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今日要聞

中國光學(xué)發(fā)展歷程的若干思考

來源:光電智造2017-01-13 我要評論(0 )   

新中國成立50多年來,我國光學(xué)在眾多領(lǐng)域取得了重大的進(jìn)展,在中國邁向信息社會的進(jìn)程中和社會主義現(xiàn)代化建設(shè)中做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn),并在國際光學(xué)界占有一席之地。

QQ截圖20170113092240
王大珩
新中國成立50多年來,我國光學(xué)在眾多領(lǐng)域取得了重大的進(jìn)展,在中國邁向信息社會的進(jìn)程中和社會主義現(xiàn)代化建設(shè)中做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn),并在國際光學(xué)界占有一席之地。我作為親身經(jīng)歷了20世紀(jì)歷史變遷的中國科技戰(zhàn)線的一名老兵,親眼目睹了我國的科學(xué)技術(shù)在中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下似一棵幼芽嫩苗,茁壯成長,欣欣向榮,碩果累累,形成了繁榮昌盛的局面,心中無限感慨和欣慰。

1948年我從英國留學(xué)回國,一直從事光學(xué)領(lǐng)域的研究工作。我想就半個世紀(jì)來我國光學(xué)的發(fā)展,結(jié)合我自身的經(jīng)歷,談?wù)勎业母惺芎腕w會。

半個世紀(jì)以來中國光學(xué)的發(fā)展和成就

1948年我回國時,舊中國僅有一個算是象樣的光學(xué)工廠在云南昆明(后命名為國營298廠),約有500~600人,主要為兵器槍炮服務(wù),能制作一些簡易的軍用光學(xué)儀器,如雙目望遠(yuǎn)鏡、炮隊鏡等。此時,龔祖同先生早在我之前回國,他在國外學(xué)的是光學(xué)加工和設(shè)計,回國后任該廠的總工程師。另外,錢臨照、嚴(yán)濟(jì)慈先生進(jìn)行顯微鏡鏡頭的試制,他們和丁西林先生等都十分關(guān)心中國光學(xué)儀器的制造工作,特別是光學(xué)鏡頭的設(shè)計與制作。當(dāng)時我國的光學(xué)基礎(chǔ)就是如此。

這并不是說我國沒有光學(xué)的科學(xué)歷史,據(jù)《辭?!酚涊d,明末清初我國有一位光學(xué)儀器制造家,名叫孫云球,江蘇吳江人,與牛頓同時代人。他是中國民間最早獨(dú)立制造望遠(yuǎn)鏡者;他創(chuàng)制眼鏡,利用凹透鏡、反射鏡制造出察微鏡、放光鏡、夜明鏡等70種光學(xué)儀器;他總結(jié)造鏡經(jīng)驗(yàn),寫成《鏡史》,在我國光學(xué)儀器發(fā)展史上留下光輝的一頁。但由于歷史時代和封建社會的限制,他的成就并沒有得到應(yīng)有的推廣和發(fā)揚(yáng)。

我把建國以來的中國光學(xué)發(fā)展分為3個時期:

1949~1960 年——初創(chuàng)期,

1960~1978年——建設(shè)期,

1978~2000年——成長發(fā)展期。

1.初創(chuàng)期

我國的光學(xué)工程,由于國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的需要,自建國后就開始進(jìn)行研究和建設(shè)。20世紀(jì)50年代初,結(jié)合國家科學(xué)發(fā)展規(guī)劃,中國科學(xué)院設(shè)立了第一個光學(xué)科研機(jī)構(gòu)——中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所(含上海光學(xué)儀器廠和長春材料試驗(yàn)機(jī)廠等,初建時稱中國科學(xué)院儀器館,現(xiàn)稱中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所),高等學(xué)校如浙江大學(xué)和北京工業(yè)學(xué)院也設(shè)置了光學(xué)儀器專業(yè),開始培養(yǎng)自己的光學(xué)人才,標(biāo)志著新中國光學(xué)由此起步。長春光機(jī)所當(dāng)時主要致力于光學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)和材料、元器件的研究,從龔祖同先生親自研制第一堝光學(xué)玻璃,掌握一些一般光學(xué)儀器制造技術(shù)開始,到能生產(chǎn)一般水平的顯微鏡和低檔的經(jīng)緯儀等,繼之仿制了一些代表當(dāng)時水平的若干精密光學(xué)儀器。到50年代末,中科院和工業(yè)部門的研究所和光學(xué)工廠也陸續(xù)開始從事光學(xué)工程的研發(fā)和光學(xué)儀器的生產(chǎn),前蘇聯(lián)幫助我們建起了兩個光學(xué)工廠,即國營248廠(軍用光學(xué)儀器)和國營208廠(光學(xué)玻璃)。據(jù)此,初步奠定了我國的光學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。

