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用生命转动“至强之光”

2019-11-15陈彬张超

读者 2019年23期
关键词:国防科技大学激光器钱学森

陈彬 张超

20世纪70年代的一天,长沙下着大雨。在长沙火车站附近的一处建筑工地上,避雨的工人看到一个年过四旬的中年人,冒着雨来这里捡拾工地上的大理石废料。

看到这个人一次次在雨中摔倒、爬起,工人們既感动,又有些于心不忍,于是纷纷冒雨帮他装车,又把他送出很远。

正如这群工人所知道的,这个在雨中频频向他们道谢的中年人,的确是一个高级知识分子。但他们或许永远也不知道,就在这些废料搭建起的平台上,这个人带领同事们,经过半个世纪的努力,为中国的强国梦、强军梦点亮了一双眼睛。凭借它,我们的武器可以打得更准,我们的卫星可以看得更清楚,我们的潜艇可以航行得更远……

这一年,刚刚开始激光陀螺研究的高伯龙,正醉心于寻找适合做光路系统的支撑平台。那时,他的身份是国防科技大学的一名教授。几十年后的今天,人们更愿意尊称他为“中国激光陀螺奠基人”。

破解钱学森“密码”的人

激光陀螺又叫环形激光器。它利用物体在惯性空间转动时,正反两束光随转动产生频率差的效应,可以在加速度计的配合下,感知物体在任意时刻的空间位置。现代战争中,以激光陀螺为核心部件的自主导航系统,可以不受各类通信系统的限制,精确制导对目标实施打击。因此,激光陀螺也被誉为现代高精度武器的“火眼金睛”。

时间回到20世纪70年代初。彼时,美国率先在激光陀螺领域取得突破,并在世界上引领了一轮激光陀螺的研制热潮。在国内,钱学森敏锐地捕捉到激光陀螺的巨大价值和应用前景。1971年,他将两张写着激光陀螺简单原理的小纸条,交到国防科技大学,并指示学校加强研究。

然而,要依据纸上的描述造出实物,这无异于让一个从未见过火箭的人去设计登月火箭。这两页纸所代表的难度,堪称世界级“密码”。谁是那个破解钱学森“密码”的人?他就是高伯龙!

高伯龙1928年生于广西岑溪。1947年,不到20岁的他考取了清华大学物理系。1951年毕业时,他被评为清华大学物理系当届两名优秀学生之一。

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方向。但最终,他被分到中科院应用物理研究所。3年后的1954年,高伯龙进入哈尔滨军事工程学院,担任物理教学工作。

这样的生活,一直持续到20世纪60年代。

此时,在大洋彼岸的美国,世界首台红宝石激光器和首台氦氖红光激光器相继问世,引发了世界光学领域的一场革命。在激光发明之初,将激光应用于精确定位导航的设想便已经产生,也引起了包括我国在内的世界各国科学家的普遍关注,人们纷纷开始进行“环形激光器”的研制工作。

高伯龙教授在指导科研人员调试激光器

1971年,在钱学森的建议下,高伯龙调任由钱学森倡导成立的国防科技大学激光研究实验室。从此,已经过了不惑之年的高伯龙,将他的人生与激光陀螺紧紧地绑定在一起,直到生命的尽头。

20年苦坐“冷板凳”

初到国防科大,高伯龙面对的第一个重大难题,便是破解钱学森“密码”。好在凭借极为深厚的数理功底,高伯龙通过大量计算,反推出激光陀螺的若干关键理论认识和结论,并提出了我国独有的、完全没有任何成功经验可借鉴的四频差动陀螺研制方案。

同年,在全国激光陀螺学术交流会上,进入该领域不到一年的高伯龙一语惊人——依照我国目前的工艺水平,如果继续效仿美国,10年内都不可能有所突破,只有四频差动陀螺因为降低了工艺难度,最有可能实现!

此言一出,四下哗然,一个“新人”凭什么口出狂言?但高伯龙用扎实的理论和精确的计算说服了与会的众多专家。

理论问题解决后,工艺难题如连绵高山,高伯龙开始了长达20年的攀登。几乎每一次攻关都是从零开始,直到1984年,根据该理论完成的实验室样机才通过鉴定。

然而就在此时,一个突发状况再次让高伯龙面临巨大的质疑——由于美国彻底放弃同类型激光陀螺研制,有人便议论:“国外有的你们不干,国外干不成的你们反而干?”

对此,高伯龙的回答很干脆:“外国有的,先进的,我们要跟踪,将来要有,但并没有说外国没有的我们不许有。”

10年后的1994年,全内腔四频差动激光陀螺工程样机最终通过鉴定,证明了高伯龙所言非虚。

从1975年到1994年,高伯龙在“冷板凳”上苦坐20年,终于以我国自主研制的激光陀螺,完美破译了钱学森“密码”。此时,高伯龙早已到退休的年纪,但他又盯上了新的高地——新型激光陀螺。该型陀螺能消除损耗和温度敏感性等不利因素,正是瞬息万变的战场环境所需要的。由于外国对此型陀螺的技术严格封锁,国内资料有限,高伯龙所见到的只有一张它的图片。

这张图片让高伯龙思考了很久。当时国内的工艺能否满足其研制要求?他伏案写算,耗尽心血设计出一种降低工艺要求的全新方案。

在研究该型陀螺的同时,高伯龙将目光投向激光陀螺最主要的应用领域——组建惯性导航系统,即在原有的导航系统上加装转台,使其旋转起来,否则导航系统无法满足长时间、高精度的惯导需要。这个方案又是一个无经验借鉴的“中国特色”,在一场专为旋转式惯导系统召开的专家研讨会上,与会专家大多持否定态度。

对此,高伯龙的反应是——继续干!70多岁的他义无反顾地带领学生从零开始。在他的悉心指导下,国内首套使用新型激光陀螺的单轴旋转式惯性导航系统面世。几年后,具有一定工程化的双轴旋转式惯导系统面世,精度高居国内第一。

研究工艺的博士生

说来可能让人有些不敢相信,作为我国激光陀螺领域的开拓者,高伯龙在几十年的科研和教学生涯中,招收的博士生只有20人左右,这其中,最终只有15人拿到了博士学位。

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