科技创新人物 | 院士陈大可：一位物理海洋学家眼中的“自然哲学”

中国科学院院士、海洋二所研究员 陈大可

陈大可在南极科学考察现场

　　台风、洪涝、暴雪……极端气候事件带来巨大影响，其背后原因复杂难懂，无数科学家笃学至技，探其貌，究其理，以期提高预测准确度。

　　“在各种原因里，海洋是决定气候的主要因素之一。”我国物理海洋学家陈大可开展了长期的基础性研究，在“厄尔尼诺的预测和可预测性”“海洋混合的机制和作用”两方面作出了系统的、创造性的贡献，显著促进学科发展。

　　2015年12月7日，陈大可当选为中国科学院地学部院士。上述两项研究正是他的代表性学术成就。

　　2019年10月1日，陈大可受邀参加庆祝中华人民共和国成立70周年大会。“海洋从来都是强国的竞技场，我庆幸没有游离于时代的洪流之外，能为国家的海洋强国之梦贡献自己的微薄之力。”陈大可说。

　　从三湘大地，到西子湖畔；从大洋彼岸，回到自然资源部第二海洋研究所，家国是根，海洋是魂，63岁的陈大可一如年少时，不断探寻着物理海洋的源头活水。

海洋的美，科学的光

　　出生于湖南长沙书香门第的陈大可，童年和少年时代受知识分子父母的熏陶，好读书、乐读书。中学毕业后，在那个特定的年代，他成为下乡“知青”。直到1977年恢复高考，他以优异成绩成为一名大学生。

　　海洋，作为一个著名的文学意象，引发无数人的遐想。同样，海洋也滋养了爱好文艺的陈大可。

　　虽然从小对海洋感兴趣，但真正开始了解海洋科学是在大学三年级。“那时我决定报考海洋方面的研究生。一是觉得做海洋研究很浪漫很有意思，二是意识到人们对海洋的了解还非常肤浅，因而投身海洋学研究将大有可为。”

　　当时开展海洋科学研究的高校和研究所并不多。陈大可看到海洋二所苏纪兰先生招生的消息后，决定报考其研究生，“苏先生有留学背景，了解海洋科学研究的国际前沿，有先进的科学理念。这一切都吸引着我。”

　　陈大可顺利成为苏纪兰的第一批研究生之一，踏上了海洋科学研究的道路，也开始了一段师生佳话。

　　陈大可视苏纪兰为“恩师”。他留学的故事或许能说明“恩”从何来。硕士毕业前的一天，苏纪兰拿起一张表格对他说，“把这个填好，到美国继续学习吧。”

　　陈大可惊呆了，“原来苏先生帮我联系了纽约州立石溪大学的海洋研究生院，而这一切我一点儿都不知道。”那是1985年。

　　不负师恩的陈大可顺利取得博士学位。此后十多年里，陈大可先后在美国罗德岛大学、宇航局和哥伦比亚大学工作，在近海、大洋和气候研究领域都取得了重要的原创性成果，在国际上建立了自己的学术声誉。

行于洞见与质疑之间

　　人类在面对天灾无可奈何时，往往将之归于神明。比如厄尔尼诺，其原意就是“上帝之子——圣婴”。这一发生在热带太平洋的异常增暖现象往往带来巨大的全球影响。

　　如1998年发生在我国的那场洪涝灾害，其原因正是1997/98厄尔尼诺现象。在过去几十年里，监测和预测厄尔尼诺，一直是海洋与大气科学研究的焦点。

　　二十世纪九十年代中期，一项名为“热带海洋与全球大气”的国际计划已接近尾声，但在“提高厄尔尼诺预测水平”这个主要目标上，遇到了瓶颈。陈大可当时刚开始介入厄尔尼诺研究，他考虑到问题可能出在用于模式初始化的观测资料与模式不匹配，从而造成预测误差。

　　此后的研究证明了他的判断。“问题一旦说穿，其实也很简单。”陈大可解释，“在一个研究领域里浸淫久了，容易形成固定思维。而科学上的突破，很多时候是来自对经典的质疑，对传统的挑战。”

　　由此，陈大可发表在《科学》期刊的一篇论文中，首次提出了海气耦合的数据同化和初始化概念，并主持开发了4代厄尔尼诺预测系统。美国地球物理学会主席McPhaden认为，这些工作“将厄尔尼诺预测提前量增加了6个月以上”。

