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哈工大校友姜文汉院士:国家的需要就是我的追求
发布人:吕焱  发布时间:2017-10-12   浏览次数:105

    我近60年的科研经历,是一个不断适应国家需要几度转行的过程。我一生中有过三次重大转行,大学学的是铸造工艺和设备专业,第一次转行为精密机械,第二次转行为光电工程,第三次转行为自适应光学。每次转行都是努力适应国家需要和社会发展的过程,每次转行都面临新的机遇和挑战,同时享受着开辟新领域带来的成就感和乐趣。
    1958年从哈尔滨工业大学铸造工艺和设备专业毕业,分配到中科院长春机械研究所,从事压铸设备研究。我承担的第一项工作是到北京汽车厂与厂方合作设计1200吨大型压铸机,在两位老同志的引导下,我和另一位也是刚从大学毕业的同志一起承担具体设计任务。从195811月到春节三个月时间里,大家两人加班加点,居然完成了这一台大型压铸机主机的近千张全部设计图纸,受到了实际工程的训练。
    1961年,正值我国尖端技术科研的奠基阶段,为集中力量,科学院长春机械研究所与长春光机所合并。组织上调我去研制陀螺仪中的宝石轴承,这是一种非常小的精密轴承,精度要达到1微米。这是我的第一次改行,迈入了精密机械的领域。原来接触的是将金属熔液转化为零件毛坯,精度达到1毫米就不错了,现在要研制出精度高于1微米的精密产品,只有努力学习才能胜任。白天查阅资料,分析计算画图试验,晚上则每天学习到深夜,仅仅一年时间就自学了概率论、精密计量、误差理论分析、电工学等多门课程。结合工作学习是效率最高的,很快就掌握了研制宝石轴承的全过程,完成了研制任务。
    1962年,长春光机所承担研制我国第一台大型影片经纬仪的任务,这是一台口径达600毫米重达几吨的精密仪器,而且要一竿子到底,就是要研制成产品直接交付用户使用。全所上下都没有经验,所里调我去参加设计任务,担任机械组负责人之一,具体负责方位转台的设计。这是我第二次改行,从精密机械转到光学工程。为此我又自学了应用光学、精度理论等基础常识。一年多时间里除了完成设计任务之外,还验证了王大珩先生提出的大型经纬仪采用摩擦传动的设想并经采用获得成功,为大型精密跟踪设备的精密传动开辟了新路;提出了大型平面轴系的精度理论;提出了一种自为基准的三点法测量大型圆环平面度的新方法,解决了当时微米级止推轴承无法测量的难题,该方法在同类设备研制中沿用至今。
    197111月,由于三线建设的需要,大家全家随同来到四川省大邑县的雾山沟里,建设新的研究所(即光电技术研究所的前身)。大家大部分是从长春光机所挨整后调来的同志,刚到山沟,见到主持工作的党委书记刘允中(他也是刚从农村插队落户调上来的),他一见面就说,在这里,你们都是主人!这与在当时的长春光机所军管会天天整“臭老九”是多么强烈的对比啊!经过几年脱离科技工作的生活之后,重新有了工作的机会,大家以满腔的热情投入新所的建设,最初从事的多是与专业无关的基建工作,每周还有一天背土运砖的劳动,但是大家的热情都很高。两年多功夫就把新所建成,而且于1973年投产了。
  不久,所里承担了第一项独立研制任务——弹道相机。弹道相机是一种固定式、大视场的飞行弹道测量设备,是国内首次研制。所里把设计任务交给我负责,这也是我第一次独立负责整机设备的研制。作为负责人必须把握总体性能,协调各分系统的接口关系。这又是一个新的挑战,只有好好学习才能胜任。我找到一本国外类似设备的详细研制报告,下决心和当时担任所技术负责人的林祥棣同志一起全文翻译出来。翻译工作主要在晚上进行,当时我家六口人住在20多平米的房子里,放了床之后没有地方可以放桌子,每天我蜷缩在一台折叠式缝纫机的台板上翻译。用了一个多月时间,翻译了20余万字的资料,通过学习,对如何分析光学设备的总体性能有了较深入的认识。进入设计阶段,我就把被褥搬到办公室,常常工作到深夜,困了收拾掉桌上的图纸,打开被褥就睡觉,反正家里也住不下,也不影响家人休息。经过和同事们两年多的辛勤努力,我国第一台固定式弹道测量设备就在这个最年轻的研究所内诞生了。后来又研制了两种不同规格的设备,成为我所第一批系列产品。这项成果获得了全国科学大会奖和中国科学院重大成果奖。
