PDF《“科技雷锋”聂元铭》

学人

7 主编: 刘丹 编辑: 吴益超 校对: 王心怡 E-mail押ycwu@stimes.

cn

2013 年4月26 日 星期五 Tel押(010)

51949401 22 年前, 他作为全军学雷锋先进个人代表, 在 中南海怀仁堂受到党和国家领导人的亲切接见;

22 年后, 他作为全国优秀科技工作者代表, 在人民大 会堂从国家领导人手中接过国家科技进步奖一等 奖的证书. 他就是第二炮兵后勤部自动化工作站高级工 程师聂元铭.22 年来, 他用对科研事业的热爱和执 著兑现了自己的科研承诺:

20 项成果获得国家和军队科技进 步奖,

31 部专著在全国发行并 成为畅销书. 直面挑战求突破 上世纪

90 年代初,聂元铭 成为全军学雷锋先进个人.他的 事迹被中央和国家级新闻媒体集 中报道后, 这位 科技雷锋 声名 远播. 然而此后, 他将目光转向信 息化建设主战场,把全部精力投 入到军队信息化建设科研中. 军队信息化建设是一项复 杂的系统工程, 如何从实际出发 搞好顶层设计, 是后勤信息化建 设遇到的最大挑战. 一个强烈的 愿望在聂元铭心里萌生: 一定要 尽快拟制出符合后勤部队实际 的信息化建设方案. 从此,他一边开展其他课 题研究,一边利用各种时机收 集资料.为了获取几个相关数 据, 他可以连续翻阅

20 多本书 籍;

为了得到

1 本相关资料, 他 可以连跑

5 家研究机构,对后 勤系统信息化建设进行不懈的 探索和研究. 网络安全, 被誉为信息技术 的生命工程.从某种意义上讲, 网络安全已成为信息化建设的 重大障碍, 以致出现了谈 网 色变、 建网与堵网相 互牵制的尴尬局面. 一边渴望信息化建设步伐加快, 一边担心网络 安全带来的危害, 聂元铭强烈地意识到, 要想实现 两者的互相统一, 必须尽快解决安全问题. 从最初的积极参与, 到成为全军后勤信息安全 专家委员会主任, 聂元铭担当了多个攻关项目的领 衔人.由他组织研发的 军队计算机内网安全管理 系统 , 实现了客户机硬件资源集中控制, 保证了上 网用户身份的唯一性和真实性, 做到无干预的实时 性管控, 有效提高了网络应用的安全级别, 堵塞了 网络安全漏洞和隐患. 不畏艰难担使命 交通地理信息, 历来是作战指挥和后勤保障 的命脉.过去,一张地图一个沙盘就可满足作 战.进入信息时代, 传统的纸制地图和数据模型 已不能适应高技术战争的需要.要实现信息的 水、 陆、 空立体交叉快速投送和精确保障, 必须 拥有完全自主知识产权的数字化自动处理和辅 助决策系统. 而我国在这些方面的建设起步较晚, 所使用 的技术存在着系统查询分析效率低、 应用模式陈 旧、 地图显示兼容性差等问题, 但对该领域的技 术西方国家封锁又很严. 没有参考数据, 没有相关经验, 聂元铭一头 扎进课题中,他和战友们深入部队和地方的铁 路、 公路、 水路和航空等部门进行调研, 夜以继日 地撰写研究报告.仅仅是有据可查的单位, 他就 和战友跑了

382 家,请教的专家学者多达

1600 多人, 反复修改报告用过的底稿摞起来都有一米 多高. 关键的问题解决了, 他和战友们利用独创的 技术手段攻克了不同媒介环境下地图保真的难 题, 实现了 100%保真, 同时在国际上首次提出并 开创了空间关系形式化描述的 NIV 模型, 为国防 交通信息高效处理奠定了理论基础. 此后, 他又和战友连续奋战, 成功创建了国家 级国防交通空间数据平台和军事交通地理信息系 统, 有效提升了我军基于信息系统的交通战备综合 保障能力, 创造了极大的军事和社会效益. 同时, 他还带领课题组解决了联合作战后勤 保障对象多、 关系复杂的难题, 建立起能够做到 图、 文、 声、 像等信息共享的远程异地协同作业平 台, 为各类后勤指挥人员提供了高效快捷、 灵活 方便的网上协同手段, 提高了后勤指挥和决策的 科学水平. 甘于寂寞写精彩 搞科研就要耐得住寂寞,有时平淡的生活 也出精彩. 这是聂元铭常挂在嘴边的一句话. 就 是这样一位对生活很平淡的人, 却时刻关注着别 人的生活.

