张钟华院士：难以计量的科技人生

宿希强

他毕生的愿望是，建立我国拥有自主知识产权的量子计量标准。5年前，我国量子化电阻基准已经跃居世界之首；5年后，他又向量子质量基准发起挑战

2008年1月8日，上午10时，人民大会堂。国家科学技术奖励大会正隆重举行，党和国家领导人及科技界的精英济济一堂。

当个子瘦小、精神矍铄的中国工程院院士、中国计量科学院首席研究员张钟华登台接受国务院副总理吴仪颁奖时，人们报以长时间、热烈的掌声。

张钟华和他的团队是因“量子化霍尔电阻基准”项目领先国际而荣获国家科技进步一等奖的——这一基准的准确度比国外最高水平还高了10倍多!也许普通人听不懂这么拗口的科技术语，也不明白有什么重大意义，但在场的科学家们很清楚：这意味着拥有自主知识产权的我国电学计量站在了世界的顶峰，这对推动我国科学技术的进步意义非凡!

会后当很多媒体欲对张钟华进行采访时，却发现他不见了——这时的张钟华早已匆匆返回，一头扎进了实验室。

时间，对于他来说，太宝贵了。

今年5月17日，记者辗转联系上他时，他刚从一次国际计量学术会议上回来，他已经向计量科学的另一座高峰——“量子质量基准”发起了冲锋。

在中国计量科学研究院的实验室里，已经69岁、衣着简朴、面容清癯的张钟华看上去普通而平易。但一提起计量科学，他的眼睛立刻炯炯有神，散发出一个大科学家睿智的神采。

“萨达姆躲在地洞里，美国的导弹为什么能钻进去很准地打他?卫星导弹都是靠GPS全球定位系统指挥的，GPS定位系统准不准是靠卫星上面装的原子钟，而原子钟准不准就要靠计量科学。”

“生活中常用的电视机、电冰箱好不好，是要靠电学仪器来检测的。而所有的电学仪器准不准，也要靠计量科学。”

“空气是不是被污染了?测量会得出很多数据。这些数据准不准呢?都要溯源到计量科学的标准量上去。”

“所以说计量学是上管天，下管地中间管空气……”张钟华幽默地说。

“中国计量要独立自主”

1965年，从清华大学电机系研究生班毕业后，张钟华分配到中国计量科学研究院，从此开始了他漫长的计量科学之旅。

在这里，不经意间，原国际计量委员会成员王大珩院士给他上了人生中“最重要的一课”。建国初期，国际上还是以实物作为计量源，由于当时中国没有计量标准，在上级指示下王大珩只有去前苏联求证测量结果。因为怕温度、湿度变化及路途颠簸等因素影响了测量结果的准确性，一路上王大珩把棉被包裹的设备紧紧抱在怀里，小心翼翼地像抱着一个婴儿。等到了目的地，胳膊都伸不开了。“你能理解那种滋味吗?”王大珩轻轻问他。

张钟华强忍着没掉下眼泪。“中国计量要独立自主，不能受控于人!”他在心里暗暗发誓。这成了他拼搏一生的原动力。

张钟华孜孜不倦地工作着。上世纪70年代他担任国家“计算电容基准”主体研制工作，即提出“变动边界微扰法”，解决了电极几何形状误差的计算问题从此中国的交流阻抗标准有了独立自主的溯源根据，后来这项课题成果获原国家计量局科技成果一等奖。其间日本听说中国正在研究这项技术，就主动提出要和中国比对。

有意思的是，当张钟华问日方实验结果如何，日本学者说“找不到了”。但等张钟华他们的结果出来时，日方赶紧说他们的结果“又找到了”。最后，通过比对，旺实双方的结果一模一样。

“其实，他们哪里是找不到结果呀，是不相信中国能做出来。”张钟华“哑巴吃饺子——心中有数”。

时光荏苒。

2006年，法国都灵国际会议。张钟华铿锵有力地宣布：中国向世界性计量难题“量子质量基准”宣战!所有人的目光都聚焦在这个身材瘦小的中国科学家身上。此前，美国人已经研究30多年，投入3000万美元；英国人研究近30年，投入1000万英镑；法国人研究20多年，投入900万欧元，但都还没有得到符合要求的结果。

中国行吗?

