,需要大力弘扬科学精神和人文精神。我坚信,只要加强科学精神与人文精神的紧密结合;只要解放思想,改革开放,创新发展;只要不断加强公众对科技的理解;只要科技工作者和社会各界共同携手,充分合作,我们就一定能实现中国经济社会的科学、和谐、持续发展,建设创新型的国家,一定能共铸中国科技新的辉煌,实现中华民族的伟大复兴,并且共创人类更加美好的未来。

    2009年8月

    引?子

    “我家住在黄土高坡,大风从坡上刮过,不管是东南风还是西北风,都是我的歌我的歌。我家住在黄土高坡,日头从坡上走过,照着我的窑洞,晒着我的胳膊,还有我的牛跟着我。不管过去了多少岁月,祖祖辈辈留下我,留下我一望无际唱着歌,还有身边这条黄河……”

    这首悲怆的《黄土高坡》歌曲,曾在20世纪80年代末广为传唱,歌词所描绘的正是黄土高原最为普通最为现实的农村风俗画。而正是这最普通、最现实的“大风”、“窑洞”、“黄土高坡”,有位学者却给予了极大的关注。不过他所关心的是这“黄土高坡”从何而来,是否与“大风”密切相关?“黄土高坡”上一些特别的窑洞顶上的土质为何硬如特制的盖板?中国黄土的分布范围是什么?黄土的确切年龄有多大?

    他,就是我国著名地质学家刘东生院士。多年来,他以黄土高原为科研舞台,通过破解黄土奥秘,不仅找到了黄土高原形成的真实原因,提出了“新风成说”,还证实了自第四纪以来,地球上并非像欧洲学者多年来提出的全球气候因为出现冰期与间冰期,仅有4次冷暖“旋回”,而是多次旋回。更为令人吃惊的是,刘院士还从千层饼般的黄土层里,破解了250万年以来气候与地球环境变化的“密码”,使它与深海沉积和极地冰芯一样,成为人类探寻气候与地球环境变化的三种信息载体之一。黄土高原由此变得非同寻常,成了全球唯一完整的陆地沉积记录地点,或者说是成为认识全球环境变化的一把“钥匙”。世界相关科学家在艳羡中国黄土的同时,也为中国科学家利用这“得天独厚”的条件,获得的巨大科研成就而感佩。

    的确,中国黄土是世界其他地域黄土不可比的。虽然欧洲的莱茵河畔、乌克兰,中亚地区的乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦、哈萨克斯坦等地也都广泛分布着黄土,但没有一个像中国黄土高原这样范围辽阔,深厚无比。它西起青海的日月山,东至太行山,北至长城和阴山,南抵秦岭,包括晋、陕、甘、青、豫和内蒙古等省区的一部或全部,面积达63万平方公里,相当于意大利和波兰两国国土面积的总和。世世代代的强风劲吹带来了无数的粉尘,造就了它摩天大楼般的厚度——50~400米,在一些典型地点,各个年代的层位堆积,宛若大树年轮,科学家可以从中历数沧桑。其中陕西洛川黑木沟标准剖面尤为突出,以至成了世界第四纪黄土科学界顶礼膜拜的“麦加”。

    基于在黄土研究上取得的杰出业绩,刘东生院士于本世纪初先后获得了世界环境科学最高奖“泰勒环境奖”、“中国国家最高科学技术奖”。后来,日理万机的国务院总理温家宝还专程前往他家里探望他,和他一块儿谈科学谈人生。2008年3月6日,在演奏完人生的完美乐章之后,时年91岁的他驾鹤西去。

    虽然他离去了,然而人民永远铭记着他的卓越贡献。在他逝世一周年的日子里,国家天文台将58605号小行星命名为“刘东生星”,从此,这颗被赋予刘东生精神内涵的天体将永远遨游寰宇,光耀苍穹。由亲人、友人、同事和学生共同表达对他怀念之情的文集——《纪念刘东生院士》也在这一天正式出版。那是用泪用情用无尽的思念凝结的文字,字里行间无不体现着对他爱国、博学、高尚、敬业精神的崇敬。文集由他的学生、中国科学院副院长丁仲礼院士作序,丁仲礼院士在序中提出了一个令人深思的问题,即“大师是怎样修炼而成的?”

    是啊!这是一个难以回答的问题。因为他学养太深,因为他居功不傲,因为他勤勉有加,因为他高足满堂,因为他富于传奇,更因为他在地质环境科学研究上取得的卓著功勋,以至令国际科学界为之瞩目。不过在这位中国地质学泰斗去世后的追悼会上,那醒目的高高悬挂于灵堂走廊外的挽联:“著经典育栋梁海纳百川求万象真理,先生风范炳神州;走墚峁登青藏身探两极问千秋冷暖,黄土学说誉全球。”就是对他一生的最好浓缩。

    那就让我们循着挽联提供的路径,去追寻刘东生院士不平凡的科学人生吧!

    (一)

    1917年11月22日,刘东生出生于沈阳。父亲名叫刘辑五,母亲名叫赵博直。父亲作为一名铁路职员,是从天津到沈阳异地就职的,并在皇姑屯火车站任副站长。刘东生孩提时代,难以抹去的记忆是那震惊中外的“皇姑屯事件”。由于张作霖没有满足日本帝国主义在辽宁开矿、设厂、移民等无理要求,被日本关东军视为死敌。日军预谋除掉他,于是在皇姑屯车站附近埋下炸弹,在1928年6月4日清晨5时30分,将途经的张作霖炸死。事件发生那天,正好赶上刘东生父亲值班。被炸毁的火车,就近运到皇姑屯机车修理厂。时年11岁的刘东生和小伙伴们曾跑去看过一次,那时,日军的罪恶行径就在少年刘东生心中打下了深深的烙印。

    父亲重视对孩子的培养,把刘东生送进当时沈阳的名校奉天省立第二小学读书。1929年小学毕业后,父亲又让他进入私塾学了半年。

    不久,父亲被调回天津铁路部门工作,一家人也随其返回津门。1930年,刘东生考上南开中学。本来6年即可毕业,由于他患了伤寒,重读了高一,结果念了7年。

    南开中学的生活给刘东生留下了深刻的印象,以至于日后刘东生每每回首南开的经历就感慨万千。他认为南开给予他的教益是多方面的,除奠定了扎实的文化基础外,还有思想的成长。当时南开的校训是“允公、允能”。“公”就是培养学生报效祖国的思想;“能”就是让学生掌握多方面知识。刘东生觉得,这个教育观念是进步的,可使学生摆脱狭隘的个人主义,避免知识的单一性。也因此,他南开同班同学中出了不少优秀人才,后来就有涂光炽等7人当选为中国科学院院士。

    中学毕业后,刘东生想继续求学,按说这并非什么奢望,结果由于日军发动侵华战争,国难当头,他的求学之路屡屡受挫。

    此时,刘东生的家已迁到了北平(今北京)。1937年7月7日,日本侵略者发动了蓄谋已久的“卢沟桥事变”,激烈的枪声打破了古城北平的宁静。这天,刘东生正好从天津乘火车回北平。若为平日,早上登车,中午也就到了。结果因为事变发生,火车滞留于卢沟桥附近足足十多个小时,半夜他才赶回家中。

    “七七事变”暴露了日本帝国主义的侵华野心,也标志着中国全面抗战的开始。“平津危急!中华民族危急!”事变发生的第二天,中国共产党向全中国同胞发表抗战宣言,疾呼中华民族奋起反抗日本帝国主义的侵略。时局随着战事而骤变,日军挺着滴血的刺刀步步进逼。为使中华民族教育精华免遭毁灭,清华大学、北京大学、南开大学不得不南迁长沙,联合组成国立临时大学,不久又西迁昆明,更名为“国立西南联合大学”。

    为了求学,刘东生等一批莘莘学子不得不前往西南联合大学读书。当他们结伴在天津码头登船之际,一个脚穿高筒皮靴的法租界巡捕,蛮横地拒不让他们上船,还恶狠狠地踢了刘东生一脚。无奈之下,刘东生只好暂时放弃远走昆明的设想,在法租界一所小学教书。

    求知的渴望不可抑制。1938年7月,刘东生重整行装,再一次前往昆明。他买了怡和公司开赴香港的船票。他知道,此行路途遥遥,行程漫漫。自天津起碇,他要经上海、香港、越南的西贡与河内,然后乘小火车到云南蒙自,再抵昆明。一路上越海翻山,少不了舟车之累,然而这是他唯一的抉择。日本帝国主义的烧杀抢掠,已使偌大的华北放不下一张平静的书桌。要读书,就得到大后方去!

    辗转千里,历尽艰辛,他终于抵达有春城之誉的昆明。按学校规定,南开中学毕业生可以直接进入西南联大学习,刘东生因之顺利就学。然而,昆明作为中国抗日的大后方,并没有因为地处偏远而完全免遭战祸,跑警报、躲轰炸成了西南联大学生日常生活的一部分。1938年9月28日,在一次日机轰炸中,刘东生的一位刚从天津来的林姓同学,因躲在屋檐下,被炸弹爆炸声震下的房瓦砸中头部,不幸身亡。

    张作霖的死、法租界警察的恶、千里求学的难、同学的亡,使刘东生亲身感受到中华民族的屈辱,心中撒下了仇恨的种子,他决心学好知识,掌握报国本领,做一个挺起腰杆的中国人,为中华民族崛起而奋争。

    本来,按照父亲的意图,刘东生到西南联大后读的是机械系。但后来,他自己转入了地质地理气象系地质专业,这个重要转变同杨钟健、谭锡畴、袁复礼等几个老师对他的影响密切相关。

    1923年毕业于北京大学地质系,后又在德国慕尼黑大学获得博士学位的杨钟健,在中国地质与古生物界颇负盛名。他于1938年在云南禄丰首次发现中国最完整的恐龙骨架,并发表了论文《禄丰蜥脚类恐龙的初步研究报告》,震动了国际学术界。在西南联大学子眼中,杨钟健是他们心中的科学巨星,钦慕与崇拜自不待言。自然,他发表的文字最能打动同学们的心。杨教授有一次在昆明《益世报》上发表题为《论抗战和乡土研究》一文,强调只有了解自己的家乡,才能谈得上热爱自己的家乡,热爱家乡才有抗战热情。这引发了刘东生的思考:“认识家乡的山山水水通过什么途径呢?只有学习地质,具备了相关知识才能知道山是怎样形成的,水又是如何流转的。”刘东生曾回忆说:“年轻时就是这么一个挺简单的思维,读了这篇文章,放弃了西南联大机械专业,改学地质学。”

    地质系谭锡畴教授是矿业专家。抗战期间急需铁矿等抗战物资,昆明附近有个易门铁矿,开采于1937年,这里虽然有露出的矿石,但矿脉有多深多宽多长、矿石品位如何、开采价值有多大均不得而知。于是,谭锡畴老师被请去勘查评估。他前山走走,后山看看,得出结论:易门具备大矿开采条件。这件事被同学们传为美谈。刘东生觉得学地质太有用了,谭老师转了一圈,居然决定了易门铁矿的命运,直接为抗战派上了用场。

