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“摘下星光的人”王大珩:讓地球與太空“對視”

時間:2011-07-26 10:30   來源:北京日報

倡導中國“863”計劃的四位功勳科學家:(左起)陳芳允、王淦昌、楊嘉墀、王大珩。

王大珩和夫人顧又芬

  2011年7月21日下午1時,“兩彈一星”功勳科學家王大珩因病逝世。傍晚,望著多雨的夜空,王老慈眉善目的音容笑貌和那些在國防科技界感人的往事,一一閃現在我的腦海。我在想,天若有情,也在為王老揮淚送別呢。

  十年前,恰逢中國共産黨建黨80週年之際,在王老家中,我和他拉開了話題。

  當時,王大珩已是86歲高齡,還是耳聰目明,思維敏捷,帶著博士生。有意思的是,他首先自豪地告訴我,1978年,沐浴著改革開放的春風,他出席了全國科技大會,並被評為先進工作者。第二年,64歲的王大珩,寫了入黨申請書,光榮地加入了中國共産黨。王老説到這笑了:“我這個科技界的共産黨員現在正考慮,發揮黨員的先鋒模範作用,搶佔科技制高點呢!”面對著已是耄耋之年仍壯心不已的王老,我深深感悟到,王大珩這位目光深遠的戰略科學家,為中國科技事業做出的豐功偉績,必將長久地惠澤于中國人民。

  不當博士 臥薪嘗膽學技術

  王大珩祖籍江蘇吳縣,1915年2月26日出生在日本東京。父親王應偉是一位天文與氣象學家。王大珩在少年時代就常跟父親去觀察天文和氣象,對使用科學儀器産生了極大的興趣,作為人類視覺器官延伸的光學儀器,尤其給他留下了深刻印象。父親感嘆當時的中國尚不能製造精密儀器,這深深地印在了他幼小的心裏。

  王大珩1936年畢業于清華大學物理系,1938年考取留英公費生,赴英國帝國理工學院攻讀應用光學,成為我國派往西方學習應用光學的第二個人。這不僅決定了他一生的事業,而且為我國近代光學事業的發展準備了開拓者和學術帶頭人。

  獲得碩士學位後,1941年王大珩轉入雪菲爾大學,在世界著名玻璃學家特納教授指導下專攻光學玻璃。如果繼續深造,他將獲取博士學位。可他卻于1942年,選擇了英國一家世界有名的光學玻璃製造公司昌斯公司,進入光學玻璃製造技術的研究領域。這對王大珩來説似乎有點屈才,尤其是主動放棄那即將到手的博士學位,的確有點可惜。後來,他的幸福家庭裏走出了三個博士兒女,還都為父親當年放棄博士學位的抉擇遺憾呢。可王大珩堅定不移地認為自己的選擇是正確的。他為自己留學國外的博士兒女題詩一首:《喜看子女學有所成》,最後一句語重心長地落在了:“須當愛國者,志把中國興。”

  王大珩這個中國人,有他獨特而深刻的思維,他想的不是自己的名利,而是當時中國的實際情況:自己的祖國不但光學儀器理論是空白,光學材料的製造技術更是空白。他認定只有既懂理論又掌握製造技術,才能填補這片空白。

  當時正是第二次世界大戰期間,光學儀器在戰爭中的作用,受到交戰各國的重視,光學玻璃的製造技術是保密的。他和另一同事最早研究稀土光學玻璃,並獲得專利。在精密測量光學折射率儀器方面,發展了V棱鏡折光儀,獲得英國科學儀器協會第一屆青年儀器發展獎,並在英國製成商品儀器。後來,他在國內把V棱鏡折光儀進一步研製推廣,至今仍是許多光學實驗室和工廠的基本測量儀器。

  王大珩在英國10年的學習深造,使他走上了一條全面掌握光學玻璃研究、設計、製造技術的務實之路。令英國同事肅然起敬的是,這個矮個子中國人智慧超群。他們挽留王大珩在英國留下來工作。而王大珩卻從未打算要在國外安家立業,他已過而立之年還在生活上“放單飛”,遲遲不成家,為的就是“輕裝”回到祖國。

  創造出中國的光學“第一號”

  那時候,王大珩滿腦子都是光學理論。

  在西方,最早對光學有過貢獻的是希臘的歐基米德和托勒密。到了17世紀怪才笛卡爾的《折光學》,創立了幾何光學。18世紀初葉,大科學家牛頓寫出了《光學》一書,把光學由幾何學推演至物理光學。他提出了“微粒學説”——光的本性是運動的微粒。與此同時,大科學家惠更斯的《論光》一書提出了“波動學説”——光的本性是一種波動現象。後來的光學家確認了光是一種波動現象,還認識了紅外光、紫外光等等光學現象。

