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高伯龙:激光陀螺研制显身手

王晓军

在上个世纪70年代中期到90年代中期这段全国激光陀螺研制最为艰难的20余年间,高伯龙率领的国防科大激光陀螺研究团队从零起步,在重重艰难险阻中开辟出了一条具有中国自主知识产权的研制激光陀螺的成功之路。

如今,已入耄耋之年的高伯龙,怀着对激光陀螺事业的深深热爱,依然像红烛一样在坚持工作,用自己率直的品格和坚定的信仰化作一束至纯至强之光,为后人的前进指引着方向。

从小立志要当科学家

高伯龙的祖籍地是广西岑溪谢村。1928年,高伯龙出生于南宁,除抗战时期因躲避战乱随母亲回岑溪短暂居住外,极少回到老家。原因是他的父亲自上海交通大学毕业后,一直辗转各地工作,高伯龙亦随父母各处迁徙,先后就读了南宁、梧州、杭州、武昌、岑溪、宜山等地的多所小学。又因他转学时常插班就读,以致两次跳级,6年小学5年就读完了,小学毕业时年仅10岁半。本来要在宜山接着读中学,但父母考虑高伯龙年纪太小,且又要举家迁往别处,故劝高伯龙暂时休学,在家自修。虽然高伯龙学习成绩很好,但所读小学教学水平参差不齐,故报考宜山中学时仅列“备取生”。

高伯龙休学在家自修期间,全家居住在乡下,信息闭塞,父母又忙于工作,竟然错过了第二年报考中学的时间。父母十分着急,对高伯龙说:“我们耽误你了,你又要在家待一年,这怎么得了?”并说:“你要去读最好的中学。”父母说的最好的中学,就是蜚声战时大后方的桂林汉民中学。

其实,考察高伯龙早年求学经历,在家自修的近两年时间是他形成浓厚的求知欲望乃至人生立志的重要阶段。他的姨妈给他买的一套商务印书馆出版的《小学生文库》对他影响甚大。这套文库分社会、政治、经济、历史、地理、动物、植物、戏剧等45个门类,共500种图书,其中科学家传记、科普知识及中国古代名著等最令高伯龙感兴趣。他的自修主要就是看这套《小学生文库》。高伯龙晚年回忆说:“我小时候想当大科学家,一个原因是看《小学生文库》,受到启迪;第二个原因就是父亲对我的影响。”备考汉民中学期间,父亲利用工作之余亲自教授高伯龙学数学、语文。高伯龙的父亲是上海交通大学的高材生,尤擅数学,毕业后曾任广西省立工程专门学校校长,并曾负责广西农村垦殖试验区建设工作,还多年担任广西“三杰”之一黄绍竑的秘书。经父亲的辅导点拨,高伯龙学业大进,尤其是培养起了对数学的浓厚兴趣。

1940年9月,高伯龙如愿考取汉民中学。入读4年中,他的数学等课程成绩始终出类拔萃,深得老师赞赏。其时,高伯龙在该校师生中已有“聪明”“头脑严密”,甚至“天才”的称誉。

然而,战火打断了高伯龙的学业。1944年9月,高伯龙进入高中二年级学习仅两个月后,日军即进犯广西。高伯龙随学校撤退。眼见国难不已,年仅16岁的高伯龙决定投笔从戎,抗击日寇。当年,即同报名从军的同学一起,徒步前往四川入营。然而目睹国民党军中腐败,而所在青年军大部并未开赴前线作战,使其从戎抗敌的愿望破灭,从而更加坚定了他科学强国的志向。抗战胜利后,高伯龙立即提出复员,重回学校读书。幸运的是,高伯龙又进入一所名校——上海中学学习。在该校,高伯龙仅读了高二年级一年,即于1947年考取清华大学物理系。在清华大学物理系,高伯龙如鱼得水,刻苦学习。1951年毕业时,被评为清华物理系当届两名优秀学生之一。

身处逆境不泯科学梦

毕业分配时,高伯龙希望进入中科院近代物理研究所从事理论物理研究,这是他所热爱和擅长的,但他却被分配到了中科院应用物理研究所。在该所工作3年,他多次要求调动未果,其原因来自他的三个历史政治问题:一是在汉民中学读初中时被迫集体参加“三青团”,二是为从军抗战参加国民党青年军,三是在清华大学读书时,虽积极参加革命进步活动,但考虑学业与政治活动难以兼顾,经艰难而痛苦的思考后,决定不加入党组织,而专心于学习。上述问题不仅影响了他的调动,还仿佛“原罪”一样和他形影相随,每逢政治运动便有人翻出“旧账”,这给高伯龙带来极大精神困扰。

