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一位知识分子的强国梦

  ——记两次国家科技进步奖一等奖获得者、“双院士”刘永坦教授

 

  吉  星

 

  在一穷二白、一无所有之时,很多人都可以为了梦想去战斗、去拼搏。可是,当有了一定积累、功成名就之时,还有多少人能够心甘情愿为了伟大的事业艰苦奋斗,为了最初的梦想继续前行?真正考验一个人的不光是逆境,还有顺境。国家科技进步奖一等奖有了,“双院士”的头衔也都早早拿到了,刘永坦却从来没有“因为走得太远而忘记为什么出发”,他始终都在践行着身为知识分子的强国梦想和爱国情怀。

 
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刘永坦院士(资料片)

  

战火纷飞山河碎  碧血丹心图自强

 

  人们都称刘永坦为“杂家”。即使跟这位中国科学院、中国工程院的两院院士不谈雷达技术、不谈科学研究、不谈教书育人,只谈文学艺术、历史哲学,他照样有说不完的话题。只不过刘永坦平日里忙于科研、教学,“才美不外现”罢了。即便如此,就连刚刚接触他不久的人,也都能深切感受到他敏锐的洞察力、睿智的言谈,以及眉宇间的浩然之气。刘永坦一生醉心阅读,博览群书,稍有闲暇就手不释卷,而且做事、做学问也是出了名的专注认真、心无旁骛。为此,有人称赞他有天分,但刘永坦自己则更愿意将之归结为家庭早期教育的结果。

  1936年12月1日,刘永坦出生在南京城里。他的家庭算得上是一个温馨的书香门第,父亲是当时交通部的工程师,母亲是教师,舅舅是国立中央大学的教授。然而,生活在日本侵华时期的乱世,无论什么样的家庭,都无法摆脱那挥之不去的苦难和阴霾。刘永坦的命运,也注定和正在经历血泪的民族命运紧紧联系在一起。国家蒙难,民何以安?出生不到一年,他就随家人开始了逃难生涯。从南京到武汉,从武汉到重庆,后来又从重庆回到南京,饱受流离之苦的刘永坦自懂事起就对国难深有体会。也正因为如此,自强、强国的梦想从小就在他心里深深扎下了根。

  “‘死去元知万事空,但悲不见九州同。王师北定中原日,家祭无忘告乃翁’‘怒发冲冠,凭阑处、潇潇雨歇。抬望眼、仰天长啸,壮怀激烈。三十功名尘与土,八千里路云和月。莫等闲、白了少年头,空悲切’……我永远不会忘记在昏暗的菜油灯下做完作业后,聆听母亲诵读诗词时慈祥动人的声音和讲解家国大义时的激情。”刘永坦很早就在母亲的“监督”下读史书、诵诗文、勤思考,培养出了很强的求知欲和爱国情怀。父亲也常常告诉刘永坦,科学可以救国,可以振兴中华。父母的言传身教在刘永坦的心中播下了科学救国的种子。13岁那年,中华人民共和国的成立更让他坚定了科技兴国的信念。

  1953年,刘永坦怀着投身祖国工业化的决心,以优异的成绩考入哈工大。早在中学念书时,他就已经在学业上初露锋芒,尤其是在数学方面展示出超人的天赋。在哈工大,他更是如鱼得水,尽情地在知识的海洋里遨游。那时候学校开设工科数学和物理,他觉得“不解渴”,又自学了理科数学和物理的有关部分。在这个过程中,他也培养了自己顽强的意志力、坚韧的性格。

 

锲而不舍求卓越  书生意气自纵横

 

  经过一年预科、两年本科学习后,成绩优异的刘永坦作为预备师资之一,被学校派往清华大学进修无线电技术。短暂的两年时光,他丝毫不懈怠,扎扎实实地完成了学习任务。1958年,刘永坦回到哈工大参与组建无线电工程系。这年夏天,他走上了大学讲台,正式成为哈工大的青年教师和科技工作者,成为向科学进军的中坚之一。