這一時期在光學(xué)領(lǐng)域較為突出的成果有:1958年長春光機(jī)所研制的號稱“八大件”的精密光學(xué)儀器:1s精度的大地測量經(jīng)緯儀、1μm精度萬能工具顯微鏡、大型石英攝譜儀、中型電子顯微鏡、中子晶體譜儀、地形測量用多臂航攝投影儀、紅外(變像管)夜視鏡等,以及系列有色光學(xué)玻璃。此外,還有北京工業(yè)學(xué)院(現(xiàn)北京理工大學(xué)研制的大型天像儀(假天儀)等。

20世紀(jì)50年代,我國的教育部門也開始注意光學(xué)儀器人才的培養(yǎng),浙江大學(xué)、北京工業(yè)學(xué)院、長春光機(jī)學(xué)院等院校,國營298廠、248廠、208廠以及上海光學(xué)儀器廠等開始為我國培養(yǎng)了一大批從事光學(xué)工程、富有朝氣的青年學(xué)生和科技人員,為后繼成立的上海光機(jī)所和上海技物所以及各地的光學(xué)廠輸送了一大批技術(shù)骨干,所培養(yǎng)的人才和所獲得的成果對我國的光學(xué)和儀器制造工業(yè)起到了積極的奠基和推動作用。

2.建設(shè)期

20世紀(jì)60年代開始,研究光學(xué)的單位和人員驟增,特別是激光、微光、紅外等技術(shù)的出現(xiàn),研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。當(dāng)時,為適應(yīng)國防建設(shè)的需要,陸續(xù)在全國成立了上海光機(jī)所(激光和激光工程)、西安光機(jī)所(高速攝影與瞬態(tài)光學(xué))、成都光電所(光電技術(shù)與自適應(yīng)光學(xué))、安徽光機(jī)所(大氣光學(xué)與遙感)、上海技術(shù)物理研究所(紅外與航天航空遙感)、西安應(yīng)用光學(xué)研究所(微光與光電)、西南技術(shù)物理研究所(激光)、昆明技術(shù)物理所(紅外、熱成像)、電子部11所(紅外、激光)、13所(半導(dǎo)體)、44所(CCD器件),航天部8358所(激光、光電、紅外)等,他們在光學(xué)和光電領(lǐng)域各有自己的特色和側(cè)重。

1961年,我國第一臺紅寶石激光器在長春光機(jī)所誕生,它比美國的梅曼在休斯實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的紅寶石激光器僅晚一年。隨著激光器的發(fā)明和發(fā)展引起了光學(xué)技術(shù)的重大變革,我國在激光等領(lǐng)域也取得了顯著成績,有了長足的發(fā)展。

20世紀(jì)60年代初,由于國際形勢和國防建設(shè)的需要,我國的光學(xué)研究所大都轉(zhuǎn)向以國防光學(xué)技術(shù)和工程研究作為主攻方向。例如,國際向長春光機(jī)所提出研制大型精密光學(xué)跟蹤電影經(jīng)緯儀的任務(wù),用以測量中程導(dǎo)彈飛行彈道軌跡,評定制導(dǎo)系統(tǒng)的運(yùn)行精度和獲取成像電影記錄。長春光機(jī)所在全國各兄弟單位大力協(xié)同下,經(jīng)過5年不懈的努力,終于研制出超過原設(shè)計指標(biāo)的我國第一臺大型的光測設(shè)備,開創(chuàng)了我國獨(dú)立自主地從事大型精密光學(xué)裝備研制和生產(chǎn)的先河。