1954年,高伯龙被哈军工选调到该校物理教授会,担任物理教学工作。除普通物理外,他还讲授热力学、统计力学、电动力学、量子力学等课程,并为全校干部师生讲授带有普及性质的原子武器大讲座,以及主持物理教授会内助教的业务进修工作。

因工作出色,业务水平高,高伯龙很快脱颖而出,成为学院青年教师中的佼佼者,1956年晋升为主任教员、讲师,1962年晋升为副教授。组织上曾对他作出如下评价:“教学效果好,在军事工程学院和哈尔滨工业大学都比较有声望。”他于1960年主编的三四十万字的大学物理学教材得到学院教务部的很高评价:“质量可与目前出版的同类书籍比较。”

高伯龙对“重政治,轻业务”的现象和做法一直持反对态度,他认为只有多读书钻研学问,多做实际研究工作,才能报效国家。他大胆地公开自己的观点,在中科院工作时即因所谓“个人英雄主义”受到专门会议批评。反右时,高伯龙虽经哈军工有关领导保护而未被划为右派,但在“红专大辩论”中成为“白专”典型,被冠以“高伯龙路线”在全院遭到点名批判,不久即被下放农村劳动改造思想。

“文革”中,因历史政治问题等,高伯龙更是遭受磨难,被隔离审查。由于长期超负荷工作,加之时时袭来的政治运动所带来的巨大精神压力,导致高伯龙罹患多种疾病,其久治不愈的气管炎转为严重的哮喘病。上世纪五六十年代尚未要求晚婚,但高伯龙迟至34岁时才经人介绍对象而结婚成家,主要原因即是他的所谓历史政治问题。

虽身处逆境之中,但高伯龙始终未曾泯灭科学强国的理想,始终孜孜于学术研究。其日益深厚的理论物理造诣,为他“文革”后在激光陀螺研究领域取得丰硕成果,奠定了坚实基础。

研制激光陀螺显身手

1970年,高伯龙全家随哈军工南迁长沙。在抱病参加两年建校劳动后,他重新走上讲台,为工农兵学员授课,并以渊博的学识和亲和力赢得学员爱戴。

1975年,全国高校撤销基础课部,高伯龙从所在物理教研室分配到承担激光陀螺研制任务的学院三系304教研室工作。

放弃被自己视作学术生命的理论物理研究,转而从事应用物理研究,对高伯龙来说是最为痛苦而艰难的。多年后,他在所撰《自述》中回顾了这一心路历程:“总结前半生,认为自己爱国、正直、正派、俭朴,工作认真负责,拥护党和社会主义,为何却如此坎坷?只因为把理论物理的专业兴趣置于国家的需要之上,好比处在高山上而想学游泳,长期陷于主观和客观的矛盾之中,确有根本性的缺陷。意识到真正的爱国应该是把自己的前途与国家的利益密切结合。”他在1995年接受中央电视台“东方之子”专栏记者采访时,也坦露了当时他的思想转变过程,“参加工作以后,我始终认为,我想干成的一件事一定能干成,只不过是时间问题”。

高伯龙的自信源于他深厚的理论物理功底。而思想转变之后,更使他全力以赴、心无旁骛地投身激光陀螺研究,很快即成为我国该领域的理论权威和领军人物,为我国在激光陀螺领域取得重大突破作出了不可磨灭的贡献。

我国激光陀螺研究始于上世纪60年代初,因锁区过大,得不到差频信号而中止。1971年多家单位重启研究,但因闭锁效应未能通过得不到起码的性能,研究工作徘徊不前。高伯龙1975年参加国防科大激光陀螺研究工作后,结合实验进行了深入理论研究,短时间内即弄清症结所在,并于1975年11月和1976年1月两次在全国激光陀螺学术会议上推荐四频差动激光陀螺方案,并作了详尽的理论论证。