  1965年春,刘永坦参加了科技攻关第一战,承担了国家的“单脉冲延迟接收机”研制任务,主持并提出了总体设计方案。遗憾的是,他还没有来得及完成人生第一项研制任务,“文化大革命”就开始了。1970年刘永坦插队落户到黑龙江省五常县。积肥、种地、插秧,他的工作与无线电暂时无缘了。深谙历史进程的刘永坦却没有心灰意冷。他觉得,社会发展过程中难免出现波折,个人也要经得起考验。今后建设祖国、造福人民,离不开科学和知识分子,一定不要自暴自弃。

  “爱国就要真正了解我们的国家,千千万万的农民不都是这么辛勤劳苦吗?我有什么好抱怨的?”繁重的水田劳作没有使刘永坦消沉下去,反而激励他做起了“合格的农民”,但也因此落下了伴随他一生的腰病。在农村为时两年半的接受贫下中农再教育之余,他记起童年时母亲教他读的“天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨……”便抽空研读携带的专业文献。

  1973年回学校以后,刘永坦所在的专业正从事声表面波的器件研究。由于研究需要大量数字计算,刘永坦成为系里第一个学会使用计算机的人。与此同时,他还在一点一滴地积累有关电子、雷达的新知识,充实着自己,准备着、期待着……

  1978年刘永坦被破格晋升为无线电系副教授。同年8月的一天,刘永坦正在修抗洪江堤,一纸去北京语言学院参加出国人员外语培训班选拔考试的通知让没有任何准备的他来到北京,走进阔别已久的考场。凭借优异的成绩,他考上了出国外语培训班的快班。

  1979年6月,刘永坦到英国埃塞克斯大学和伯明翰大学进修和工作。面对着出国进修的通知,他心潮起伏、百感交集,暗下决心:一定要竭力拼搏,取得硕果,归来报效祖国,绝不辜负组织的信任和期望。

  久负盛名的伯明翰大学电子工程系拥有丰富的文献资料和先进的试验设备,聚集着一大批雷达技术的知名专家和学者——刘永坦的导师谢尔曼就是其中之一。刘永坦来进修之前,这里曾接收过少量的中国留学生。不过,他们大多做的是科研辅助工作。了解情况之后,刘永坦心里很不是滋味儿,不亚于幼年逃难时那般难受。因此,他更是严格要求自己,铆足劲去学。刘永坦常常提醒自己:“我是一名中国人,我的成功与否代表着中国新一代知识分子的形象。”

 

  腹有才学气自华  异域未敢忘忧国

 

  刚开始,谢尔曼给刘永坦布置了大量英文文献去学习。凭借过硬的英文功底、深厚的专业知识,刘永坦很快完成了“作业”。他的勤奋、刻苦和才华赢得了谢尔曼的信赖和赏识。谢尔曼开始让他帮着带博士生,并让他参与到重大科研项目“民用海态遥感信号处理机”的部分研制工作中。这种技术对刘永坦来说是一个全新的领域,他深知此项课题的艰巨性。为此,他广泛研读最新文献资料,全面剖析专家学者的成功与不足,深入研究现代计算机技术与海态遥感信号处理机的结合。

  设计—试验—失败—总结—再试验……无数个日日夜夜在刘永坦的钻研中悄无声息地溜走。他以顽强的毅力、敏捷的思维、辛勤的劳动,破解了道道难题。终于,在一年多以后,他顺利完成了具有国际先进水平的信号处理机的研制工作。导师谢尔曼评价说:“刘永坦独自完成的工程系统,是一个最有实用价值、工程上很完善的设备,其科研成果无论在理论上还是实践上都很重要。他的贡献是具有独创性的。”刘永坦非凡的才华和创造精神受到了认可。进修期间,伯明翰大学授予他“名誉研究员”的称号。

  通过这次难得的科研任务,刘永坦对雷达也有了全新的认识。传统的雷达虽然有“千里眼”之称,但也有“看”不到的地方。世界上不少国家因此致力研制新体制雷达,从而使“千里眼”练就“火眼金睛”的本领,伯明翰大学电子工程系就是在做这项工作。这次调试任务让刘永坦看清了现代雷达的一个重要发展方向。“中国也必须要发展这样的雷达!这就是我要做的!”刘永坦渐渐地在脑海中形成了自己未来的研究方向和目标。

  谈及在异国他乡的工作,刘永坦说:“我学有所成,当然要回国。在英国,无论我工作多么努力,取得了多大的成绩,终归是在给别人干活。即使我发表一篇论文,也还得冠以‘英国’的字样。回到自己的祖国,我可以堂堂正正地署上‘中华人民共和国’,这种心情是何等舒畅啊!”