　　2006年，卫星海洋环境动力学国家重点实验室成立，陈大可听从国家的召唤，参与实验室的建设，并最终放弃了美国哥伦比亚大学的教授职务，担任实验室主任。

　　一组数据显示，2010~2014年，实验室共承担科研任务245项，国家重大任务40余项，发表研究论文480篇。

　　如果说，质疑是科学家重要的基本素质，那么，质疑的能力需要以“洞若观火”为基础。

　　“海洋科学至今仍是一门以观测为主要手段的学科，海洋领域几乎所有重大科学进展都与观测手段的创新密切相关。”2019年初，陈大可作为中国第35次南极考察的船基首席科学家，在南大洋海域，现场指挥布放了我国首个西风带环境监测浮标。

　　西风带，又称“魔鬼西风带”，因环境恶劣，其观测数据资料长期空白。

　　据此，陈大可提出南大洋“大圆环”计划，环绕西风带投放浮标，为建立新的大洋环流模型、评估极地水团对全球气候影响提供基础资料。

　　极地是地球气候系统的巨大冷源，也是大洋深层和底层环流的发源地，在全球热平衡和水循环中起着关键作用。

　　“几十年来，我国极地考察在能力建设方面打下了相当好的基础。”陈大可特别指出，“目前我国极地考察的基本能力建设，包括破冰船和科考站，主要集中在自然资源部管理。我们应该发挥这一传统优势，联合各方力量，发展先进的极地观测和模拟技术，推动中国科学家主导的国际极地大科学计划，增强我国在极地事务和全球治理中的话语权。”

　　陈大可预判，几年之后会有一个极地研究的热潮，“我非常期待这一热潮的到来。”

沾溉后人，其泽也远

　　同样是基于这样的洞见与质疑，陈大可和他的学生张翰从观测到模拟，研究阐明了台风的“热泵”和“冷抽吸”作用及其影响，对过分强调台风“热泵”效应的国际主流观点提出了挑战，为深刻理解台风在地球气候系统中的作用提供了崭新的视角。

　　不久前，陈大可和张翰获评浙江省省部属企事业工会“名师高徒”荣誉称号。如同苏纪兰与陈大可，师生之谊也在陈大可和他的学生之间传承。

　　连涛是陈大可的硕博研究生，“读完硕士那年我应聘了一家金融企业，待遇还不错。所以没有特别想读博。”连涛说，“当时老师找我谈心，问我做研究的时候愉快吗？我说当然——这是真心话。”

　　陈大可对连涛说：“你想多挣钱没有错，你也有这个聪明才智。但是放弃自己的兴趣，是悲哀的。”

　　那次谈话后，连涛选择了继续深造，“老师说，决定了做科学研究，就不要再想大富大贵的事。能按照自己的兴趣爱好工作和生活，也是个人能力的体现，而且会更加自由，更有尊严。”或许，这才是陈大可心中的“富”与“贵”吧。

　　“物理海洋学仍有大量未解之谜，每一个谜团的破解往往都能引发人类对海洋、对地球的重新认知……”繁忙的陈大可，并不拒绝与年轻大学生们的交流。近年来，他在中山大学、上海交通大学的《物理海洋学漫谈》等讲座，旁征博引，新颖的角度和开阔的视野，广受欢迎。

　　“希望通过科普，吸引真正对海洋科学感兴趣的青少年。”陈大可强调，“能够带着兴趣做研究，年轻人的科研之路才能走得更远，遇到挫折时也会更加轻松自如地去应对。”

　　“希望我的学生不要为发论文而做论文，一定要志存高远，多出原创成果。”陈大可一直关注着科研评价体系建设。他欣喜地看到，近几年国家层面上出台了一系列措施，强调在科研评价中要破“四唯”、重实效。自然资源部印发的《关于深化科技体制改革提升科技创新效能的实施意见》《关于激励科技创新人才的若干措施》等文件，形成了涵盖各学科的三个梯队高层次科技创新人才体系，充分发挥人才在自然资源事业中的关键作用。

　　陈大可相信，“基于国家战略和经济社会发展的需求，我国海洋科技的发展只会越来越好，有望在深海资源开发利用、海洋可再生能源、海洋灾害监测预报、海洋探测和水下通信、海洋生态环境保护、海洋智能无人装备等方面取得重大科技突破”。

　　“当前，‘查清中国海、进军三大洋、登上南极洲’的目标已基本实现，我们新的口号应该是‘监控中国海、深入五大洋、共治南北极’。”陈大可如是说。

来源：i自然全媒体