中国“光学之父”王大珩：真正的高科技永远不能用钱买到！

姓名:王大珩

生卒年:1915-2011

籍贯:江苏吴县(今苏州)(生于日本东京)

身份:物理学家、中国科学院院士、中国工程院院士

.

主要成就:

我国光学事业的奠基人之一,创办了中国科学院仪器馆,主持制成了我国第一台电子显微镜、第一台激光器、第一台大型光测装备和许多国防光学工程仪器,为我国国防现代化各种大型光学观测设备的研制、光学事业及计量科学的发展做出重要贡献。“863计划”的主要倡导者。获1985年度国家科学技术进步奖特等奖,1999年被中共中央、国务院、中央军委授予“两弹一星”功勋奖章,2018年被追授“改革先锋”奖章。

院士语录:

★科技工作者要做建设大军里真正的排头兵。这个排头兵不仅是要找一条路,还要披荆斩棘,让后面的建设大军能够跟上来。这个披荆斩棘,就是不断创新。

★只有通过自己的实践,才能把知识真正学到手,打上个人的烙印,终生不忘,也才能真正深入,并进一步实现发明创造。

王大珩祖籍在江苏苏州,他1915年出生在日本东京,父亲王应伟是我国天文学家和气象学家,有感于国家的落后,他放弃了科举,选择去到日本学习,学成之后报效祖国,因此王大珩才会在日本出生。王大珩出生后不久,父亲就选择回到中国,为中国效力。当时他父亲在日本东京中央气象台工作,还做到过台长,在日本的这一领域很有名气,但是,他父亲一直有着包裹的理想,尤其是1915年日本提出21条的时候,他父亲意识到日本的狼子野心,未来肯定会继续对中国不利,于是他放弃了在日本的广大前程,选择回到中国,与日本划清界限。

王应伟对日本提出的21条是十分愤怒的,因此王大珩刚出生的时候,王应伟给王大珩起的名字叫做膺东,义愤填膺的膺。回到中国后,他在北京中央观象台工作,做到气象科科长,还在北京师范大学讲课,为中国培养人才。他的爱国精神也深深影响了王大珩,在王大珩的回忆中,他说到自己的父亲时,总是满怀敬意。

王应伟是知道师夷长技以制夷的,因此他很注重对孩子的教育,经常告诉王大珩,一定要认真学习,日后钻研科技报效祖国。不过最开始对王大珩进行启蒙的并不是他父亲,而是他的母亲周秀清。他的母亲也是一位有文化的人,在王大珩很小的时候,就开始教他识字,到四岁的时候,他已经能够认1000多个字,并且一些简单的算术问题一学就会。父亲见到儿子如同小神童一般,立刻决定提前送他去上学,并给他起了新名字,王大珩。

王大珩入学的时候,年纪很小,只有五岁,但他的知识储备已经远超一年级的学生,刚进入小学就被安排读二年级,在班上比其他学生都小很多,但王大珩的成绩一点不比他们差,反而经常名列前茅,次次都能拿到全班第一。这个好成绩也一直持续到后面,初中毕业的时候,他的科学和算学是全班第一,高中毕业的时候,甚至同时考上了三所学校,分别是清华大学,南开大学和青岛大学。

王大珩经过考虑之后,选择进入清华大学学习,读的是物理系,这与他父亲的影响有关,因为他父亲就是一个物理学家,经常给他讲物理方面的知识,还给他讲一些天文地理。在王大珩的回忆中,他小时候有一件记忆很深刻的事情,就是父亲拿了一碗,让他将筷子插进水中。王大珩照做了,然后惊讶的发现,筷子在水中竟然是弯的。这也是他第一次接触到光学的知识,从此他就对光学有了极其深刻的印象,长大后一生都在和光学打交道。

在清华大学中,王大珩学习依然优秀,1936年从清华大学物理系毕业,值得一提的是,王大珩在清华大学中有一个好友叫做钱三强,两人同为两弹一星功勋奖章获得者。有趣的是两人在大学刚见面时,还将彼此当做陌生人,结果熟悉以后,发现两人竟然在同一所小学上学,而且还在同一个班。不得不说,优秀的人都是相互吸引的,两个好友都在日后取得了大成就。

大学毕业后,王大珩在清华大学担任助教,半年后因为颇有研究成果,获得了奖学金,然后安排到一位教授的门下继续读研究生,学习的是核物理。如果他的学业能够完成下来,那么日后王大珩很有可能会成为一个核物理专家。但计划赶不上变化,1937年,七七事变爆发,王大珩的研究生学习并没有进行多久就被迫停止了,跟随周培源一起,离开清华大学,去到南京避难。周培源知道王大珩是有本事的,于是将他推荐到,南京的兵工署工作,从事弹道研究,后来跟随着研究所去到了武汉。