    负责“构造地质学”、“地质制图学”、“地貌学”等课程教学的袁复礼教授,给同学们讲的故事更是如同一把火,进一步燃起刘东生对地质工作的向往之情。1927年到1932年,袁教授参加了中国、瑞典合作组织的中国西北科学考察团,首席专家便是大名鼎鼎的瑞典探险家斯文·赫定。考察队员拉着骆驼,从内蒙古包头前往新疆,沿途进行人文地理考察。虽然军阀割据、土匪频出使考察团蒙受了不少磨难,但考察团还是取得了一系列成果。袁复礼置身新疆三年,就在吉木萨尔和奇台地区发掘到71具恐龙等爬行类动物化石。每当袁教授讲起这些颇具传奇色彩的故事时,刘东生的思想也随之到了天高地阔的大西北,这唤起了他强烈的探险欲望,坚定了他学好地质的信心。

    1942年刘东生要毕业了,不料临近毕业他却患了严重的胃病。好在他平时学业优秀,仍于当年夏天准时在西南联大毕业,但这病也使他错失进入仰慕已久的中央地质调查所的良机。成立于1913年的中央地质调查所,是中国创建最早、规模最大的近代科学研究机构,被认为是中国自然科学研究的先驱,其成果走在世界前沿。眼睁睁地看着同学陈梦熊、罗明远、顾知微、穆恩之等高兴地迈入地质调查所大门,而自己,做了多年的地质梦,竟然与之无缘,刘东生不由得惆怅不已。

    (二)

    投医问药,治疗胃病,1943年这一年,刘东生忙的主要就是这一件事,胃病终于痊愈了。次年初,他背起行囊离开昆明到四川谋职,并在成都凤凰山机场盟军第二空军招待所求得一职,负责管理库房和洗衣房。之后,他又被调到成都彭家场军用机场招待所,继而转往西安盟军空军招待所从事勤务工作。尽管这些工作很不起眼,但是能为抗击日本法西斯尽一份力,刘东生还是感到些许宽慰。1945年8月,他在西安迎来日本帝国主义投降。中国人民经过八年浴血抗战,终于赢得胜利。

    辗转三年,不管身居何处,刘东生都仿佛感到,他所热爱的地质专业,他所钟情的野外科学考察,时刻都在呼唤着他归队,以实现他地质报国的夙愿。不安的心驱动刘东生写信给供职于中央地质调查所的同学,表达他的企盼。抗战期间,重庆作为陪都,国民政府的重要机构多迁到了这里,其中包括中央地质调查所。他的同学回信告诉他,首先要取得所长——1923年毕业于北京大学地质系的李春昱认可,才可进入入所考试环节。1946年1月,喜讯传来,他可以赴重庆应试。

    首位考官是调查所古生物地层研究室主任尹赞勋,他主持的面试顺利通过。接着是黄汲清主考,他问道:“云南的最高山的海拔是多少?”“云南昆明附近地区海拔大概是多少?”“狮子山顶是哪个时代的地层?”……好在刘东生学业精湛,对答如流,这一关也顺利通过。刘东生终于被正式录用了。

    夙愿化为现实,这一天对于刘东生而言虽然来得晚些,但毕竟从此踏入地质科学的大门。也许是渴望进入地质调查所的情感被压抑得太久,“科班”出身的刘东生进所后,并不介意所里分配给他的是与科研专业尚有距离的辅助性工作,图书管理也好,编辑校对也好,标本整理也好,他样样都干得很投入,他觉得万事皆学问,无论做什么都可以最大限度地从中汲取知识。

    中央地质调查所与美国国家地质调查所及其他国家的地质研究机构都有馆际图书交换,图书馆里排排书架放得满满的。刘东生发现,他可以借管理图书的机会读到最新出版物。以美国出版物为例,阅后能了解他们做了哪些研究项目、开发了哪些矿山,还能知道美国地质调查局对美国政府所发挥的作用等。

    在黄汲清先生担任主编的《中国地质学会志》,以及侯德封先生主编的《地质论评》中,刘东生一度担任过编校工作。做了几个月后,他懂得了编辑出版工作的基本规范,对什么是优秀论文有了大致的认识。

    侯德封曾受命负责地质陈列馆的恢复与重建工作,刘东生则被指定参与陈列馆的标本整理工作。拆包、对接、编号,摆弄化石不仅繁琐、辛苦,还整天弄得灰头土脸,刘东生照样干得很出色。

    “我在西南联大是学习阶段,初期在地质调查所的工作是科研的准备阶段。这两个过程奠定了我后来从事科研的基础。”这是刘东生对两段生活的总结,表明时光在他身上,只要可能,他就会充分利用。

    1946年夏,中央地质调查所自重庆回迁到南京珠江路700号大院。一次,李春昱所长找刘东生谈话,建议他从事工程地质工作,他婉拒了。他认为自己既然学的是地质学,还是致力于地质研究为宜。借这个机会他也提出,想随杨钟健先生学习古脊椎动物研究。李春昱同意了,刘东生如愿以偿成了杨钟健的门生。

    如果说刘东生在西南联大时,对杨钟健追星般的崇拜还仅限于他首次在中国发现最完整的恐龙化石骨架,那么当他走近杨教授,才知道导师不仅富有爱国情怀,还具有进步的思想,与许多共产党早期领导人有过交往,与毛泽东还有过书信往来。抗战期间,他一再用行动和诗歌表达他的愤懑与抗争。更为可敬的是,杨钟健冒着被国民党以“通共”罪名杀头的危险,一直保存着毛泽东写给他的信。

    跟随杨钟健学习,刘东生是幸运的。在学术上,作为我国古脊椎动物学奠基人,杨钟健的研究水平、治学态度,国内难有几人可比。刚开始时,刘东生随杨钟健学习并研究古哺乳动物,侧重古鱼类,如新种古鳕鱼。后来又在老师指导下整理殷墟出土的动物骨骼。为做好鉴定工作,他颇有创意地到肉铺里买了猪的骨骼作为比对标本,受到老师夸奖。刘东生曾这般深情地回顾他的恩师:“在那空旷的大厅里,看着那些摆在四周的奇形怪状的动物骨架,它们真好像神话故事中被禁锢了的仙女似的在那里发呆,毫无生气。可经过杨先生这么一讲,它们就像是在‘魔笛’的神奇音乐下,又都活了。我为这些宝贝能够保存下来而感到十分高兴。虽然我还不能体会,但已在不知不觉之中,被杨先生引进了古脊椎动物研究的发展之中。”

    到了1947年,杨钟健直接指导刘东生发掘古生物化石。一次刘东生赴甘肃、青海,配合我国著名古人类学家、北京周口店北京猿人发现者裴文中进行古生物考察。杨教授特意叮嘱他,有位叫苗祥庆的人,曾在青海省民和县采集过鳄鱼头骨化石,而这类化石的出现地,可能会伴存着其他化石,要予以注意。刘东生与同行者到达苗祥庆提供的地点后,果然发现一段恐龙腿骨化石。杨钟健得知此事,对刘东生的工作大加赞赏。杨教授对这段腿骨化石研究后,认为是合川马门溪龙遗骨。合川马门溪龙化石原发现于四川,青海距巴蜀遥而又遥,居然出土同一物种,由此可见其分布之广。现在,与青海省民和县城仅隔着一条湟水的甘肃省红古区广场上,就竖有一座巨大的合川马门溪龙雕塑,以示远古时期当地曾有如此巨型动物生存。

    1951年,山东大学地质系老师带领学生实习时在莱阳发现了恐龙蛋化石,邀请杨钟健前往看个究竟。杨教授以前尚未见过恐龙蛋化石,自然兴趣盎然,便带着刘东生等前去考察。这次考察中,刘东生意外发现了一副恐龙头骨化石。化石运回北京后,杨钟健看到恐龙鼻子上生有一角,遂将其定名为“青岛棘鼻龙”。如今,这副恐龙骨架仍摆放在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所展览馆内。

    “研究古生物有点像侦探破案,古生物学家要善于找寻线索来解决问题。”杨钟健曾对刘东生如是说。刘东生认为这句话对他一生的学术研究影响至深。得益于老师指教,刘东生也有所感悟:“研究人员在专业上若想得到飞速发展,就要争取与一流科学家在一个锅里吃饭。”简单的“一个锅里吃饭”,道出了“近朱者赤”的哲理。

    大英博物馆里,如今悬挂着世界六大古生物学家的照片和简介,杨钟健列于其中,这是迄今为止亚洲唯一一个列入其中的科学家。仅此,杨钟健可称为超一流科学家了。与杨钟健在“一个锅里吃饭”的刘东生后来也成了世界级科学家。

    而立之年的刘东生,不经意间步入未婚大龄青年行列,这时一名叫胡长康的浙江绍兴姑娘走进了他的生活。胡长康温文尔雅,在上海念完中学后,又成为南开大学生物系学生,1951年8月毕业被分配到北京地质调查所新生代研究室,室主任就是杨钟健。在南京中央地质调查所古生物室工作的刘东生,从莱阳发掘完恐龙化石后也来到北京,临时在新生代研究室上班。因为南京、北京这两个研究室领导都是杨钟健,等于胡长康和刘东生都是在同一个名师指导之下工作。于是,他们有了相识相恋的机会。1953年,刘东生调到中国科学院地质研究所。1955年圣诞节前夕,他们终于喜结良缘。

    (三)

    黄河孕育了博大精深的中华文化,然而,它的多变也给中华民族带来了无穷的灾难。自周定王五年(公元前602年)以来,黄河决口共约1500次,重大改道有7次,其溃堤泛滥范围北达海河流域,南抵淮河流域,遍及我国整个东部平原。强烈的泥沙淤积,又使黄河成了地上“悬河”,犹如随时坠落的利剑悬在黄淮地区广大人民头上。新中国成立后,党和政府决心兴利除害,治理黄河。刘东生与队友们一道光荣地承担了这个与国家经济建设密切相关的任务。

    1954年初,刘东生被借调到水利部黄河梯级开发坝址考察队,担任技术指导,奔波在刘家峡和龙羊峡之间。任务临近结束,地质所所长侯德封发来电报,要他赶往河南三门峡地区的陕县会兴镇,那里有三门峡水库区第四纪地质综合考察任务等着他。

    自此,刘东生步入了研究黄土高原这一新的科学领域,与黄土高原这一“风神捏就的土地”结下不解之缘。他曾坦言,在三门峡地质考察之前,他并不大了解黄土高原。然而,黄土高原这本厚厚的书已经摆在了他的面前,等待他去阅读、去揭示其中的奥秘。

    一天在会兴镇吃完晚饭,刘东生与队友像往日那样在户外散步。夜幕降临,老百姓家家点上了煤油灯。突然,他发现远处山坡上有一排排灯光,那是只有楼房住宅才会出现的景象。“贫穷的河南农村不可能有楼房,哪来这么多如此分布的灯光呢?”他感到非常诧异。刨根问底是科学家的天性,第二天一大早他便向昨晚看到的地方走去。明亮的阳光下,谜团终于解开,原来黄土崖上,上上下下是成排的民居——窑洞。这些成排窖洞发出的灯光,夜色之下远望,自然近似于居民楼房发出的灯光。“窑洞叠着窑洞,没有坚固的黄土层是难以支撑的,究竟是何样的土质给老百姓提供了这般坚实的建造条件?”他顾不上回去吃早饭,便顺着山坡向窑洞爬去,想弄个明白。仔细观察后他发现,窑洞均开挖在黄土层中,每层窑洞顶部都有一层颜色偏红、质地比黄土还坚硬的土层,从而保证窑洞不易坍塌、渗漏。他在为农民们的聪明创造感到兴奋的同时,也思考着一个问题:“这种被农民用来充当‘窑洞顶板’的沉积物究竟是怎么来的?”

