禮讚70年,致敬科學家|王大珩:中國光學之父

2021-01-13 知識就是力量

本文節選自《知識就是力量》雜誌

原文作者/尹傳紅

禮讚70年,致敬科學家

中華人民共和國(新中國)迎來70周年華誕,創刊於1956年、周恩來總理親筆題寫刊名的《知識就是力量》雜誌也走過63年,既見證了祖國科技的發展和翻天覆地的變化,也陪伴上千萬的中國家庭走進科學的殿堂。

值此之際,《知識就是力量》特別策劃推出「禮讚70年,致敬科學家」系列文章,為您講述科學家與新中國共成長的科研故事,展示他們科學探索之旅上的愛國情懷、科學精神和科學思想,希望以此點亮青少年朋友的科學夢想和愛國之心!

他身為「兩院」院士,

堪稱中國現代光學及光學工程的

主要學術奠基人、開拓者和組織領導者。

他的卓越工作,極大地推動了

中國光學研究及光學儀器製造,

特別是國防光學工程事業的發展,

促成了中國光學研究事業

從無到有、從弱到強的歷史性跨越。

晚年時期更以

推動制定高科技「863計劃」的參與者、

國產大飛機項目的倡導者身份

而為人們所熟悉和敬仰。

他就是

中國光學之父——王大珩

王大珩(1915.2.26-2011.7.21)祖籍江蘇吳縣(今蘇州市),1936年清華大學物理系畢業,應用光學家,中國光學事業奠基人之一,中國科學院、中國工程院院士,曾任中國科協副主席。在雷射技術、遙感技術、計量科學、色度標準等方面都做出了重要貢獻。

國難當頭之時

1937年夏,華北的天空烏雲密布。在清華大學的一間實驗室裡,核物理專業研究生王大珩正與他的導師趙忠賢先生一起,做一個核物理中有關中子方面的實驗。突然傳來消息:日本侵略者蓄意在盧溝橋製造事端,引發震驚中外的「七七事變」,中華民族全民族的抗日戰爭也由此爆發。

戰事吃緊,北平城裡一片混亂。學業中斷,校園內外難得平靜。王大珩徵得家人同意後,隨周培源先生全家去往南方。正是在從天津往南走的船上,他第一次聽到了《我的家在東北松花江上》。這首催人淚下的歌曲出自東北流浪學生之口,也反映了大家共通、共同的一種愛國、救國的心情。 

從天津到青島,再到上海,又至宜興,王大珩一路上心緒難平,想到了很多、很多。在宜興暫時安頓下來之後,周先生關切地問王大珩下一步有什麼打算,他不假思索地回答道:「我要去兵工廠!一路上我想來想去,我能做到的可能也只有用我所學的那些東西在兵工方面盡點兒力了。」

周先生頗為讚賞,連聲說好,並馬上提筆給他熟識的南京彈道研究所的丁所長寫推薦信。王大珩當即趕往南京,進入彈道研究所。然而,一個多月後,由於日本侵略者逼近南京,彈道研究所不得不撤退到武漢,正常的工作一時無法展開。正當王大珩為無法施展身手而深感苦惱之時,傳來了赴英國「庚款留學」開始招考的消息。他立刻報了名,一考而中。

兩年後,王大珩獲得了倫敦大學帝國理工學院技術光學專業的碩士學位。1941年春,他進入英國謝菲爾德大學玻璃製造技術系攻讀博士學位。其後不久,當他得知伯明罕昌司玻璃公司急需一名懂得應用光學的實習生時,便毅然離開學校,到昌司公司工作。

放棄不難到手的博士學位而去學煉玻璃工藝,未免讓人不解並深為惋惜,但王大珩認為,這是一個非常難得的機遇:一方面可以增強實踐經驗,另一方面還可以掌握保密性很強的光學玻璃製造的許多關鍵技術——後來他把這件事情形容為「不入虎穴焉得虎子」。當時他已經意識到,光學技術在國防上具有重要的戰略價值,而祖國需要這種技術,學到了可以在回國後更好地為祖國服務。

王大珩清華大學畢業照

「一生的追求」從1400斤小米開始

回到祖國後,一身「武藝」的王大珩很快就找到了用武之地。1951年,經錢三強推薦,中國科學院決定讓王大珩負責籌建儀器館的工作,新中國的光學事業從此開始起步。

那個時候也沒有條件可講。在舊中國留下的廢墟上,尋找不到一處可以完全利用的基礎:工作場所不過是幾座舊房子,可以借鑑的經驗成果幾乎為零。在「沒有」面前,王大珩沒有退卻。對他而言,「沒有」才意味著有可能從事一項具有開創意義的新事業。「從此,我開始了一生的追求——發展祖國的應用光學事業。」

王大珩與他的第一個研究生蔣築英在研究工作

在儀器館建立初期,王大珩根據國家建設需要,團結、組織來自全國四面八方的技術人員,較快地建立起光學物理、光學玻璃和光學機械等三個實驗室和兩個實驗工廠。1957年,儀器館改名為長春光學精密機械儀器研究所,1960年又與機械研究所合併稱為「長春光學精密機械研究所」,王大珩任所長。從保存在光機所檔案室裡王大珩當年親自做的預算和規劃看,他「一生的追求」,是從1400萬斤小米開始的,這是他當時所有的經費。

