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育满园桃李 成鼎立之业
——王立鼎院士专访纪实

2021-12-17韩冰

计测技术 2021年5期
关键词:大连理工大学齿轮

少年时期的经历磨练了我的意志、锻炼了我的耐力,人在年少时就要吃一些苦,对以后的求学和工作都是有益的。

没有领导鼓励,也没有奖金诱惑,就是自己想这么做。

作为团队带头人要做到工作要多做,索取要少,做事要公平。

做新兴科学领域的人应该是年轻人,最终的科研成就我无所求,我做微纳技术的目的是为了给他们创造条件,给他们开路,最终推动新兴学科在中国的健康发展。

从事工科研究的科技人员要能文能武,既能操作设备,又可以做基础理论研究。

我的夙愿和终生奋斗目标是把我的一生全部精力献给祖国的科学事业!

2013年,《计测技术》对王立鼎院士在科研以及人才培养方面的成就进行了全方位访谈。七年之后,我们又一次来到大连理工大学,通过更深入的交流,梳理了王院士学习工作经历及他本人的体会和总结。希望本次专访能够解答青年工作者科研之路上的一些疑惑。

求学篇

由于所处年代,我的求学之路比较曲折,但首先我要说句心里话,我念书的机会是党和国家给的,我衷心的感恩共产党,感恩毛主席,否则我的学历可能就是小学毕业啦。

【王立鼎简介】

精密机械和微纳机械专家,中国科学院院士,大连理工大学教授、博士生导师。

长期从事超精密齿轮工艺与测试研究,建立了相关精度理论与“正弦消减法”等误差补偿方法。研制出最高精度等级的精密齿轮和渐开线样板,用于工程和计量基准。1955年毕业于长春机器制造学校,后进入吉林工业大学机械系机械制造工艺及设备专业;1960年进入中国科学院长春光学精密机械研究所工作,主要从事超精密齿轮制造研究。1978年,高精度小模数标准齿轮项目作为第一完成人获全国科学大会奖;1985年,作为超精密齿轮工艺技术第一完成人获国家科技进步二等奖;1984年-1990年,负责组织百名科技人员设计研制出中国第一台“光盘伺服槽及预制格式刻划机”,突破了多项世界一流技术,达到国际先进水平,两年后,作为第一完成人获得国家科技进步二等奖。1992年5月,筹建中国第一个微机械工程研究室,任研究室室主任,成为我国微纳米技术学术带头人之一;1995年,遴选为中国科学院院士。1996年,负责撰写“十五”863 MEMS发展规划。同年被聘为大连理工大学教授,兼任机械工程系学术委员会主任。1998年12月,正式调转至大连理工大学工作,担任校学术委员会副主任;次年,负责组建了大连理工大学跨院系、跨学科的微系统研究中心,任微系统研究中心主任等职;1999年,作为高精度渐开线样板项目第一完成人荣获国家科技进步三等奖。2002年,参与撰写了国家中长期科学与技术发展规划中的纳米技术与微系统分专题。2004年,组建了辽宁省微纳米技术及微系统重点实验室。2014年,担任2011高端制造装备协同创新中心工艺首席科学家。2017年成功研制的具有自主知识产权的1级精度基准标准齿轮居国际领先地位。2019年,授予大连理工大学功勋教授称号。

上小学时,一学期交十斤高粱米作为学费,可是当时物价飞涨,金圆券不值钱,没人要,一斤钱币才能换一斤米。五年级刚念几天,家里饭都吃不上,哪有高粱米做学费,我便辍学了。直到解放后,学校重新办起来,我好胜心强就直接报了六年级插班生。可是考五年级的课程我都不会,但我当时已经知道能有念书的机会太不容易了,所以我就好好学习、认真听讲,六年级到初二,一直是班里第二名,初三考了个第一。

初中毕业,因为父亲不在了,为了缓解家庭经济压力,母亲便让我去读中专,说上了中专以后可以当技术员,吃饭没问题。所以我便没有上大学,转而上了中专——长春机器制造学校,也就是现在的沈阳工业大学。