    回到营地,刘东生把自己的发现和疑问讲给从事土壤研究的队友朱显谟听。朱显谟也很感兴趣,为了解开这一谜团,在以后的考察中,每次见到窑洞顶部这种颜色偏红的层位,他们总要仔细观察。朱显谟认为这种层位像是土壤层。为求证这一观点,他们将采集的样品带回实验室研究。刘东生从粒度组成、矿物和孢粉方面进行思考;朱显谟从土壤的发生层、微结构方面进行分析。最后,两人终于认定,这“红色条带”为古土壤。

    刘东生从排排窑洞的“盖板”引发思考,进而辨认出古土壤。联想到牛顿从苹果的落下得出万有引力理论的故事,我们可以看到,大科学家往往能从人们熟视无睹的现象中发现问题,引发思考,他们是生活中的有心人。

    黄土高原,以及由黄河裹挟着黄土泥沙堆积而成的华北和黄淮大平原,是中华民族繁衍生息的地方。如果要问我们脚下的黄土来自何方,就不能不首先提到德国地理与地质学家、国际地貌学之父李希霍芬。

    生于德国莱茵河畔的李希霍芬,1868年到1872年间来到中国探险。为进行地质和资源调查,他的足迹遍及河北、内蒙古、山西、陕西、青海、新疆等地。这位被刘东生称为“中国地质学从无到有的领路人”的科学家,回德后出版了名为《中国——亲身旅行的成果和以之为根据的研究》一书,该书共五卷,首卷内容便是中国的黄土。这位德国人对广泛分布于莱茵河流域的黄土是熟悉的,认为莱茵河流域黄土在性质上与中国黄土无异。不过从沉积厚度和分布广度来看,莱茵河流域黄土与中国黄土是无法比的。当时,有关世界各地黄土成因的说法有多种,李希霍芬是“风成说”的代表人物,他认为莱茵河谷地的黄土即为风成的。面对着区域广阔的中国黄土,李希霍芬知道,如果能把中国黄土的成因弄清楚,其贡献将非同寻常。出于尊重科学,李希霍芬力求在中国黄土研究中保持公正与客观。为此,他几度从“水成说”视角观测中国黄土,但均不能自圆其说。而从“风成说”去理解,却总是得心应手。实际上,李希霍芬并不是唯一用“风成说”解释黄土高原成因的,后来还有苏联地质学家奥勃鲁契夫等人,也认为中国黄土是由强风卷起粉尘并搬运过来的。

    “水成说”的典型代表,是20世纪50年代来华考察的苏联专家格拉西莫夫、帕甫林诺夫等,他们认为中国黄土是山洪暴发所致,并且以对黄土剖面观测时获得的某些表象作为证据。

    刘东生则全面系统地研究了中国黄土的成因,他认为,能够形成如此广袤而又坚实的黄土高原,必须有源源不断的物质供应,必须有持之以恒的搬运营力,必须能够形成沉降。

    科学的结论只能来源于实地调查和实验分析。为了寻找到黄土高原的真实成因,刘东生率领他的研究团队踏遍了黄土高原,对黄土样品进行了一次次测定,对黄土从原始物质的形成、起尘与粉尘搬运、粉尘降落和保存条件、粉尘堆积后变化等一系列过程都进行了研究探讨,终于形成了一个完整清晰的成因学说:

    青藏高原强烈隆升导致的侵蚀作用,源源不断地产生大量碎屑物质;在强风作用下,这些物质中的细粒物质随风吹扬,粗粒则在原地成为沙漠沙(中国黄土与沙漠同源);向东搬运的尘土在风力减弱或水汽增加的情况下凝聚、沉降;地面上草原植被的环境让这些降落的粉尘得以部分保存;在草原环境条件下的生物地质作用又使降尘逐渐呈现目前见到的黄土的面貌。

    如果说,风力搬运与水力搬运是“风成说”与“水成说”的分野,那么从粉尘物质来源一直到黄土面貌的出现,这条完整的“证据链”,就不是李希霍芬和奥勃鲁契夫简单的“老风成说”所能概括得了的。“证据链”再好不过地勾勒出刘东生黄土“新风成学说”的轨迹,它不仅是对“老风成说”的发展,更有理论与实践上的创新。黄土高原是怎样形成的,这个自19世纪之初开始,长达一百多年的学术争论,随着“新风成学说”的出现终于结束。

    在刘东生看来,风成物质堆积形成黄土高原并不是一个难以理解的命题。倘若把时钟倒转回250万年前,同在黄土高原位置上,当该是长有茂草、伴有鲜花的一望无际的草原,不时有鸟儿鸣啭,蝶儿飞舞。然而在气候发生重大变化后,呼啸的狂风把远至中亚、近到我国新疆的沙漠和戈壁上的细粒尘土吹起,形成沙尘暴自西北方向吹来,带到草原上空沉降,这些沙尘落进茂草丛中难以飘移,便逐渐累积,最终使草原变成黄土。像2002年3月20日北京所发生的那场罕见的沙尘天气,约有3万吨沙尘飘落在北京,等于首都居民平均每人获得两公斤“礼物”。科学计算表明,仅就一般沙尘天气而言,如果每次带来0.01毫米厚的尘土,那么一万年就可堆积1米。因此说整个第四纪在黄土高原堆积一二百米厚的黄土,并非天方夜谭。

    (四)

    中国黄土研究发端于20世纪初。瑞典古生物学家安特生曾将北京门头沟区斋堂马兰峪分布的土状沉积称为“马兰期堆积”(属晚更新世,距今1万~10万年),也就是后来所称的“马兰黄土”。杨钟健和法国古生物学家德日进等对黄土高原厚层的土状堆积进行古生物研究时,首次对黄土高原进行了地层划分,将黄土高原顶部相当于北京斋堂马兰期的沉积称为马兰黄土,而将其余的厚层土状沉积称为“红色土”。

    刘东生在三门峡开展第四纪调查时所关心的问题是:“红色土与马兰黄土究竟有何异同?”在发现红色土中的深色条带是古土壤的同时,他更想知道红色土中的黄色层位意味着什么。研究表明,这些黄色层位沉积物,无论物质成分还是结构均与马兰黄土相似,只是越靠近剖面底部,结构越紧实。他们分析其原因当为上面沉积物重压导致。1959年刘东生在《地质月刊》撰文,认定杨钟健和德日进原先命名的“红色土”其实也是黄土,是“夹有古土壤层的黄土”。他因此将“马兰黄土”称为“新黄土”,将下面“夹有古土壤的黄土”称为“老黄土”,以示区别。

    1957年1月15日是个值得纪念的日子,中国第四纪研究委员会在这一天成立,著名科学家李四光任主任,侯德封、杨钟健任副主任,刘东生任秘书长。之所以选择刘东生负责委员会的日常工作,是因为1954年地质所就成立了全国首个第四纪地质研究室,刘东生为室主任,加之刘东生在这方面的研究已硕果累累,得到了学界的肯定。

    当年5月,受苏联第四纪研究委员会主席格拉西莫夫邀请,刘东生与裴文中一起赴苏访问,参加第三届全苏第四纪科学大会。在莫斯科,刘东生向苏联同行介绍了他编制的“中国第四纪沉积类型分布图”。他们还参加了会议组织的地质旅行,沿途考察了俄罗斯地台上第四纪大陆冰盖遗留的沉积物,以及列宁格勒北部的大陆冰川遗迹。这是刘东生首次走出国门。他感到,与国外同行交流接触,对于拓展视野、活跃思维十分重要。

    历时三年的三门峡水库区第四纪地质综合考察研究,虽然侧重于黄河中游水土流失的分类、区划研究及提出应对措施,但也显示出了刘东生在地质基础研究上出类拔萃的创新能力。地质所领导认为,刘东生的研究已经开了个好头,如深入探索必将在黄土的地层、成分、年代、成因等基础研究方面有所突破。1957年,地质所决定成立以刘东生为队长的黄河中游水土保持第四纪地质考察队,任务是在黄土高原上进行大剖面地质调查,以求在宏观上展开中国黄土基础研究。

    为了达到这个目的,刘东生提出实施大路线剖面调查。这时有人提出不同意见,认为第四纪室成立不久,力量有限,财力不足,做一两条剖面调查就可以了,用不着大动干戈。所领导经过多方征求意见后,认为刘东生的方案更能在理论和实践上取得效果,遂给予了有力的支持。当时,人力不足确为亟待解决的难题,刘东生为此四处奔走求告,最后终于争取到北京大学和北京地质学院一些老师和学生加盟。队伍有了,又一新问题出现了,即各条路线之间如何统一工作方法,如果大家各行其是,势必难以取得好的成果。为了解决这个问题,刘东生想了个办法,他将山西静乐地区作为练兵地点,通过集训使各条路线明确了工作内容,从而统一了工作方法。集训之后,考察活动即全面铺开。根据刘东生的设计,这次考察北起大青山、狼山,南至秦岭,东起太行山,西至兰州,共做10条路线,其中东西4条,南北6条,每条路线约1500公里。这是一次规模宏大的野外科学考察,其范围之广、测量剖面之多,几乎前所未有。任务的艰巨也决定了其艰苦程度前所未有。由于经费拮据,不用说汽车,就连雇佣大牲口也难,因此考察基本靠徒步进行。有的路线荒无人烟,穿过时经常要野外露宿,忍饥挨冻,还需防备狼、豹等野兽的袭击。“当时没有先进仪器,察看土层就用眼睛或借助放大镜。”刘东生回忆说。两个多月后,他们终于如期完成了预定任务,这次考察他们相当于把整个黄土高原梳理了一遍,进行了一次前无古人的黄土研究的万里长征!

