知名人物 王德焴人物简介
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知名人物 王德焴人物简介
·王德焴
王德焴，天体物理学家。开创性地将非线性等离子体理论应用于太阳和空间等离子体的精细结构研究中，取得了良好的成果。
王德焴，1935年7月出生于江苏常州，父亲王润生是一学校职员，母亲邹安宝是一位家庭主妇。王德焴出生时，正值日本军侵略中国，苏南地区在日军蹂躏下已成为敌占的沦陷区。当时，王德焴的父亲失去了学校职位，只能依靠作小生意艰难度日。即使如王德焴那样不足10岁的儿童，也要受到日本儿童的欺侮，这在他幼小的心灵中，植下了民族仇恨的种子。抗战胜利以后，王德焴的父亲在上海学校中重新找到了工作，他自己在常州进入著名的省立常州中学就读。由于王德焴是家中惟一的孩子，他父母还是省吃俭用，尽力在教育上对他加以培养，他们感到只有有了知识以后，今后才会在社会上受人尊重，为此从小就为王德焴订阅了一些少年科技杂志，培养他对科学的兴趣。这使他1952年考大学时，第一志愿就报考了北京大学物理系，并被录取。
在北大物理系四年的学习期间，王德焴在黄昆、王竹溪、胡宁等名教授的教导下，受到了当时国内最为严谨的物理科学教育。
1956年他在北大物理系理论物理专业毕业，分配到近代物理所 (后改名为原子能研究所) 原子核理论组，师从于敏从事原子核反应理论研究工作。从20世纪60年代初开始，逐步转入为原子弹和氢弹理论设计服务的理论研究工作，从事中子对铀同位素核反应中中子谱研究，以及光子在高温重元素中辐射输送系数的研究。后者为两弹理论设计提供了重要的基本参数。
1965年以后，两弹的研制任务划入九院，王德焴去河南安阳参加四清运动，在“文化大革命”运动初期，他曾短期从事过电子集团加速器的理论研究。1971年，他调入四川乐山的西南物理研究所以支援三线，从事受控热核反应和等离子体理论研究工作。
1979年调入中科院紫金山天文台从事天体物理研究，在80年代，主要研究了中子星周围的物理过程，磁单极子在星核中的作用，90年代主要从事将非线性等离子体理论应用于解释太阳射电精细结构现象以及空间物理中非线性波动现象。从1984年开始，王德焴积极参予国际学术交流活动，曾先后赴日本名古屋大学，美国西北大学，瑞典皇家理工学院及德国马普射电天文研究所从事合作研究。这些国际合作交流活动，开阔了他的科研视野，使他和他所领导的科研组能开展更接近于国际研究领域的课题。在此期间，王德焴1990年成为博士研究生导师，担任了紫金山天文台学位委员会副主任，培养了三名博士研究生，一名硕士研究生。其中一位研究生吴德金获第一届 (1999年) 全国百名优秀博士论文奖，王德焴被国务院学位委员会授予优秀博士论文指导教师奖。他至今已完成论文120余篇 (包括与其他人合作)。其中以他为第一作者发表在SCI杂志上的论文有20多篇，并合作完成专著二部。王德焴曾因 “宇宙X，γ射线爆发机制” 的研究 (以汪珍如、曲钦岳为首) 以及 “射电脉冲星的核心辐射机制” 的研究 (以吴鑫基为首) 两次获得国家教委科技进步二等奖。
王德焴1985年加入中国共产党。
为两弹研制提供基本参数
原子弹和氢弹的研制，是我国在20世纪五六十年代最重大的国防科研项目之一。尤其前苏联在1959年撕毁了合作协议以后，是我国完全自立更生的成果。原子能研究所 (院) 从60年代初开始，逐步承担了两弹研制过程中的各项协作科研任务。王德焴此时也从原子核反应理论的学科研究，逐步转入与两弹研制有关的理论研究工作，先是从事不同能量中子与U235 、U238等裂变元素核反应过程的研究。以后，又从事轻核反应调研和分析，目的是搞清楚在氢弹爆炸过程中，除了D+T; n+Li6两种轻核反应以外，其他轻核反应可能的作用。
1962年以后，原子能研究所成立了以于敏、黄祖洽、朱洪元等为首的氢弹理论设计研究工作组。在核爆炸过程中，光子和中子输运系数是两个基本的理论参数，光子输运系数对氢弹优化设计更为重要，以保证达到最大爆炸效率。王德焴担任了光子平均自由路程的研究工作负责人，当时能参考的科研资料極为缺乏，有的只是天体物理中研究恒星大气中光子的输运系数。但王德焴与萨本豪研究发现，光子在核爆炸高温条件下铀、钚等重元素中的输运系数，与光子在一般恒星大气层中的输运系数有很大不同，铀和钚等重元素在核爆炸高温条件下仍未完全离化，依然有少数电子束缚于其原子核周围。光子在这样未完全电离离子等离子体中输运时，可以被离子的束缚电子线吸收，而线吸收的跃迁几率远大于光子韧致辐射和光离化的跃迁几率。这就使得光子在这些未完全离化重离子等离子体的平均自由路程大为缩短。这有利于氢弹爆炸力的提高。王德焴领导的科研小组不但基本了解了光子在高温裂变重元素中输运的主要物理过程，并且在1964年将此问题进行了计算机程序化，以处于氢弹理论设计应用。