在中专,我始终是书念的最好的。临毕业,国家又给了我一次命运转折的机会,学校选择一部分成绩好的中专生考大学。本来中专毕业要当技术员,而上大学能给我继续深造的机会,我渴望去大学读书,但这事儿我不能自己决定,得跟家里商量。我就写信给家里,母亲带着姐姐妹妹三个人开了个家庭会,家里人知道我书念得好,当时家里也可以吃得起饭了,就支持我上大学。那年,班里推荐我一个,学校一共推荐了六十四个,最后就我一个人考上了。于是我正式成为吉林工业大学机械系机械制造工艺及设备专业的一名大学生。

在吉林工业大学读书

这就是我曲折的求学经历,有着很强的时代烙印,是你们这代人无法想象的。毛主席说过“有条件上,没有条件创造条件也要上。”这也是我求学过程最大的心得。我想说少年时期的磨难也是我人生宝贵的财富,小时候在家里,种地、劈柴、做煤饼、压水抬水都是我的活儿,上初中修辽阳市大马路义务劳动二十天,我能挑着土篮子不停的在工地间穿梭,这所有艰难困苦的事儿,不管有多累,我都坚持下来了。少年时期的经历磨练了我的意志、锻炼了我的耐力,人在年少时就要吃一些苦,对以后的求学和工作都是有益的。

1956年大学一年级同班同学(王立鼎在前排右一)

立业篇

大学毕业之后,我就到了中国科学院长春光学精密机械研究所工作,主要从事超精密齿轮制造研究。我最初是做军民两用的齿轮。后来,做军工需要的齿轮,像雷达、光电经纬仪等。当时工业部门做七级,我做六级,通过研究工作把齿轮做出来,然后装到国防仪器里边去服役。后来军工要求更高。国家当时的齿轮标准是从苏联翻译过来的,后来才使用自己的标准。我三十多岁的时候,国家最高精度齿轮是三级,一级齿轮当时没有听过更没有见过。当时需要研制一级精度齿轮装在我国精密雷达上,所以开始研制一级齿轮。经过努力,在国产机床上一级齿轮研制成功。用的是中国人的智慧,中国人的工艺。一级齿轮的研制成功,给我们国家军工装备解决了关键单元问题。

一级精度标准齿轮

做齿轮,还要测齿轮,虽然我是做工艺的,但是也要做测试仪器方面的工作。近年,我到大连理工大学后,突破国际最高精度的计量基础器件标准齿轮,解决一级齿轮的测量问题。经专家鉴定,我改装的机床、我做的齿轮、我们研制的渐开线检查仪,在精度上都是国际领先。可以说初心不忘,我从1960年开始做齿轮,到现在80多岁,仍然是耕耘不止,一直对齿轮情有独钟,我虽是三个专业,但最近又回归到齿轮上来。想帮助年轻人,跟他们一起做事情,推进我们国家齿轮的制造和测试技术。

中专为什么要学机械,工作时又为什么会把基础器件“齿轮”作为我的研究方向呢?这也和我的成长经历有关。上小学时外祖父开油坊,用机器榨油,但用的电动机功率小,小马拉大车,拉不动,直接给电,启动不起来,所以需要一个工人摁电闸、一个工人助力,让皮带轮转起来再松手。外祖父榨油和操作电动机的工作过程对我充满了吸引力,我当时还是一个小孩就可以站那老老实实地看一个小时。另外当时我们住的院子中间有一个铁工厂做机械加工,整天轰隆轰隆响,我好奇里面干什么,但当时个子矮,我就蹬着砖头,扒着窗台往里看,这一眼到现在我都记得:一个电机通过皮带带动天轴,皮带很长,天轴有好多皮带轮,通到每个机床上,机床上手动拨动开关,离合器一合上,这机器就转了。一个是调机器,一个是机械加工,让我初窥机械的奥秘,也激发了我的好奇心,所以我中专就报了长春机械制造学校,选择了机械作为自己的专业方向。