  1981年的金秋,进修结束后刘永坦立刻起程回国。此刻,他的心中已萌生出一个新的宏愿——开创中国的新体制雷达之路,快步跻身世界先进行列。他就是这样不服输的性格——外国人能做的我们中国也能做,而且会做得更好。

  新体制雷达被俄罗斯人称为“21世纪的雷达”。当今世界的千余种雷达中,新体制雷达不仅代表着现代雷达的一个发展趋势,而且对航天、航海、渔业、沿海石油开发、海洋气候预报、海岸经济区发展等领域都有重要作用。20世纪70年代中期,中国曾经对这种新体制雷达进行过突击性的会战攻关,但由于难度太大、国外实行技术封锁等诸多因素,最终未获成果。

  责任感和使命感坚定了刘永坦为国家研制新体制雷达的信念和决心。然而,除了基本理论和思路外,他根本找不到多少资料,更没有相关的技术可供借鉴。对此,当时有人说,大的研究院所尚且不具备这样的条件和能力,更别说一所大学了;还有人说,这样的研究风险太大、周期太长,很可能把时间和精力都搭进去了却一事无成……但是刘永坦不改初衷,要为国家做一件真正有用的事。

 

  筚路蓝缕求突破  不改初衷真豪杰

 

  1982年初春,刘永坦专程赶赴北京,向当时的航天工业部预研部门的领导汇报,翔实地介绍当时发达国家新体制雷达发展的动态,谈了自己的大胆设想。预研部门的领导听得十分认真,当场拍板支持刘永坦的设想,希望他迅速组织科技攻关力量,早日把新体制雷达研制出来。得到支持后,刘永坦立即进行了细致的策划和准备。他根据当时世界上雷达的最新技术信息,运用自己在国外取得的科研新成果,采用了独特的信号与数字处理技术,提出研制中国新体制雷达的方案。

  刘永坦带领课题组人员同心协力,克服了人员不足、资料匮乏等种种困难,进行了大量的理论分析和试验研究,经过10个月的连续奋战后,一份20多万字的《新体制雷达的总体方案论证报告》诞生了。1983年夏天,原航天工业部科技委员会召开方案评审会,对这份新体制雷达方案报告做详细评审。专题会开了整整4天,最后与会专家们一致通过。有两位与会的知名老专家深有感触地说:“我们已经多年没有看到过如此详细的论证报告了!”

  这是一场填补国内空白、从零起步的具有开拓性的攻坚战。接下来的战斗更加艰苦卓绝,经过800多个日日夜夜的努力、数千次实验、数万个测试数据的获取,刘永坦主持的航天部预研项目“新体制雷达关键技术及方案论证”获得硕果,许多关键技术的突破为中国新体制雷达研制成功打下了良好基础。1986年7月,航天工业部在哈工大举行了新体制雷达关键技术成果鉴定会。50多位专家认真审查、讨论和评议,一致认为:“哈尔滨工业大学用两年多的时间在技术攻关中取得了重大进展,已经掌握了新体制雷达的主要关键技术,某些单项技术已经进入国际国内先进行列。由于主要关键技术已经突破,证明原定方案是可行的,已经具备了进一步完善雷达系统设计并建立实验站的条件。”新体制雷达从预研项目被列为国家科技应用与基础研究项目。

  一般说来,高校主要从事关键科学技术的概念研究和基础研究。刘永坦和他的团队已经完成了预研使命,完全可以结题报奖了。但是,他认为仅仅“纸上谈兵”是不够的,国家真正需要的是进一步建立有实际意义的雷达实验站。1986年,刘永坦开始主持“新体制雷达研究”,为研制成完整的雷达系统而奋力拼搏。1989年,中国第一个新体制雷达站建成。1990年4月,雷达站完成了整机调试。1990年10月,国家多个部门联合举行的鉴定会宣布:“新体制雷达研究成果居国际领先水平。”1991年,该项目获国家科技进步奖一等奖。