  粉碎“四人帮”之后,为了迎接即将到来的“科学的春天”,1977年,科学院组织制定科学规划,我有幸参加规划的讨论和制定。在时任科学院新技术局局长谷雨(胡乔木同志的夫人)的带领下,调研了科学院6个光学研究所,讨论应该发展的学科。当时国外刚出现一个光学新学科——自适应光学,我认为大家这样的光机电综合的研究所应该重视这一新学科方向,就在会上提出开展自适应光学研究的建议,并被列入规划。
  七十年代后期,为解决制造大规模集成电路的关键设备——光刻机,科学院安排我所研制国内第一台光刻机——接近/接触式光刻机。那时第一台弹道相机刚研制完成,所里就安排我负责这台光刻机的研制。这一次又要从头学起,从原来的弹道测量设备转为研制要求极高的生产设备,需要了解光刻工艺及对设备的要求,设计必须全部满足光刻工艺的要求。我带领科技人员经过两年的设计和制造,中国第一台接近接触式光刻机又在我所诞生。
  在研制光刻机的同时,我始终关注自适应光学的进展。虽然已经列入科学院1977年制定的规划,但到1979年还没有人开展这方面的工作。这时光刻机已经基本研制完毕,我就考虑是否可以开始这方面的研究。但自适应光学是综合光、机、电、计算技术和材料等多学科的新技术,与我原来的工作相比,综合性更强,难度更大,不仅国内没有人搞过,国际上也只有刚刚发表的几篇文章。而且,做这样基础性、前沿性的工作,很可能因为长期出不了成果而“坐冷板凳”,因而有些犹豫。
  这时我得到爱人凌宁的坚定支撑,她给我分析说:“你常识面广,接受能力强,又肯下功夫,一定能够很快适应工作。这项工作尽管短期内出不来成果,但国家肯定是需要的,虽然有风险,但为国家开辟一个新学科是值得的”。在她的鼓励和支撑下,我联络了几位志同道合者,向所里提出开展自适应光学研究的建议,得到所里支撑。这就开始我的第三次转行,从光学工程转为自适应光学。
1979年,大家正式开题搞自适应光学研究。当时由于山沟里工作条件很差,光电所正开始在成都郊区双流的牧马山建立新址,计划逐步将所分批搬到新址。由于大家是开展新的工作,所里决定让大家先期搬到牧马山,并正式成立自适应光学研究室(八室)。当时的牧马山是一片荒地,是省军区的五七干校,只有一些用作养蚕、养鸡的平房。所里刚刚盖起三栋宿舍,道路是泥土路,一下雨就一片泥泞,只能穿高统雨靴。大家几位自愿者自己动手,把原来养蚕的平房进行改造,贴墙纸,铺塑料地板,没有光学实验平台就找一块厚钢板,下面垫上沙子做减震,我国第一个自适应光学实验室就这样开张了。
  就在牧马山低矮陈旧的小平房里,大家于1982年研制成功国内第一块13单元整体压电变形镜,1983年完成国内第一套自适应光学实验装置──七单元线列自适应光学校正系统模型,并取得闭环成功,逐步建立和掌握了自适应光学的基本技术基础。在此基础上开展了“自适应光学望远镜原理和技术”的研究,1984年经科学院主持的专家评审后列入科学院重点课题。
  自适应光学是国际上新出现的研究领域,在我国开拓这一新的研究领域,大家坚持在发展基础技术的同时,努力开拓应用,让新技术服务于国家需求。恰在此时,上海光机所正在建造神光I“激光核聚变装置,我和该所负责此装置的邓锡铭、余文炎和范滇元讨论后,认为有可能用自适应光学校正这一庞大系统的波前误差,提高其关键指标--能量集中度,于是用10万元经费开始研制工作.
