院士赵淳生,研制“嫦娥”小关节的人

2021年7月，赵淳生在南京接受本刊记者采访。一大早，他赶到研究所，听取团队的报告会，开启了忙碌的一天。（本刊记者 陈霖/摄）

赵淳生脸颊上方有两团鼓鼓的“肉球”，那是他常年熬夜工作积累下的眼袋。

他是中国科学院院士、南京航空航天大学教授。近日，他在央视《面对面》讲述如何研制超声电机，不少人才知道“嫦娥”探月工程背后的“超声电机”这个冷门领域。前不久，在两院院士大会上，他谈及科研时大笑起来，眼睛眯成一条线，登上热搜，网友说：“老院士太可爱了！”

7月中旬，记者在南京航空航天大学（以下称南航）精密驱动与控制研究所旁听了赵淳生组织的报告会。他戴上老花镜，盯着学生和同事制作的PPT，时不时推推镜架。“月球上的尘埃是长条形的，宇航员吸进去容易扎在肺里排不出来，很危险。”团队正在向赵淳生报告最近要建立的新的模拟月球环境。

在南航，记者跟随赵淳生的脚步，第一次深度了解这个领域。可以说，中国超声电机的发展是他的人生经历，而他更代表着一群为中国航天事业打造基础设备的幕后英雄。在大家的记忆中，赵淳生组织了无数像这天的报告会，而第一次是在8年前……

“感谢你们对嫦娥三号的贡献”

电机是用来带动部件发生转动的重要零件，有点儿像人体骨头之间的关节，用来带动手脚。传统电机利用铜线圈和磁场进行作业。20世纪60年代，苏联和美国学者提出“超声电机”概念，后来日本人制造出超声电机——利用压电陶瓷进行作业。这可是机械工程领域革命性的改变，超声电机轻便、反应快、超低速，在传统电机无法触及的领域发挥了很大作用。

21世纪初，赵淳生研制出中国第一台能实际运转的超声电机。2009年，中国正筹备嫦娥三号月球探测器，因赵淳生在超声电机领域的贡献，有航天研究所找到他，想用他研制的超声电机来驱动和控制光谱仪。

嫦娥三号搭载的月球车有光谱仪，用来分析月表物质，超声电机驱动和控制光谱仪的开合，决定其何时打开和关上，以及张开角度。赵淳生叫它“小关节”。

不过，彼时，超声电机在国内是全新领域，别说普通人，就算是机械工程领域的人也未必知晓。“这是国家的任务！”赵淳生马上接了下来，但问题也接踵而至。比如，上哪儿去找月球环境来试验？

月球表面基本上是真空环境，赵淳生必须先创建模拟月球环境，才能确保超声电机适应极端环境。于是，他和团队研制出一套设备，将大气压降为10的负5次方，这也是地球上最接近真空的环境之一。他还进行极端环境试验，测试月尘、辐射等。

嫦娥三号月球探测器搭载的“玉兔”月球车上有一面五星红旗，红旗下方是“光谱仪系统”，包括光谱仪（用来获取月表物质数据）和超声电机（驱动和控制光谱仪）。

事实上，航天产品的加工体系极其繁琐，出现一丁点问题都要“归零”——所有零件或部件都要全部检测。那几年，赵淳生和团队的李华峰、丁庆军等人反复试验近200个超声电机，才提供了一批性能最优的TRUM-30A型超声电机给嫦娥三号应用。

2013年12月14日晚，赵淳生守在电视机前，盯着直播——月球上，嫦娥三号搭载的“玉兔”月球车正在移动。“玉兔”是中国第一辆月球车，上一个登月的人类探测器是苏联于1976年发射的“月球24号”。

对普通人而言，画面上是一辆月球车，然而，内行人知道，这台车里有许多起着关键作用的零部件：月球车上的红旗下方有个“光谱仪系统”，系统中就有赵淳生团队研制的超声电机——体积迷你，比鸡蛋还小，重46克，却能自如驱动与操控光谱仪。

赵淳生记得，数天后，“玉兔”慢慢“睁开双眼”，其拍摄的月面照片是人类时隔40多年最清晰的月面照片，包含大量科学信息，照片和数据向全球免费共享。

第二年，嫦娥三号探测器系统总设计师孙泽洲给赵淳生团队写感谢信：“超声电机配合红外光谱仪完成了探测任务，感谢你们对嫦娥三号的贡献！”

有几次，在直播画面上，镜头扫过“玉兔”的“小关节”时，70多岁的赵淳生鼻子一酸，眼淚从皱纹滑过。如何理解这位老人的情绪？或许要从童年说起。

湖南农村的“赵氏孤儿”

上世纪20年代，湖南衡山的农民运动风起云涌，岳北工农会、岳北区农民协会等打土豪、反压迫。毛泽东在《湖南农民运动考察报告》中对这些农民运动给予高度评价。岳北的农民运动就暴发在赵淳生家乡白果镇，父亲赵振寰则是运动的组织者之一。

