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永不止歇的“陀螺”人生

吕超+何玉诚

高伯龙是著名理论物理学家、激光物理专家、中国工程院院士、国防科技大学特级教授。他常年一身黄布军装、一双草绿胶鞋,永远带着几分消瘦、几分倔强,如果仅看外表,绝不会有人把他与院士、大师这些称谓联系在一起,但熟悉的人却无不对他充满敬佩,正是这个看似普通、毫不起眼的“扫地僧”,凭借其深厚的“绝世内功”,用半个世纪的默默坚守、不懈攀登,让我国的激光陀螺从无到有、从弱到强,绽放出耀眼的强军之光。

个人志向必须服从祖国需要

高伯龙并非一开始就将目标定在激光陀螺研究领域,而是一些非他所能左右的因素促使他走上了这条充满艰辛而又铸造辉煌的开拓之路。

高伯龍自小对数学、物理兴趣浓厚,立志做一名科学家。在1947年报考清华大学时,他思虑良久,最终选择了物理系。他认为“物理学家必兼数学家”,并把成为一名理论物理学家作为自己奋斗的目标。在清华大学物理系,在名师大家的谆谆教诲下,高伯龙发奋苦读,打下了坚实的数理基础,毕业时被评为优秀毕业生。

临近分配,高伯龙在毕业分配志愿书上填写了“清华大学”“研究院”“研究生”,学校做出的推荐意见也是“宜于做研究”。按照他自己的想法,这些去向都有助于其深化理论物理研究。然而,他最终却被分配到中国科学院(简称“中科院”)应用物理研究所,这完全出乎他的意料。因为无法从事自己喜爱的理论物理研究,高伯龙产生了巨大的心理落差。他几次设法调到近代物理研究所都没有成功,只能把精力用在深厚物理理论基础上。

恰在这时,中国人民解放军军事工程学院(简称“哈军工”,国防科技大学前身)成立,从全国选调高水平教师,这次高伯龙并不主动,但选调人员因其业务水平过硬一下子看中了他。高伯龙到哈军工后从事物理教学。那里的学生特别喜欢提问,高伯龙有问必答,在学生中渐渐出了名,都说来了个厉害老师。虽然如此,但高伯龙还是想离开,希望回到中科院从事理论物理研究。

1956年中科院招收研究生的时候,高伯龙兴奋地报了名。而当时哈军工迫切需要像高伯龙这样的高水平教师,如果他读研离去对学院教学工作将是一大损失,于是不同意他报考。性格倔强的高伯龙就自己偷偷前往北京应试,结果以最高分被中科院录取。高伯龙自己拿着行李就去报到,哈军工领导知道后,连夜派人追到北京把他“押”了回来。后来哈军工派人找到中科院领导协调,说哈军工急需人才,中科院不能从这里挖人。同时,哈军工首任院长陈赓大将亲自出面做高伯龙的工作。高伯龙读研最终没有成行。

1975年,全国高校下发通知,撤销基础课部。7月,高伯龙和其他6名物理教研室的教员被分派到激光研究室。初闻此信,高伯龙很是费解:从事物理基础课教学有利于研究理论物理,而理论物理研究则会反哺物理基础课教学。他不想离开物理教研室,但未能如愿。后来,他又想在物理实验室留守,也未能实现。

高伯龙意识到,一个人的主观想法必须跟客观实际相符合,个人志愿不能凌驾于国家需要之上,真正的爱国应该是把自己的前途命运与国家利益密切结合,应该符合国家的需要。既然组织已经把他分到这个岗位、需要他干这个工作,如果他还总想着另外一种工作,这必然引起主观跟客观的矛盾。用他自己话说就是“明明生活在高山上,却不想学爬山而想学游泳,这样具有根本性的缺陷”。也正是从那时起,他自觉将个人追求毫不犹豫地标定在祖国的需要上!