这一套光子输运系数研究模型的计算机程序在1965年移交九院，在20世纪80年代，九院的同行仍与王德焴讨论有关的问题。这说明他们创造的光子平均自由程输运系数理论模型比较合理，可以实际应用于两弹研制的理论设计中，为两弹研制提供了重要的参数。
探索中子星周围的物理过程
1979年王德焴由西南物理所调入紫金山天文台从事天体物理研究工作，这是一次大的专业转行。由于王德焴在理论物理领域扎实的基础和他的努力工作，使他较快地转入天体物理中中子星周围物理过程的研究。80年代初与曲钦岳等合作，研究了1979年3月5日宇宙γ射线爆发的起因。他们认为这是由于中子星周围吸积了伴星的物质，由于磁流体力学不稳定性导致吸积物质突然跌落至中子星表面引发宇宙γ射线爆发。他们又采用磁化中子星吸积盘产生的撕裂模不稳定性来解释宇宙快速X射线爆发源的间断快速爆发。
中子星表面有高达1012高斯的磁场，其最直接的观测证据是HerX-1的X射线能谱在55kev附近有谱线结构。王德焴和毛定一采用等离子体动力论方法，求得在强磁场条件下的回旋脉塞 (Maser) 不稳定性产生的相干回旋辐射的发射线来解释这一谱线结构。这一新观点在国际天文学联合会“中子星的起源与演化” 的第125次专题会议上作为会议的邀请报告，受到与会的国际同行的重视。
对于射电脉冲星的辐射机制，他与吴鑫基等也提出了自己的观点，他们认为脉冲星射电辐射亮温度如此之高，其辐射只可能是一种相干辐射。他们采用等离子体动力论微观不稳定性来解释射电脉冲星的核心辐射。
王德焴与美国西北大学的R.Taam教授合作研究了在狭吸积环在转动中形成分裂的小块现象。他们认为这是吸积流中的非线性项与色散项叠加而成的孤子解状态。
开创将非线性等离子体理论应用于太阳及空间物理研究
在20世纪70～80年代中，国内天体物理界多数学者习惯采用MHD模型，较少采用等离子体动力论的方法、尤其是非线性动力理论来研究太阳和空间的一些现象。近年来，随着观测精度的提高，许多新的观测现象已难以用线性等离子体理论来解释。王德焴在90年代初即敏锐地感到，应该掌握非线性等离子体理论，将之应用于天体物理是一个值得深入的创新课题。他和他的研究生是国内最早进入这一领域的开拓者之一。
90年代初，南大天文系和北师大天文系在3.2cm和2cm波段上同时观测到一个太阳射电爆发的精细结构事件 (此观测事件获国家教委科技进步二等奖)。王德焴采用三波耦合理论能较好地解释这一事件的许多观测特征。云南天文台太阳射电频谱仪1990年在230～290MHg波段中观测到一个时标小于1秒、其包络成波包状的精细结构，多年来，一直未有理论解释。1998年王德焴等人提出一种调制不稳定性理论模型。他们认为太阳射电波在传播至地球途中会受到阿尔文波的调制而形成包络形孤子精细结构。他们证明这类调制过程只发生在长分米波和米波射电波段中，这个理论预期已被俄国Chernov和捷克Karlicky的观测所证实。
荷电粒子在太阳耀斑中的加速过程是太阳物理中一个重要的研究领域。90年代卫星探测发现：3He离子和4He离子二种同位素的丰度比在太阳脉冲耀斑过程中增加了近千倍。因此，3He离子在耀斑过程中的加速成为太阳加速机制研究中一个突出问题。王德焴在认真考虑了其他学者的研究成果后，提出了由离子—离子混杂波加热3He离子，然后由阿尔文湍流进一步加速的二步加速模型，能够自恰地解释3He离子在太阳脉冲耀斑中的反常加速现象。
在空间物理的研究中，非线性等离子体理论的应用更为重要，王德焴1994年和1995年两次赴瑞典阿尔文实验室与Falthammar院士等合作研究Freja卫星在地球低极尖区观测到的动力学阿尔文波的孤波结构等。进行较深入的分析研究。对于新发现的低于氢离子回旋频率包络形孤子现象，王德焴等认为这是极尖区中氢离子和氧离子组合的等离子体中激发的离子—离子混杂波产生的调制不稳定性，这导致出现低于氢离子回旋频率的包络形孤子的结果。
经过这一段在非线性现象方面的研究工作，王德焴和他的两位学生合作完成了研究专著《空间等离子体中的孤波》。
简历
1935年7月31日 出生于江苏省常州市 (原武进县)。
1946～1952年 江苏省立常州中学学习。
1953～1956年 北京大学物理系学习，获学士学位。
1956～1972年 任北京原子能研究所实习研究员、助理研究员。
其中1957年9月～1958年6月 河北赞皇劳动锻炼。
1965年8月～1966年6月 河南安阳参加四清运动。
1971～1978年 任四川乐山西南物理所助理研究员。
1979年至今 任南京紫金山天文台副研究员、研究员、博士研究生导师。
其中1984年4月～1985年1月 日本名古屋大学天体物理系访问学者。
1988年6月～1989年1月 美国西北大学天文与物理系访问学者。
1994年9月～1994年12月、1995年10月～1996年4月 瑞典皇家理工学院阿尔文实验室访问学者。