但中国计量科学已经取得的成就，足以让人不再怀疑这个瘦小身体里蕴藏的巨大能量，不再怀疑中国人的力量。

从张钟华立下宏愿至今，40多年过去了，中国已成为举世瞩目的东方巨龙，中国的计量科研事业也已屹立于世界科学之林。

英、法、德、日等发达国家纷纷向张钟华抛出橄榄枝。有的要求合作，有的表示要提供丰厚的经费支持，还有的直接给他个人开出了优厚的条件。就连美国也主动提出要共同完成“建立量子质量基准”这一课题——这在从前是不可想象的，“过去，美国人根本都不理你”!

张钟华不卑不亢，一一婉拒。他信心百倍地表示：“中国的计量科学要走独立自主的道路，我们有这个实力，也有这个能力!”

一个“准”字，追求一生

在张钟华眼里，计量科学浓缩成了一个字：准。一个“准”字，让他追求一生。

“准”是不断变化的。国际计量从1960年代以实物标准作为计量源，到今天以基本物理常数来导出量子计量标准，准确度早已发生了划时代的飞跃。

但每一个时期，张钟华都在自己的领域力求与国际先进水平接轨，甚至领先国际水平。条件不如别人，就通过加倍的努力来弥补，有时为了一个数据就能做成百上千次实验。“他治学非常严谨”，德国的一位计量专家评价。

一次，在中德贸易合作中，德国人将一批经本国评估确认不合格的硅钢片运达了天津港。技术人员在提货检验发现异常后，拒绝签单。德方色厉内荏地质问：你们怎么能证明我们的产品不合格?

实际上技术人员早就把样品送到了中国计量科学院检验。当张钟华给出的检验数据呈现在德方代表面前时，对方惊呆了——测量结果和德方在本国的数据一模一样!“没有想到，没有想到!”他们只好灰头土脸地赔偿。

“计量科学发展落后，就会受欺负!”张钟华多次跟他的学生说，“计量科学的核心，就在‘准上，而‘准就必须严谨。”

他的学生们对此深有体会。“你们怎么把桌子搞得这么乱?这哪里像做学问的样子嘛!”那天，当着记者的面，张钟华毫不留情地批评他的弟子，“做学问必须从点滴小事做起，计量是半点也马虎不得的科学!”

事实上，这个“准”字已经融入到他的血液中。他的学生们注意到了这样一个细节：张钟华喜欢穿白衬衣。有趣的是，几十年来，他穿衬衣时永远只开着第一粒扣子，无论冬夏。

本着严谨的治学和生活态度，就这样，年复一年，张钟华在攀登计量高峰的征途中留下了串串足印：

1988年，他测得的量子化霍尔电阻的国际单位制量值被国际计量委员会正式采用作为确定国际推荐值的依据之一；1992年，他主持的“建立超导强磁场标准”课题装置通过鉴定，为国际同类装置

先进水平，研究中提出的“抑制法”解决了国际难题；1993年，他发现并解决了当前阻碍量子化霍尔电阻标准的准确度提高的主要误差来源，制成了国际领先的超导电流比较仪；1994年应国际上要求，他用我国的计算电容测定了量子化霍尔电阻的国际单位制量值一此量值后来在最新一轮国际基本物理常数平差时被正式采用，为确定基本物理常数的准确数值作出了贡献；1995年他当选中国工程院院士，时年55岁，成为当时最年轻的院士之一。

“与时间赛跑”

1980年，在德国召开的国际计量大会上，当德国教授冯克律首次发表“量子化霍尔效应”时，这一重大发现引起了极大轰动。各国科学家都兴奋不已，英国一位科学家当场就跳了起来，大声嚷嚷：“不得了了，我要跑步回去研究，我们一定要抢先出成果。”

谁都知道，一个计量的新时代到来了。作为当时出席会议的唯一一名中国专家，张钟华的心也是激动得怦怦直跳。他迅速启程回国。在轮船的甲板上，面对浩瀚的大海，张钟华迎风而立，心潮澎湃：中国一定要在国际计量科技领域抢占一席之地，一定要抢先建立拥有自主知识产权的量子计量标准!

