他給了黑夜一雙“眼睛”
發布日期: 2020-09-16 供稿:中國科學報
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1953年9月,正在上海華通電機廠工作的周立偉興沖沖地收到北京工業學院(北京理工大學前身)的錄取通知書。上海解放后,參軍、上大學一直是他的心愿。但因鼻子大出血,他報名參軍沒有被錄取。
之所以報考北京工業學院,主要是招生老師的動員,“你想拿起武器保衛祖國,北京工業學院是一所國防工業性質的院校,上這所大學,將來造最好的武器給我們的戰士,同樣也是保衛祖國”。
看到朝鮮戰場上,我軍因沒有配備夜視鏡,在美軍夜晚的火力攻擊下傷亡慘重,周立偉捏緊了拳頭,他下決心要開發中國的夜視技術。
2020年9月19日,北京理工大學即將迎來80周年校慶,而周立偉也從一名熱血青年成為了享譽海內外的“黑夜之眼”探索者、中國工程院院士。
在列寧格勒謝德林圖書館中“自學成才”
故事還要追溯到周立偉畢業后順利留校,被派往北京大學進修,負責籌建夜視技術專業。
“一開始我完全不懂紅外光陰極、熒光屏、電子光學等專業術語。但初生牛犢不怕虎,只要努力學,哪怕比別人多花幾倍的力氣,也一定要把新專業建設好。”周立偉回憶道。
1962年,新婚不久的周立偉被派往蘇聯留學,“我的任務是要攻克夜視器件的電子光學理論與設計,這是系主任馬士修對我的期望和要求”。
在蘇聯,他就讀于列寧格勒烏里揚諾夫(列寧)電工學院,所在的電物理系雖有從事電子光學的學者,但主要是搞強流和超高頻電子光學。在確定選題時,導師竭力勸他搞超高頻電子光學——這在上世紀60年代初是很“時髦”的課題。周立偉很猶豫,“接受導師的建議,拿學位沒問題,但是要改變出國前的志愿,學成歸國用處不大。不跟導師合作,便沒人指導,拿學位又不保險。”思考再三,他下定決心要闖出一條路來,兌現當初自己的諾言。導師得知后不太高興,只留下了一句話:“這樣,我無法幫助你。”直到論文提交給導師,師生之間再也沒有討論過任何學術問題。
對周立偉來說,在異國他鄉,科學研究注定是一條艱辛的路。“整整三年,我大部分日子是在列寧格勒謝德林圖書館和蘇聯科學院圖書館度過的,餓了啃塊面包,渴了喝口冷水,困了打個瞌睡。在寂寞的學案上,每天讀書、記筆記,探索著、研究著,終于在靜電聚焦同心球系統的電子光學和陰極透鏡的像差理論上有所突破?!敝芰セ貞浀?。
沉浸在科研中的時光過得如此之快,轉眼間留學時間三年半即將到期,一天也不能延長。但還有一大堆事情未完成:論文要打印,圖表要拍照,摘要要送印并要郵寄100份到蘇聯高等院校和研究所,學術論文要發表并且要在學術會議上宣讀等?!拔倚闹泻芑袒螅灰渲杏幸粋€環節過不去,就只能放棄學位論文答辯。”周立偉說。
彷徨中,他找到了電子醫療器件教研室主任茹里葉,如實匯報了學位論文的主要內容以及答辯前的諸多事情。在茹里葉的幫助下,“一個小時不到,我希望做的、要求做的全都解決了?!敝芰フf。
那天晚上,周立偉躺在床上想了很多。“我很感激茹里葉教授,而他給我的感覺是,這一切都是他應該做的;幫助一個上進有為的青年是他的職責和義務,不管兩國之間關系怎樣,也不期待什么報答。我發誓,如果我將來像他那樣當了教研室主任或到更高的學術位置,一定要幫助上進有為的青年學人,善待學生?!?/p>
這件事也加深了周立偉對“教師”的理解:教師是幫助學生,希望學生超過自己而不期望報答的人。
科學研究重在提出問題
回國后的周立偉,一頭扎進了夜視研究中。他所研究的寬束電子光學理論并不是虛無飄渺或脫離實際的。上世紀80年代,我國從荷蘭引入第一代微光像增強器生產線,所有的技術秘密都引進了,唯有電子光學系統設計軟件包不予引進。對方希望我方按圖紙制作有限種類的像管,不希望我方具備自主設計開發能力。
在方二倫、周立偉與馮熾燾三位科研人員共同的科研攻關下,他們編制了較為完善的像管電子光學設計軟件包,為我國微光夜視行業由仿制到自行設計研制、獨立自主開發新型夜視器件開辟了道路。
也是在那幾年時間里,周立偉感到年輕時代思考過的種種問題和想法在腦海中翻滾,抑制不住對科學研究的沖動和創造的渴望。
1982年,周立偉把所思考的整理成10個問題,寫成《成像系統電子光學若干問題的探討》一文。上世紀90年代初,他帶領研究生把這10個問題基本都解決了,其中“寬電子束聚焦理論與設計”研究成果榮獲兵器工業部科技進步獎一等獎和國家科技進步獎二等獎。
回憶出國考察這段經歷,周立偉笑道,自己曾是工廠的一名技術員,制圖能力較強。那時,每到國外一個單位參觀,靠著博聞強記,他都把國外設備的外觀及特點記在腦中。
