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哈工大走出的光电专家

————记铸造专业毕业生、中国工程院姜文汉院士 
 
作者:李庆春
 
  姜文汉是我国知名的光电专家,中国工程院院士,中国科学院光电技术研究所研究员,获1985年国家科技进步特等奖一项,中科院科技进步特等奖一项、一等奖五项,获1995年和1997年国家科技进步二等奖各一项。 
  姜文汉是我校铸造专业1958年毕业生, 他在进入哈工大分配专业时,志愿学了铸造工艺和设备专业。大学毕业后,他被分配到中国科学院长春机械研究所从事压力铸造工艺和设备的研究。他一生中有过3次重大改行经历,大学学的是铸造专业,第一次改为精密机械专业、第二次改为光电工程专业、第三次改为现在的自适应光学专业。每一次改行都是一个适应国家和社会发展需要的过程,都带给他新的活力和机遇。他靠辛勤努力使自己很快适应新的形势,施展个人才能的天地也就愈来愈广阔,并为国家做出了巨大的贡献。
  他从事过大型光测设备研究,在精密轴系理论和技术、固定式光学测量系统等方面具有开创性。1970年,他在全国首先开拓自适应光学方向,建立整套基础技术并研制多套系统,在自适应光学和光束控制两方面均做出重大贡献;他主持研制成功的“神光”高功率激光装置——“波前校正系统”是国际同类装置中最实用的,“21单元自适应光学系统”使我国成为第三个实现星体目标实时校正成像的国家,“37单元自适应光学装置”分别实现室内外水平大气湍流补偿;他首先提出高频振动法模式波前探测,扩展目标锐度探测和直接波前斜率控制等新方法,并开发出“微驱动定位”和“动态光束诊断”系列产品,等等。   
  当别人问起他是如何从铸造专业出身到适应科技发展的不断变化并成为光电技术专家时,姜文汉说,大学5年是打好工程技术工作基础的5年,虽然在以后的工作中不断改行,到目前离铸造专业已经很远了,但是大学里受到的基础教育和基本训练仍然十分有用。哈工大是学习前苏联的样板,一切按照前苏联的教学体系构建,有两点至今觉得十分有用。一是有大量的实习、课程设计和毕业设计等实践机会,使学生走出校门时已经有了相当的工程实践能力。他毕业后的第一件工作是设计一台1000吨的大型压力铸造设备,不到半年时间,两三个刚出校门的小伙子,在老同志指导下就把一台大型设备的近千张图纸完成了,这不能不归功于大学里受到的工程技术训练。另一点是所有主要课程都需要口试,每个学生进考场抽出一张由三四道范围很广的考题组成的考卷,每张考卷都不一样,准备半个多小时就向主考老师讲答案,并受到老师进一步的提问。这至少有两个好处,一是锻炼了学生对科学技术问题的综合表达能力,二是学生对概念必须清楚,否则就会在老师的追问下露馅,这就要求学生掌握所学内容的物理本质,并且能融会贯通。掌握物理本质并融会贯通也成了姜文汉几十年工作中的一个思维准则。
  他大学毕业进入中国科学院长春机械研究所从事压力铸造和设备的研究,在两年时间里设计了大型压铸机,进行黑色金属压铸工艺研究,锻炼了从事科研工作的基本功底。到了1960年,正值国家尖端科研的奠基阶段,为了加强力量,中国科学院设在长春的机械所和光机所两个所合并,他按组织分配去研制陀螺仪用的宝石轴承,这是他第一次改行,从原来研究金属浇铸、凝固和成型转到微米和亚微米精度的加工与检测,并由此进入精密机械领域。他结合工作自学了精密加工工艺、精密计量和误差理论,并在两年时间圆满完成任务。
  1963年,长春光机所接受研制国家第一台导弹试验靶场用的大型光测设备的任务。这是一项重大任务,谁也没有经验。在王大珩等老一辈科学家的领导下,在全所范围内组织研制班子,组织上调姜文汉去担任该项目的机械组负责人。从此,他进入光电工程领域。工作需要迫使他学习更多的知识,他自学了应用光学和自动控制理论,解决了研制过程中的一个关键问题。