1939年，赵淳生出生不到一年，赵振寰不辞而别，从此再也没有回来。很久之后，长辈告诉赵淳生：“你爹参加革命，牺牲了。”母亲悲痛，心力交瘁，得了重病，31岁便离开人世，赵淳生的弟弟后来也病死了。一名中共地下党员见赵淳生不容易，暗中资助他读书。

遗孤赵淳生很是争气，考上了衡山二中——新中国成立后湖南省内唯一有留苏预备生名额的学校。高中毕业那年，他因成绩优秀被选为预备生，但因中苏关系破裂，深造搁置，被保送到南京航空学院（现南航）的空气动力学专业，后爱上了振动研究。毕业前，他入了党，并以优异成绩留校任教。

上世纪60年代，青年赵淳生发现电动式激振器依赖进口。这种仪器是机械工程领域的基础仪器之一，可进行振动和疲劳实验，还能输送、筛分物料，用途广泛。“国家每年有那么大的需求，如果都依赖进口，要花多少外汇？”赵淳生决定自己研制电动式激振器。当时，法国的振动仪器很先进，中国从法国引进一些振动仪，赵淳生经常代表中国和法国谈判购买。一次，他发现翻译把“随机振动”译成“随着飞机振动”，便苦学法语，后来获得赴法深造的机会。

临行前的一天，赵淳生带12岁的小女儿赵舸去学校。父女俩各骑一辆自行车，经过一段狭窄路面时，小女儿被身后一辆自行车撞倒，还没等爬起来，被快速驶来的大卡车碾过，当场身亡。

那阵子，赵淳生经常睡着了又哭醒，“总梦到她在对我笑”。亲友劝他：“家里发生这种事，出国就算了吧！”赵淳生躲在房间里想啊想：“舸，我能不能带着你去完成爸爸的心愿？”他劝妻子：“女儿再也回不来了，可日子还得过，我想为中国航空事业贡献一点力量。”他终于说服了妻子，远赴法国。

出发前，他到百货大楼买了个精致的箱子，把小女儿生前用过的物品和相册装进去，带它登上了飞机。后来无论搬到哪里，这个小箱子都被他带在身边。

那年12月，他开始了在法国巴黎第六大学的进修，这所学校培养了皮埃尔·居里和玛丽·居里等著名科学家，后来他又到法国巴黎高等机械学院攻读博士学位。其间，他每天泡在研究室，总因忘记时间被锁在大楼里。后来，值班员在锁门前一定要到他的实验室看一看，确定没人才关门。赵淳生获得博士学位，顺利归国，与家人团聚，也成了振动领域的专家。

1993年，他到美国麻省理工学院访问时了解到超声电机，“能把它做得极小，甚至能进入人体血管”。他想回国开辟这片领域，“要搞出中国人自己的超声电机”成了毕生目标，也才有了后面的研制、登月。

要完成这个目标，团队至关重要。芦小龙是赵淳生的博士生，跟着他学习多年，博士毕业前想回河北老家。而赵淳生想要他读“优博”留校，“这孩子资质好，不搞科研，浪费了”。赵淳生找芦小龙谈心，可他不愿意，觉得大城市压力太大。赵淳生特倔，一次不行，就来第二次，“追”着芦小龙谈了8次，最终说服了他。后来，芦小龙留校，随即被选派到美国留学，又到德国研学，回国后在南航任教。在为嫦娥三号应用的超声电机做准备时，他就负责研制模拟月球的试验设备环境，发挥了重要作用。

赵淳生说：“我们是第一个把超声电机用到月球上的国家。”团队研制的超声电机也随嫦娥四号登上月球。那年，嫦娥四号实现人类探测器首次在月球背面软着陆，而由这枚“小关节”驱动和控制的光谱仪获得月球背面的物质数据，标志着人类对月球的探索开启了新篇章。此后，赵淳生团队研制的超声电机也成为嫦娥五号、行云二号的1、2号卫星、墨子号卫星、海丝一号卫星等的重要器件。

世界著名机械专家、德国工程院院士瓦拉舍克曾说：“在全球范围内，赵淳生领导的超声电机研究中心是这个领域最有实力的科研机构。”赵淳生写的专著《超声电机技术与应用》是国内外大学相关专业的教材和参考书，如今在亚马逊上售价达1136美元（约合7356元人民币），一书难求。

不过，赵淳生的故事不仅于此。在学生和同事眼中，他是个可爱的老头，也是个命运多舛的老人……

科学家搞公司，屡败屡战

在南京，记者参观了赵淳生创办的公司“航达”。在创业这件事上，这位早已功成名就的院士至少失败了3次。

在赵淳生心中，一项技术的归宿是“应用”，也就是让更多人受惠于这项技术，因此他想做“超声电机产业化”，甚至让全世界都用上中国的超声电机。

除了航天领域，超声电机还能运用在多种领域。赵淳生曾根据不同用途，制作出大小不一的超声电机。在研发部门，记者见到一台用于核磁共振的超声电机，这种成像装置不受电磁干扰，能精准带动针管插入病人血管;微型超声电机直径只有2毫米，用于肠道内窥镜，可供特殊药片沿肠道或血管到达病灶处进行治疗，几乎不伤及患者正常细胞……