2012 年, 军人保障卡在全军推行, 官兵们实 现了 一卡在手, 走遍神州 的梦想.由于军人保 障卡将工资卡、 医疗卡、 被装卡等集成在一起, 储 存着持卡人的姓名、 出生日期、 工作单位、 职务、 军衔等诸多信息,数据密级从敏感级升至绝密 级.因此, 安全保密成为总部首长最为关注的问 题.乃至一些战士, 也怕这张 满身秘密 的保障 卡由于频繁使用而泄露个人隐私. 总部把这项绝密级的 军人保障卡安全保密 系统 课题交给了聂元铭和他的课题组. 维护信息安全, 对于聂元铭来说并不是太大 的困难.问题是, 军人保障卡系统须依托军事综 合信息网运行, 系统整体采用的是独特的应用模 式, 凭借现有装备和技术手段很难全面有效地解 决其保密问题. 能否建立多层次全方位的军人保障卡综合 安全保密管理模式, 通过纵向分级、 横向划域, 建 立网络安全防护、 信息加密传输、 实体身份鉴别 和保障卡密钥防护体系? 思路打开了,聂元铭和战友们一鼓作气, 通 过对国内外大量信息卡应用安全解决方案的调 研, 大胆提出了由保障卡密码子系统、 数据中心 密码子系统和安全防护子系统组成的总体技术 方案, 并成功利用密码分割、 密钥分割、 密钥分 散、 密钥协商等技术, 全面解决了军人保障卡的 保密问题.实践表明, 这套系统运行平稳, 安全可 靠, 完全符合国家和军队信息安全标准. 得知这项成果获得军队科技进步奖一等奖的 消息后, 聂元铭深感欣慰.但并不满足于此的他, 眼光又盯向了下一个目标, 开始了新的科研人生. 晚型恒星, 即恒星光谱序列中的 F、 G 和K型星, 对其研究是银河系研究中一个非常重要的课 题, 其中贫金属恒星样本的元素丰度可以提供银 河系早期形成历史的信息, 同时这些恒星中元素 丰度的分布模式将有助于了解这些元素在银河 系早期何时、 何地形成, 以及原初的初始质量函 数等, 以进一步研究银河系早期的形成历史和银 晕结构, 因而该课题逐渐引起了国际范围内的广 泛关注和研究. 在我国, 国家天文台研究员、 郭守敬望远镜 观测运行部主任施建荣长期从事银河系的化学 演化研究工作, 尤其在晚型恒星大气中一些重要 元素的非局部热动平衡 (NLTE) 效应的研究方面 做了大量的工作. 施建荣

1995 年研究生毕业于北京大学地 球物理系获硕士学位;

1998 年获上海交通大学 应用物理系理学博士学位,同年

6 月进入中国 科学院国家天文台从事博士后研究.1999~2009 年他先后八次赴德国慕尼黑大学天文和天体物 理研究所,

2010 年赴俄罗斯科学院天文研究所 从事非局部热动平衡条件下原子模型建立的研 究工作.目前公开发表进入 SCI 检索的学术论 文55 篇.

2003 年作为主要成员获北京市科学技 术奖二等奖;

2008 年作为主要参加者获国家自 然科学奖二等奖. 在晚型恒星大气中由于有辐射场的存在, 尤其在贫金属恒星大气中, 一方面由于电子密度 低, 另一方面由于重金属含量少, 不透明度降低, 这些恒星在紫外的辐射很强, 这时候, 恒星大气 中碰撞不再占主导地位, 粒子数布局不再满足玻 尔兹曼和沙哈方程, 在这种情况下, 我们必须考 虑非局部热动平衡效应对元素丰度确定的影 响. 施建荣说. 目前, 由于观测和计算机技术的发展, 此方 面的研究已然成为国际热点, 施建荣所在团队在 我国属于较早开始这方面研究的课题组. 雄厚基础: 建立原子模型 近年来,施建荣等人在丰度分析和研究、 恒 星光谱的定量分析及 NLTE 效应方面做了大量 工作, 特别是在 NLTE 效应的研究领域开展了富 有成效的工作. 施建荣说, 对贫金属恒星基本参数和表面元 素丰度的确定有很多工作要做, 但是这方面还有 很多地方需要进一步的改进.一方面研究中所采 用的样本恒星数目有待进一步增加;