參觀英國馬拉德公司時,周立偉發現了光陰極監控設備,這正是國內急需的。他迅速地記住該設備及工藝操作程序,回國后告訴了所在實驗室主任張忠廉。最后,張忠廉率隊研制成功我國第一臺光陰極制作監控儀,賣出去30多臺,并獲得國家科技進步獎三等獎。周立偉幫助他們進行鑒定報獎等,但卻推辭了在項目上掛名的建議,并把項目獎金1500元分給實際完成人。
1999年,周立偉當選為中國工程院院士;2000年,當選為俄羅斯聯邦工程科學院外籍院士。
本世紀初,他把靜態電子光學的理論推廣到成像系統的動態電子光學領域,將動態電子光學和靜態電子光學統一起來進行研究,并提出了直接積分法求解成像系統的時間像差理論,給出了計算時間像差的一套新的表達式,由此建立了自己的學派理論體系。諾貝爾物理學獎獲得者、俄羅斯科學院院士普羅霍洛夫曾贊揚他,“您是您自己的科學學派的創立者?!?/p>
回顧科研歷程,周立偉說道:“科學研究中,重要的是有沒有自己的思想(想法、創見)、自己的獨立思考。能否提出問題是最主要的。只有提出了問題,千方百計去解決問題,才有可能得到原創性的結果。而提問題時,思維方式和方法很重要。這時,辯證唯物主義認識論和科學哲學對科學問題的提出和認識大有幫助?!?/p>
在他撰寫的《漫談我的科學研究方法》一文中,他認為科學與哲學不分家,如扁平線圈繞線機的誕生——談到類比方法的啟發;從靜電聚焦同心球系統的電子光學——談科學研究中的特殊性;通過電磁復合聚焦同心球系統的電子光學——一般成像系統的電子光學,通過靜態成像電子光學——動態成像電子光學,由特殊性到普遍性等。
科學家應將科學普及作為一項職責
早在“文革”期間,周立偉就想給國務院寫信,提出招收研究生、培養高級科技人才的建議,但在朋友們規勸下,放棄了這種不合時宜的想法。
1980年春節,國務院公布我國的學位條例,周立偉欣喜若狂,立即寫了一份“關于研究生學習與學位論文工作的札記”提交校學術委員會,結合自己在蘇聯做研究生的親身體會,供該校研究生指導教師參考?!爱斈辏捎谂囵B研究生沒有先例可循,學術導師對于指導學生究竟要做什么、哪些應該做、哪些不該做,沒有任何經驗。我的札記起了一點引導的作用。”周立偉謙虛地說。
在那六年后,他又在《北京高教研究》第一期上發表文章《談談研究生指導教師的作用》,文中指出,指導教師的作用主要體現在四個方面:選題、引路、治學、把關。1998年,他出版了《一個指導教師的札記》一書,記載了他指導研究生二十余年的實踐中有關的科學方法,均在學術界得到了不錯的反響。
平日里,他也愛看《最強大腦》等節目,常自嘲“只是中等資質,并沒有過人的天賦和特別聰明的地方”。可說起如今的學生,他卻夸道:“現在的學生聰明程度你想象不到,不知比我強多少倍。如果他們有一個正確的思想來引導,我們國家的科學技術還是很有希望的”。
他曾撰文《什么樣的聰明最可貴》,文中指出,“從事科學研究的人或以科學為職業的人,最主要的品質是誠實和正直以及專注于學術,聰明并不是最主要的。我國的青年學人并非缺乏創新的才能、聰明和智慧,也并非缺少科學研究的條件,當前主要的問題是潛心學術的專注程度不夠?!敝芰フJ為,學術專注程度不夠,除了外界功利化的影響,一個重要原因在于學術興趣缺失。
關于科學普及,周立偉以前的看法和大家一樣,認為科研都忙不過來,根本沒有時間做科普。直到2000年左右,著名光學家、兩院院士王大珩找到他說,“你不應該天天待在書桌前推導公式,應該把精力投入到科學普及中去,激發孩子們對科學的興趣,讓他們知道怎樣才能做好學問”。周立偉聽后猶如醍醐灌頂,瞬間徹悟。
多年來,他到不少中學講成長、成才、成功之道,在大學講科學研究的途徑,經常參加北京市青少年科技俱樂部活動。就在記者采訪的不久前,他還寫了一篇《為什么晚上我們看不見》的科普小文。
周立偉告訴《中國科學報》,科學家不能光搞自己的學問,能否用淺顯的語言讓外行人聽懂自己的學問,這是一項很了不起的能力??茖W家應將科普作為自己的一項職責。
他將有關心得體會寫進了《藏綠齋札記》——《心馳科普》中?!安鼐G”——浙江諸暨十四都藏綠塢是他的故鄉,那里也是北宋理學家周敦頤的24代后人周廷琮(周立偉的先祖)的定居之所。先祖“出淤泥而不染,濯清漣而不妖”(《愛蓮說》)的品格,為后人所傳頌。在《藏綠齋札記》中依稀可見當年那個立志獻身兵器事業、后又留學蘇聯立志獻身科學的少年身影。只不過如今他年逾古稀,但老驥伏櫪,志在千里,初心未改,心態仍是少年。
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