    撒得开,聚得拢。这次大规模的考察活动,刘东生“运筹帷幄之中,决胜千里之外”的统兵之才得到充分体现。考察也取得了丰硕的成果,积累了大量的中国黄土第一手资料,在有的黄土剖面,他们还发现了近20层的古土壤。

    又一次国际学术交流活动与刘东生结缘。1958年格拉西莫夫来华访问,访问中他提到,第六届国际第四纪学术大会将于1961年在波兰召开,希望中国派员参加。对于格拉西莫夫提供的信息,包括李四光在内的中国第四纪研究委员会的领导层十分重视,决定派人与会,并拟定了参会交流的三篇论文的方向和参会人:古人类学研究由吴汝康负责;冰川研究由孙殿卿负责;黄土研究由刘东生与张宗祜负责。李四光亲自过问三篇论文的准备工作。

    一次,刘东生与张宗祜向李四光汇报论文进展情况,李四光提出了很多问题,诸如第一层黄土有多厚?里面含有何种化石?矿物成分如何?上面土壤的颜色、颗粒、结构如何?接着又问到第二层黄土与下面古土壤的情况。一直问到第八层。然后李四光又问刘东生:

    “你跑了这么多地方,你认为哪里的剖面最好。”

    “山西省离石县王家沟剖面出露得最好,富有代表性。”

    “是否可以起个名字,就叫‘离石黄土’?”

    “把马兰黄土下面这套老黄土命名为‘离石黄土’确实很好。离石是个县名,大家都熟悉,用地名加黄土命名地层符合地层命名规范。”刘东生回答。

    李四光又问离石黄土之下有没有更老的黄土。刘东生说在山西省大宁午城镇柳树沟的剖面中,顶上是马兰黄土,接着有相当于离石黄土的地层,下面还有一层黄土,里面含有很多钙质结核,结核内有化石,再下面就是紫红色含三趾马化石的红色黏土,即通常所称的“三趾马红土”。

    就赴波兰参会论文一事,刘东生先后向李四光汇报了四五次,最后是由李四光标定下黄土的基本层序,从上至下分别是:马兰黄土—离石黄土—午城黄土,以及黄土之下的新第三纪(现在称新近纪)含三趾马化石的静乐红土和保德红土等。

    与李四光的接触,让刘东生领略到了大师的风范。李四光不仅把复杂的黄土层位梳理得一清二楚,而且提纲挈领,抓住要害,其见解之高深与精辟,非一般人所能比,这让刘东生受益匪浅。

    1961年,第六届国际第四纪会议如期在华沙召开。会上,刘东生报告了他与张宗祜的联名论文《中国的黄土》,获得了巨大成功。论文影响之深远,以至于到了40多年后的2006年,当年与会的一位英国黄土研究史专家,仍没有忘记中国学者当时站在讲台上发出的振聋发聩的声音,他在文章中追述说:“刘的报告介绍了中国黄土的研究成果,在国际上,它第一次证实了中国黄土地层的奇迹……山西午城一个120米厚的黄土剖面有17层古土壤,表明第四纪至少有17次气候变化旋回。要知道,那时候国际第四纪都信奉……阿尔卑斯的4次气候变化的模式,而中国的记录给出了第四纪气候变化更为复杂的图景,中国第四纪黄土研究走在世界前头。”

    遵从李四光的意见,后来刘东生与张宗祜在《地质学报》联合发表《中国的黄土》一文,正式提出中国黄土岩石地层划分方案:马兰黄土(新黄土)、离石黄土(老黄土上部)、午城黄土(老黄土下部)。对于这一划分,刘东生在《黄土与环境》一书中归纳出它的意义,认为它将“中国黄土的概念从不到20米的马兰黄土扩大到超过200米的离石、午城黄土,从仅发育于晚更新世扩大到整个第四纪时期。”这个中国黄土基本地层单元划分方案一直使用至今,为国内外学者所接受,成为经典。

    60年代初,刘东生根据对黄土高原点与面的大规模考察,组织编写了《黄河中游黄土》和《中国的黄土堆积》两本专著,继而又完成了《黄土的物质成分和结构》一书,奠定了他黄土研究的权威地位。

    1966年,席卷全国的“文化大革命”开始了,刘东生被打成“资产阶级反动学术权威”,随之被张贴大字报、审查、赶进“牛棚”。1968年他被“押送”到贵阳批斗,栖身于中国科学院地球化学研究所。到贵阳不久,他被指派参加“克山病与大骨节病的水土病因考察”课题研究。在开创我国环境地学研究的同时,刘东生仍没有忘记黄土。在门可罗雀的图书馆里,刘东生借助于出色的英文底子,静静地徜徉在国外学术期刊世界中,密切关注着国外学术发展动向,寻觅黄土研究新的切入点。

    此时,国外学者依据加勒比海海底岩芯中有孔虫氧同位素比值计算的古温度曲线,已经发现第四纪气候环境的多次冷暖变化。刘东生想,中国黄土高原的黄土与古土壤的叠覆、变化比加勒比海更多,这些是否也意味着地球冷暖的变化?这种冷暖变化与经典的冰期与间冰期论又有什么关系?刘东生不停地思考着,他感觉到,一个新的研究课题正在向他发出召唤。

    (五)

    1979年,刘东生被调回北京中国科学院地质研究所之前,经涂光炽和于仙春介绍,在贵阳光荣地加入中国共产党。1980年刘东生当选为中国科学院学部委员(后更名为院士)。

    为了攀登科学高峰,刘东生迎着困难又一次出征。回京后他本来有三个单位可以选择,其中有的科研条件比较优越。出于深深的黄土情结,他决定仍回归地质所。然而,尽管他具有强烈的科研愿望,现实却是冷酷的,科研工作三大件——人员、课题、经费,此时他一样都没有。课题和经费倒是可以去争取,但人员配备必须有所里的支持。当年参与黄土研究的同志,大部分已于1964年调往中科院贵阳地球化学所,少数没去贵阳的也改行从事其他研究。而今除了刘东生本人外,还仅剩三人。这几个人勉强凑合着成立了一个研究组,挂靠在地层研究室。所用办公室,还是地质学研究元老尹赞勋出于同情让给他们的。为了早日开展研究,刘东生四处奔波组建队伍。在他的感召下,一些离开的研究人员归队了,陆续招收的研究生毕业后也留在了他的身边,加上慕名而至的从国外学成归国的留学生,新的强有力的研究队伍终于建立起来了。与此同时,由刘东生领衔的西安黄土与第四纪地质研究室也逐渐成长壮大起来。刘东生又准备甩开膀子大干了。

    基础研究只争世界第一,不争世界第二。而要做到这一点,必须跟踪国际前沿。刘东生明白,黄土研究工作的基础是野外地质记录。为此,他要选择出露最全、地层最为完整的剖面作为基地。经过多方探寻,他们终于找到了洛川黑木沟坡头村剖面。这里的黄土厚度超过100米,沿着一个古滑坡后壁顺沟而下,可以清楚地看到完整的黄土地层,甚至能够瞧见可以细分的一层层古土壤,还有黄土以下的红黏土层。

    综合野外和室内研究成果,刘东生组织大家对洛川剖面展开讨论,经过讨论,他们将第一层古土壤以上约8米厚的黄土命名为马兰黄土。以第一层古土壤的顶面作为离石黄土的开始,以具有特征的第五层古土壤作为离石黄土上、下部之间的界线。他们还根据土质粒度首次在黄土剖面定义了“第一和第二粉砂层”,并以第二粉砂层的底为界,将下面的黄土地层定义为午城黄土。这个划分,将原先分别根据离石和午城所建立的黄土地层单位统一到同一个剖面上,使洛川剖面成为中国黄土标准剖面,并为国内外科学家所接受。

    通过剖面样品分析,他们还注意到了黄土沉积颗粒粒度的韵律性以及碳酸盐含量的周期性变化特征,这为后来研究黄土古土壤多次重叠所代表的第四纪气候变化的多周期特征奠定了基础。

    就地质研究而言,研究出时空变化是关键。中国黄土的空间分布,经过刘东生等人的多年研究已获得答案,1964年前出版的《黄河中游黄土分布图》和《中国黄土分布图》即是这一研究成果的代表。至于黄土的年龄,尽管有文章说中国黄土地层占据了第四纪的早、中、晚更新世各个时期,但黄土堆积的确切时间仍是个谜。这个问题一直让刘东生魂牵梦萦,他下决心要予以攻克。

    刘东生明白,尽管他已经建立了多种地质年代测定方法,但无论哪一种应用到第四纪上都有这样或那样的不足。确认黄土年龄,最佳选择是对样品进行磁性地层和岩石磁学测定。这是当时世界上一种先进的测定技术,谁要想知道某一地层年龄,通过沉积物记录的古地磁极性测定,再参阅地磁年表(地球的磁极在地质历史时期曾经发生过多次倒转,70多万年前,地球的北极和南极与现在正好相反。科学家便根据古地磁极性变化的次序,建立了标准地磁年表),便可得出结果。上个世纪70年代末,由于超导磁力仪的应用,深海钻探计划中磁性地层学得到快速发展,不但为多年来盛行的海底扩张学说提供了佐证,也导致板块构造学说的创立。刘东生认为,应用这种技术同样能够确定黄土的年龄。然而由于当时我国古地磁实验室设备和技术与国外有较大差距,因而所获数据常常得不到国际同行认可,若想确认黄土年龄,只有带着样品到国外去测试。

    借助苏黎世瑞士联邦高等理工大学许靖华教授牵线,刘东生最后找到了利用许教授所在大学的超导磁力仪进行测试的机会。为此,他组织人员在洛川黄土塬进行钻探采样。当时钻孔深达136米,共采到250块样品,平均分辨率是60厘米/块。刘东生的学生安芷生等参与了钻探过程,安芷生后来回忆说:“为此,我在冬日的洛川足足呆了两个月,看钻、取样、作剖面。”

    1981年,刘东生亲自携带样品飞往瑞士。他在瑞士只有三个月时间,由于时间紧,工作量大,样品检测基本安排在夜间,具体实施黄土样品测试任务的是赫勒博士和他的助手。每当测量时,已年过花甲的刘东生总是不辞劳苦地守在现场,要么帮助加工样品,要么旁观测量过程。实验室位于郊区,夜晚气温较低,为了御寒,他将所穿的军用棉大衣捂得严严的,累了就在过道长椅上躺一会儿。实验室的年轻人看到这个场景,无不为之感动。

    在刘东生回国之前,古地磁测试结果终于赶了出来,他的辛勤劳动总算有了结果。

    瑞士测量仪器给出的整个黄土剖面磁化率曲线出来后,刘东生一眼扫去便有似曾相识之感。然而来不及细想他就踏上了回国行程。在飞机上,他展开印有黄土-古土壤磁化率曲线的纸张仔细察看,这才恍然大悟,原来整条曲线与当时风行的深海沉积物中有孔虫介壳得到的氧同位素曲线类似,难怪看起来十分眼熟。回到家中,来不及洗去征尘,他就赶忙取出文献对照,“天哪,怎么会如此相似!”他喊道。显然,中国黄土-古土壤序列很好地记录了第四纪时期的气候和环境变化,表明黄土层形成于较为干冷时期,古土壤则在相对湿热时段发育。他立即通过电话将他的发现告诉远在瑞士的赫勒博士。