多年后回忆起那段经历,高伯龙深有感触地说:“搞激光,对希望从事理论物理研究的我来说,也许是个损失,更是我事业上一次艰难的选择。虽然这一选择异常艰难,但我最终还是迈出了具有决定意义的一步。”

搞科研就要瞄着世界难题

激光陀螺,又叫环形激光器,是衡量一个国家光学技术发展的重要标志之一,它在加速度计配合下可以不依赖外部信息而感知物体在任意时刻的空间位置,实现自主导航、制导、定位、定向和姿态控制,是导弹、飞机、舰船、陆用战车等实现精确打击、快速反应和精确控制的核心部件,被广泛应用于各种运动载体。

1960年,美国率先研制出世界上第一台激光器后,马上开始激光陀螺的研制,在世界范围内掀起一场导航技术的革命。我国虽起步未晚,但由于国际上技术封锁,国内基础工业力量薄弱,再加上缺乏理论力量指导,进展并不顺利,核心关键技术迟迟未能取得突破。至20世纪70年代时,全国有10多家单位被迫放弃这一研究。

“正因为这样,我们更要坚持。不干,就可能给国家留下空白;要干,就要干好这个世界难题。”刚刚加入研制队伍的高伯龙掷地有声地说。

当时,世界各国因美国二频抖动陀螺取得突破,都在竞相跟踪研究。高伯龙加入激光陀螺实验后,在广泛阅读国内外有关文献并深入研究的基础上,感到我国材料、工艺水平难以满足二频抖动激光陀螺研制要求,近期内不会取得较大突破,必须要另辟蹊径,敢于走前人未走过的路。

恰在这时,他看到一份仅2页纸的外文资料。凭借深厚的理论功底,高伯龙进行深入分析,对其中结构上的原理错误,一一进行了实验验证和修改完善,创造性地提出研制国内四频差动陀螺的原理,他的许多理论观点已达到当时国际先进水平,并指出“根据我国工艺技术实际,这是我国在该领域的最佳方案”。1976年,他把该方案在全国激光陀螺会上做了详细介绍,在激光陀螺研制中迷茫的同行听后感到异常兴奋。在大家提议下,他把讲稿整理成近200页的论文《环形激光讲义》并以单行本形式印发。这是我国第一篇有关激光陀螺的论文,也是国内激光陀螺研究的奠基之作,一经发行迅速成为国内激光陀螺实验研究的重要依据和指南,使我国激光陀螺研究事业焕发出新的生机。

高伯龙在实践中发现,激光陀螺研制关键在于精密加工工艺,尤其是光学膜片的镀制。而那时我国根本没有检测膜片的仪器,只能靠人的眼睛来把握,膜片的质量和选用根本无法把控。

如何鉴别、选用膜片成为当时最重要、最紧迫的任务。1975年的长沙夏天骄阳似火,而一场攻坚战也在国防科技大学打响。高伯龙身先士卒,集教师、科技工作者、实验员、工人的工作于一身,带领大家专攻基础工艺。他从钻研原理出发,结合大量实验,解决了许多理论和技术工艺问题,半年后发明并成功研制出我国第一台激光“差动型透射率反射率测量仪”,简称DF透反仪。经过持续改进,该仪器1979年通过国家鉴定,1980年10月獲湖南省首届重大科技成果一等奖,1987年获国家发明四等奖,推荐书上列举该发明的技术诀窍竟有12项之多,时至今日仍是镀膜和选片的主要检测仪器。

解决了膜片测量仪器这一“拦路虎”,高伯龙和团队又向“镀膜”这块更为难啃的高地发起冲锋。连续10年,高伯龙放弃大部分的星期天、节假日,和其他同志一起日夜奋战、全力攻关。他充分发挥自身理论物理专业的优势,把理论与实验紧密结合,针对激光陀螺对薄膜的各种需求,开始了具体膜系的计算和分析。当时国内计算机技术还不是很普及,年过半百的高伯龙自学程序设计语言,自己动手编程,圆满完成了膜系设计工作。

然而,主观努力不能超越物质基础条件的限制。面对我国落后的设备和工艺水平,要想突破镀膜这道难关,并不容易。

望着一片片报废的膜片,一些人产生了悲观情绪,泄气地向高伯龙说:“工艺上不去,我们干也白干,还是早早收场算了。”高伯龙回答:“死也要死在工作上,拿不出成果死不瞑目!”