  从1987年开始,刘永坦和他的同事们还承担了国家“863”计划项目新体制雷达研制工作。刘永坦率领攻关团队与航天工业总公司的有关研究所联合成功研制了中国第一台实验雷达,为中国雷达技术的进一步发展奠定了坚实的基础。该项目的研究成果达到20世纪90年代国际先进水平,1997年获国家科技进步奖二等奖。

  刘永坦在雷达、制导技术方面的创造性科学成就和突出贡献,为国内外同行专家所瞩目。由于其出色的成绩,他于1990年被国家人事部批准为有突出贡献的中青年专家,1991年当选为中国科学院学部委员(院士),1994年又当选为中国工程院首届院士。

 

  历尽天华成此景  人间万事出艰辛

 

  刘永坦说过这样一句话:“我这个‘双院士’称号,是整个研究所集体智慧的结晶。”的确,科学技术发展到今天,科研活动不太可能再允许一个人去单打独斗,必然要求有一支研究队伍通过相互协作去完成它。新体制雷达研制队伍就是一个相互协作的团队。

 

刘永坦(右一)与团队成员在一起(资料片)

 

  进行雷达研制,大部分时间都要在现场做试验。外场试验期间,刘永坦带领团队成员们一心扑在项目上,常常在条件恶劣的试验现场一干就是几个月,临到春节前一两天才能回家与亲人团聚,短短几天之后又要返回试验现场。与室内仿真调试相比,外场真实环境要复杂得多,会出现许多与仿真不同的情况。对此,刘永坦对团队成员们说:“跟理论相比,实际要复杂得多。很多意想不到的事情掺和其中,需要仔细分析各种各样的情况,一件件解决。这也是好事,因为不碰到实际问题永远也提高不了,你有的都是书本上的很漂亮的理论,但是往往套到实际中去就发现不是那么回事了,只有在实际中解决,才能体现出理论的完美。”

  调试初期,系统死机频频出现。问题究竟出在哪里?几十万行的大型控制程序,再加上发射、接收、信号处理、显示等设备组成的庞大系统,任何一个微小的故障都可能导致整个系统无法运行。要从这么大的系统中找出问题的症结,工作量无疑是很大的。可试验中的运行状况是决定项目能不能顺利转入下一阶段研制的关键。刘永坦率领他的团队,每天工作十几个小时,从系统的每一个程序开始检查,发现一个问题就解决一个问题,保证了系统的稳定运行。

  作为主帅,刘永坦承担着比别人更加繁重的工作,超负荷的脑力和体力付出,给他的身体健康带来了很大的影响。疼痛难忍的腰椎间盘突出更是让他几个月不能行走。 有一次, 在攻克某关键技术时, 由于长期劳累, 刘永坦累倒在现场, 但他仍然带病坚持工作。于是, 病床成了办公场所, 他就躺在床上与同事们研究技术难题……

  新体制雷达不同于以往的微波雷达,就连航天部的专家们在论证时也低估了其工程化的难度。虽然批复的经费确实不少,可实际上,在采购完必要的仪器设备之后,刘永坦团队可支配的资金已经所剩无几了。有道是“巧妇难为无米之炊”,面对这种境况,有些人灰心了。刘永坦不但没有退缩,反而越挫越勇,历苦弥坚。经过反复讨论,他们决定自筹资金并争取到国家有关部门的大力支持。随后的日子,这群优秀的科技工作者仿佛“海上劳工”,顶风冒雪、日晒雨淋,终于在1989年建成了中国第一个新体制雷达站。

  历尽天华成此景,人间万事出艰辛。1990年4月3日,对于所有人来说,都是一个难忘的日子。这一天,刘永坦及其团队的新体制雷达技术终于使目标出现在屏幕上。当时团队成员都流泪了,为的是成功后的狂喜,也为8年来不为外人知晓的艰辛。这项计划10年才能完成的新体制雷达技术,仅仅8年就以居国际先进水平画上圆满句号。8年之中刘永坦的团队也从当初的6人攻关课题组发展成了几十人的电子工程技术研究所。

  “没有理论指导的实践是盲目的实践,没有被实践证实并得以丰富发展的理论是空洞的理论。只有这两者紧密结合、相辅相成才是我们完成具有创新科研工作的指导方针。”研究成果虽然获得了国家科技进步奖一等奖,但刘永坦却觉得只做出来了一把没有开刃的宝剑,好看却不中用,这对国家来说是一种巨大的浪费和损失。