文革中,盡管許多科研工作受到很大的干擾,但自20世紀(jì)60年代開始,我國的光學(xué)科技,特別是為“兩彈一星”服務(wù)的光學(xué)裝備和國防光學(xué)工程的研究和開發(fā),一直沒有停頓過。在激光技術(shù)、紅外技術(shù)、熱成像、微光夜視、光電遙感與靶場光學(xué)儀器、核試驗(yàn)高速攝影設(shè)備以及大型天文光學(xué)儀器等研制上都取得了可喜的成就。值得指出的是,在強(qiáng)激光技術(shù)領(lǐng)域打出了中子,當(dāng)時被國際(加拿大)認(rèn)為和他們是處在同一水平。

3.成長發(fā)展期

黨的十一屆三中全會以來,在鄧小平“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”科學(xué)論斷的指引下,改革開放和知識分子政策的落實(shí),極大地調(diào)動和鼓舞了中國光學(xué)界科技人員的積極性和創(chuàng)造性。光學(xué),也像其他學(xué)科一樣,得到了適時的發(fā)展,進(jìn)入了一個嶄新的階段。20世紀(jì)80年代以來,由于高技術(shù)發(fā)展的需要,現(xiàn)代光學(xué)與光子學(xué)——激光、微光、紅外、全息、光纖通信、光存儲、光顯示的迅猛發(fā)展,促進(jìn)了當(dāng)代科技、國防、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)水平的提高。國家自然科學(xué)基金的設(shè)立以及“863計劃”的實(shí)施,促使應(yīng)用光學(xué)和光學(xué)工程的科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)條件有了很大的改善。據(jù)不完全統(tǒng)計,已經(jīng)建成或開放的有關(guān)光學(xué)的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有:超快激光光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)室(中山大學(xué)),光學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)室(浙江大學(xué))晶體材料實(shí)驗(yàn)室(山東大學(xué)),激光技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(華中科技大學(xué)),應(yīng)用光學(xué)實(shí)驗(yàn)室(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)集成光電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室(清華大學(xué)、吉林大學(xué)、中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所),紅外物理實(shí)驗(yàn)室(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所),光電技術(shù)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(重慶大學(xué)),量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室(山西大學(xué))等。此外,中國科學(xué)院的開放研究實(shí)驗(yàn)室有:視覺信息加工實(shí)驗(yàn)室(生物物理研究所),激光光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)室(安徽光機(jī)所),高功率激光物理實(shí)驗(yàn)室(上海光機(jī)所),量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室(上海光機(jī)所),瞬態(tài)光學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(西安光機(jī)所),光學(xué)與精密機(jī)械新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(成都光電技術(shù)研究所)等。高等院校和部委還有若干個光學(xué)與光電子學(xué)方面的開放實(shí)驗(yàn)室和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。所有這些都為加強(qiáng)光學(xué)與光子學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究,適應(yīng)新時代科技發(fā)展潮流,培養(yǎng)創(chuàng)新人才,促進(jìn)光學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展,開展學(xué)術(shù)交流和合作研究創(chuàng)造了良好的條件。

目前,我國的光學(xué)與光子學(xué)的研究已有相當(dāng)強(qiáng)大的隊伍,有了較好的基礎(chǔ)。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國從事應(yīng)用光學(xué)和光學(xué)工程的單位有大、中型研究所和企業(yè)近300 家,從業(yè)人員約15萬人,主要分布在中國科學(xué)院、國家教委、機(jī)械、電子、兵器、航空航天等部門。全國有85所高校設(shè)立了光學(xué)、光電即激光專業(yè)。1979年起,中國光學(xué)學(xué)會正式成立,下設(shè)17個專業(yè)委員會,積極開展國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流工作。

可以這樣說,20世紀(jì)的后20年是現(xiàn)代光學(xué)與光子學(xué)大發(fā)展的年代,也是中國光學(xué)大步前進(jìn)的20年。我們可以看到我國光學(xué)發(fā)生了如下的變化:

完成了由傳統(tǒng)光學(xué)向現(xiàn)代光學(xué)的過渡和轉(zhuǎn)變

光學(xué)突破了傳統(tǒng)的束縛,拓寬了可見光的概念,從紫外、可見、微光、紅外,直到激光、光纖通信的各個波段;現(xiàn)代光電子儀器和設(shè)備沖破了光機(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),具有了光機(jī)電算一體化的特征;光電子儀器走向自動傳感、微機(jī)控制、CCD攝像監(jiān)視、智能操作、圖像處理等。中國光學(xué)實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)光學(xué)向現(xiàn)代光學(xué)的轉(zhuǎn)變。

微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)在光學(xué)上的廣泛應(yīng)用

微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用滲透到光學(xué)各領(lǐng)域,成為現(xiàn)代光學(xué)儀器不可分割的組成部分,從而推動了光學(xué)儀器的光機(jī)電算一體化和智能化。

大力發(fā)展光電子學(xué)和光電子技術(shù)

電子學(xué)、半導(dǎo)體技術(shù)和光學(xué)的結(jié)合和滲透,產(chǎn)生了光電子學(xué),包括光轉(zhuǎn)換為電、電轉(zhuǎn)換為光這個具有深遠(yuǎn)意義的交叉學(xué)科分支。光電子技術(shù)的一個重要應(yīng)用是光纖通信、光電子進(jìn)入到信息領(lǐng)域,無可爭議地成為信息產(chǎn)業(yè)的主角之一。中國企業(yè)界也紛紛搶占光電子高地,相繼建立了長春“光電基地“、武漢“光谷”、重慶“光電”、廣州“光谷”、深圳“光子產(chǎn)業(yè)”等有地區(qū)性特色的高技術(shù)園區(qū)。

在光學(xué)領(lǐng)域形成了一系列新的學(xué)科分支并向其他學(xué)科滲透


我國光學(xué)的發(fā)展,已經(jīng)形成了非線性光學(xué)、纖維光學(xué)、強(qiáng)光光學(xué)、全息光學(xué)、自適應(yīng)光學(xué)、X射線光學(xué)、天文及大型光學(xué)工程、激光光譜學(xué)、瞬態(tài)光學(xué)、紅外光學(xué)、遙感技術(shù)、聲光學(xué)和信息光學(xué)等多門新的學(xué)科分支。此外,光子學(xué)與物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)結(jié)合、便產(chǎn)生激光物理學(xué)、量子光學(xué)、激光等離子物理體、激光微觀動力學(xué),光化學(xué)、激光誘導(dǎo)熒光光譜學(xué)、激光生物學(xué),生理光學(xué)、激光醫(yī)學(xué)等。現(xiàn)代光學(xué)和光學(xué)工程已發(fā)展為以光學(xué)為主的,并與信息科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、空間科學(xué)、精密機(jī)械與制造、計算機(jī)科學(xué)及微電子技術(shù)等學(xué)科緊密交叉和相互滲透的學(xué)科。

光學(xué)應(yīng)用已普及到各個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域

光學(xué)的應(yīng)用已遍及或滲透到國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)各領(lǐng)域,特別是高新技術(shù)領(lǐng)域,如空間、能源、材料、微電子、生物工程、化學(xué)工程、醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)、遙感、遙測、精密加工、計量、通信、印刷、能源、生態(tài)環(huán)境、防災(zāi)、農(nóng)業(yè)、生命科學(xué)、資源保護(hù)以及軍事、農(nóng)業(yè)等。在當(dāng)代,可以這樣說,沒有一個技術(shù)領(lǐng)域不與光學(xué)有聯(lián)系。光學(xué)已與人民生活息息相關(guān)。

半個世紀(jì)來,可以代表中國光學(xué)工程的重大成就主要有:

2.16m天文望遠(yuǎn)鏡;
風(fēng)云一號”氣象衛(wèi)星遙感光學(xué)裝備;
第一臺紅寶石激光器及多種激光器系列;
激光核聚變裝置;
皮秒條紋相機(jī);
飛秒激光器;
第一代紅外熱像儀及微光夜視系列產(chǎn)品;
第一代國產(chǎn)同步輻射工程;
自適應(yīng)光學(xué)裝置;
全息光學(xué)工程;
光學(xué)精密計量;
光纖通信已見應(yīng)用。