1985年以前的国内镀膜机的各种性能,与国外镀膜机相比有很大的差距。经过调研和论证,高伯龙决定购买当时国内最好的镀膜机,然后自己进行改造。为此,他和团队成员从零起步,从工人做起,从维修学起。经过艰苦努力,他们的辛勤付出终于收获了丰硕成果:得到了四频差动激光陀螺可用的膜片。镀膜攻关的初步成功,是高伯龙带领团队屡经探索研究之后取得的创新成果,是我国激光陀螺发展史上的又一重大突破,它把我国激光陀螺研制事业推向了一个更高的高度。

面对成绩,高伯龙并没有陶醉,带领团队一面继续修改完善镀膜工艺,一面加快推进四频差动激光陀螺研制攻关。他们从物理原理到技术路线、从原理样机到实验样机,攻克一道道难关,研制出一个个设备和器件,填补着一项项国家空白,终于在1994年研制出四频差动激光陀螺工程样机,并于当年11月通过国家测试鉴定,使我国成为继美、俄、法之后第4个完全掌握激光陀螺技术的国家。该成果先后获军队科技进步一等奖、国家科技进步二等奖。

由于镀膜技术和其他工艺的改进提高,高伯龙和他的团队最后交给国家的,不仅仅是全内腔四频差动激光陀螺工程样机,同时还有全内腔绿、黄、橙光以及大功率红光激光器。而绿光是He-Ne激光器出光难度最大的,它是衡量镀膜技术的一个最重要标志。该激光器研制成功,是高伯龙长期关注跟踪科技前沿的必然结果,又填补了我国一项空白,标志着我国进入激光器和激光陀螺制造技术的国际先进行列。该成果先后获军队科技进步一等奖、国家科技进步二等奖。

有了四频差动激光陀螺的研究基础,高伯龙又向二频机抖陀螺、空间四频陀螺拓展。每一次突破都是严峻的挑战、每一次提升都是巨大的跨越!如今,他们已成功研制出两大系列、9种型号的激光陀螺,多项技术达到国际一流水平,创造了我国多个第一,让我国的激光陀螺在世界放射出耀眼的光芒!

永远不能缺少奋斗精神

高科技赛场的角逐,也是经济实力的较量。由于当时我国经济基础比较薄弱,研制初期国家每年提供给高伯龙团队的只有4万元人民币,而美国则是2亿美元。要想在这场较量中取胜,注定了他们要比别人付出更大的艰辛、更大的努力。

高伯龙经常说:我们虽然缺钱,但是不能缺了志气,不能缺了艰苦奋斗的精神。只有这样,才能干出名堂来!

他带领课题组,找到一间废弃的旧食堂,一砖一瓦地将它改造成简单的实验室。由于激光器检测要求严格,实验必须保证在密闭条件下进行,还要尽可能减少环境影响,因此他们电扇不敢用,窗户不敢开,实验室夏天就像一个“桑拿房”、闷热无比,而冬天又成了“大冰窖”、阴冷潮湿。为了追赶实验进度,他要么是赤裸上身穿条短裤,要么穿着厚厚的棉袄,没日没夜地干着,他就像那永远停不下来的陀螺,不知疲倦,不辞辛劳地旋转着。

研制之初,高伯龙连研制激光陀螺该选用什么材料都不知道。一个偶然的机会,他听说大理石的膨胀率较低可以选用,为把有限的经费花在刀刃上,就自己推着一个手推车,到长沙火车站施工场地捡些大理石边角废料拖回去使用。

为了得到理想的数据,高伯龙进行了无数次的实验。而每实验一次,他都要推着装满了大理石的板车在实验室和工地之间往返一次。长沙的夏天炎热难耐,在太阳的炙烤下,大地仿佛都要裂开一个口子。而高伯龙穿着一件背心,硬是把几百公斤的大理石推回来逐个试了个遍,终于得到了满意的数据。

制作增益管是早期激光器研究的一个重要课题,高伯龙和科研人员跑遍了全国所有玻璃厂,但制作工艺始终达不到要求。面对大家的手足无措,高伯龙大手一挥:“自己干!”他带领大家从头开始,一点点摸索石英玻璃的制造工艺。炎热的夏季,他和同事们穿着厚衣服站在火炉旁,全身被汗水浸湿,又被炉火烤干,衣服上显示着一圈圈白圈。随着汗浸白圈的增加,他们的工艺水平也越来越高,终于制作出了一根标准的增益管。