  當滿懷報國之志的王大珩踏上舊中國土地的時候,偌大的中國,卻僅有一個只能製造簡單望遠鏡和低倍顯微鏡的破舊工廠。這不得不讓王大珩心裏難過。中國先秦時製造青銅鏡就已經擁有了拋光技術。明末清初的江蘇吳江人孫雲球就已經利用凹透鏡、凸透鏡和反射鏡製造出察微鏡、夜明鏡等70多種光學儀器,並寫出《鏡史》一書流傳後世。而20世紀中葉的中國,科技水準已經遠遠地落後於後起的西方文明。

  王大珩回國以後的路該如何走?其路途是像光一樣光明,還是像光一樣波動、曲折?還是光的特點皆有之?

  1948年,王大珩從英國回到了尚未解放的上海。英國昌斯公司的電報追到上海,以高薪聘他重返公司任職。與此同時,他的老師、科學家吳有訓受共産黨的委託,邀他北上。面對選擇,他沒有猶豫,欣然來到已經解放的大連,在大連大學任應用物理系主任。

  兩年後,35歲的王大珩與小兒科醫生顧又芬結婚,從此有了一個全力支援他的賢內助。美滿和睦的家庭如加油站,他開足馬力,在事業上拼個卓越輝煌。後來他的老伴顧醫生告訴我,王大珩那時忙工作,接到國防科研任務,二話不説,提起包就走人。到哪兒去?多長時間?幹什麼?她全然不知,她只知道丈夫幹的是保密工作。有時王大珩走了十天半月,連一封信也不往家裏寫。幾十年過去了,她才知道丈夫到底忙了些什麼。

  1951年,王大珩受命籌建中國科學儀器館。第二年儀器館在長春正式建成,後來改名為長春光學精密機械研究所,他被任命為館長、所長。可他面臨的是國家急需大量的科學儀器,但當時國內想製造精密科學儀器,卻拿不出製造它的材料——光學玻璃。王大珩説:“我們想吃紅燒肉,要從養豬做起。”他帶領大家從製造自己的光學玻璃做起。他先是把在秦皇島耀華玻璃廠工作的龔祖同先生調到長春儀器館來,負責煉爐的建立,又把從國外帶回來的光學玻璃配方及製造過程中的技術資料全部鋪展開來。他們的合作很快就取得了成果。

  1953年12月是中國光學史上值得紀念的日子——長春儀器館熔煉出了中國的第一爐光學玻璃,結束了中國沒有光學玻璃的歷史,也為新中國的光學事業揭開了發展的序幕:從無到有,到發展到繁榮……

  顯微鏡等儀器相繼問世,光學工藝、光學鍍膜、光學設計、光學檢驗、光學計量測試等精密技術也初步打下基礎。1953年底,他領導的長春儀器館有五項科研成果獲得了中國科學院東北分院的榮譽獎勵,1957年已能生産出國防軍工所需的特殊光學玻璃,能與國際尖端技術並肩而行了。

  1961年,國際上出現鐳射僅一年,王大珩又支援手下的科研人員攻關,研製出在結構形式上獨具特色的我國第一台紅寶石鐳射器。從此,長春光機所在王大珩的領導下,成為我國第一個精密光學儀器研究製造基地,能夠承擔一個又一個難度大、攻關性強、高精尖的任務。

  一年搞出原子彈光學測量儀

  “原子彈、導彈中的光學設備一定要讓長春光機所來做!”中國的原子彈很快就要在祖國的羅布泊爆響,大科學家錢學森的這句話一錘定音。這既是對王大珩領導下的長春光機所的信任和鼓勵,也讓所長王大珩在關鍵時刻挑起了這集技術光學、機械與精密機械儀器製造、光學材料、導航、紅外物理等眾多學科為一身的光學重任。負責原子彈測試技術的同志對王大珩説:“光學測試怎麼搞,就看你們的了。但要求一年半完成。”

  面對這個高難的全新課題,王大珩利用長春光機所具有的技術優勢奮力攻關,在不到一年的時間裏,便交出了合格的光學測量儀器。1964年10月16日,中國成功地爆炸了第一顆原子彈。王大珩和同事們研製的光學測量儀器一舉成功。

  我國開始研製中程導彈時,上級要求王大珩領導的長春光機所提供測量空間飛行體的軌道參數和飛行姿態的大型觀測設備。這是一種集光學、精密機械和自動控制等為一體的綜合性的大型精密光學跟蹤電影經緯儀。當時,世界上只有一個國家有這種技術,但他們對外技術封鎖。