應(yīng)該指出,過去半個世紀(jì),國際上光學(xué)發(fā)展非常迅速,盡管我們在光學(xué)領(lǐng)域取得許多成就,但我國的光學(xué)與光子學(xué)研究的總體水平還落后于國際水平?;A(chǔ)研究較差,原創(chuàng)性成果較少。我國的光學(xué)基礎(chǔ)研究只在少數(shù)學(xué)科達(dá)到國際水平;在高技術(shù)和應(yīng)用研究方面,技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱,元器件研制水平低;在光學(xué)和光電子學(xué)的產(chǎn)業(yè)化方面,進(jìn)展較為緩慢,產(chǎn)品質(zhì)量和性能尚差,批量生產(chǎn)的多為低檔產(chǎn)品。

 我國光學(xué)發(fā)展過程的體會與感受

回顧我國光學(xué)的發(fā)展歷程,從無到有,進(jìn)而自主開發(fā),以至取得一些成績,能在國際光學(xué)界占有一席之地,是與黨的正確領(lǐng)導(dǎo)和各方面的支持分不開的,是與新中國青年一代共同努力奮發(fā)圖強(qiáng)分不開的。

中國光學(xué)的發(fā)展主要依靠自己培養(yǎng)的“科班人才”


1952年,我被調(diào)到長春總國科學(xué)院儀器館(后為長春光機(jī)所)工作,數(shù)年內(nèi)先后分配來的近百名非光學(xué)專業(yè)的大學(xué)畢業(yè)生,是中國光學(xué)事業(yè)最初的骨干力量,他們很快成長為學(xué)術(shù)帶頭人,他們和50年代畢業(yè)分到我所的光學(xué)專業(yè)的學(xué)子們,成為新中國光學(xué)事業(yè)的開拓者。

自20世紀(jì)50年代開始,無論研究所或是高校,對于青年學(xué)人的培養(yǎng),比較注重基本功的訓(xùn)練,使他們具有了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和培養(yǎng)了動手實(shí)踐的務(wù)實(shí)學(xué)風(fēng)。通過實(shí)際任務(wù)的鍛煉,讓他們挑重?fù)?dān),由淺入深、由簡入繁打好基礎(chǔ),經(jīng)受工程實(shí)踐和嚴(yán)格要求的考驗(yàn)。由此早就了一批又一批理論基礎(chǔ)深厚并有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的青年專家隊伍。我深深地感到,今天我們之所以能在世界光學(xué)領(lǐng)域占有一席之地,主要得益于新中國成立之初對光學(xué)“科班人才”的培養(yǎng)。

我國光學(xué)當(dāng)年創(chuàng)業(yè)初期的環(huán)境十分艱難。到60年代初,生活上更是艱苦,而科研任務(wù)又非常繁重,但我們的科研人員沒有叫苦。那時,科研條件差,一切都靠自己動手干,自力更生,白手起家,但這也是最鍛煉人的??上驳氖?,艱苦的環(huán)境使我們青年科技人員鍛煉得更堅強(qiáng),嚴(yán)格的培養(yǎng)和實(shí)踐的鍛煉使他們在理論和技術(shù)上有相當(dāng)高的造詣和水平,具有勇于自主決斷的能力。幾十年來,長春光機(jī)所之所以碩果累累,是因?yàn)樗麄儍?yōu)良學(xué)風(fēng)代代相傳,早就了一支特別能戰(zhàn)斗的、具有極強(qiáng)凝聚力的、能打硬仗的優(yōu)秀科研隊伍、這支隊伍無條件地聽從指揮和調(diào)度,相互支持、協(xié)同作戰(zhàn),體現(xiàn)了科學(xué)團(tuán)隊的精神。