回到国内，张钟华迫不及待地将这一计量领域的重大发现及建立我国量子霍尔电阻标准的重要性向有关部门作了汇报。然而，当时我国的计量事业百废待兴，国力和计量研究能力还不具备进行量子标准研究的条件。直到7年之后，他的“量子化电阳，基准”才被列入实验项目。

遗憾的是，到1992年，因为经费和人才流失等原因，“量子化电阻基准”研究被迫中断。张钟华心急如焚。从1990年1月1日起，国际计量委员会正式在世界范围内启用量子化霍尔电阻自然基准，代替了已沿用几十年的电阻实物基准。已经落后两年了，中国什么时候才能有自己的基准啊!

“起步不怕晚，就怕不去赶!”张钟华心中燃起一团熊熊的科学之火：“他山之石，可以攻玉!”

1993年，他再次只身来到了计量科技发达的德国。目的只有一个：学习先进经验，建立中国的量子化电子基准。3年时间里，他全身心地投入到学习和研究中。无数个休息日，整个德国联邦物理技术实验院里，只有他一个人专注的身影。累了，倦了，他就走出实验大楼，到楼前的草坪上与一群悠闲的梅花鹿嬉戏，将自己疲倦的身心放松片刻。时间一久，连德国实验院的警卫见到他都佩服极了：“那个中国人不休息，又来工作了。”

偶尔，德国的同行也会善意地打趣：“张，你在与时间赛跑吗?”

幸运的是，不久，一个机遇悄然而至。潘必卿，这位一直在计量战线工作的专家型领导走马上任中国计量科学院院长，他态度坚决地对张钟华说：“量子化电阻基准必须搞上去，没有钱，我用院长经费支持你!”后来，经过多方努力又争取到了世行贷款及科技部重点研究项目资金，停止多年的量子化霍尔电阻基准项目终于又重新上马了。

好事多磨。正当张钟华以百倍的热情投入到研究中去的时候，病魔这个不速之客却又缠上了他的身体一他被查出患上了严重的肾病。得知这一消息，领导们非常重视，立即把张钟华送到了医疗条件最好的医院救治。领导再三叮嘱医生：“这可是国家级专家，一定要用最好的药，不惜任何代价治好他的病!”

而此时躺在病床上的张钟华，想的还是已经进入关键性研究阶段的课题。他急得火烧火燎，一遍一遍在心里默念：一定不能耽搁课题，一定要抢在别国前面发表成果。几天后，身体还在恢复阶段，张钟华便强撑着扎进了实验室。

“世界第一，确实杰出”

秋天，是一个收获的季节。张钟华和他的团队的收获时节也来到了。

2004年9月13日，“量子化霍尔电阻基准”项目迎来了鉴定的时刻。这一刻，距离他立下制定中国自己的量子标准的宏愿已经过去24年，距离课题在国内立项也已经过去17年。

鉴定会上，气氛热烈。张钟华，这位工程院院士，像一个态度虔敬的学生，详细地宣读了课题组的研究报告，等待着盼望已久的鉴定结果。

令几兴奋的是，专家们一致认为：这一成果在国际量子研究领域实现了飞跃!首先是在国际上首次从理论上证明了量子化霍尔电阻数值与器件的形状无关，为证实量子化霍尔效应的普适性作出了贡献。其次，自行研制的量子化霍尔器件，突破了国外技术封锁，为课题提供了核心器件。另外，自主研究的高匝比超导电流比较仪，大大超过了国际同类装置水平。该项研究成果数据可靠，精确度为国际同类基准之首(10—10量级)。值得一提的是，这三项主要创新均具有我国自主知识产权!

“这项成果是以中国计量科学研究院张钟华院士为首的科研团队经过十多年的努力取得的。建成的量子化霍尔电阻基准，准确度比传统的标准电阻提高了一千多倍，达到了国际领先水平。”当鉴定委员会主任委员发表上述评价时，全场热烈的掌声经久不息。

但是，令张钊哗困惑的是，国际计量局迟迟没有回应。

早在2003年，国际计量局就组织了用量子化霍尔电阻基准复现的100Ω电阻量值国际关键比对，有12个国家参加。张钟华带领的中国课题组在规定时间内做完实验，提交了实验数据。但之后，国际计量局一直未公布比对结果。

直到2005年3月，国际计量局电磁量咨询委员会才通知张钟华，要他再去巴黎作一次情况汇报。巴黎归来，6月，国际计量局终于向全世界公布了比对结果。结果显示，我国的测量结果离平均值最近，不确定度最小!——这意味着全世界的数据要以中国为准!