到长光所工作之后,也许是事业心驱动,也许是常年的学习习惯延续,我周六日不休息,一年,休息初一、初二、初三这三天,每天5小时睡眠。没有领导鼓励,也没有奖金诱惑,就是自己想这么做。每天早上5点起床,跑步到单位,开机床预热。机床运转摩擦生热,轴会变长,齿轮加工精度就保证不了,为了齿轮加工的稳定,机床要提前开两个小时。开完机床后,再跑步回家做早饭,然后7点半正式上班,到夜里12点下班。晚上回家走在马路上一个人都没有,但我觉着自己很有劲儿,不害怕会发生什么特殊状况。回到家,夫人和孩子都睡着了。常年这样虽然很累,但回家不会说我累了,要求家人给我倒点水,到现在都没有这个习惯,我自己想做什么就自己做,不指使别人。

1988年王立鼎在激光光盘母版刻划机上作实验

在三十多年长时间、高强度的工作保证下,我在长光所完成了“高精度小模数标准齿轮”和“超精密齿轮工艺技术”等项目。让我记忆深刻的还有“光盘伺服槽及预制格式刻划机”项目,该项目组由一百多名科研人员组成,作为这样一个大项目组的负责人对我个人来说提出了更高的挑战,不仅是要管理好自己的时间进度,还要时刻关注项目进度。为此我制定了详细的项目时间进度安排,细化到周,每周一项目总体组检查上周进度,计划完成就通过,没完成就要找出原因,为什么做不到,加加油能不能把进度补上。当然真遇到技术问题只加油是不行的,我这个项目组负责人也不是什么技术都精通,我就去请所内其他技术专家来,帮着给会诊一下。例如有轴系方面的问题,就请轴承检测或者相近技术专家来提建议。会诊之后,项目组觉得建议值得一试就试。不能因为局部问题耽误整个项目的进度。最后,十来个单元技术全部过关,项目总体任务按时完成。

1995年遴选为中科院院士,1996年学部主任师昌绪授证书

那是一个难度极大的任务,外国对中国禁运,现在叫“卡脖子”技术,没看过外国的任何资料,最后科研成果达到世界先进水平,拿到国家二等奖。这不皆大欢喜吗?因技术问题被“会诊”的同志能计较我原来要求严格,给他提意见了,不给他面子吗?只会想王立鼎做事认真,一切出于公心。而且得奖的时候,我采取核心组成员投票制度,各个课题组负责人加上本组一名群众,大家投票认为谁该排第一,统计结果,排出一二三。这个得奖名次不是我写的,大家投票得出。获得奖励了,把奖金分给大家,我又跟获奖的同志商量,能不能每月拿出十元钱,给参加这个工作,做得出色的年轻人,当时每月津贴费也就几十元,但大家都同意了。就这样我协调平衡这个超大项目组的内部关系,充分调动了大家的工作积极性,心往一处想,劲往一处使。秉承这种理念,正当微纳米技术在国际上萌芽之时,我在所领导的支持下创建了中国第一个微机械工程研究室。

总结我在长光所近40的工作经历,首先要刻苦钻研自己的业务领域,打铁还需自身硬,但要干成一番事业,就必须要带好团队,要充分激发团队的力量。作为团队带头人要做到工作要多做,索取要少,做事要公平,要有敏锐的前瞻视野。

治学篇

1998年底,我正式到大连理工大学工作,积极支持机械工程学院的发展,规化并牵头申请了仪器科学与技术一级学科博士点和博士后流动站,在大连理工大学建立了仪器学科。此外,我还有一个主要工作,学校要求我建立一个微纳米研究机构,我起名叫微系统研究中心。从那时直到现在,我一直在不断探索如何让研究中心更好的运行,有更长远的发展。

我做微纳技术没有企图自己要得到什么,纯粹是为了国家发展的需要。做这个新兴科学领域是考虑中国要做些新东西。也不只是关注自己团队,凡是有机会,都会帮助行业里的年轻人,辅助他们,不能自私自利得只考虑自己手下的人。因为我想中国微纳技术发展是国家的行为,不是一个单位做好就行,要全国做上去,以全国之力与国际上的微纳米研发水平比高低。

王立鼎及其团队成员在实验室中(左三 大连理工大学机械工程学院王晓东教授)