60年代初,我國光學(xué)領(lǐng)域在理論上的成就與世界科學(xué)同步。在激光理論和光學(xué)系統(tǒng)的理論和設(shè)計上,都有自己的原始創(chuàng)新;中國第一臺紅寶石激光器,誕生時間僅比國外落后一年。我國的激光技術(shù)在起步階段發(fā)展十分迅速,無論是數(shù)量還是質(zhì)量,都與當(dāng)時的國際水平接近。一項新技術(shù)能夠如此迅速趕上世界先進(jìn)行列,在我國近代科技發(fā)展史上并不多見。年輕的中國光學(xué)專家們能夠把物理設(shè)想、技術(shù)方案順利地轉(zhuǎn)化成實(shí)際器件,取得國際先進(jìn)水平地成果,主要得力于當(dāng)時富有凝聚力和創(chuàng)新精神的中青年研究隊伍、扎實(shí)的基礎(chǔ)研究積累以及多年來研究所在光學(xué)技術(shù)、精密機(jī)械和電子技術(shù)方面積累的綜合能力和堅實(shí)基礎(chǔ)。

值得一提的是,長春光機(jī)所的科技人員,通過多次完成國家急需的科研任務(wù),自力更生、艱苦拼搏、鍛煉成長,在光學(xué)領(lǐng)域做出許多令人矚目的成就的科技人員,到 2001年就有15人先后被遴選為中國科學(xué)院院士或中國工程院院士。他們把個人理想與國家發(fā)展結(jié)合起來,把自己融入到祖國光學(xué)事業(yè)中去,他們是時勢造就的接觸人物。同時在中國科學(xué)院和其他研究院所與高校,也涌現(xiàn)了一批杰出的光學(xué)人才。

在考察一個青年學(xué)人是否是真正的科技人才時,我認(rèn)為,智慧、勤奮、扎實(shí)的基本功和對事業(yè)的執(zhí)著追求,是十分重要的;但人品也是非常重要的。這可以從四個方面看:一是立項是否遠(yuǎn)大;二是有否使命感、熱誠和激情;三是不怕困難,矢志創(chuàng)造,解決問題;四是有團(tuán)隊精神,群策群力。而這一切,需要通過實(shí)踐的培養(yǎng),鍛煉和考驗(yàn),方能選拔真正的人才。

半個世紀(jì)來中國光學(xué)的發(fā)展,歸根結(jié)底靠的是人才,是我們自己培養(yǎng)的高科技人才。而人才一靠培養(yǎng),二靠鍛煉。“科技以人為本”,這里的人我體會是指具有高科技素質(zhì)的人才,是適應(yīng)時代需求的人才??茖W(xué)成功有許多因素,但最重要的還是人才,培養(yǎng)人才需要環(huán)境,需要好的研究方向,需要有任務(wù)去鍛煉,需要有時間去探索。我想,我們在科技工作中還要把人才放在第一位。
 
以任務(wù)帶學(xué)科,學(xué)科和人才在實(shí)踐中成長

大家知道,20世紀(jì)60年代初,國家處于極困難的時期,三年自然災(zāi)害加上周邊地區(qū)的形勢十分緊張,中國需要強(qiáng)大的國防,以抵御外來的侵略。國防是買不來的,當(dāng)時光學(xué)的許多技術(shù)還是空白,只有靠自己。國防的科研任務(wù)大多是硬任務(wù),既是巨大的挑戰(zhàn),也是難得的機(jī)遇。通過完成這樣艱巨而光榮的任務(wù),逐步建立起學(xué)科的技術(shù)基礎(chǔ),既鍛煉了我們的隊伍,也帶出了年輕一代的中國科技專家。

長春光機(jī)所在20世紀(jì)60年代初由于發(fā)展“兩彈”的需要,承擔(dān)了研制大型電影跟蹤經(jīng)緯儀的任務(wù),工程要求能對彈道軌跡進(jìn)行跟蹤、記錄、測量角坐標(biāo),并同時攝取導(dǎo)彈姿態(tài),通過2~3臺經(jīng)緯儀的同步測角交會以獲得飛行目標(biāo)的空間軌跡。有關(guān)作用距離、定位精度、測速精度等性能指標(biāo)要求,遠(yuǎn)高于當(dāng)時國內(nèi)所有的同類型進(jìn)口儀器。這是一項龐大的工程,是一臺包括光學(xué)、精密機(jī)械和自動控制等綜合技術(shù)的大型精密測量裝備,儀器總質(zhì)量在7t以上。顯然,無論從工程規(guī)模、技術(shù)水平還是研制力量上都超出當(dāng)時光機(jī)所的能力。長春光機(jī)所當(dāng)時正值從研制光學(xué)精密儀器向光、機(jī)、電、控儀器升級的轉(zhuǎn)變初期,又沒有國外大型儀器可供借鑒,只能參考國外文獻(xiàn)中的一般描述和外形照片。