日本人的侵略让王大珩咬牙切齿,早在1935年的时候,北平的爱国学生发起的一二·九爱国运动,倡导者之一就是王大珩。日本全面侵华后,王大珩更是咬牙切齿,他一直希望自己能够帮助祖国强大起来,而他最擅长的事情是科研,于是决定前往国外去学习,掌握技术之后回来帮助祖国发展。

1938年,王大珩报考了公费留学生,以优异的成绩获得了英国的公费留学资格,前往伦敦帝国理工学院物理系学习,学习的就是光学,他对这方面感兴趣,也知道这些技术在很多地方都用得上。很快他就在伦敦帝国理工学院获得了硕士学位,在1941年进入英国谢菲尔德大学继续攻读博士学位,跟随着有名的玻璃学家研究光学玻璃。

然而令王大珩失望的是,在这里的博士学习中,王大珩一直接触不到光学玻璃的制造,即使博士毕业,也只能在现成的光学玻璃上做文章。因为在当时,光学的技术是非常重要的,在很多领域都会运用到,尤其是在军事方面,各个地方都能见到他的身影。王大珩不希望自己不是毕业后,连光学的关键材料光学玻璃都不知道怎么制造,于是他果断停止了博士学业,进入英国的一家玻璃公司成为一名实验员,利用工作的便利学习光学玻璃的制造技术。这一学习就是五年时间,他终于掌握了完整的技术。

王大珩的科研本事是毋庸置疑的,在英国谢菲尔德大学学习的时候,刚进去没多久,就在国际著名的物理学杂志上发表了论文,去到玻璃公司后,研发出优秀的测定仪器,被英国科学仪器协会授予了第一届青年仪器发展奖,这就是国际社会对他的认可。英国方面为了留住他,给他开出了很丰厚的条件,玻璃公司也对他有优待,但是王大珩心中一直挂念的都是祖国,因此在技术学成之后,他辞去了公司的职务,踏上了回国的旅途。

1948年5月,王大珩回到香港,一个月后乘船到达上海,在物理研究所进行光学的研究。当时摆在他眼前的有两条路,第一条是在国民党的研究所中工作,第二条路是帮助我党进行工作,我党向王大珩发出了邀请,让他前往大连创建大连理工大学,并负责应用物理系的成立。没有过多的思考,王大珩就选择了我党,他知道国民党是腐朽的,只有我党才能带领中国走向光明的未来。

前往大连的路上是波折的,因为国民党是不会允许这些高端人才到我党这边来的,在路上设下重重关卡,所以王大珩只能绕路,先从上海到香港去,然后从香港坐船去朝鲜,再从朝鲜进入辽宁。这一路的波折是非常多的,王大珩克服了艰难险阻,最终投入了我党的怀抱。多年以后,王大珩回想起当年的事情,觉得自己选择了最正确的道路,这是一件光荣的事情。

新中国成立后,王大珩被安排去建设我国的仪器研发制造机构,1952年,中国科学院仪器馆在长春正式建立,王大珩担任馆长,负责进行光学的研究以及相关仪器的制造。王大珩将他在英国学习到的各项技术都无私的奉献出来,培养了许多人才。仪器馆成立一年多的时间,研究员们在王大珩的领导下,生产出了新中国第一批光学玻璃。要知道当时仪器馆的设备是十分落后的,仍然能够生产出符合条件的光学玻璃,这是一件多么不容易的事情,王大珩在英国学到的知识在这里居功至伟。

随后,王大珩和研究员们再接再厉,在极短的时间内,让我国的光学领域向前迈进了一大步,在1958年时,六年的时间,就生产出八种精密的光学仪器,比如中型电子显微镜、红外夜视仪、一微米精度万能工具显微镜等等,创下了轰动全国科学界的功绩。一年后,仪器馆研制出我国第一台光栅刻划机,三年后,仪器馆又研制出我国的第一台激光器,震惊了全世界。

中国科学院仪器馆生产的东西,被广泛运用在各个领域,比如说,我国进行原子弹爆炸实验时,需要对原子弹的爆炸过程进行记录,但是人当然不可能站在这么近的地方去拍摄,而且拍摄的设备也很容易受到核辐射的影响,普通的设备拍摄起来也难以详细记录。那些可以用的上的设备都被国外严格封锁着,根本不可能卖给我们。就在大家一筹莫展之时,王大珩挺身而出,将摄影机进行了改装,让它在各个方面都符合记录核爆的要求,为我国收集到了宝贵的影像资料。再比如说,我国发射返回式卫星时,安装在卫星上的相机,需要有很高的清晰度和防震动技术,这些技术也是被国外严格封锁的,而王大珩和研究员们克服了层层困难,最终将符合要求的相机给制造出来,让我国首次成功获得清楚的卫星图像。

主要贡献

对国防光学工程的贡献

从20世纪60年代开始,王大珩和他领导的长春光机所转向以国防光学技术及工程研究为主,先后在红外和微光夜视、核爆与靶场光测设备、高空和空间侦察摄影等诸多领域做出了重要贡献。他参加了中国第一次核爆炸试验,指导改装了普通高速摄影机用于火球发光动态观测;他为建立国防光学工程的学科基础,最早在国内领导开展大气光学和目标光学特性研究;他在太阳模拟器和空间侦察相机的研制中提出了先进的技术方案。