1976年1月会议后,即组成中国计量科学研究院、清华大学和国防科大三家协作组联合攻关。

协作攻关因唐山大地震中止后,国防科大激光陀螺研制在高伯龙带领下,历经20年曲折艰难反复以及相当长时期内经费极度紧张情况下的不懈攻关,解决了一系列难度极大的工艺技术问题(包括高伯龙发明并于1978年研制成功的用于检测膜片最基础而又最重要的仪器——DF透反仪,获国家发明奖四等奖,当时国外尚无同原理产品),尤其是掌握了镀膜这一核心工艺技术,最终于1994年11月通过“863”主题专家组组织的以中国科学院院士王大珩为主任委员的鉴定委员会的严格测试鉴定,并得到高度评价。该成果获国防科工委科技进步奖一等奖。

此前因镀膜工艺的突破,高伯龙团队还研制成功了有“检测之王”之称的全内腔绿(黄、橙)光He-Ne激光器,使我国成为继美、德之后世界上第三个掌握该型激光器制造技术的国家。这一成果1996年获国家科技进步奖二等奖。1997年,高伯龙当选为中国工程院机械与运载工程学部院士。

其实,虽然上世纪70年代至90年代,高伯龙的主要精力用于研制四频差动激光陀螺,但也适时提出并积极推进其他类型陀螺的研究探索工作,并取得相当进展,如光纤陀螺、机械抖动单陀螺、磁镜交变陀螺等,甚至还曾开展过激光生物医学研究。而高伯龙带领指导他的博士生于2007年研制成功的空间环路四频差动激光陀螺,则是继全内腔四频差动激光陀螺和全内腔绿(黄、橙)光He-Ne激光器之后,取得的又一重大创新成果。

随着激光陀螺的逐渐成熟,高伯龙又将科学探索的目光投向激光陀螺的重要应用领域——惯导系统的研究。他带领指导他的博士生于2010年研制成功一套双轴旋转式惯导系统,有效解决了激光陀螺漂移误差而影响系统精度的问题,精度达到当时全国第一。这一先进的惯导系统已成为目前国内惯导系统的主流。

尽管1975年以后,高伯龙将主要时间和精力投入激光陀螺研制工程,但他始终对理论物理学的最新进展保持着关注和思考,曾就宇宙起源、广义相对论等理论物理的重大问题撰写文章在报刊发表,鲜明表达自己的观点。及至近年还计划在同步卫星上开展相关实验,以检验光速不变性。

坚持“己见”不放弃

我国激光陀螺研究完全是白手起家,自主创新,在研究探索的过程中出现不同意见在所难免。高伯龙曾多次遭逢有关科研方向之争,且屡屡居于少数者地位。但他始终坚持自己经过深入研究,并结合国情得出的正确主张。如在上世纪80年代四频差动激光陀螺研制过程中发生的主攻方向应为“四频”还是“二频”之争,在本世纪初研制旋转式惯导时发生的“旋转式惯导”与“捷联式惯导”之争。这些争论并非一般性的学术争鸣,而事关这些领域发展主攻方向的确定,涉及资金投向、资源配置等诸多决策性问题。尽管一时处于少数者地位,不获认同,但高伯龙决不轻言放弃,而是继续进行自己的研究,并不断论证宣传自己的方案,最终以实际研究成果证明自己的正确。

高伯龙的这些经历一再印证了“真理往往掌握在少数人手中”这一客观规律。当然,对高伯龙来说,这也绝非侥幸或偶然。其根本原因在于高伯龙所具有的深厚的理论物理功底,使他站在制高点上,得以俯视、洞察这些领域的发展大势,并得出正确的结论。

与此相关的是,高伯龙对理论问题始终秉持立足于自己独立思考的严肃态度和严谨学风,从不迷信盲从国外同行的结论。在“四频”与“二频”之争中,反对“四频”者依据的主要是美国公司下马“四频”的信息。但高伯龙经过深入研究,得出美国之所以下马“四频”,乃是其“四频”方案犯了原理上的错误,导致迟迟未获进展,而并非说明此路不通。美国公司后又重新上马“四频”,也印证了高伯龙所持坚持“四频”研究的主张的正确。

对此,高伯龙曾深有感触地说:“外国有的、先进的,我们要跟踪,将来要有;但并不是说外国没有的我们不许有。”这段话充分体现了高伯龙的学术自信和创新胆魄。其实,凭借我国科技人员的智慧和力量,走出一条独立自主研发先进乃至尖端科技的路子,至今乃至将来仍然是我国科技发展的基本途径。

高伯龙既注重指引激光陀螺研制工作发展的前瞻性、方向性的理论研究,也十分重视对实际研制工作的理论总结。激光陀螺研制每取得一个阶段性进展,或某一工艺技术取得重大突破,他都及时加以理论总结,指导和推进下一步的研制工作。