當(dāng)時錢學(xué)森先生認(rèn)為長春光機(jī)所是唯一有條件從事這項任務(wù)的科研機(jī)構(gòu)。當(dāng)然,如所共識,這是要經(jīng)過一番艱苦的努力和創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)的,其中包括要靠這項任務(wù)在光學(xué)方面建立學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)和培養(yǎng)自我開發(fā)能力。經(jīng)過10年建所及創(chuàng)立技術(shù)基礎(chǔ)的歷程,面對國防需求,我們把工程分解為幾十個專題:如工程樣機(jī)總體設(shè)計、光學(xué)總體、光學(xué)設(shè)計、光學(xué)玻璃制備及檢測、光學(xué)工藝及鍍膜、跟蹤系統(tǒng)、特殊控制元件、液壓隨動系統(tǒng)、光學(xué)控制系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)、齒輪工藝及檢測材料及穩(wěn)定性、裝校、檢測及判讀、項目管理等,每一個專題都有負(fù)責(zé)人,建立相關(guān)的學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)。經(jīng)過我們嚴(yán)密精心組織,工程進(jìn)展得十分順利,參加人數(shù)多達(dá) 600人,歷時五年半之久。由幾百個子項目組成的大型復(fù)雜的系統(tǒng)工程,從總體方案制定開始到理論分析、設(shè)計,從總裝調(diào)試到現(xiàn)場試驗(yàn),都是一次成功的。這是足以值得自豪的。經(jīng)國家級鑒定,其性能遠(yuǎn)超當(dāng)時進(jìn)口的同類儀器水平。

大型電影跟蹤經(jīng)緯儀的研制成功,擺脫了對外國的依賴,爭得了國防建設(shè)上導(dǎo)彈彈道軌跡光測技術(shù)的自立,開創(chuàng)了我國大型光學(xué)工程研制的先河,在技術(shù)上為后來研制更先進(jìn)的經(jīng)緯儀——大中型激光、紅外、電視電影經(jīng)緯儀奠定了堅實(shí)基礎(chǔ),同時也培養(yǎng)了有關(guān)專業(yè)人才。

通過這樣的任務(wù),我們建立了光學(xué)領(lǐng)域必要的技術(shù)基礎(chǔ)和相應(yīng)的學(xué)科,有了校完備的條件,并在學(xué)科上不斷有新的發(fā)展,同時也培養(yǎng)和早就了相應(yīng)的具有技術(shù)創(chuàng)新精神的科研骨干隊伍。

通過多年來的科研實(shí)踐,國家不斷建立了一系列光學(xué)方面的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)學(xué)科的建設(shè),促進(jìn)了光學(xué)在國名經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的應(yīng)用,增強(qiáng)了原始創(chuàng)新的實(shí)力。

對研究性工程需要有效的科研試制組織體系

建國以來,我國的光學(xué)研究機(jī)構(gòu)必然要面臨國家需要,特別是國防建設(shè)急需的各種光學(xué)儀器裝備和工程的研制,這些任務(wù)大多是研究性的精密尖端產(chǎn)品,要求品種多、數(shù)量少、時間緊。除了要培養(yǎng)人才、建立學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)外,采取適合我國國情有效的研發(fā)組織體系是非常必要的。在整個裝備產(chǎn)品研制的過程中,需要科研與生產(chǎn)緊密結(jié)合的體系,不能采用傳統(tǒng)的科研與生產(chǎn)脫節(jié)的辦法。