 

  黄沙百战穿金甲  不破楼兰终不还

 

  “一定要把实验室里的成果变成真正的应用。”面对人生的又一次重要抉择,刘永坦再一次做出了为大义舍小利的决定。这一次,他知道不止需要8年。随后发生的事情,让刘永坦“意外”地深深感动了一回。在得知他的决定之后,团队成员们竟然全部义无反顾地做出了全力支持的决定!团队骨干许荣庆、张宁、权太范、邓维波、马子龙、张庆祥、于长军、赵彬等人都说:“刘老师艺高胆大,又善于团结大家一起协力攻关,我们跟着刘老师干有信心。”


刘永坦向当时的学校领导介绍情况(资料片)

 

  任何一支团队都有着自己的“精神”。这精神是什么?是一种性格,是一种气质。刘永坦所秉承的性格和气质是敢于迎难而上的气魄,面对压力勇往直前、毫不退缩的决心,面对科研难题义无反顾、敢于亮剑的斗志。他的性格和气质早已润物细无声般深深植根于团队每一个成员的心中!

  “新体制雷达项目得到了国家高度重视。它对国家、学校和专业都意义重大,我们压力很大,但必须做好。”1997年,新体制雷达被批准正式立项,哈工大作为总体单位承担研制工作,这在国内高校中还是首次。大家深知,这是一条只能进不能退的路。从预研成果转为项目研制,意味着团队多年的心血得到国家认可、终有所归;同时也是一个新起点、新挑战,如果不能按期保质完成,有关部门可能会认为哈工大没有工程能力,这样不仅砸了学校的牌子,也许还对国内其他高校产生负面影响。

  “一个一个研究,一个一个排除,可以说,这十几年我们是在解决强大的电磁干扰中成长的。”回忆起从实验场地转战到实际应用场地的岁月,团队成员都唏嘘不已:很多理论、技术上的难点和空白仍然需要去解决、去填补,再加上地域和环境的差异,实际工作中又产生了许多新的问题和困难。各种各样的电台、广播电台、短波电台、渔船,发出强大的电磁干扰就是其中一个最大的难题。的确,这太不容易了!因为这类项目一般都是由专业院所才能完成,绝非一所高校能做到的。更何况刘永坦团队当时仅有二十几人,大家除了承担繁重的教学任务,还得负责不同的科研项目。

  “这些家在哈尔滨的队员,每一次去基地常常要干两三个月然后才能回来休整几天。春节过后,队员们往往要抛家舍业地在试验场地待半年多,任务紧急时每天都要三班倒地工作。”刘永坦说,“能为国家的强大做贡献是我们最大的动力和坚持。国家把这么重要的项目交给我们做,这是我们最大的荣耀,所以我们团队的队员尽管清贫却干得有劲、觉得光荣。”

  按照国家有关部门提出的继续提高雷达性能的要求,经历10余年的艰辛努力和刻苦攻关,刘永坦和他的团队又一次圆满完成了任务。这对刘永坦和他的团队十几年的科学研究来说是非常重要的一步,真正让他们体会到实践和理论结合的重要性。

  刘永坦为之不懈奋斗的新体制雷达打破了国外技术垄断,使中国成为世界上少数几个拥有该技术的国家,并对长期以来困扰雷达的四大威胁提供了有效的对抗技术措施,而且比其他技术造价低,非常适合中国国情,具有十分广阔的应用前景。

 

  三尺讲台教书育人  学为人师行为世范

 

  刘永坦既是一位成就卓著的雷达技术专家,又是善于教书育人的优秀教师。

  他长期致力于电子工程的教学与研究工作,几十年来,在国内外学术会议和学术刊物上共发表200余篇有价值的学术论文,并撰写了两部专著,主审多部。1989年5月,刘永坦主编的全国统编教材《无线电制导技术》由国防科技大学出版社出版。1999年10月他出版了专著《雷达成像技术》。