1960年,为适应国防工程的需要,国家提出了研制大型精密光学跟踪电影经纬仪的任务。在王大珩的技术指导下,经过五年的不懈努力,终于研制出了超过原来设计指标的中国第一台大型光测装备,开创了中国独立自主地从事靶场光学观测设备研制和小批量生产的历史。在这项工程中,王大珩任总设计师。他对作用距离进行了周密的技术分析,综合考虑了目标与天空背景的对比度、大气衰减与抖动、光学系统与摄影底片分辨率、跟踪过程的平稳性、人眼能分辨的物像大小及其阈值对比度等各种因素。这些分析,是仪器总体设计和确定光学系统的孔径、焦距、快门曝光时问等参数的主要理论依据。他在光学系统结构、光学玻璃、光学镀膜、光学加工、光学检验等各专业领域的广博知识和坚实的理论基础,对指导当时和后来各类光学工程的研制并取得成功,起了重要作用。

光学玻璃的光学均匀性是光学玻璃的重要质量指标之一。

王大珩在长春光机所领导的多种国防光学工程项目中,大尺寸特殊优质光学玻璃是不可缺少的关键材料,这是工程项目能否达到高性能的技术基础,也是长春光机所光学玻璃的特色。这类玻璃尺寸大,光学均匀性要求高,玻璃中不仅残余应力小,还要求是对称分布,因此只有从玻璃退火的基研究入手,采用新工艺技术对大尺寸玻璃作超精退火处理,才能达到目的。

1980年5月,中国向南太平洋发射远程运载火箭试验中,在王大珩领导下,长春光机所等研制的激光、红外、电视、电影经纬仪及船体变形测量系统两项光学工程,出色地完成了火箭再入段的跟踪测量任务,独立解决了当今世界远洋航天测量的稳定跟踪、定位、标校和抗干扰等技术难题。

对发展空间科学技术的贡献

1965年,王大珩参加了中国第一颗人造地球卫星的总体方案工作,任中国科学院地面设备组负责人、总体设计组副组长。他对卫星采用的跟踪体制及地面跟踪系统的具体技术路线,提出了有见地的看法,并得到采纳。

王大珩是中国航天相机技术研究的开拓者,20世纪60年代中,他在长春光机所组建空间对地摄影技术组,后来以这个组的技术骨干为基础,在北京扩建了中国首支航天相机研制队伍。在他的主持下,1975年成功研制出首台航天相机。在初期的型号研制中,他极力主张棱镜扫描式全景相机,实现大面积对地普查观测;采用同步对星体摄影作为定位手段,取得了良好效果。在以后多次相机总体方案论证会上,王大珩十分关注空间恶劣热真空环境下光学系统及光机结构的动力学特性,保障了相机在空间的稳定运行并获得高清晰度图像。

对发展激光科学技术的贡献

20世纪60年代初,激光科学在世界上初露锋芒。王大珩敏锐地预见到新学科的发展前景,他在承担重大国防任务的同时,积极支持青年科学家进行激光技术的研究。1961年9月,中国第一台红宝石激光器诞生于长春光机所。王大珩在激光器的结构设计中起了重要指导作用。

对发展中国遥感、色度、计量及仪器仪表事业的贡献

1976年,由中国科学院和国防科工委联合组织,王大珩主持编写了全国第一个遥感科学规划,推动了中国遥感工作的迅速发展。1979年,在王大珩的倡议和领导下,中国科学院长春分院在长春组织了一次综合性的航空遥感试验,全国有60多个单位400余人参加。其后,在他的主持下,实施了“地球资源光谱信息及其应用”研究计划。有中国十多个单位参加的全国范围野外测试历时三年,完成了包括岩矿、水体、土壤、植被、农作物等多方面的地物光谱测量。王大珩还参与中国遥感卫星地面站建设,他对地面站的选址定点,机房建设,人才培养,运营服务等多方面提出指导建议,为中国遥感卫星地面站系统成为国家空间信息的基础设施和全国广大遥感用户重要的技术支撑体系做出重要贡献。

王大珩是中国计量科学研究的开拓者之一。

20世纪50年代,国家计量局初建,他被聘为技术顾问。当时他在仪器馆,指导开设了光度、温度、长度、电学等计量基准研究课题,多次代表国家计量局出国考察。后来成立中国计量科学研究院,长春光机所前期的计量研究工作,成了计量院某些工作的基础。

【文章描述过程、图片都来源于网络，此文章旨在倡导社会正能量，无低俗等不良引导。如涉及版权或者人物侵权问题，请及时联系765536098@qq.com，我们会立即删除或作出更改。】：感动我们网 » 中国“光学之父”王大珩：真正的高科技永远不能用钱买到！