另一方面恒 星基本参数, 如有效温度、 表面重力等的确定还 不可靠.其主要原因是贫金属恒星离我们比较 远, 受大气消光的影响大, 同时没有精确的距离 测量. 随着计算机计算能力的迅速发展, 我们有 了更多可靠的原子数据,如NIST 和TOPBASE 等,使得我们可以建立更完备和更多的原子模 型, 特别是我们可以详细研究与电子和中性氢的 碰撞对粒子数占据的影响, 建立更可靠的原子模 型. 他说. 在原子模型的建立方面, 多年来他们开展了 Li、 B、 Na、 Mg、 Al、 Si、 K、 Fe 和Cu 等元素NLTE 效应的研究, 分析了多批样本星的元素丰度.他 们系统研究了一批高自行恒星和晕星 Na、 Mg 和Al 三种元素的丰度, 结果表明: 结合恒星的运动 学性质, 利用[Na/Fe]或[Al/Mg]可以区分晕、 厚盘 和薄盘恒星, 同时还发现, Na 和Al 的丰度结果不 能用目前的超新星和 AGB 星的产率解释.他们 也详细分析了 Si I 和Si II 谱线在贫金属和近邻 恒星中的 NLTE 效应, 确定了这些恒星中的 Si 元 素丰度,并利用日本的 Subaru 望远镜的红外光 谱, 研究 Si I 红外谱线在恒星中的 NLTE 效应, 结 果表明, 要确定贫金属恒星的 Si 元素丰度, 一定 要考虑 NLTE 效应. 在Zn 原子模型的研究方面, 他们也积累了很好的研究基础及计算了原子参 数, 相关论文已在国际学术刊物上发表.在冷星 红外谱线的研究方面, 他们已经完成了对矮星的 Si 元素 NLTE 分析, 并将进一步开展对巨星的 Si 元素丰度进行 NLTE 分析. 同时也已开始分析其 他元素红外谱线的 NLTE 效应, 为研究斯隆望远 镜APOGEE 项目的高分辨率、高信噪比红外光 谱作相关的前期准备. 在观测方面, 施建荣所在课题组有长期的望 远镜观测经验, 能够申请到国外大望远镜的观测 时间, 同时有很多国际资源可以利用.研究中获 取了德国天文望远镜、 欧洲南方天文台的 UVES、 日本 Subaru 以及美国 Keck 望远镜的一批公开的 观测资料, 也将用斯隆 APOGEE 的高分辨率、 高 信噪比红外光谱作相关的研究, 对于完成原子模 型的建立和丰度确定有绝对的保障.同时, 目前 作为国内最大的巡天光学望远镜(LAMOST) 观 测运行部的负责人, 施建荣最重要的工作是保证 望远镜的正常运行, 以获取国内外天文学家所需 求的光谱, 并进一步提高望远镜的观测效率. 施建荣所在的课题组在丰度分析、 NLTE 效 应研究等方面有很扎实的基础, 而所建立的完整 的原子模型, 加上高分辨率、 高信噪比的观测光 谱, 奠定了准确确定恒星基本参数和元素丰度的 基础. 优越资源: 建立恒星理论模板光谱 探索从低分辨率恒星光谱和测光数据中提 取恒星参数信息方法,对研究银河系的形成和 演化等研究都有着决定性的作用,施建荣等人 在此方面建立了恒星理论模板光谱,通过研究 斯隆海量的恒星光谱和五色测光数据来确定这 些SDSS 低分辨率恒星光谱的有效温度、表面 重力和[Fe/H]等参数.他们的研究包括建立恒 星光谱模板库以及相关的程序;

确定斯隆低分 辨率恒星光谱的基本参数信息;

给出有效温度、 重力加速度和 [Fe/H] 与斯隆五色测光的相关 性, 提供海量有测光数据恒星的基本参数信息, 为利用大样本研究银河系的形成和演化提供相 关参数. 在成果方面,他们建立了恒星模板光谱库, 利用模板匹配的方法确定了 SDSS 的DR7 恒星 光谱的基本参数,并利用这些恒星的 SDSS 测光 数据, 研究了这些恒星的基本参数与色指数的相 关性.该方向已发表相关论文