    地质学家将过去250万年以来的时期,即与人类发展密切相关的这一地质时期称为第四纪,把在第四纪中气候变冷,导致北美和欧洲大陆出现了像现在南极、格陵兰这样为冰盖所覆盖、高山上的冰川向下延伸的时期称为“冰期”,把在两个冰期之间出现的气候温暖、欧洲和北美大陆冰盖消失、高山冰川向山上退缩的时期称为“间冰期”。冰期与间冰期的每一次交替称为一个“旋回”。20世纪初,欧洲科学家通过对阿尔卑斯山冰川沉积的研究发现,这个地区出现了4次冰期、间冰期变化,据此他们提出了第四纪全球气候出现了4次冷暖“旋回”学说。这一经典的四次冰期的理论统治了第四纪科学界近一个世纪。

    而对中国黄土-古土壤序列精确的古地磁研究发现,中国黄土开始堆积于250万年前第四纪开始时。黄土高原夹在黄土层之间多达30多层的古土壤,表明第四纪时期的气候变化绝不是四次冰期—间冰期模式所能概括的。尽管冰川研究也发现了更多的次级的冷暖变化,但黄土与深海沉积记录研究还是彻底地打破了四次冰期的第四纪气候变化模式,建立了全新的多旋回的气候变化理论。在这一过程中,刘东生领导的团队对中国黄土的研究起到了关键作用。中国的黄土-古土壤序列提供了陆相地层中最为完整的多旋回气候变化记录。

    根据这一重大科学突破,刘东生等在有影响的《自然》杂志上发表了论文。这标志着中国黄土研究进入了新的阶段。刘东生和他的团队的研究成果,奠定了中国黄土与深海沉积、极地冰芯并列为全球环境变化研究三大支柱的基础。

    有了权威的黄土古地磁测量数据,1984年夏,刘东生开始组织撰写并出版《黄土与环境》一书,他认为“这不仅是总结中国黄土研究的好机会,而且是将中国黄土研究推向世界的必然之路”。果然,此书1985年一经推出,便震惊世界,很快再版。洛川剖面因之成了世界上所有黄土研究者争相目睹的“圣地”。

    这就是刘东生院士,“文革”重挫改变不了他对黄土的依恋,重新起步的困难更挡不住他迈向黄土高原的脚步,他在逆境和困难中勇往直前,最后竟然生发出一片中国地质科研的新天地。这一过程中,没有幸运,没有照顾。他的成功,是因为他把“锲而不舍”四个大字写在了黄土大地上。他曾经深情地说:“我的黄土生涯是一条始终没有断的线!”

    “文革”之后,中国第四纪科学研究组织迅速发展壮大,刘东生在国际第四纪研究中的地位也随之不断提升。1979年,中国正式成为国际第四纪联合会成员。第二年刘东生任中国第四纪研究委员会主任。1982年后,刘东生在第11届和第12届国际第四纪研究联合会大会上,连续两届当选国际第四纪研究联合会副主席,任职时间达8年。1991年,中国作为东道主主持召开了第13届国际第四纪研究联合会大会,刘东生当选主席,此后他又以前主席的身份在国际第四纪研究联合会执委会任职到1999年。权威人士评价说,中国同一位科学家在国际第四纪学术组织中任职长达17年,足以证明他在第四纪研究上所作出的贡献为国际所公认。

    此后,中国黄土研究的新成果不断涌现。先是刘东生的学生丁仲礼院士发现了600万至800万年前的风成沉积记录。2002年,刘东生的学生郭正堂博士等在英国《自然》杂志发表了题为《中国黄土指示亚洲荒漠化起源于2200万年前》的论文,更是将中国风成沉积记录向前推进到2200万年前。德国的肖英博士对这篇文章的评述称:“新发现的中新世黄土-古土壤序列是‘喜马拉雅山的新传’。”

    (六)

    “因为它在那里”,这是英国著名登山家马洛里的名言,它回答了科学家国为何历尽千难万险去攀登高山的问题。刘东生认为这句话表达了科学家探索自然的强烈欲望。在一次青藏高原学术会议上,刘东生借用此言鼓励大家:“对于青藏高原研究而言,我们应当说‘因为它在这里!’青藏高原的主体在中国境内,我国科学家要有这种攀登世界科学高峰的雄心壮志,有信心建设好世界一流水平的青藏高原国际科学研究平台。”

    刘东生是这样说的,也是这样做的,他本人就是一位攀登高峰的强有力的实践者,曾经不畏艰险七次前往青藏高原,亲自组织和参与了希夏邦马峰、珠穆朗玛峰、托木尔峰等地区的科学考察,成为我国青藏高原研究的开拓者。

    有“世界屋脊”之称的青藏高原,主要包括青海、西藏和四川西部的高原,面积约230万平方公里,平均海拔4000米以上,山岭海拔多在6000米以上,峰顶终年积雪。

    希夏邦马峰在藏语中是高山气候严酷之意,海拔为8012米,在全世界14座海拔8000米以上高峰中,是当时唯一未被人类涉足的处女峰。1964年初的一天,冰川学家施雅风在地质所门口遇到刘东生,问他:“中国科学院应国家体委要求,要我组织与率领一支登山科学考察队去希夏邦马峰,你有无可能参加,并负责地质组工作?”刘东生马上作答:“我愿意参加。”刘东生后来回忆说:“我从小对登山就很有兴趣,利用了这个机会。”1月,刘东生被委任为副队长,同以施雅风为队长的登山考察队出发了。

    这次考察恰逢中国—尼泊尔公路刚刚开通之际,新辟出的公路两旁岩壁袒露着,为研究人员观察地质现象与岩石类型提供了难得的“人工剖面”。不过,这些沉睡了亿万年的岩石因为劈开不久,尚未稳定,随时可能崩塌,给考察队带来危险。有一回,正当刘东生专心察看岩体时,悬在高处的一块巨石忽然坠落。听到队友们“躲开!躲开!”的惊叫声,他本能地扑向山根死角,巨石随之擦身而过,砸毁公路后随之滚下深渊。队友们无不为他躲过一劫而庆幸。

    危险接踵而来。考察队宿营在希夏邦马峰海拔约6000米高度的第二天,一大早起来后,刘东生一头栽倒在雪地上。队友们以为他发生了严重的高山反应,赶紧把他抬到海拔5000米的地方缓解。刘东生很快恢复了正常。后来才发现,这并非高山反应所致,而是由于刘东生所用的新式帐篷外层涂有橡胶,这种涂有橡胶的帐篷优点是保暖性好,缺点是透气性差,住在里面容易缺氧,导致人摔倒。这次有惊无险的遭遇,反倒使刘东生看到了自己适应高原的潜能。后来表明,他不仅适应海拔6000米高度的工作,还可登高至6500米。

    希夏邦马峰的考察获得了重大科学发现,而在这个重大发现中起重要作用的正是刘东生。

    一天,当晚霞染红了苍山的时候,北京地质学院教师张康富等从野外返回,他们给刘东生看一块从海拔5900多米的博野康加勒冰川堆积中拾回的化石。刘东生发现这块化石竟是叶脉清晰的阔叶化石。他将其带回北京,交给古植物学家徐仁教授鉴定,鉴定结果确认这块化石为高山栎化石,估算时间为第四纪初期。在中国西部,高山植物分布是有序的,从上而下一般是高山草甸、针叶林、针叶阔叶混交林、阔叶林。高山栎是一种高两三米、叶子呈革质、色泽葱绿的阔叶树,多长在海拔2000多米的山地,上限为海拔3000米,从事青藏高原考察的人员都认识这种树木。

    刘东生想到,既然海拔3000米是高山栎的生长上限,而这块化石却出现在海拔近6000米的高处,这就表明青藏高原在过去200多万年里向上隆起了3000多米,高山栎化石是随着地壳上升带上去的。然而在此之前,地质学界一直认为青藏高原维持目前的高度已经非常久了。这是一个惊人的科学发现。

    当时我国科技水平还比较落后,刘东生等地质学家们对于青藏高原上升的判定,只能通过阔叶化石或海相化石进行。后来通过先进的测绘技术证明,刘东生的直观判定是正确的。测绘研究表明,雄踞地球之巅的珠穆朗玛峰充满活力,偌大的山体长得很快,仅在1966—1992年的26年里它就长高了96厘米。中国科学院院士陈俊勇谈及珠峰上升时,提供了一个有趣的事实:珠峰有时不是作匀速上升而是变速上升的,如1966—1975年间,它每年以约4.1厘米的速度升高。之后,上升速度逐渐变缓,减为每年平均抬升3.5厘米。相对珠峰而言,周边地方的上升速度就要慢许多,如与它相距百公里外的地壳上升速率每年只有1厘米左右。回顾沧海桑田的历史,地球上原本没有青藏高原,更无巍巍珠峰,这片土地曾淹没于汪洋大海之中,这个海洋的名字叫特提斯。自上新世末以来,青藏高原累计上升约3500~4000米。青藏高原的隆起是晚新生代以来发生的最伟大的地质事件之一。

    一叶知青藏。1965年,施雅风和刘东生等在北京召开的一次国际科学会议上,报告了他们的重大发现,由此引发了此后多年关于“青藏高原隆起时间、幅度和阶段”问题的大规模科学讨论。

    富于科学前瞻性是智慧的表现。“20世纪日益严重的环境污染及其对人类生存的威胁,引起国际社会的极大关注。刘东生是我国环境地学创始人之一,他敏锐地感受到研究环境污染,必须具备比较的标准,也就是环境‘本底’问题。凭借对青藏高原的多次考察,他感受到在人迹罕至的高山区获取‘本底值’更有意义。”中科院大气物理研究所研究员高登义每当谈及这一点,就会以尊崇的语气说起刘东生。

    1975年春,中国第二次组织珠穆朗玛峰的登山与科考行动。考察队出发前,刘东生找到参与考察的高登义,委托他利用登珠峰的机会,负责组织采集从珠峰顶峰到大本营不同高度的土壤、冰雪等环境样品。为使高登义懂得这项工作的重要性和基本知识,刘东生给他进行了详细的讲解,还将亲笔描绘的采样图交给他。随后,刘东生又让人把十多箱采集样品的容器和工具一并送来。“这太信任我了!”高登义感叹道。当时高登义才20多岁,刚涉足大气物理研究,从未学过、更没做过采样工作,加之与刘东生不在一个单位工作,很是陌生。面对如此信任,高登义下决心一定要完成任务。在队友们的支持下,他采集到了刘东生所要求的冰雪、土壤与生物等样品,为研究珠峰地区的环境本底值提供了依据。20世纪90年代,高登义等人再次在地球之巅采集样品,将获取的新数据与当年获取的环境本底值对比,他们发现珠峰的“脸儿”明显被抹脏了。