1985年,研制成功19单元高频振动法激光波面校正系统,成功地用于我国首套激光核聚变装置——上海“神光I”中,校正这一庞大的激光系统中的静态波前误差,校正后激光能量提高三倍,接近衍射极限,开创了世界上在激光核聚变装置中成功使用自适应光学技术改善光束质量的先例。1994年,美国洛仑斯·利弗莫尔实验室才报道了在其“国家点火装置”的原理样机中使用自适应光学技术情况,并说明是中国装置率先使用过的“中国方法”。
  在国家“863”计划的支撑下,1990年,大家研制的21单元大气湍流校正自适应光学系统,国内首次在云南天文台1.2米望远镜上实现了对天文目标的自适应光学实时校正成像。这使我国成为继美国和欧洲之后第三个掌握此技术的国家。之后将这套系统进行改造,在当时东亚最大的北京天文台2.16米望远镜上,对星体目标在红外2.2微米波段实现了接近衍射极限的成像校正,将该望远镜的分辨力提高近一个量级。
  进入21世纪,随着年轻科研队伍的成长,科研工作逐渐由年轻人挑起大梁,国家对科研工作支撑力度加大。在863计划的支撑下,在团队同仁的共同努力下,我所的自适应光学技术获得突飞猛进的发展:
    l、2000年实现人眼高阶像差自适应光学校正,实现人眼视网膜细胞级高分辨率成像,在此基础上又相继研制成功自适应光学激光共焦扫描检眼仪和自适应光学人眼光学相干成像层析仪,实现视网膜的三维高分辨率成像。
    2、在实现对天文目标高分辨力成像的基础上,又研制成功更大口径、更高分辨力的光电成像望远镜,还实现了基于钠导引星的高分辨成像。
    3、研制多代激光核聚变装置的光束校正系统,实现基于大型变形反射镜的波前校正系统的批量生产,总体技术水平与美国国家点火装置(NIF)相当。
    4、实现太阳这种低对比扩展目标的自适应光学校正,国际上率先实现太阳大气7波段层析成像……
  大家这个团队掌握自适应光学技术基础技术之全面,自适应光学应用领域之广,在国际上所仅见,不少成果处于国际领先水平,被国外同行称为全世界最大的自适应光学研究集体。
  一辈子人生已经走完大半,在光电所完成了我国首台弹道相机和我国首台光刻机的研制,建立了世界首套激光核聚变用的自适应光学系统,在我国开辟并壮大了自适应光学研究领域;回首往事,我没有因虚度年华而懊悔,也没有因碌碌无为而羞耻。    
  回想近60年的人生经历,有几点体会,与大家分享和共勉。
  创新是科学技术发展的源泉。大家刚开始自适应光学研究时,有关领导告诫大家说这项工作短期内看不到成果,而且可能应用面也不广(当时能想到的只是天文应用,而天文研究本身是基础研究,在当时的中国不可能有大的支撑),因此这是冷板凳的工作,希翼大家能坐得住冷板凳。大家也是做好了坐冷板凳的思想准备的。但是大家经过几年不懈的努力取得了突破,而且很快就找到了应用,尤其是国家“863”计划启动后,几个主题都提出需求,并都取得了成果,充分显示了自适应光学在大型光学工程、先进医疗设备方面巨大的应用前景,对全所工作也有很大推动,一时冷板凳变成了热饽饽。中国科学院路甬祥院长2006年视察我所后说:“光电所的自适应光学,从一个很小的研究小组进行应用基础研究,关键技术取得突破后应用到许多方面,很好地体现了前瞻性和基础性的创新工作的推动作用,光电所如果没有自适应光学的基础,就没有今天的优势,这类工作正是科学院应该做的,也是坚持要做的。”路院长的讲话很好地总结了自适应光学创新研究的作用和意义。
  主动适应国家和社会的需要,方能充分发挥个人的才能。我参加工作之后,三次改行,从黑色铸造到精密机械,到光学工程再到自适应光学。我认为改行过程就是不断适应国家和社会需要,调整自己的工作方向的过程。国家和社会的需求是科学技术发展的推动力。一个人要想有所作为,必须适应这一需要,也只有这样才能获得必要的支撑,才能有明确的目标,使自己的聪明才智有用武之地。这不是说不要个人志愿,而是要把个人志愿和国家和社会的需求紧密地结合起来。从全社会来说,各种专业都是需要的,但每个人所处的环境或所能争取到的条件是有限的,是具体的而不是抽象的。关键是如何把自己的专业和能力在这样一个具体环境中最大限度地发挥出来。人们常说一个人的成功,一是靠勤奋,二是靠机遇。我想所谓机遇就是国家和社会的需求。关键是如何抓住这个机遇,如何使自己的才能在具体的、现实的需求中找到用武之地。如果具有很好的才能而不去主动适应因形势变化而出现的新情况,只希翼社会来适应自己而不是自己适应社会,那么成功的机会是很有限的。如果只是埋怨环境不给你发挥才干的机会,一肚子“怀才不遇”的牢骚而让时光白白流逝,到头来必将一事无成。所以,找到个人才能和社会需求之间的最佳契合点,使自己主动而积极地适应社会的需求,是一个人成功的重要条件。