例如長春光機(jī)所在20世紀(jì)60年代開始承擔(dān)國防用靶場大型精密光學(xué)跟蹤電影經(jīng)緯儀的研制任務(wù),當(dāng)時就是用所謂“一竿子”到底的有效組織體系一次按時完成的。所謂“一竿子”,就是研究所接受后,從預(yù)研、方案論證與設(shè)計、研制試驗(yàn)、裝調(diào)檢測直到制造出合格產(chǎn)品,全部由研究所承擔(dān),當(dāng)然還要依靠全國大協(xié)作。而另外一種組織體系則是考慮像中國科學(xué)院這樣的研究所,其工作性質(zhì)應(yīng)當(dāng)只是解決關(guān)鍵技術(shù)問題,而將制造整機(jī)的任務(wù)交給工業(yè)生產(chǎn)部門完成,即所謂“半竿子”的研制組織體系。我們當(dāng)時考慮到我國生產(chǎn)部門研發(fā)實(shí)力較弱的實(shí)際情況,研究所實(shí)行“一竿子”的組織體系試完成這類任務(wù)最有效的策略。事實(shí)說明,由于技術(shù)性高、綜合性強(qiáng)的光學(xué)工程或儀器裝備,從方案論證、技術(shù)攻關(guān)到設(shè)計制造出合格產(chǎn)品,有許多問題是相互交叉的,涉及諸多學(xué)科技術(shù),難以分割。許多微妙精細(xì)的竅門,從研究到制造,如果從研究所再轉(zhuǎn)手到工廠,很難理會實(shí)施。研究試制過程中已建立的大量工藝檢驗(yàn)設(shè)備和工具,其工作量遠(yuǎn)大于制造儀器的本體,而且往往是創(chuàng)造過程的重要體現(xiàn)(“兩彈一星”就是這樣),它們既可用于研制,也可用于生產(chǎn),可以駕輕就熟地?fù)?dān)負(fù)小批量生產(chǎn)任務(wù)。此外,實(shí)際任務(wù)要求非常緊迫,從時間上說,也不允許用“半竿子”辦法來做。

大型光學(xué)精密跟蹤電影經(jīng)緯儀等許多大型光學(xué)工程,諸如2.16m天文望遠(yuǎn)鏡;“風(fēng)云一號”氣象衛(wèi)星遙感光學(xué)裝備;第一代紅外熱像儀;激光核聚變裝置;皮秒條紋相機(jī);第一代國產(chǎn)同步輻射工程;自適應(yīng)光學(xué)裝置等都是由于研究部門采用了這種有效的組織體系,在全國有關(guān)產(chǎn)業(yè)部門大力協(xié)作下完成研制任務(wù),同時建立了學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ),培養(yǎng)鍛煉出光學(xué)領(lǐng)域里能綜觀全局,駕馭總體,理論聯(lián)系實(shí)際、團(tuán)結(jié)協(xié)作的人才。

這一有效的組織體系,在發(fā)展我國光學(xué)工程的歷程中是一跳符合我國國情的重要經(jīng)驗(yàn)。人們在今天看起來是一間當(dāng)然的是,但在當(dāng)時國家還沒有在體制上進(jìn)行改革的時候,是相當(dāng)有爭議的。我們認(rèn)為這種做法是實(shí)事求是的,可以說是一種科研體制上的創(chuàng)新。在今天改革開放的新形勢下,這種做法得到了進(jìn)一步的肯定,在中國科學(xué)院納入了“一院兩制”的開發(fā)體系中。

要永遠(yuǎn)發(fā)揚(yáng)“兩彈一星”的精神

我國光學(xué)50年的發(fā)展歷程標(biāo)明,在科學(xué)研究中應(yīng)當(dāng)永遠(yuǎn)保持這樣一個優(yōu)良傳統(tǒng)和精神,那就是熱愛祖國、無私奉獻(xiàn)、自力更生、艱苦奮斗、大力協(xié)同、永攀高峰,這就是“兩彈一星”的精神。我們要永遠(yuǎn)發(fā)揚(yáng)崇尚科學(xué)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、追求一流、講求正氣的團(tuán)隊精神。我們就是靠這種精神獨(dú)立自主地發(fā)展我國光學(xué)事業(yè)的尖端技術(shù),為光學(xué)事業(yè)的發(fā)展做出突出成績和貢獻(xiàn)。

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王大珩中國光學(xué)發(fā)展歷程若干思考
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