  王大珩作為這項任務的總設計師,提出了總體方案。他主張從預研到拿出成品,科研單位一竿子插到底。由長春光機所總負責,限期做出樣機,提供成品,直至現場安裝調試、交付使用。在各方面的配合下,儀器一次研製成功,為我國中程導彈發射試驗提供有鑒定性價值的數據,併為以後洲際導彈發射試驗及衛星飛行試驗提供了寶貴的測量數據和影像資料。這種儀器的提供使用,成為我國導彈發射試驗使用國産大型精密儀器的開端。

  讓地球與太空“對視”

  1970年4月24日,我國成功地發射了“東方紅一號”人造地球衛星,進入了發展宇宙空間技術的時代。衛星使中國開拓天疆的步伐大大前進了一步。與此同時,對光學設備的要求也大大向前邁進了。如返回式衛星裝備的對地觀測的相機,同其他類型的光學設備不同,它與衛星本體密不可分,是整個衛星的主體部分,要和星體一起遨遊在茫茫的太空,才能拍攝到地球清晰的圖像。這種相機要求十分苛刻,它既要能經得起發射衛星時的劇烈震蕩,還不能間隔調整,要長期保持正常工作。這個重擔又落在了王大珩的肩上。

  在設計方案論證過程中,王大珩提出在研製對地觀測相機的同時,也要研製對星攝影的相機。為此,他親自挂帥,成立了一個專門從事空間相機研製的科研部門。對星相機對確定觀測地點的位置,對圖像進行姿態糾正是必須的。然而它的難點是,太空環境極不利於攝影。如烈日當空,地面日光反射極強,要把暗背景的一部分星相拍下來,難以消除影像中帶有的強雜光。他們終於攻克了難關。兩種相機同時研製成功,一起伴著衛星飛上太空。當衛星返回時,相機帶回了地球村的全貌。

  衛星上天以前,為了確保衛星飛上太空能正常運作,要在地面上進行太陽照射模擬試驗。這就需要研製出一個被稱為太陽模擬器的“人工太陽”。這種模擬太陽照射衛星的設備,技術難度絕不亞於其他地面設備。當時,他們已做出了設計方案,用37個5千瓦的氙燈拼組起來,才能相當太陽光的照射度。然而,只要一個燈運作失常,試驗就不能進行下去。王大珩得知蔡祖泉研製成功大功率氙燈的消息,受到啟發,迅速提出利用新的大功率氙燈技術,把氙燈數目減少到19個,增加了設備運作的可靠性,建造了一個光照直徑為4米的太陽模擬器,並成功地用在氣象衛星的太陽模擬照射上。

  太平洋上光學測量奠基人

  1980年5月,我國向南太平洋發射洲際運載火箭試驗成功。“遠望號”航太測量船出色地完成了火箭再入段的跟蹤測量任務。而他們使用的先進“武器”之一,就是王大珩率領的長春光機所研製的光學設備。

  要發射遠端的洲際運載火箭,就要實施發射全過程的測量。我國雖然幅員遼闊,但只在本土上建立測試網點是遠遠不能滿足遠端火箭的全程測量的。我國又不可能在全球陸地建立測量網,形成全球性測量,唯一的辦法是靠遠洋測量船,在太平洋上進行全程測量。遠洋船航行在海上,船體在風浪中強烈搖擺、升沉,而光學設備必須有一套像放在陸地上一樣的穩定裝置,才能準確測量出精確的數據來。

  為了攻下這個嶄新的課題,光學系統工程總設計師王大珩指導研製人員多次出海實驗光學設備。當時沒有任何資料可參照,一切全靠中國人自己的創造性工作來完成。光學設備研製成功,王大珩又和“遠望號”航太測量船的總設計師商量:“你不把船的煙筒挪到船尾上,我這經緯儀就無法工作。”由於他的堅持,煙筒挪到了船尾,光學儀器放到了船的中心。有了良好的工作條件,他們在穩定快速跟蹤、提高儀器的測量精度等方面都做了大膽的探索,創造性地解決了海上測量的技術難題。在洲際火箭的發射過程中,長春光機所研製的鐳射、紅外、電視、電影經緯儀及船體變形測量系統等項光學工程,出色地完成了火箭再入段的跟蹤測量任務,獨立解決了當今世界遠洋航太測量的穩定跟蹤、定位、標校和抗干擾等技術難題。王大珩在測量船的光學測量佈局以及船體搖擺和撓曲變形的補償與實時修正等方面均有重要的創造改進。