  不断学习,敏锐汲取科技新进展,才能跟上科技发展的步伐。要能胜任工作,对于几度改行的我来说,必须付出加倍的努力。每次改行都要学习新的常识,这就要不怕辛苦,善于在实践中学习。实践中提出许多问题,带着问题去钻研学习,比按部就班学习效率高得多。如果不是带着问题学习,学了常常不知所云,而带着问题学习,就能很快掌握其精髓。当然学习中也要注意系统性,突破一点之后就要扩大学习内容,努力掌握这门学科的概貌以及和其他学科的关系。的确我也常常感到不是科班出身,在常识结构上的欠缺。
  对于一个科技人员,必须不断以敏锐的眼光,根据科学技术的发展不断更新常识。一个人如果墨守已经掌握的常识,不去更新和充实自己,已有的常识会很快老化,跟不上科技发展的步伐。一个人如果搞同一项技术几年之久,没有用新技术来充实自己,这些技术肯定是落后的,也就失去了竞争力。这就要求科技人员要有广阔的视野和敏锐的洞察力。当年在闭塞的山沟里,我还坚持阅读新的科技期刊,看到美国光学学会会刊以专辑形式发布的第一批自适应光学文章,我就感到这是一个重要的新方向,可以解决几百年来一直困扰光学和天文界的动态干扰问题,本质上是光学和电子学的结合,正符合光电所的大方向,我就提出将此方向列入规划,才有了今天的发展。
  创新没有尽头,创新永无止境。经过40多年的发展,自适应光学技术发展已经比较成熟,国内一些单位也相继开展了研究,取得重要突破。自适应光学大家一家独大的局面有所改变,这对大家提出新的严峻挑战,大家必须进一步解放思想,创新自适应光学新理论,追求自适应光学技术极致,努力开辟新的应用领域,并注重与别的学科互相交叉融合,开辟新的生长点。这是摆在大家面前的新的挑战,必须认真应对,付出超常努力与智慧,将新挑战转化为新的发展机遇。
  培养团队精神,发挥集体力量。工作是要靠集体的努力来完成的,特别是大家这样工程性很强的研究工作。在科学院内有两种性质的研究所,因其工作性质的不同形成两种学问,以基础和理论研究为主的研究所,强调的是发挥个人的作用,要求个人创新的能力,而且科研工作是探索未知,很难按计划进行,因此计划弹性较大,很难进行有组织的协调和组织,因此往往容易形成各自为战的工作方式;以应用研究和工程研制为主的研究所,一个人或小组是很难完成大型的任务的,因此要求发挥群体作用和团队精神。以人自为战为主流学问的研究所是很难完成大的综合性的研究任务的。自适应光学是多学科的综合,包括光学、精密机械、材料、测试技术、计算机和自动控制等许多学科,没有不同专业人员的默契配合和交叉融合不可能实现技术的突破。因此大家在工作中提倡团队精神,要求互相配合,反对以邻为壑,互相封锁。大家这些成绩的取得,无一不是集体努力的结果。
  培养后继人才,实现代际交接。工作要发展,人才是关键。只有培养一批人才,才能后继有人,可持续发展。我认为,培养人才主要有两点:一是要有一个适合人才成长的气氛,作为带头人首先不能忌贤妒能,生怕别人超过自己,要形成平等讨论、百家争鸣的学术气氛;二是人才主要在工作中培养,通过压担子使年轻人及早承担更大的责任。鉴于这个团队新人辈出,年轻人已经挑起大梁,发展形势很好,为了使年轻同志充分发挥作用,我应该主动退居二线,20145月,我宣布下列四条:
    1、不再在任何课题中挂名
    2、不再在任何奖项中挂名
    3、不再在不是自己写的文章上署名
    4、不再招研究生
  如今,以年轻人为主体的团队承担了科研和发展的重担,所有课题的负责人都由中青年骨干担任。我的正式工作,除必要的学术咨询与技术引导外,主要任务是全室研究生论文的引导修改。
   老骥伏枥,志在千里。我虽然年近80,但作为一名老党员、老科技人员,仍有责任和义务在“两学一做”中,与其他同志一道,遵循“创新科技、服务国家、造福人民”的宗旨,牢记“出创新成果、出创新人才、出创新思想”的使命,着眼科技创新事业对党员的新要求,坚持以知促行,始终保持干事创业、开拓进取的“精气神”,为国家创新驱动发展战略和中科院“三个面向”、“四个率先” 发挥好余热,做出新努力。我也将继续保持对所和室的发展和进步的关心,尽力为所和室的发展,出谋划策。做到支撑不添乱,补台不拆台,希翼所、室领导不要为了照顾我而不安排我力所能及的工作。
  最后,借此机会衷心祝愿咱们光电所的事业蒸蒸日上,不断取得新进展,实现新跨越!



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