    例如,1975年,珠峰砷的污染平均值是每升水中含砷1.33微克,到了1992年,则上升到14.9微克。产生于电解铜阳极泥和硫酸厂烟道灰中的硒,1975年珠峰每升水中含量小于0.05微克,到了1994年则小于0.2微克,上升了4倍。科学家测定酸度的大小以pH值表示,按规定如果降水中的pH值小于5.6就被视为有害的酸雨,而采自海拔6000米珠峰雪样的pH值竟然为5.85。圣洁的珠峰,污染又来自哪里呢?高登义分析其原因,认为,一是海湾战争中科威特油田大火的滚滚浓烟在西风作用下飘向珠峰,作部分沉降;二是菲律宾皮纳图博火山喷发后,其火山灰在东南风的作用下也飘过珠峰,并随降雪污染珠峰。他深有感触地说:“如果再过若干年,继续以新获取的地球地标——珠峰环境数据进行比对,又会有新的发现,又可以对人类的文明发展与倒退进行解读。试想,若没有刘先生当年要求取得珠峰环境背景值,一切都无从谈起。科学家的卓越与否,就是要看他是否站得高,看得远。”

    (七)

    1977年,新疆托木尔峰登山科学考察得到国务院批准,刘东生被中国科学院任命为考察队队长。科考项目有冰川、水文、地质、动物、植物、微生物、土壤等。在这次考察中,刘东生遇到的艰险远超过希夏邦马峰考察,可谓惊心动魄。

    不管是南极冰川,还是中国西部高山冰川,冰川都有一个特性,即受坡降影响,每年总是以几十米或数百米速度流动着。托木尔峰下有一条呈“U”字形的木札尔特冰川古道,考察队业务秘书程彤事先初步考察了这条古道,认为很有科研价值。因此,当1978年7月刘东生带领考察队来到托木尔峰北坡夏特营地时,他便特意向刘东生作了介绍。不过他也说道,从夏特营地南下到那里,必须经过三个冰达坂(山口),即海拔3155.1米的木孜达坂、海拔3500.8米的哈达木孜达坂、海拔3582.0米的木札尔特达坂。这三个达坂一个比一个高,一个比一个险,是南北水系的分水岭。冰达坂上裂缝纵横,峭壁千仞,行走十分艰难。不仅如此,一路上还要涉过激流滚滚的冰川河。刘东生此时已是六旬老人了,但他听了介绍后,很感兴趣,决心不顾险阻去木札尔特冰川古道考察。他们从夏特营地骑马出发,沿着北木札尔特河左岸前进,一直到达托木尔峰南坡科考队最后一个登山营地、海拔3508米的汗亚依拉克。同行的除了程彤外,还有队员陈福明、万国江等。

    7月28日这天,艳阳高照,晴朗无风,是个利于出行的日子。早晨8时,刘东生、程彤等分别骑马离开汗亚依拉克营地,前往木札尔特冰川古道。他们先后经过阿尔恰勒特冰川西口和图拉苏冰川东口,来到必须涉过的特克斯河。程彤看到河水流速很急,便拣起一块石头投向河中试试深度,发现河水只有一米多深,可以骑马过河,于是他一马当先下水引路,刘东生骑着温顺的枣红马走在中间,后面由陈福明殿后。一行人顺利到了河对岸,然后又连续翻越了木孜达坂和哈达木孜达坂。

    一路上,刘东生给队员们讲解所经地区的地质构造、岩性,采集了标本。他还不时停下来翻开地图查阅,间或画一画地质素描。抵达木札尔特冰达坂时,已是午餐时间。队员们把马放开,任其啃食青草,然后围着刘东生,边吃午餐边请教一些地质问题。

    返程是快意的。一路下山,马跑得很快。从高山冰雪带,到玲珑剔透的冰塔区,再穿过高山草甸和茂密森林。当夕阳西下,烧红了天边云霞时,他们已来到早晨涉过的特克斯河。

    “今天考察很有意义,可以对托木尔峰的南、北坡做些对比研究,不虚此行啊!”刘东生露出微笑的同时,向队友表达了他满意的心情。

    置身特克斯河畔,眼前的河流与早上相比仿佛换了一副面孔。河水翻卷着白色浪花发出震耳的涛声,以至于感到大地都因之而震颤。程彤又投石试水,发现河水已有约两米深。河水明显暴涨!

    队员们都知道个中原因。特克斯河像中国西部很多高山河流一样,由冰川融水补给。当太阳升起、温度上升后,冰川随之消融,融水从四面八方汇入河流,河流加大流量,到了下午就会暴涨。随着太阳西下,气温下降,冰川融解又会减少或暂停,到了午夜以后,河水水位自然又会下降。按照这个规律,要等到水位下降,就必须等到后半夜。

    “如果等到午夜以后过河,虽然安全些,但夜里行军危险性加大,还是马上过河为好。”他们商定。

    “陈福明先过河。刘队长在中间,我们几人在后面保护。各位把马肚带勒紧,东西拴好,准备过河!”程彤大声下达命令。

    陈福明率先骑马试水。因河水冰凉刺骨,马入水后裹步不前。他吆喝着,扬鞭策马。刚走几步,水就淹没到马肚子。下泄的急流,险些把马冲倒,马挣扎着总算涉过了20多米宽的河流。

    轮到刘队长过河了。他的坐骑因为胆小怎么也不肯下水,在岸边打着转转。大家见状强行哄赶,它才勉强踏入水中。一入水,马又向后退,程彤赶紧用鞭子抽打。马只好下到河中。不知是马行无力,还是水流过急,一个大浪打来,马竟然被冲倒了,刘东生坠入河中。马的四蹄朝上一晃,又慌乱地挣扎站起,受惊后的马跑上了岸。湍急的水流则把刘东生冲出20多米远,靠近了对岸不远的一个巨石。大家被这突如其来的险情惊呆了,几乎同时屏住了呼吸!程彤急忙高喊:“抓住石头!抓住石头!”刘东生听到喊声,顺势抓住石头。队友们不顾一切地扬鞭催马冲向对岸,扔了一条长绳给他,把他从水中拽了上来。

    “急流中他没有下沉,是那略有防水功能的羽绒服遇水瞬间蓬松胀大,增加了浮力,如同穿了件救生衣。加上他在水中时间短,羽绒服还未来得及吸水瘪塌。否则,他被激流吞噬,卷入河底,上哪儿去找他?又上哪儿去救他!急也没用,真是天大的幸运啊!”程彤后来回忆说。

    被冰冷河水浸透的刘东生,全身颤抖。队友们赶紧将他护送回营地,扒下湿衣,用酒擦身,让他恢复体温。炊事员也为他端来了暖身的红糖姜茶和羊肉汤。

    当队友们担心刘东生会不会因此而感冒患病时,他却为落入河中的野外地质记录簿是否还在而忧心,为照相胶卷被水浸泡作废而惋惜。队友们告诉他,落水的行李未丢,记录簿因被塞进飞机上发的防水清洁袋中也完好无损。他拍摄的胶卷虽然作废,但其他队员所摄的胶卷可以替代,无碍工作。听了这些刘东生才露出欣慰的笑容。

    这次托木尔峰考察,刘东生又有了新发现。他在海拔3000~4000米的冰川前方看到了黄土层,而在这以前,青藏高原并没有这样的记载。同样海拔高度上,欧洲、美洲也都没有类似的黄土发现。他认为这里黄土的原始物质是由冰川从山上带下来的,而非来自沙漠。

    刘东生院士有相当一部分科学考察工作是在青藏高原完成的。他看重青藏高原,是因为它的神圣与重要。正如他所说的:“按照地球板块理论,世界几大洲分处于几个板块之中,青藏高原这个地方,恰好处于欧亚板块和印度板块的汇合处,因此成为科学家们了解和认识地球内部结构非常关键的地区之一。由于印度板块的楔进,亚欧板块被挤压,促使青藏高原逐年抬升,成为世界屋脊。在这个特殊的地区,动物、植物、气候、人文等方面都出现了特殊性。因此说,这里又是一本读不完的书。”

    美国著名地质学家葛利普曾提出一个从猿变人的假说。他认为,人类进化同青藏高原有着密切关系。猿人或者说人类的祖先,最早栖息于树上。在板块的作用下,地球发生了沧海桑田的变化,诸如青藏高原逐步隆起、古特提斯海消失、大气和大洋环流发生重大改变、极地出现巨大冰盖等。随之而来的是地表植物的改变,猿人得以栖息的森林被破坏,代之而起的是大范围的干草原。为了生存,猿人必须走向地面,因此才有了直立行走与工具的使用,才促进了脑的发达,从而加速向人类的转化。刘东生院士认为,虽然这一假说尚未被科学界所证实,但并非没有道理。可以说,青藏高原是至今许多科学家思想的发源地,特别是在地球环境科学上,青藏高原处于非常重要的位置。

    从青藏高原向外延展,也有很多需要探索的问题。刘东生说,一位英国昆虫学家曾发现他们那里有生活在距今一万年前的间冰期的昆虫化石,它的形体竟然同西藏一些活着的昆虫形体一样;还有的科学家发现,日本列岛和台湾岛的一些植物,同青藏高原的一些植物属种相同。这就引发人们的思考:在相距遥远的年代、遥远的地域,为什么会出现相同的昆虫?日本列岛、台湾岛与青藏高原之间,有滔滔的大海相隔,这些植物又是怎样“漂洋过海”的呢?