  以後,在潛艇水下發射導彈的試驗中,在跟蹤測量同步衛星的軌道上,我國研製的大型光電經緯儀錶現出的優異性能,完全可與世界上最先進的産品媲美。由於王大珩在我國國防光學科研中所做出的貢獻,1980年他榮獲全國勞動模範稱號。1985年“現代國防試驗中的動態光學觀測及測量技術”獲得國家科學技術進步特等獎,王大珩名列首位。

  桃李滿天下 培養護佑千里馬

  王大珩是中國近代光學工程的重要學術奠基人、開拓者和組織領導者,中國科學院院士,中國工程院院士,國際宇航科學院院士……他是傑出的戰略科學家,更是公認的傑出的教育家。

  十年前, 快奔90的王老,還在不辭辛苦帶博士生。老先生對我曾多次談起他的學生,説他有好幾個得意門生。蔣築英在他門下讀研究生時,他指導蔣築英在國內首先建立先進的光學傳遞函數測量裝置。王老讚揚蔣築英説:“他做出來的,總是比我想像的好。”蔣築英在王老身邊工作了20多年,從一個年輕的學生成長為一個優秀的科學家。1982年6月15日夜,當王老得知蔣築英病逝的消息時失聲痛哭。就在前一天,王老還找到科學院的領導,提議應該破格提拔優秀人才蔣築英……許多年過去了,王老只要出差去長春,總要去看望蔣築英的妻子和孩子們,表達他對這個好學生的真摯情誼和深深的懷念。

  王大珩不僅對自己的學生傾盡真情,毫無保留傳授知識,在學術上助他們一臂之力,把他們推向科學前沿,還在政治上敢於站出來為學生説公道話,愛才如寶,保護他們。王大珩的學生王之江院士是鐳射和光學設計理論與應用光學專家,年輕時為人耿直,敢於發表不同意見,在政治運動中成為批判目標。王大珩得知後立刻跑到吉林省委找到宣傳部長,拍著胸脯説:“我以老師的身份擔保王之江絕對沒有問題。”那位宣傳部長被他感動,説:“我還沒有見過這樣的好老師。”反“右”時,王大珩為了保護學生,竟差一點把自己折騰到“右派”堆裏。他毫不在乎這些,他就是要為年輕人開路,幫助他們攀上科學高峰。他的學生王乃弘上世紀50年代就研製出紅外夜視儀和微光夜視儀;唐九華在電影經緯儀的研製中做出巨大貢獻;鄧錫銘研究鐳射核聚變取得了突出成績;江文漢在我國開拓了自適應光學……王老一説起他的學生就兩眼放光,滔滔不絕,還自豪地説,他有十多個學生當選為中國科學院院士和工程院院士。他就是喜歡從學生們身上看到中國光學的發展前途。他的科學生命在他的學生身上延續、光大,他身後已成長起一支朝氣蓬勃年輕有為的光學工程隊伍。

  難忘的“863”計劃

  1986年3月3日,王大珩和陳芳允、王淦昌、楊嘉墀四位都已年過古稀的老科學家聚集在一起,上書黨中央,提出高科技發展計劃。事隔兩天,即3月5日,中共中央總書記鄧小平同志即在報告上批示:“此事宜速作決斷,不可推延。”黨中央、國務院立即組織有關部門,通過認真全面的分析論證,批准實施《國家高技術研究發展計劃(“863”計劃)綱要》。

  “863”計劃顯示了四位老科學家的戰略思維和智慧膽識,表現了他們對祖國的一片忠誠。後來,王大珩被授予國家“863”計劃特殊貢獻先進個人稱號。王老卻多次謙虛地對我説,“863”計劃不是哪幾個人的計劃,是集中了廣大科技人員智慧的計劃。他説,國家事業的成功凝聚著千百萬人的奮鬥和創造,至於我嘛,只是做了一點應該做的事情。

  如今,“863”計劃促進了高科技和國民經濟的發展,已經是碩果纍纍,全國人民有目共睹。倡導 “863”計劃的四位老科學家相繼離開我們,但他們為中國高科技飛速發展做出的豐功偉績將永世長存。

  一百多年前,西方的一位戰略家就曾經説過:一個民族如果輸掉了科學,也就輸掉了未來。時至今日,人類已經邁入了嶄新的世紀,知識和科技已成為重要的生産要素,是經濟增長的重要因素和戰鬥力的重要組成部分。科技實力和創新能力越來越決定著一個國家在全球政治、經濟和軍事舞臺上的地位和尊嚴。一位科學家走了,但他的影響有多遠是無法計算的,因為他所作的科學貢獻仍然在一代接一代造福于祖國和人民。

編輯:楊笑

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