  当创造力正盛之时,“文化大革命”中断了他的工作。全家在东北农村“插队落户”,过了两年多,又去了四川省大邑县深山沟里建设三线单位,这就是现在中科院光电技术研究所的前身。1977年,“自适应光学”这一新学科在国外出现,其基本思想是通过实时探测和校正动态光学波前误差,使光学系统能够克服外界干扰,保持良好性能,这是过去传统光学技术几百年没有解决的难题。当时正值粉碎“四人帮”之后全国第一次制定自然科学发展规划,他在会上提出开展这一新学科方向的建议,被采纳列入规划。经过反复思考,虽然当时已年届不惑,但他认为这一技术将有很重要的应用前景,为我国科学事业去填补这一空白而奋斗是值得的。1979年,他经过两年的准备和几位同志一起成立了自适应光学课题组,并于1980年建立了我国第一个自适应光学研究室。当时光电所正从山沟向成都郊区的牧马山转移,他们就成为第一个向牧马山转移的研究室。在简陋的小平房里,经过共同努力,课题组研制成功了自适应光学的关键器件——第一块变形反射镜,完成了第一套自适应光学实验装置——七单元线列自适应光学系统的闭环试验,掌握了自适应光学的基本技术。在此基础上,中国科学院将“自适应光学望远镜原理和技术研究”作为重点课题给予支持。在上海光机所有关同志的支持下,他们为“神光Ⅰ号”激光核聚变装置建立了一套激光波前校正系统,用来校正这一庞大的激光系统的静态误差,并于1985年取得了成功,成为世界上同类装置中第一套自适应光学系统,使他们的自适应光学技术得到了实用考验。1987年,国家“863”计划开始实施,在中国科学院和国家“863”计划的支持下,课题组又取得了多项国际先进水平的成果,使我国成为继美国和德法联合组之后,第三个可以对星体目标进行即时校正的国家。    
  姜文汉回顾40多年的工作经历,总结出下几点体会:
  (一)主动适应国家和社会的需要才能有所作为
  20世纪50年代,他从高中到大学受到的教育是服从国家的需要,“国家的需要就是我的志愿”也就成了人生的信念。他几十年的工作经历就是不断适应国家需要、调整自己工作方向的过程。国家和社会的需要是科学技术发展的推动力。随着形势的变化,对科学技术的需求也在不断变化。一个人要想有所作为,必须适应这个需要,也只有这样才能得到必要的支持,才能有明确目标,使自己的聪明才智有用武之地。这不是说不要个人志愿,而是要把个人志愿与国家和社会的需求紧密地结合起来,找到富有生命力的结合点。 
  (二)只有刻苦钻研,开阔视野,更新知识,才能不断适应新形势的要求
  要能胜任工作,对于几度改行的他来说,必须付出更大的努力。每一次改行都要学习许多新的知识,这就要不怕辛苦,善于在实践中学习。实践中提出许多问题,带着问题去钻研学习,比按部就班学习效率要高得多。如果不是带着问题去学习,学了之后常常不知所云;而带着问题学习,就可以很快掌握其精髓。当然,学习中也要注意系统性,突破了一点之后就要扩大学习内容,努力掌握这门学科的概貌及其与其他学科的关系。
   对于一个科技人员来说,不断更新知识,防止知识老化是非常重要的。现代科技发展迅速,新技术、新发现层出不穷。一个人如果墨守已经掌握的知识,而不去更新和充实自己,已有的知识就会迅速地老化,跟不上科技发展的步伐。
  (三)只有把握事物的本质,才能正确地、客观地分析和解决问题
   搞工程研究的,绝大部分工作属于应用研究和开发工作,一项设备研制的成败取决于两个方面,一是要有先进正确的原理构想,二是要能正确地实施。把原理变成先进实用的设备,要进行大量的工程实践,而工程实践往往琐碎繁杂,要妥善处理好每一个实际问题,这也占了工程研究的绝大部分时间。但是,搞工程研究的人往往注重怎样实现而忽视为什么要这样做。一般认为,搞基础研究和搞工程研究的人的思路是不一样的,前者考虑的是有没有新概念、新思想,后者考虑的是能不能做出来。搞工程研究,两个方面都不能偏废,也要强调有清晰的物理思想,应该既有创新的思想,又要考虑其实现的可能性,而且必须有很大的实用性,对于搞工程实践的人,无论是大量具体的技术工作还是繁琐复杂的公式,首先要弄清楚它的物理意义。遇到一个复杂问题,会有许多影响因素,这就要找到主要因素,而从众多矛盾中找到主要矛盾要靠清晰的物理判断。
  哈工大毕业生走向社会后,能够不断适应国家的需要,不断改行,不断为国家做出巨大的贡献,那么在学习期间,哈工大培养了姜文汉哪些能力和素质?作为一名老教师,我的体会如下:
  (1)过去,哈工大为学生打下了扎实的工程实践基础。1958年,姜文汉毕业于五年制的机械工艺系铸造工艺及设备专业。实习、作业、课程设计和毕业设计等环节很多,实践性环节培养了学生的工程实践能力。
  (2)过去,哈工大为学生打下了自学能力的基础。20世纪五六十年代统编教材很少,许多老师讲课,要靠学生记笔记,为了学好或扩大知识面,学生经常到图书馆借书自学,养成了自学习惯并培养了自学能力。
  (3)“规格严格,功夫到家”的校风,培养了全校教师严格负责的教风和学生刻苦钻研的学风。
  我认为上述3条措施使哈工大过去成为工程师的摇篮,培养了一大批工程技术专家和科学家。