国家的需要就是我的追求——我的三次改行之路(一)

 

导言:姜文汉院士在近60年的科研工作中,经历了三次重要的转行。他的每次转行都与国家的需要和科研的发展息息相...



导言:姜文汉院士在近60年的科研工作中,经历了三次重要的转行。他的每次转行都与国家的需要和科研的发展息息相关。在那个物质匮乏但精神富足的年代,他们从山沟沟里起步,把泥土路、平房、铁板和黄沙组成的园区和实验室,一步步建成了今天的美丽园区和国际领先的实验室。 老一辈科学家对科研的热情和拼搏,不单单为我们打下了坚实的科研基础,更是时时提醒我们,面对困难和不如意的时候,也不要忘记心中的梦想,站在巨人的肩膀上,我们有理由走得更远……

1958年毕业照(后排左三为姜文汉,前排左三为凌宁)
中国科学院长春光学精密机械研究所(1958年—1971年)
JK-1 接近/接触式子光刻机
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,在两位老同志的指导下,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1958年11月到春节三个月时间里,我们两人加班加点,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,精度高达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电影经纬仪(150)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、精度理论等基础知识。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。

1971年11月,由于三线建设的需要,我们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)。我们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,我们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,我认为我们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持,她给我分析说:“你知识面广,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”。在她的鼓励和支持下,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,得到所里支持。这就开始我的第三次转行,从光学工程转为自适应光学。

姜文汉院士简介:中国工程院院士,研究员,博士生导师。1958年毕业于哈尔滨工业大学。现任中国科学院光电技术研究所学术委员会主任、国家863计划自适应光学重点实验室主任。国家级专家、四川省学术技术带头人,四川省科技顾问团顾问,中国光学学会常务理事、中国仪器仪表学会理事、四川省科协常委、美国光学学会高级会员(Fellow)。早年从事大型光测设备研究,在精密轴系理论和技术、固定式光学测量系统等方面有开创性工作。1979年在我国开拓自适应光学研究方向,建立整套基础技术并主持研制多代具有国际先进水平的自适应光学系统,使我国在此领域的研究跃居世界先进行列。现主要从事自适应光学技术及系统的应用基础研究。
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