1997年2月～1997年5月 德国马普射电天文研究所访问学者。
主要论著
1 王德焴，丘锡钧. 关于氘核削裂反应的冲量近似理论. 物理学报，1960，16： 123
2 王德焴，萨本豪. 光子在高温重元素中的输运系数. 1965年移交国防科委九院
3 王德焴. 自由界面等离子体平衡的变分原理. 物理学报，1980，29： 233
4 王德焴，曲钦岳. 中子星吸积盘的撕裂模不稳定性与快速X射线爆.中国科学，1981，27： 588
5 王德焴，许敖敖，曲钦岳，李泽清. 1979年3月5日宇宙γ射线外发的一个模型 (Ⅱ). 天文学报，1981，22： 364
6 王德焴. 地球磁尾中荷电核子的费米加速. 科学通报，1982，27： 995
7 王德焴，毛定一. 激波中Fermi加速的时间演效应 (Ⅱ)，科学通报，1985，28： 1215
8 Wang De-Yu and Peng Qinhue. A model of the galactic center with magnetic monopoles. Atrophies and Space Sci，1986，118： 379
9 Wang De-Yu. Line radiation from magnified neutron stars. IAU Symp，125. “The origin and evolution of neutron stars” eds. Helfund et al.1985： 227
10 Wang De-Yu，Wu Xing-Ji and Chen Hua. A collectiveradiation mechanism for the core emission of pulsars. Astrophysics and Space Sci.1989，116： 271
11 王德焴，R.E Taams and吴丁. 狭吸积环中非轴对称动力学不稳定性的非线性演化. 中国科学1992，35A： 1199
12 Wang De-Yu and Li Ding-Yi. Nonlinear parametric instability and milliseconds solar radio bursts. Solar Phys. 1991，136： 362
13 王德焴，秦志海，吴洪敖. 三波共振调制与太阳短厘米波射电爆精细结构. 中国科学1993，36A： 857
14 Wang De-Yu，Huang Guang-Li，C-G Falthammar et al. Nonlinear kinetic Alfven wave with Poisson equation correction in low aurora. Astrophys. and Space Sci. 1996，240： 175
15 Wang De-Yu，Li Ding-Yi，et al.On the statistical relation of solar radio spikes. Astrophys. and Space Sci. 1997，246： 129
16 Wang De-Yu，N. Brenning and M. Raadu. The modulation instabilityof low frequency whistler wave. Chinese Phys. Lett. 1997，14： 287
17 Wang De-Yu. Selective acceleration in impulsive solar flares. ChinesePhys Lett. 2001，18： 1291
18 Wang De-Yu and G. P. Chernov. Envelope soliton in solar radio emission. Chinese phys. Lett. 2000，17： 355
19 Wang De-Yu，Huang Guang-Li，and C-G. Falthammar. Envelopesoliton below the proton gyrofreguency in aurora. Astrophys and Space Sci. 2002，282： 345
20 Wang De-Yu. Heavy ions acceleration in impulsive solar flares. ChinesePhys Lett. 2002，19： 1027
21 王德焴，吴德金，黄光力. 《空间等离子体中的孤波》，上海科技教育出版社2000
22 甘为群，王德焴. 《太阳高能物理》. 科学出版社，2002
相关参考
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