    青藏高原,雪峰连绵,刘东生对之寄予了深情。每临大山,都让他想起在西南联大读书时,著名的古典文学专家罗庸教授讲过的李白诗句:“相看两不厌,唯有敬亭山。”罗教授认为,这首诗反映了李白的气魄,面对敬亭山,他看山不厌,山看他也不厌。刘东生谦逊地说:“我达不到李白那样的浩然境界,但我总能做到看山不厌。”

    (八)

    地球是个整体,致力于地质环境科学研究的刘东生十分清楚,仅熟悉地球的第三极——青藏高原是不够的,还必须了解地球的其他两极——南极与北极。

    1990年冬,74岁的刘东生经智利来到南设得兰群岛中乔治王岛的中国南极长城站,为主持国家“八五”科技攻关项目“南极更新世晚期环境演变”做准备。

    也许是青藏高原的重峦叠嶂,常常阻碍他的视野;也许是郁闭的密林,让他只能仰首透过缝隙看到蓝天。当他来到天高地阔、冰原无际的南极时,顿时感到宇宙从未有过的浩大。他伫立在海边,看浮冰躺在蔚蓝色的海面上,在海流的作用下,静静地飘移着。小的碎冰时聚时散,大的冰山姿态万千,随着潮汐变化时远时近,还不时变换着角度。在他看来,南极玄妙极了。降雪、凝冰、冰山崩溃,最后融于大海。不管人们认识它也罢,不认识它也好,这种进程永不休止地循环着。

    这里让他感到新奇的东西太多了:由于病菌与病毒少,置身南极基本不会感冒,连苹果都很少腐烂。南极暖季的早期与晚期,夜很短,仅有两三个小时。由于太阳光的散射作用,这夜也不是真正意义的夜,照常可以自由行动。遇上暴风雪,特别是那可怕的“白毛风”时,一片迷茫,极易迷路。钓上来的鳕鱼可当做餐桌上的美味,奇怪的是,鳕鱼胃中竟然含有镍币大小的贝壳,实在猜不出鳕鱼怎样去消化它。刘东生在长城站工作了两个多月,完成了对这里的第四纪地质考察工作。1997年,他荣获中国南极探险研究特别奖。

    踏访了南极乔治王岛,感受了冈瓦纳古陆分解漂移后形成的南极大陆后,经不住诱惑,他又要远征北极斯瓦尔巴群岛。此行除了野外考察外,他还负有一项特殊的使命——促成中国在北极创建科学考察站。

    在北极创建中国的科学考察站,是刘东生多年前就提出来的想法。1991年,时任中国科学探险协会副主席的高登义从北极考察归来,向中国科学探险协会主席刘东生汇报情况,说这次考察看到了《斯瓦尔巴条约》的原文,这为中国人建立北极站提供了法律根据。《斯瓦尔巴条约》是1920年签订的一项条约,中国于1925年成为该条约签字国,根据该条约,中国有权进入北极的斯岛进行考察、开矿、旅游和经商。刘东生认为,既然如此,中国应该利用这个条约到北极创建科学考察站,强化中国的北极考察。他的主张得到有关方面的积极支持。1996年8月18日,年届79岁高龄的刘东生在高登义陪同下到达斯岛。由于他在国际第四纪科学研究方面享有盛誉,当地的州长给予了热情的欢迎,并希望中国尽快来这个群岛建站。

    在这里,刘东生看到了南、北两极的明显差异。地处南纬62度12分的南极乔治王岛,尽管他去的时候是暖季,却仍然是冰封一片,山岩上仅有耐寒的苔藓生长。而地处北纬78度的斯瓦尔巴群岛,地面上却长着茵茵茂草,艳丽的野花在微风中摇曳。究其原因,是因为斯岛的夏季受到了墨西哥湾暖流的影响,才温暖如春。

    如果不是置身这里,他决然不会想到,地处北冰洋中的斯瓦尔巴群岛居然早就同中国有着特殊的关系。一个多世纪前,一些挪威人、荷兰人出于钦慕中国,又不愿意沿着哥伦布寻找新大陆的航线行进,便试图越过北极另辟新路赴中国。结果愿望没有实现,却在进军北极时意外地发现了斯瓦尔巴群岛,即当时所称的斯卑次卑尔根群岛。巧合的是,刘东生到达这个岛上时,岛上一所学校正举办发现斯瓦尔巴群岛150周年图展。他饶有兴趣地看了展览,不禁感慨万千,觉得今日中国人在重振中华大国雄风上,应该做出卓有成效的努力,其中包括强化北极考察。

    2001年10月,以高登义为队长的一支科学探险队前往斯瓦尔巴群岛考察,刘东生为高登义送行。有记者问刘东生,中国派队赴北极考察意义何在?他回答:“北极作为距离中国更近的极地,其地理位置、自然环境、经济资源,与中国息息相关,中国人不能漠视。”让刘东生欣慰的是,2004年,中国终于在斯瓦尔巴群岛建立了中国首个北极考察站——黄河站。

    74岁去南极,79岁赴北极,84岁他还拎着地质锤在海拔5000余米的空气稀薄的西藏米拉山口敲打山岩。年龄,没有让他在艰险面前却步;科学,却引导他不断创造生命的奇迹。于是,同事们送他一个绰号——“超级老头儿”。

    (九)

    德高望重的刘东生,桃李满天下。“师高弟子强”,一批学生在他悉心培养下茁壮成长,其中安芷生、刘嘉麒、朱日祥和丁仲礼四位成为中国科学院院士。令人赞叹的是,在他的鼓励和主导下,他的学生的研究方向,绝大多数都没有承袭或“克隆”刘东生擅长的古生物学,而是各自开拓出了新领域:丁仲礼从事古土壤和天文轨道研究,刘嘉麒从事火山岩研究,韩家懋和刘秀铭从事黄土磁学研究,郭正堂从事土壤微形态学研究,顾兆炎从事地球化学研究,肖举乐从事湖泊环境研究,谭明从事石笋古气候研究,储国强从事湖泊古气候研究等等。刘东生不仅着意将自己的学生安排到各不相同的研究方向上,还尽其可能委托国内该方面最负盛名的专家予以指导,以博采众长。这有效地避免了由于“近亲结婚”而导致的学科研究退化,最大限度地发挥了“杂交优势”。

    高瞻远瞩、循循善诱、严格要求、言传身教,是刘东生把学生引向科研正路的最根本手段。

    “中国文人难以摆脱对美的偏见,因而成为进步的障碍。在他们的眼里,步行是低下的。地质工作就等于直接放弃了做人的所有尊严……”德国地质学家李希霍芬说过的这段话,刘东生认为是对中国知识分子的警示。在地质学界,如果不摆脱“劳心者治人,劳力者治于人”的传统偏见,那将是致命的。

    不过在中国古代知识分子中也有例外,明代地理学家徐霞客便是其中杰出的一位。著名科学家丁文江就说过:“徐霞客究江河之渊源,山脉之经国络也。此种‘求知’精神,乃近百年来欧美人之特色,而不谓先生(徐霞客)已得之280年前。”他认为,徐霞客作为中国地理与地质考察的先驱,大大超前于欧美人士。丁文江本人亦曾在这方面作出了表率。

    刘东生有机会就向学生们灌输徐霞客精神。他还亲力亲为,做出榜样。黄土高原、地球三极考察后,82岁的他又于1999年乘考察船远征南沙群岛。

    提到南海海洋研究,刘东生还与之有段渊源。科学研究表明,通过X-射线对珊瑚拍照,所获照片能够揭示珊瑚年际界线和生长率,可以分析其间的海洋环境演变。20世纪80年代初期,刘东生在澳大利亚海洋研究所考察,见到澳方学者使用了这一手段,深感值得借鉴。回国后,他专程到中国科学院南海海洋研究所找到聂宝符,建议开展这一研究。研究实施后,果见显效,聂宝符等后来不仅利用珊瑚生长率研究南海的年平均海水温度,还开展了更高分辨率的一年内各月海水温度变化的研究。

    1999年初,刘东生得知他在南海所工作的学生余克服要赴南沙群岛考察,便要余克服帮助他向南海所申请一道同行。消息传出,从中科院领导到地质所研究人员,基本上都持反对态度。理由很简单,刘院士年事已高,加上南沙群岛远离大陆,一旦有个意外救援都来不及。执意要去的刘东生理由同样充分:“我的学生研究南沙群岛珊瑚礁,作为导师的我至少应该去看一看。”

    在让他去与不去的关键时刻,决定的一票留给了他的夫人胡长康。同刘院士相濡以沫一辈子的胡长康最了解老伴的心思:“考察就是他的生命,他不晕船,可以去。”不久,南海所的“实验3号”科学考察船自广州启碇了,刘东生终于实现了赴南沙群岛的愿望,成为考察队中年龄最长者。

    离开码头及欢送的人群,考察船鸣着雄浑的汽笛声驶出浑黄的珠江口,驶入白浪滚滚的南海。船体摇晃明显,为避免晕船,包括余克服在内的不少年轻队员都回到各自舱内躺在床上。刘院士与同舱的王关养高级工程师也躺下了。不知过了多久,王关养睁开眼睛,突然发现刘院士床位空了,人不知到哪儿去了,他马上报告给考察队长。大家从船舱找到船舷通道,又从通道绕到船台最高处,终于发现刘东生正在那里扛着录像机对着大海录像!他说:“我躺在床上,感觉风浪好像越来越大,便想着利用这个机会把冲起的大浪录下来,留个资料。”

    登高赶浪拍摄,岂止需要胆量,更要拥有非同一般的适航能力!此情此景,让虚惊一场的队友们,笃信这位“超级老头儿”完全能够胜任这次海洋科学考察。日夜兼程的航行后,考察船于三天后到达南沙海域。随考察船巡行了太平岛、华阳礁、六门礁等岛礁后,刘东生还穿上红色救生衣,随队员下到运输艇上,从深海区驶上浅水礁盘,登上永暑礁。海底拖网、海底沉积物取样等考察项目,常常在深夜进行,刘院士也照样起来观察、录像。他还提醒学生余克服:“野外工作务必细致,尽可能多地获取第一手材料。”30多天的海上考察结束后,刘院士胜利而归。

    更让他的学生为之瞠目的是,2004年,年已87岁的“超级老头儿”竟然又现身新疆罗布泊。罗布泊,这是一个谜一样的地方,一个世纪以来,发生在这里的传奇有许许多多。上世纪初,罗布泊还是一片水域,瑞典探险家斯文·赫定曾在这里放下木船,荡舟其上。罗布泊干涸后,地貌的剧变又引来无数的考察者。上世纪80年代,我国科学家彭加木在此地留下“向东找水去!”几个字后便失踪了,成为永远没有谜底的自然科学之谜。1996年,上海独行侠余纯顺在这里实施穿越,魂断荒漠,再现了罗布泊的残酷。而今刘东生续写传奇,仅他那让人为之咋舌的年纪,就够让人担心的。

    还在他念中学时,刘东生就知道罗布泊,并心向往之。大学毕业时,他的一位老师要到新疆搞地质调查,本来他可以随行,不巧他胃病发作错过机缘。后来他作为地质学家,天山的托木尔峰、华夏最低点艾丁湖、酷热难耐的吐鲁番等新疆诸多地方,都留下了他的足迹,唯有罗布泊成了他的考察盲区。在他的视野里,罗布泊和楼兰地质地貌是新疆所特有的,地学研究者不可遗漏。有鉴于此,他给多次出入罗布泊考察的中科院研究员夏训诚打招呼:“一旦有机会不要忘了我。”

    机会果然来了。2004年9月,夏训诚又要组队赴罗布泊考察。他首先想到刘院士的嘱托,转而又想到他的年龄,怕有闪失,又犹豫了。最后,他还是忍不住从新疆把电话打到刘东生家里。电话这边的刘东生一听,不仅表示参加,态度还非常坚决。为慎重起见,夏训诚约刘东生老伴胡长康与丈夫同行,这样可以多个照应。

    “都进入罗布泊了,他老伴才告诉我,他去年4月做过腹动脉瘤和肾动脉介入治疗,肚子里带着3个支架!”夏训诚不无担心地对队友说。还有,跟着来的刘夫人本身也是需要关照的老人啊!