7 篇. 领先技术: 研究极端贫金属恒星元素丰度分布 利用光谱方法确定一批极端贫金属恒星的 基本参数, 确定极端贫金属恒星中元素丰度的分 布模式可以有助于了解这些元素的早期起源、 第 一代超新星的爆发过程、 原初的初始质量函数以 及研究银河系早期的恒星形成和化学演化历史 等.对此, 施建荣等人与国外的同行一起详细研 究了 Fe 在极端贫金属恒星中的非局部热动平衡 效应, 利用 Fe I 和Fe II 谱线多的事实, 用Fe I 的 丰度与其激发电势无关来确定恒星的有效温度, Fe I 和Fe II 谱线给出的丰度一致来确定表面重 力.这种方法的优点是可以避免由于消光和距离 不确定等因素对恒星基本参数确定的影响.他们 研究表明, 在极端贫金属恒星中, 非局部热动平 衡效应对很多种元素丰度的确定影响很大, 不可 忽视.因此在确定这些元素的丰度时, 也将考虑 这个效应, 从而精确确定极端贫金属恒星中元素 丰度的分布模式. 通过与俄罗斯、德国和瑞典的同行合作, 他 们完善了铁原子模型;

利用已建立的 Si 原子模型 完成了贫金属恒星和近邻恒星中的 Si 丰度分析, 并分析了 Si I 红外谱线在矮星中受 NLTE 效应的 影响;

建立了 B 原子模型, 并确定了一批贫金属 恒星中的 B 元素丰度;

在国际上首先建立了 Cu 原子模型, 并确定了太阳中的 Cu 元素丰度. 相关 的文章已发表或已投国际主要的天文杂志.此后 他们将继续利用 Subaru 望远镜获取的冷巨星的 红外光谱研究 Si I 红外谱线受 NLTE 效应的影 响.在Cu 元素的分析方面已分析了一批 UVES 紫外和光学波段的恒星的光谱,有关 Cu 在这批 恒星样本中的 NLTE 效应分析的文章正在整理 中;

此外也正在分析贫金属恒星和近邻恒星两个 样本中 Cu 元素的 NLTE 丰度;

还将分析 Keck 望 远镜的贫金属恒星的紫外光谱,确定 Cu 在这些 恒星中的 NLTE 效应. 长远目标: 研究银河系早期演化历史 为了进一步确定贫金属恒星中一些重要元 素如 Na、 Mg、 Al、 Si、 K、 Ca、 Cu 和Zn 等元素丰度 的分布模式和天体物理起源, 以研究银河系的早 期演化历史, 施建荣所在课题组将开展更系统全 面的研究工作. 利用可靠的原子数据, 他们将采用光谱分析 方法确定这批恒星的基本参数, 其中特别关注的 是Fe 在贫金属恒星大气中的非局部热动平衡效 应,他们将详细分析这批恒星中的 Fe I 和Fe II 谱线, 以及 Ca I 和Ca II 的谱线, 特别是这些谱线 的NLTE 效应.在此基础上, 确定大样本极端贫 金属恒星的有效温度、 表面重力、 金属丰度和微 观湍流速度, 进一步确定这些恒星中 Na、 Mg、 Al、 Si、 K、 Ca、 Fe、 Cu 和Zn 等元素的丰度,利用建立 的原子模型, 求解耦合的速率方程得到所有能级 的粒子占据数, 研究上述重要元素在贫金属恒星 大气中的 NLTE 物理效应.考虑这些元素的 NLTE 效应, 并利用 Fe 谱线多的优势确定贫金属 恒星的基本参数, 确定这些恒星中元素丰度的分 布模式,通过分析这些元素的天体物理起源, 进 一步研究银河系早期的恒星形成和化学演化的 历史. 放眼未来,相信施建荣课题组的研究能够 进一步提高我国在恒星元素丰度的确定和银河 系化学演化方面,特别是在 NLTE 效应方面的 国际影响力,促进天体物理与原子物理的共同 发展. 近年来, 施建 荣等人在丰度分 析和研究、 恒星光 谱的定量分析及 NLTE 效应方面做了大量工作, 特别是在NLTE 效 应的研究领域开 展了富有成效的 工作. 施建荣: 遥望晚型恒星 姻........