這一階段也是王大珩的才華大放光芒的時期。長春光機所在他領導下研製成功的晶體譜儀、大型攝譜儀、電子顯微鏡、萬能工具顯微鏡等8種高級精密光學儀器——「八大件」,一時聞名於全國科技界,對中國獨立自主、自力更生建立光學儀器製造業起到了積極的促進作用。1960年,雷射技術在美國問世。時隔一年,中國第一臺雷射器便誕生於長春光機所,王大珩在解決晶體與氙燈的結構設計中起到了重要作用。

此後,王大珩根據國家發展國防工程的需要,陸續開拓了紅外和微光夜視、核爆及靶場光測、高空及空間偵察攝影、空間太陽輻射模擬、雷射技術以及大氣傳輸和目標、背景輻射測試等國防光學工程技術領域。他還參加了我國第一次核爆炸試驗,指導改裝了普通高速攝影機用於火球發光動態觀測,取得了豐富的科學數據。

在我國第一顆原子彈爆炸成功的那一天,王大珩邀請幾位同事一起慶祝。席間,他說了一句當時大家誰也沒有聽懂的話:「要是再晚半年就好了……」後來大家才知道,此前半年,滿懷科技報國之志並給與他深刻影響的父親離開了人世。

「半竿子」和「一竿子」之爭

1960年,為適應國防工程的需要,國家提出了研製大型光學跟蹤電影經緯儀的任務(代號為「150工程」)。就我國當時的技術水平而言,研製這種集光學、精密機械和自動控制等為一體的高科技靶場測量裝備的困難很大,當時世界上只有一個國家擁有相關技術,但王大珩還是堅定地攬下了這項國家任務。

就在承擔此項任務的過程中,出現了「半竿子」和「一竿子」的爭論。所謂「一竿子」,即研究所承接軍工任務後,從預研、方案論證、研製直至造出產品,一竿子到底。所謂「半竿子」,是考慮到科學院研究所的工作性質,只研究解決關鍵技術問題,而將製造整機的任務交給生產部門。

王大珩在深思熟慮後認為,當時的產業部門尚不具備製造此類高精度光、機、電一體化裝備的條件。這種高檔設備技術上的綜合性極強,從方案論證、技術攻關到造出產品,有許多問題是相互交叉難以分割的;許多微妙精細之處,從研究到製造生產,一經轉手便很難實現。如果將研究與生產分開,工廠又需另建一套測試及加工設備,既會造成不必要的浪費,又會拖延時間。

最後採納的是「一竿子」方案,在各方面的配合下,儀器一次研製成功,保證了任務的按期完成。這種儀器的提供使用,成為我國飛彈發射試驗使用國產大型精密儀器的開端。它為我國中程飛彈發射試驗提供了有鑑定性價值的數據,並為以後洲際飛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。

王大珩手跡

中國載人航天的先驅者

在20世紀80年代中期,由於工作需要和對科技發展的關注,王大珩的業務也從光學拓寬到航空、航天、能源等領域。

從開展原子彈、氫彈、飛彈及空間技術研究所形成的技術優勢中,王大珩認識到開展高技術研究對保持我國的國際地位至關重要。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,擬成「關於跟蹤研究外國戰略性高技術的建議」。他們在建議書中寫道:「當今世界的競爭非常激烈,稍一懈怠,就會一蹶不振。此時不抓,就會落後到以後翻不了身的地步……我們若不奮起直追,後果是不堪設想的。」

事隔兩天,即3月5日,這封「走後門」—經由王大珩的助手、鄧小平的女婿張宏—遞交的建議書首先得到鄧小平的肯定,他批示:「這個建議十分重要……此事宜速做決斷,不可拖延。」

很快地,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,擬訂了我國《高技術研究發展計劃綱要》(簡稱「863計劃」),並於1987年2月正式組織實施。稱為「863計劃」,正是因為建議的提出和鄧小平的批示是在1986年3月做出的。這個把中國一下子推到世界高技術競爭起跑線上的「計劃」實施至今,不僅直接和間接創造了數千億元的經濟效益,也使我國諸多科技領域站到了世界前沿,並開始在國際上佔有一席之地。

而「863計劃」第二主題——航天領域經過多年研究論證,提出發展我國載人航天的建議,直接導致了1992年1月開始的我國載人航天技術經濟可行性論證和1992年9月21日中央政治局常委批准我國載人航天立項,並明確了載人飛船-空間實驗室-空間站三步走的發展規劃。

「863計劃」四位倡議者(左起:王大珩、王淦昌、楊嘉墀、陳芳允)

晚年的王大珩曾坦言,他從事光學工作帶有偶然性。「抗日戰爭初期,我在漢口巧遇第六屆中英庚子賠款留英公費生招生,我僥倖考取了應用光學專科。這就決定了我一生從事光學工作的前途。」然而,他的一生是豐富、充實的一生,也是光輝燦爛的一生。他的科學實踐和遠見卓識,凸顯出了他的「高」度和「亮」度。

2011年7月21日,96歲高齡的王大珩先生在京溘然長逝。他的追悼會舉行那天,為他送行的人很多。八寶山南廳大門上貼出的一幅對聯,精要地總結了他的一生:「戰略規劃諮詢務實為先跟蹤世界高新技術,光學儀器計量學用並舉獻身國家科學事業」。

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