    在罗布泊,每天出门考察,刘东生总是和普通考察队员一样,收拾好跟随了他几十年的地质背包,自己拎着走。有人伸出援手,他总是说:“我自己能行!”到了考察地点,他总是争取下车察看和绘图。在罗布泊北部“龙城”,突起于地面的一个个雅丹展布开来,看上去宛若大海涌起的波涛。刘东生被它吸引住了,只见他身着黄色夹克衫,宽松的裤管里露出细细的腿骨,弓着微驼的背,拎着一把伴他多年的地质锤,向一个先缓后陡的20多米高的雅丹顶部攀去。待到了崖壁处,他敲下土块观察取样,又照例取出笔记本画素描,写下经纬方位。在场者见状,无不为他坚忍不拔的科学精神所感动。

    在路上,一个钾盐矿展现在他们面前,脚下就是卤化池。刘东生用双手捧起卤水送到嘴边舔了一下,喃喃自语道:“终于尝到罗布泊的味道了。”罗布泊考察结束后,他们又去了闻名中外的楼兰古城。

    此次罗布泊考察历时10天,行程3000余公里,其中有一半时间在罗布泊。刘院士对考察始终表现出浓厚的兴趣和年轻人般的热情,还一再以“太不虚此行了”概述他的体会。考察队最终安全回到乌鲁木齐,夏训诚这颗悬了多日的心才算放下。

    这种挑战生命的精神难道仅仅是对他学生的激励吗?不!那是对所有人的激励,因为这是生命的绝唱。

    多年来,刘东生众多学生从他身上汲取的,不仅仅是自强不息的精神,还有尊重科学、严谨治学、不慕虚名的优良学风。当年他师从杨钟健,悟到“同一流科学家在一个锅里吃饭”十分利于提高研究水平,现在又轮到他的众多学生“同他在一个锅里吃饭”,那同样是让他们受益一辈子的经历。

    1987年,聂高众与其他师兄弟一道随老师刘东生到甘肃白草塬黄土上打钻。刘东生要求他们每天都要做记录,并包装好样品。学生们却随便将黄土样品包成一坨,用细绳扎上,看起来像个中药包。刘东生看到他们如此马虎,便教他们将样品切成方方正正的块儿,然后包装整齐,再在包装上标明方向。他对学生们讲,这样做有助于在实验室对样品黄土岩性、物理性状、磁学测量进行测定。学生们懂得了道理,从此不再草率从事。

    “一支铅笔到了他手中赛过数码相机。”刘院士的学生靳春胜,用饱含崇拜的语句如此形容老师的素描能力。2005年夏初,靳春胜等随刘东生赴甘肃省秦安县进行晚新生代黄土-古土壤考察。车每到一处停下,老师都会下车尽可能地接近剖面,并扬起冰镐刨下土块细致观察。看到刘院士一丝不苟地做记录、画剖面素描图、观察黄土成分和结构,靳春胜感慨地说,真真领略到了大学问家的深厚功底,特别是老师画的剖面素描图,有时还着上颜色,又逼真,又漂亮。

    对于实验室工作,吕厚远留下了让他永生难忘的一段记忆。一天中午,他同老师刘东生一道吃盒饭,刘院士边吃边提示他:“实验室的基本训练是做研究的根本,有人做化学分析实验,不知道分析结果1和1.00的差别,别人做出1.00的数据还笑话人家,这怎么能行呢!”“研究工作要有自己的体系,这是最重要的,就怕不成体系。没有体系就没有特点,一个单位没有特点这个单位就失去了价值,一个人没有自己的研究体系,他会找不到自己的位置。”科学实验要精益求精,科学研究要有独到的学科特点,可以说,这些叮嘱对于任何科研人员来说都是必须坚持的原则。

    前进在科学道路上的年轻学者需要点拨,对此,谭明体会尤深。一次,他在北京石花洞石笋中找到发育很好的微生长层,向老师刘东生报喜。“那好哇!影响石笋层厚变化可能因素是什么?”刘东生问道。“是降水。”谭明肯定地回答。“先不要这么早下结论,温度影响也要考虑。”这话当时谭明并没有听进去。事后证明,刘东生的意见是对的,这给谭明留下了深刻的印象。

    博士后期间,肖举乐一直琢磨着做点有特点的题目,但不知做什么好。他想从事湖泊环境研究,但又觉得费时、费力,难度较大;他想做全新世黄土,又觉得找到好的黄土剖面远非易事。正当他拿捏不准之际,1996年3月的一天,刘东生把他叫到办公室谈话,话题是湖泊。刘东生从青藏高原的湖泊谈到内蒙古和华南的湖泊,又论及我国湖泊沉积和环境研究与国际水平的差距等等。接着他真诚地说:“我们做了这么多年的黄土,通过黄土对环境变化有了一些认识,说老实话还不够。黄土区周围有很多湖,像青海湖、三门湖,内蒙古也有湖,就不知道这些湖是个什么样的情况,与黄土一模一样还是有所区别?”一席话激发了肖举乐一辈子从事湖泊环境研究的决心。它让肖举乐难忘的是,尽管老师知道他在日本琵琶湖做了一点研究工作,可并没有以指令式语气要他继续从事湖泊环境研究,而是通过轻松愉快的交流和谈心,让他自己领悟到做湖泊研究势在必行并且责无旁贷。他觉得“这也许正是先生的人格魅力所在”。

    科学需要严谨,对于任何有违这一精神的人与事,刘东生都不能接受,更不要说发生在他的学生身上。他有位学生写了篇论文,刘东生认为应该先寄到国外征询某科学家意见后再行发表。这位学生觉得反正是文责自负,所以没有必要征询意见。刘东生听后非常生气,对他进行了严厉的批评教育。他从做学问要严谨认真,到虚心求教如何有益,一直讲到为人处世应该谦恭等,从中午到傍晚足足训了好几个小时。在场的学生们找到了招惹老师生气的原因:“显然是因为我们没有真正理解做学问应该严谨的道理。一个新的学术观点和见解,不能随意抛出来,应当在扎扎实实的工作之后,再多方请教,务求严谨求真……我们惭愧自己年少轻狂。”

    作为科学家,仅自身获得重要研究成果是远远不够的,还要能培养和打造出一支精干的队伍,做到后继有人。刘东生以其严谨的科学精神和高尚的师德,两者均做到了。对于后一点,中国科学院广州地化所陈毓蔚先生是这样评价的:“……在1956年兰州地质所建立时,我们的前辈侯德封老所长说过,地质所似一只老母鸡,兰州地质所是它下的一只蛋,他感到很欣慰。刘东生先生又何尝不是将我国第四纪学科下了五个蛋(研究基地),从北京两个延伸到贵阳、广州、西安,并培育出多名院士及一支强有力的学术队伍,这是刘先生对我国第四纪科学领域的杰出贡献。”

    (十)

    刘东生最喜欢马克思的一句话:“科学绝不是一种自私自利的享受,有幸能够致力科学研究的人,应该首先拿他们的学识为人类服务。”刘东生的一生正是这样做的。

    有的年轻研究人员问他为什么能够多年情系黄土地?他的回答朴实而又真切:“我们吃了农民的馒头,我们就应该为他们做工作。”知道感恩才会知道回报。

    一位记者问他:“你几十年来坚持下来的动力是什么?”他的回答是:“国家需求是支持我研究的最大动力。”“我觉得,只要国家需要我们,我们就不会有什么吃亏的感觉。这是为国家建设添砖加瓦。”

    难道不是吗?从1954年开始的三门峡水土保持调查到1957年的黄土大面积网络状路线调查直到希夏邦马峰和托木尔峰的科学考察,刘东生总是在国家下达的项目中投入全部的真诚,并借机寻求新的学科突破点与生长点。

    正因为他将祖国至上,人民至上,一生倾注于科研,才取得了一系列为国内外公认的科学成就。他不仅获得了国家自然科学一、二等奖、中国绿色科技奖特别金奖、中国科学院自然科学一等奖、中国科学院科学技术进步特等奖、陈嘉庚奖、何梁何利奖、洪堡奖章等,还获得了国际环境科学最高奖——泰勒环境成就奖。

    2002年4月12日,刘东生偕同夫人胡长康,出席了在美国洛杉矶四季宾馆大厅举行的2002年度“泰勒环境成就奖”颁奖典礼。评审委员会成员科恩教授在会上阐述颁奖理由时,明确而又富于诗意:“自然界沧海桑田的环境变化在地球上刻下了三本完整的历史大书:一本是完整保存古环境变化信息的深海沉积,另一本是系统反映气候变化的极地冰川,而第三本书则是中国的黄土沉积。这三本书是我们认识地球上自然历史、气候、生物变迁的最佳文献档案。是谁识就了黄土这本大书,并将其‘写出’,为国际同行所赏识,以至让中国科学界为之骄傲?是位于主席台旁,准备领奖的刘东生院士,当然也包括他领导的黄土研究团队。获得这一殊荣者,在中国他是第一人,在亚洲他是第二人。”

    此时此刻,刘东生并没有把这无上的荣光归于自己。他对同事回忆说:“在获奖的时候,我首先想到的是李四光、杨钟健、侯德封等老一辈地质学家对自己的耳提面命,没有他们的传道、授业与解惑,自己也许不会在地质学大路上走得这么远。”

    为了表达对老师的感激,刘东生领奖回国后,特意来到自己在西南联大时的老师王恒升院士家里报喜。王院士的女儿王莹棣说:“那年父亲102岁了,脑子也不大清楚。刘先生还是执弟子礼,毕恭毕敬地把证书展开,捧给父亲看,鞠躬感谢业师的培育之恩。刘先生在西南联大的老师大概仅有父亲健在了。难得刘先生耄耋之年大喜之时,还惦念着60多年前的老师!如此人品风范,怎么不让人敬佩。”几句肺腑之言说出,王莹棣已是泪光盈盈。

    两年后,更为辉煌的时刻来临。2004年2月20日,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会,中共中央总书记、国家主席胡锦涛亲自为获得2003年度国家最高科学技术奖的刘东生、王永志颁奖,并与之合影。

    为分享这一幸福时刻,来自南开大学的20多位老同学与刘东生夫妇聚首庆祝。那醒目的横幅,那热情洋溢的氛围,让南开人再一次品味出“允公,允能”校训的丰富内涵。

    仰望夜空,银河中群星璀璨,那颗以刘东生院士名字命名的58605号小行星显得格外明亮。它承载着刘东生丰厚的学术思想和科学精神,不仅永存宇宙,还时刻激励着一代又一代中国科研人员将之薪火相传,发扬光大。[参考文献]

    [1] 中国第四纪科学研究会编. 纪念刘东生院士[M]. 北京:商务印书馆,2009年.

    [2] 潘云唐. 刘东生——揭开黄土的奥秘[M]. 北京:新华出版社,2008年.

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