事后，课题组成员才知道，这次比对中，中国的测试结果太好了，远远优于其他11个国家的测试数据——不确定度方面的指标比国外基准高10倍还多!国际计量局官员不相信这真的是中国人自己做出来的，所以将公布实验结果的日期一再推迟。直到听完课题组的论文汇报，他们才心悦诚服。

据说，国际计量局局长沃勒德先生当时挥舞着双手连呼：“难以置信!难以置信!”

为此，华裔诺贝尔物理学奖获得者、美国普林斯顿大学教授崔琦专门发来了热情洋溢的贺信，高度评价这项科研成果是“世界第一，确实杰出”。

张钟华感慨万千，却只说了一句话：“这一天，我等得太久了!”

“计量科学好比花的根部”

鲜为人知的是，张钟华差点与计量科学擦肩而过。1957年他以优异成绩考上清华大学，最初学的是军用的保密专业，后来因为有“海外关系”才改成了电机专业。

“揭秘”这段往事，张钟华大笑不已。他有两个同母异父的弟弟，现一个在台湾做牙科医生，一个在美国加州公路局任局长。他们都曾有意无意地“暗示”张

钟华可以到当地工作，但张钟华委婉地谢绝了。

他甚至“吝啬”到了连外出讲学都不肯的地步。日本等一些发达国家给他开出了讲学一次6000美金的高价，他都没有接受邀请。他宁愿呆在中国的实验室里，或者做研究，或者带学生。

“一花独放不是春，万紫千红春满园。”1980年代末的人才流失让他有深沉的忧患意识，“我年纪大了，很多工作要靠青年科学家来做。像北大、清华、理工大的有些高才生做了一段研究工作就跑美国去，这是一个悲哀!”他自己一人就带了十几个博士，在他的心里，多带一个就能多留住一个人才。

也因此，张钟华的生活里没有“闲暇”二字——为了不影响教育质量，也为了不耽误科学研究，他所谓的闲暇时间全都在实验室度过。

他的学生兰江说：“我早晨七点赶到实验室，老师已经到了；我于是改成早晨六点赶到实验室，老师还是已经到了；第三天——我迟到了……”

兰江还说：“老师经常和我们谈心，叮嘱不要浮躁，不要太功利，要安心搞研究……国外的技术人才也终将回到祖国的怀抱，这都是不容置疑的事，毕竟，国外不是自己的家……”

张钟华以自己的经历教育学生，“计量事业对维护国家技术主权、科学研究的独立性以及国家经济安全和国防建设都具有重要意义。国家强大了，个人才有前途，中国人才能受人尊重。”

“计量科学研究是一项默默无闻的工作。园子里的花很漂亮，人们都能看到它。而计量科学就好比花的根部，人们都看不见，但它却至关重要。”

“再给我一个十年”

已近古稀之年的张钟华，现在仍然每天工作十几个小时，连他的学生们都自愧弗如。他单薄的身体似乎有无穷的精力。早晨，天刚蒙蒙亮，他便乘地铁穿过初醒的都市，来到中国计量科学研究院那所安静的实验室中。

国家质检总局的领导十分担心他的身体，几次安排他去疗养院休息，他最终都没有去。领导们又心痛又生气：你就那么忙?张钟华唯有报以歉意的一笑。

他真的很忙。多年来他一直兼任着中国计量测试学会常务理事、计量学报编辑委员会主任委员、中国仪器仪表学会副理事、仪器仪表学报编辑委员会主任委员等职务。就在前两年，他还以副主编的身份参与编写了《中国大百科全书电工卷电磁测量分卷》以及《电磁测量及仪表》丛书。

他也向来不吝以院士的身份亲自带学生做实验，他总是说：“青年科学家的基础知识还不是很扎实，我要把毕生所学传授给他们……”

更让他内心有紧迫感的是“量子质量基准”这座横亘在世界科学家面前的大山，“全世界都在搞，我们不搞行吗?不搞就要受制于人，就要仰人鼻息，所以必须要搞!”

“非常有挑战性!”张钟华说着兴奋地挺直腰杆，“再给我10年吧!”

“国家前期给我投了1700万人民币，我要对得起这么一大笔钱啊!”张钟华有点小得意地眨眨眼睛，“就10年，我争取用10年时间，拿出成果来。”