左图：赵淳生生于湖南衡山的农村。图为青年赵淳生。右图：老伴王凤英一辈子支持赵淳生。图为两位老人在家里聊天。（本刊记者 陈霖 / 摄）

2006年，一家公司找到赵淳生，提出一起搞产业化。赵淳生终于等到机会，当天签订合同。不过，对方公司提出签订协议书，确保他们能拿到样机及资料。赵淳生欣然同意，并将其研发的TRUM-60型超声电机及相关驱动器等所有配套技术交给对方。后来，这家公司凭借这项技术融资且申请了专利，发展得很好，却拒绝支付销售提成。赵淳生才知道上当了，一气之下将对方告上法庭。不过，将技术交给对方时他没有让其打收条，无法证明对方收到了技术和样机，官司不了了之。第一次尝试，赵淳生丢了专利，也丢了钱。

向记者回忆起来，这位老人很无奈：“我怎么知道要打收条嘛？在我们那一代，你借我，我借你，靠信任往来。做生意为什么不讲诚信？我真是搞不懂。”

赵淳生不服气，“湖南人的性格就是绝不放弃，我一定要搞成！”几年后，他又和一家公司合作，成立了一家超声电机公司，赵淳生负责技术，对方负责财务及管理。但紧接着，双方的经营、运营理念出现分歧，企业再次失败。那时，70多岁的赵淳生意识到：“搞企业与搞科研真的不一样。”

在学生、助理眼中，赵淳生有点儿一根筋，太牵挂产业化这件事，每有机会就想抓住。“如果老头子申请个专利，拿钱买几套房，现在不早就发财了？但他不会，他对投资、赚钱没概念。可他想不到，商业和科研毕竟是两码事。”

“超声电机的应用范围太广了，时日不多，要抓紧！”这是赵淳生常挂在嘴边的。大家心疼他屡战屡败、四处借钱开公司、打官司，却也不敢劝阻他，因为他们都记得20年前的场景。

2000年末，由于长期高负荷工作，赵淳生被查出患有肺癌，被切除一块肺叶后不久，他又被查出患有胃癌，切除了2/3的胃。

史从云跟随赵淳生20年了，长期帮忙处理行政档案事务，在她印象里，大多数学生总躲着赵淳生，“他一见面就问‘实验做得怎么样了，如果做得不好，他就直接批评，劈头盖脸的。”可当时，赵淳生躺在病床上，突然蔫蔫地说：“我可能真的不行了。”

“他就是一个钢铁直男，突然说这么一句，我们当时就绷不住了，才发现他已经是个老人了。”史从云向记者回忆时，眼睛红了。

越感觉时间不够，越想做得更多。生病那段時间，赵淳生让学生带资料到病房，趁家人睡了，埋在被窝里写报告。一次，妻子撞见，生气道：“你要超声电机，还是要命？”赵淳生倔强地说：“两个都要！”从此，大家再没劝过他。

那几个月，赵淳生接受了6次化疗，瘦了26斤。化疗后，大多数人会恶心呕吐，吃不下东西。赵淳生想：“不吃饭怎么恢复身体？”湖南人爱吃辣，他就拿老干妈，拌在饭里，硬是吞下去。“化疗后，别的病人通过吃药增加白血球，而我是通过吃饭，哈哈！”赵淳生对记者说，乐呵呵的。就这样，他从两种癌症中恢复过来，未曾复发，也才有了最近那条热搜：八旬院士坚持健身做科研。

吸取几次教训后，赵淳生决定把企业的财政权掌握在自己人手中。2016年底，他发动研究所同事，成立一家有限责任公司，让团队成员持有股份，共同决策。如今，80多岁的赵淳生仍在学习市场逻辑，他有一个愿望：在90岁实现超声电机的百万年产。

赵淳生和妻子王凤英住在一套100多平方米的老房子里，这是2005年赵淳生当选院士后学校奖励给他的。在他心里，总觉得有点对不起老伴儿。“她总是理解我支持我，让我出国深造，也让我忍着病搞科研。”

卧室墙上挂满了王凤英的照片，赵淳生指着它们向记者介绍：“她大我一岁，是我的老乡，也是北师大1958级校友，学数学的高材生！”结婚时，两人想拍照留念，赵淳生借来一束花，王凤英摇摇头：“太花哨啦！”赵淳生坚持捧在胸前：“要给你仪式感。”

“在墙上挂满照片，这样就算老伴不在身边，我也能一睁眼就看到她，重温二人世界，免得以后得了老年痴呆，不记得啰！”随后，又是他那沙哑爽朗的开怀大笑。

赵淳生

1938年生于湖南，中国科学院院士，机械工程专家，南京航空航天大学教授，是中国电动式激振器与超声电机的开拓者，多次获国家科技发明奖，其研制的超声电机已应用到嫦娥系列、行云二号有关卫星、墨子号卫星、海丝一号卫星等航天器，现任南航精密驱动与控制研究所名誉所长、机械结构力学与控制国家重点实验室战略顾问。