话说回来,刚到学校创立一个新的学科方向对我又是一个新的挑战。可能有人会说,你已经是院士了,还不是一呼百应。但事实并非如此,建立团队之初,研究中心从学校原有人员跨专业选10到20名老师都很困难,工作不好做。因为学校教师岗不要求坐班,但到我这里要求坐班,不同运行方式和规定让原来的人会觉着:换了个负责人,要求很苛刻,时间不自由了。所以我首先要建立研究中心的文化理念和运行制度,工作人员大部分都是从外边招聘来的,来了就要听从统一指挥,每天按时上下班,必须要接受中心理念,遵守中心制度,才能保证团队的战斗力。因此对每一个新来的同事我都会说:“咱们微系统研究中心是一个团队,是群体概念,上下班有固定时间,不是原来校园的作息时间”。事先讲清楚了,他们也就入乡随俗了。新来的人没有项目,我当时六十几岁,亲自到国内接项目,接了项目分配给大家做,并让新人做副课题负责人,把经费卡全交给他。我拿来经费,大家用。这个大家看得很清楚,王立鼎做事不是为了自己,好处分给大家。事业干起来,有成才的人,让他签字当头,否则都听我的,就不能调动所有人的积极性,研究中心也就不能做大做强了。

微系统研究中心团队早期科研工作者合影

有了制度的保障,经过多年的团队建设,大家都认同了团队的理念,团队里就没有懒汉,没有调皮捣蛋的,大家都听从指挥,按照团队精神,整体作战。这么多人,我又开始规划研究中心的发展方向,每个方向都有带头人,一旦你申请的方向有大项目,我要调兵遣将,一起努力做,保证整体发展。目前,30多人的团队已经形成多个研究方向,每个研究方向获得了多个国家重大、重点项目的支持。每个方向都由教授领衔,目前都发展得不错,如生化微系统与物联网研究方向有刘军山、刘冲、杜立群、李经民等教授;微纳传感器与执行器研究方向有褚金奎、崔岩等教授;微纳仪器与装备研究方向有王晓东、罗怡等教授。以微系统研究中心的这些研究方向为基础,我领年轻同事建立了辽宁省微纳米技术及系统重点实验室,此外,我还成立了高精度齿轮研究室,搞我的老本行,传承超精密齿轮加工与测试技术,为国家培养齿轮人才。

2009年与娄志峰博士讨论齿轮齿形测量

微系统研究中心建立起来后,进入良性循环,学生培养就成了我们的工作重点。做新兴科学领域的人是年轻人,最终的发展成就不是我的,我做微纳技术的目的是为了给他们创造条件,给他们开路,我只是领着他们做,师傅领进门,修行在个人。未来他们肯定有做得好的,有成就的。这要通过年轻人自己的努力、坚韧、智慧。研究中心培养学生要求学生能文能武,既能操作设备,又可以做基础理论,我个人认为从事工科的科学工作者,不要只搞虚无缥缈的仿真、神经网络等。那些模型和方法有他们的用处,但我们科学工作者要为国家做出实实在在的贡献,必须是理论联系实际。我认为我自身的成长就是在不断的接触实践,在实践中磨炼,把理论学习的东西再用到实践中,使实践的工作可以补充科学研究,不断向前推进。这一点不但我做,我希望我的学生也能够这么做,我希望我们国内搞工科的这些学生都能这么去做,这样,我们就不怕外国从理论上、从工程实践上来卡中国的脖子。从事工科研究的技术人员要能文能武,除了能够写文章,能够确定方案,能够申请项目,还能够操作仪器、加工设备,或者是新装备的总装调试。我在培养学生中也是这样要求的。硕士生、博士生只搞仿真模拟不能毕业,必须做出有形的东西。

我到大连理工大学之后,齿轮专业培养两个博士,凌四营做加工、娄志峰做测试。为什么培养这两个学生呢?我在长春光机所原来的高精度齿轮研究组里年龄最大,但是因为是院士并没有退休,课题组的同事都退休了,超精密齿轮加工和测试面临后继无人的局面。所以大连理工大学希望我把超精密齿轮做起来。我思考再三,为了中国搞超精密齿轮后继有人,决定建立高精密齿轮实验室,手把手地教他们如何去操作仪器、操作机床。现在教出的这两个博士生都已经是副教授了,他们既是我的学生,又是我的徒弟,现在也是齿轮超精密级的技术传人,其中凌四营还获得了机械学科上银优秀论文金奖,他是海峡两岸第一个金奖获得者,金奖要求既要有理论,又要有一些实实在在的重要的应用前景。