由于保密等原因,高伯龙在参与激光陀螺研制工作数十年间,仅公开发表论文20余篇,但每一篇都具有很强的实践性和指导性。他从来不做空对空的所谓理论研究。其1976年撰写的《激光陀螺的物理性能》(又名“环形激光讲义”),在全国激光陀螺研究领域产生了广泛而重要的影响,至今仍然是初入该领域研究者及高校有关专业学生的入门必读书。

高伯龙对科学研究的严肃态度和严谨学风,也通过他的言传身教,深刻影响着他的弟子。能不能解决实际问题,是高伯龙衡量评价他所带的博士生、硕士生学术水平的重要标准。他交给学生的课题,几乎全部都是激光陀螺研制中急需解决的攻关课题,有时甚至是研制国外禁运的先进仪器设备,难度很大,以致出现过受邀参加他的硕士生毕业论文答辩的专家,误以为是博士生毕业论文答辩的趣事。

如今,他的诸多弟子已成为国防科技大学激光陀螺研制领域新的领军人物和重要技术骨干。

个性鲜明令人敬

凡是与高伯龙有过较多接触的人,无不对他的鲜明个性留下深刻印象。敢言、直言是高伯龙个性最直接的体现。与他共事数十年的丁金星高工说:“高教授说话太直,比较尖锐,有时不分场合地当众批评人,很多人面子上挂不住,接受不了。但他是真正爱才惜才的,你有困难尽力帮你解决,人很正直。”

其实,敢言、直言只是高伯龙个性的外在表现。若再深加探究,可知其率性源于单纯,其耿直源于质朴,其坚韧源于自信,其严格源于求实,其无畏源于无私。一言以蔽之,源于其凡事毫无个人打算而矢志献身科学事业和民族振兴的人生追求。

高伯龙对新闻媒体宣传报道他的态度,也体现了他性格特点的一个侧面。早在上世纪70年代后期DF透反仪研制成功后,高伯龙以及他所从事的激光陀螺研制工作即受到新闻媒体的关注,90年代中期激光陀螺研制取得重大成果,高伯龙也获得诸多重大奖励后,人民日报、中央电视台等各大新闻媒体均给予了突出宣传。与高伯龙中断联系多年的校友,以及广西家乡的高氏族人,都是通过新闻媒体的报道才得知高伯龙的近况,并深为高伯龙取得的成就而自豪。但高伯龙对新闻媒体的宣传十分冷静。

刊载于《上海中学1948届理科乙班毕业60周年纪念册》第三部分“同窗情深”中的一篇短文《高伯龙与级友交往中平易近人》透露了高伯龙对新闻媒体宣传报道他的真实想法。这篇短文写道:“当中央电视台及人民日报等传播他在我国激光陀螺研究中的突出成就,有同学去信询问他得奖的有关事项时,他回信说:‘新闻媒介有些提法实在不敢当,特别是其中有夸大的成分。‘其实,称号的获得,首先是各级领导长期支持和许多同事在艰苦条件下奋斗的结果,对我个人则是增加了责任。”

该纪念册也刊登了高伯龙自己撰写的一篇文章,题为《有一点成绩,但不能估计过高》。高伯龙在文中写道:“新闻报道主要是形势的需要,对于个人来说应该保持清醒的头脑。我自问数十年来确实是在尽力工作,作风正派,也有一点成绩,但不能估计过高。新闻媒介有些提法,实在不敢当,特别是其中有夸大的成分。我现在工作仍处紧张困难时期,用我平常的话来说,就是仍在为生存而斗争。所以,要我写点什么在级友通讯中报道,我是不敢写也不会写。级友通讯随便提一下,有那么回事就成了。……在当学生时,有许多理想和希望,有些可能属幼稚幻想,现在几乎都全部破灭。青壮年时相当坎坷,快50岁时才回到现实生活中来,我现在的‘模式会令同学和早年的同事大吃一惊。自己感到惭愧,唯一能安慰的是,没有做过亏心事,到底还干了一些事,对人民和社会能作交代,虽然还很不够。”其实,这篇简短的文章可以看作高伯龙对自己人生经历和心路历程的极简练的概括。其中所反映出的高伯龙对待自己所取得的成就和所获得的荣誉的谦逊、淡然的态度,令人肃然起敬。

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