1993年的下半年,是高伯龙和团队开展激光陀螺研制以来最为艰难的时期。为早日交出工程化新型样机,他满脑子所想的除了镀膜还是镀膜,简直着了“魔”。一天,他所带的博士生向他征求毕业后去向时,他不假思索地回答:“镀膜!”那时,镀膜机每天仅抽真空就要4个多小时。为了能够节省时间,高伯龙每天天还没亮就来到实验室,提前开启机器。等别人正常上班时,他已经完成了抽真空这一步骤。镀膜工作一旦展开,连续十几个小时机不能停、人不能离机,随时盯着电子束光斑和计算机控制曲线,连上厕所的间隙也找人盯。

在攻关的最后阶段,高伯龙没日没夜地泡在实验室,仅一个月时间体重就减轻了12公斤。老伴把饭送到实验室,他却埋怨老伴打断了他的思路,老伴委屈地说:“以后再也不给你送饭了。”有一次,老伴给他送来鸡块,看他吃完后问:“这样炖的鸡块合口味不?”正在思考问题的高伯龙被突然惊醒,反问:“我刚吃的是鸡块吗?”弄得老伴哭笑不得。在当年的夜班记录本上,依然清晰地记载着他们“每月加28天夜班”。

经过5个多月奋战,高伯龙他们终于摸索出了一套新的镀膜方案。当镀出的膜片通过检测时,实验室里掌声、笑声、哭声混杂成一片。经过团队全体成员的不懈努力,激光陀螺工程化样机终于研制成功!

在鉴定后的第二天深夜,高伯龙难得地在夜半前离开实验室。他和团队成员丁金星一起回家,快到家门口时,高伯龙突然发现他家门前又多了一栋新楼,不解地问:“这里什么时候盖了栋新楼?”丁金星听后哈哈一笑:“你真是忙糊涂了,才注意到啊,这栋楼一年前就盖起来了。”

在大家眼中,高伯龙比较“另类”。棉大衣这种北方御寒衣物,高伯龙却能在长沙穿上大半年,从秋天穿到第二年春天。原来,因患有严重哮喘病,高伯龙对冷空气特别敏感,每当天气渐渐变冷,他就不得不穿上棉大衣,减小发病的几率,以便把更多的时间用在科学研究上。即使这样,他每个月还是要犯那么两三次,经常上气不接下气。而每次发作完,高伯龙却又像没事一样,投入到紧张的工作中去。为了不浪费时间,他不检查直接找医院要药吃,并通过超剂量服用药物来控制病情,常人服用1片药会昏睡3天,他却1天服用6片,一服就是29年。别人对他说这样会留下后遗症,他回答:“不管了,工作要紧,管他留不留后遗症,能工作就行。”

高伯龙不仅患有哮喘病,胆囊和心脏也有问题。有一年,组织上送他进京治疗,临行前他嘱咐大家:“我这一去不知会怎么样,但你们一定要坚持搞下去,给国家一个交代。”检查当晚,他不顾医生要注意休息的告诫,给团队写了一封2000多字的长信,其中仅用两行字简要介绍了检查情况,更多的则是关于激光陀螺镀膜等方面13个技术问题的思考。

2008年初,一场罕见的低温雨雪冰冻灾害袭击长沙,电力供应极其紧张,实验室只有晚上才给电。80岁高龄的高伯龙为了工作,白天睡觉,晚上做实验。那段时间,校园里积雪很深,高伯龙穿着解放鞋小心翼翼地走着,每晚坚持到实验室工作直至次日清晨停电,才步履蹒跚地回家。一次,高伯龙连续做了十几个小时实验,回到家里脚肿得连袜子都脱不下来,老伴看了心痛得泪水在眼眶里直打转:“你都啥岁数了,咋就不知道悠着点干!”高伯龙深沉地回答:“正因为留给我的时间不多了,我更要抓紧!活着干,死了算,一天不死一天干!”在他心中,早已把激光陀螺当做了生命的一部分!

栉风沐雨无所惧,披荆斩棘勇攀登!高伯龙穷尽一生时间,不懈追求科学真理。他不畏艰险、顽强拼搏,用半个世纪的时光,让我国的激光陀螺在世界上发出了耀眼的光芒;他平淡无爭,淡泊名利,以瘦弱的身躯做灯塔指引后来人前进的方向;他就像激光陀螺,轴向永不偏移,旋转永不止歇,永远闪耀着不灭的人生激光!

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