王立鼎正亲自教授学生凌四营

研究中心以科研为主,教学为辅。把科研与教学紧密的结合起来,讲课才能更生动,讲得更加深刻。如果不做科研,讲稿就会几十年不变。有的老师经常看国内外文献,见多识广,与时俱进,给学生讲课的时候,不是按照哪个本子讲,本子是基础,添加一些新兴的内容,对学生有用。我讲课学生就愿意听,因为我不光讲书本上的,还有我的研究成果和经验,很实用。时代不一样了,总要与时俱进,怎么做科研做得好,怎么不偏废,不能只注重写论文不注重实践。

王立鼎与他的学生们

学生走到我办公室敲门,我不会说你没预约,我不接待;也不会说,你别来找我,去找你的老师。但凡是有点时间,都会说进来坐坐,有什么事情吗?年轻人来请教,我会跟他们说采取什么样的方法,有的人根本就不认识我,临走的时候说声谢谢,事后也许不再见面,也许还会见面。每个学生找我谈话,我都会讲一讲思想方法。思想方法也得有个训练、学习的过程,有些人听听而已,有些新人被打动了,尝试照着去做。只要他们一两句话听进去了,我讲一两个小时都不算白费。作为院士来讲,培养高层次人才是我们义不容辞的责任。如果你有好的愿望,我肯定会鼓励你,说有益于你发展的话。

我是中国土生土长发展起来的,我最后的结论(不是座右铭):天才出于勤奋,务实才能成功。做事情要特别的认真、务实。我在50岁之前天天在机床旁操作机床,有些操作上的技术要高于高级机师,所以自己要亲手操作。我在机床旁放一张办公桌,在那里既看机床,又能思考问题。天天不离开机床,不离开操作,所以就练就了一手能文能武的本领。按现在的说法,就是“科学家”加“大国工匠”。

王院士的学生是这样看待老师的:王老师治学严谨,要求我们在做研究的时候,不可以做了几件只挑选一个精度好的去宣传,要保守一些,报出去的东西应该百分之百达到,否则别人要按照这个跟你订货,你就做不到了。经常提醒我们年轻人一定要踏实。王院士对自己的学生赞誉有加,每个学生的特点都记得非常清楚,并津津乐道:谁和谁合作,完成了什么项目,突破了什么难题,做出了什么贡献,获得了什么奖励……

规划篇

说到规划,我已经为国家做了几十年的规划了,这里就不提那些大的规划了,主要谈一谈对实验室和对青年科研人员规划的建议。

大连理工大学机械工程学院新大楼广场

实验室的规划就离不开“知方楼”,那是大连理工大学机械学院新大楼,位居大工西南,呈方形。“方”取自老子《道德经》“大方无隅”,意思是宽宏大度的人心中没有阴暗的角落,希望机械学子要宽宏大度、德才兼备。大方楼的广场,四周呈方形,中间为齿轮形状。俗话说没有规矩,不成方圆。方圆广场提醒着机械学子做人做事、学习工作都要遵守学校、社会的规矩,这些也是我创办微系统研究中心的初衷。原来旧的实验室在东区,有950平方米建筑面积,也是当初机械学院最好的实验室。可事物是不断发展的,所以新的实验室初步规划了3000平方米,大方楼建设之初,我就自愿说实验室的规划我来做,考虑到机械学院至少三十年轻易不能搬家,房屋的寿命肯定是半个世纪以上,时代在发展,机械学院早晚要建立国家级重点实验室。

2017年在齿轮实验室给同事讲解(右一 大连理工大学机械工程学院刘军山研究员)