  刘永坦先后讲授过“专业数学”“电工基础”“多路通信原理”“无线电接收设备”“微波技术”“信息论”“雷达系统”等10多门课程。20世纪80年代以来,他又讲授了“统计无线电技术”“数字信号处理”“近代谱分析技术”“雷达信号检测”与“处理系统”等新课程。刘永坦在承担繁重的科研任务和领导工作的情况下,仍然勇挑重担,不仅为硕士研究生、博士研究生授课,也为本科生讲课。有两年,他给本科生和研究生连续讲授4门课,近300学时。

  “坚持你的理念努力实践,克服途中的困难才能达到成功的境界。”刘永坦培养研究生更看重学生本身的学习愿望、做科研的热情和独立自主的创新意识,提倡粗放型管理模式。他认为,创新跟学风联系最密切,不能模棱两可做事情,必须严格。只有做到“规格严格,功夫到家”,学懂了、弄透了,才能法无定法,不拘一格去创新。他主张“真刀真枪放到真实的环境里去锻炼。”他的博士研究生们的课题都来自具体科研实践,都是国家真正需要解决的实际问题,学生毕业之后都能成为一名真正的科研工作者。

  刘永坦课堂教学讲究传授艺术,深受学生喜爱,师生盛赞他是“航天科技之星”“学府教学明星”。1992年、1993年刘永坦被国家航空航天工业部评为“人才培养先进个人”,1993年被评为全国教育系统劳动模范并获人民教师奖章,1995年获哈工大“伯乐奖”,1997年获香港波宁顿教育基金会“孺子牛金球奖”。

 

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  刘永坦题词(资料片)

 

   从2001年开始,已经不再担当所长、总指挥、总设计师的刘永坦,将接力棒传递到了年轻人手中。正如原国防科工委副主任聂力将军所赞誉的“刘永坦是个难得的‘帅才’”那样,他带出了一支作风过硬、能攻克国际前沿课题的科技队伍。对于团队成员,刘永坦从来不“许愿”,却总是尽己所能地去观察、去爱护、去培养,凡是内心有强烈做事愿望、有恒心的人,他就提供发展平台。值得一提的是,他不拘一格的用人机制,不仅使8人破格晋升教授、20多人晋升副教授,同时还使团队中两位出色的青年教师被评为“航天十佳青年”和有突出贡献的博士。

  “项目获奖时,刘老师要把我的名字写在第一位,我坚决不同意。因为我明白刘老师是自始至终的核心,他的付出最大。我也知道,新体制雷达是他一辈子的梦想,对他来说能够坚持一辈子做一件事,能够把梦想转化为现实,就已经是给他的最大奖励了,其他的荣誉,对他而言都不再重要。”许荣庆是刘永坦评上博士生导师之后招收的第一个博士。作为项目后期的总指挥,他表示,在项目最艰难的前期阶段刘永坦院士毅然扛起了大旗,带领着大家以开荒的精神前行,到后期即便是他转到幕后把后辈推到前面,也仍是整个团队的主心骨。

  “我如今已经80岁了,跟雷达的岁数差不多。但是新体制雷达还有很多的工作要完成,我们要继续做得更有效,来更好地服务于国民经济,所以我不能懈怠……”看不到滚滚硝烟,听不到震天锣鼓,刘永坦却始终有一种强烈的紧迫感、使命感。为了捍卫国家的尊严,埋首于耕耘、执着于梦想的刘永坦和他的团队用智慧征战沙场,用实力搏出了一条通往真理的大道。他坚信,随着科技的不断发展,新体制雷达技术在未来会有更广泛的应用,而他们在雷达领域也必将一如既往地艰苦跋涉、勇往直前!

   

  刘永坦(1936~),祖籍湖北武汉。中国雷达与信号处理技术专家。长期致力于电子工程的教学与研究工作,特别是对新体制雷达系统与信号处理技术的系统研究。他在雷达系统与信号处理技术领域有着精深的造诣,取得了一系列重要科研成果。他负责研究的“新体制雷达与系统试验”取得了重大突破,并建成了中国第一个新体制雷达站。在雷达研究中,他发展了运动补偿理论,并针对大带宽信号与系统提出了新的补偿理论。刘永坦1991年获国家科技进步奖一等奖,1997年获国家科技进步奖二等奖,2015年获国家科技进步奖一等奖;1991年当选为中国科学院学部委员(院士),1994年当选为中国工程院首届院士。