实验室的硬件条件建设和规划已初具规模,但我觉得实验室的负责人更加重要。负责人要有闯劲,要有发展的前瞻视野。我老早就总结出的经验:国家也好、学校也好、大小学在内,一把手绝对重要。找错了,找了一个和颜悦色,干事儿好像有板有眼,但是从来不撑头的,顶多能占个中流,手下肯定发展不起来。重点实验室要考虑事业的发展,需要按照党的原则、万无一失,但俗话说胆小不得将军做,也得有冲的劲儿,敢字当头。要当实验室带头人,既要有胆识,又要扎扎实实,跟广大群众紧密联系。遵循这一实验室负责人挑选标准,在现有的队伍里,我把微系统中心的事交给了刘军山。刘军山沉稳老练,资历虽比不上年长的教授,但比其他人多一些闯劲儿,有决心、有魄力,这样的人当带头人,团队、学校、国家才能前进。秉承“扶上马,送一程”的精神,刘军山任辽宁省微纳米技术及系统重点实验室主任,我任学术委员会主任。后来文件要求本单位的人不能做学术委员会主任,我就请了同样是搞微纳的郭万林院士做重点实验室学术委员会主任,请他支持刘军山和我们团队的工作。

2017年在办公室设计谐波齿轮磨削机床

关于我个人,我一直在用保尔·柯察金的话鞭策自己:人最宝贵的是生命,生命每人只有一次,人的一生应当这样度过:当他回忆往事的时候,他不会因为虚度年华而悔恨;也不会因为碌碌无为而羞愧。他能够说:我的整个生命和全部精力,都献给了世界上最壮丽的事业——为解放全人类而斗争。我可以负责任地说我的一生全部献给了祖国科学事业,没有太多后悔。单位是大我,家庭是小我,对家庭没有什么后悔,就是有一部分亏欠。

大连理工大学研究生会邀请院士做客“名师访谈”

最后谈谈青年学者该如何做规划。学校找我给硕士、博士、新来的大学生作报告,虽然是讲自己的故事,但是也要费点力气。会场上往底下一看,多数人在听,少数人捧着手机。听多少算多少吧,不可能让别人都跟自己一样,听名人讲座,百分之百集中精力去听,这个不现实。毛泽东他老人家教导我们说“人类总得不断地总结经验,有所发现、有所发明、有所创造、有所进步”,我背得很熟,但不能只背熟,要把道理吃透。说三十年、五十年规划,其实是不可能的,规划什么时候能当研究员、能当院士,也是不现实的。专业方面的发展规划三五年时间不短了。然后把三五年分段,我第一年重点做什么,我第一个月重点做什么,我第一个星期做什么,下一星期做什么。都要有自己的规划,并不断的总结,不断找自己的毛病,不断吸取好的东西,作为经验,留存下来。我经常跟同学们讲,不要等过了几个月了,才想起来我的进度拖了。你应该自己给自己定个标准,长计划、中计划、短计划。短计划一个礼拜,这个礼拜是写篇文章还是做个实验。哪些进度超额了、哪些未完成,经验教训总结一下,经验保留,教训改正。你等几个月才算一次账,那是懒人的做法。

上世纪70年代,经过层层努力,我们的标准齿轮已经做到2级了,达到国际先进水平。我们并没有止步于此,已是70岁的我与大连理工大学同事一起,又经过10多年的努力,制造出1级精度标准齿轮,居国际领先水平。标准齿轮是基础件,也是计量的基准,有了一级标准齿轮,我们国家的测量仪器就可以比国外调整得还精准一点。不是中国什么都不行什么都落后,毛主席讲,中国人民有志气有能力,一定会在不远的将来赶超世界先进水平,这个话在某些方面已经变成了现实。广大的中青年人科研工作者,希望你们在制造领域做出新的成绩,不让外国来卡中国脖子,中国要挺起腰板来,将来比他们干得还出色。

出席“2021智能制造时代的精密加工与测量技术”学术交流会(左一 院士助理锁刘佳,左二 Light学术出版中心主任白雨虹,右一 《计测技术》主编韩冰)

专访手记

进行院士专访的初衷是希望通过院士的事迹,让年轻人有所启发、有所借鉴。从采访到现在已经有一段时间了,让我记忆深刻的是王院士成为中国超精密齿轮工艺技术的开拓者一路的勤勉付出、培养学生的呕心沥血、团队建设中的勇于担当、甘做新兴科学领域奠基者的高瞻远瞩。让我尤为感叹的是:王院士往往站在国家的角度去考虑问题,这种格局和精神境界也许可以给年轻的您一些启发。我想用“胸怀天下、开拓创新、躬耕不辍、科技报国”来总结这次人物专访的总体感受。

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