1960—1978 年上海交通大学实验室建设回眸

2023-12-11徐骞

实验室研究与探索 2023年9期

徐骞

（上海交通大学档案文博管理中心，上海 200240）

0 引言

注重实践教学，加强实验室建设，是我校的办学传统和特色。进入20 世纪60 年代，学校认真积极贯彻中央“高教六十条”，面貌焕然一新，实验室在数量提升、人才培养、科学研究、核心技术攻关等方面取得了长足进展。然而随着“文化大革命”发生，学校陷入混乱局面，“老交大传统”被彻底否定。本文以1960 ～1978年为时间段，全面介绍学校实验室在“文革”前后克服重重困难、顽强发展和继续壮大的历程。

1 “文革”前，实验室建设新发展

经过几次大规模的院系调整、西迁西安，至1959年独立建校前后，学校实验室工作基本处于“基础课及老专业实验室的恢复充实和新专业实验室的新建阶段”［1］。1961 年9 月，“高教六十条”颁布施行，强调要加强技能训练［2］。为了更好地贯彻“高教六十条”精神，学校的实验室建设加大了力度，数量上逐年增多。据统计，为适应学校专业的调整与建设，1960 ～1962年3 年间，基础课、基础技术课、专业课的教学实验室从33 个增至52 个，新建了潜艇、船舶燃气及蒸汽涡轮机，船舶内燃机、无线电导航、无线电通信、高温合金、金相、电子计算机等实验室。与此配套，仪器设备总值从900 万元增至2 000 多万元，还调配大批专业教师充实实验室的教学工作。［3］

经过几年的努力，学校实验室数量有了大幅提升，质量有了明显成效。截至1963 年底，全校实验室共计54 个。

船舶制造系（一系）：船舶结构力学实验室（1301），船池实验室（1401），空泡水筒实验室（1402），流体力学实验室（1601），材料力学实验室（1701）。船舶动力机械系（二系）：船舶蒸汽轮机与燃气轮机实验室（2101），船舶锅炉实验室（2201），船舶内燃机实验室（2301），船舶动力装置实验室（2401），热工实验室（2501），船舶辅机及设备系统实验室（2601）。工程物理系（三系）：反应堆物理实验室（3101），反应堆工程实验室（3102）。无线电系（四系）：无线电通信实验室（4201），无线电导航实验室（4202），无线电设备实验室（4203），水声工程实验室（4401），无线电技术基础实验室（4601）。自动控制系（五系）：陀螺仪及导航仪器实验室（5101），指挥仪实验室（5202），计算技术实验室（5201），调整及随动系统实验室（5301），自动控制实验室（5302），模拟及测试技术实验室（5303）。电机工程系（六系）：电机实验室（6101），电器实验室（6102），船舶电气设备实验室（6201），船舶消磁实验室（6202），工业电子学实验室（6203），发电厂电力网及电力系统实验室（6301），绝缘和电缆实验室（6401），高电压技术实验室（6501），电工学实验室（6601），电工基础实验室（6701）。冶金系（七系）：高温合金实验室（7101），金属学及热处理实验室（7201），金属物理实验室（7202），金属压力加工实验室（7301），铸造实验室（7401），焊接实验室（7501），钢铁冶金实验室（7601），物理化学及分析化学实验室（7701）。机械制造系（八系）：舰用火箭发射装置实验（8301），泵及液力传动实验室（8501），金切实验室（8101），精密机械仪器实验室（8201），起重机实验室（8401），机械零件及原理实验室（8701），实习工厂。机车系（九系）：内燃机车实验室（9101），电气机车实验室（9201），车辆实验室（9301）。基础部：物理实验室，化学实验室。

1962 年9 月，党的八届十中全会重提阶级斗争，校内师生纷纷参加社会主义教育运动。1964 年底，根据上海市委关于开展城市面上社会主义教育工作的指示，各系实验室围绕“清账目、清物资、清仓库、清资金”开始了经济“四清”工作［5］，该项工作至1965 年9月底结束。其中1701 实验室——材料力学实验室以“突出政治，努力实现实验室革命化”［6］为主题，成为实验室管理工作经验推广的典型。1966 年，学校对一年来实验室“四清”工作进行检查，开展了“政治思想好、三八作风好、科学管理好、实验质量好”的“四好”实验室评比［7］，以突出政治，狠抓思想革命化。这次运动，虽然对于解决实验室积压、浪费等管理方面的问题起了一定作用，但在“千万不要忘记阶级斗争”的大背景下，扰乱了正常的科研秩序，偏离了既定的目标。

2 “文革”期间，实验室的艰难创建

1966 年5 月，“文化大革命”发生，学校正常的教学制度和秩序被全部打乱，实验室的正常工作也陷入停滞状态。在这期间，实验室经费锐减，有的实验室遭受了严重破坏，教学实验工作遭受重大损失。就在这样极其困难的情况下，广大专业教师和科技工作者不记个人的委屈和抱怨，义无反顾地走上了工作岗位，建造了以空泡水筒实验室为代表的一批专业实验室，为日后学校的发展打下了很好的基础。［8］

2.1 空泡水筒实验室

1958 年，造船专业的船模试验池建成后，学校又决定建设船舶流体力学的实验研究基地——空泡水筒实验室。空泡水筒实验装置类似空气动力学中的“风洞”，是在水流条件下进行舰船螺旋桨空泡水动力特性实验和水翼及轴对称体的空泡实验的基本设备。当时国内缺少这类关键设备，严重影响了我国造船工业设计水平和质量的提高。

1961 年，学校启动空泡水筒实验室的筹建。当时以船舶原理教研组为主，成立了由教师、实验人员、技术工人组成的筹建组。专家们对实验室的建设提出了明确的技术要求：①与船模试验池配套，螺旋桨模型的最大直径300 mm，为中型空泡水筒；②除试验研究螺旋桨的空泡性能外，还应顾及高速回转体（如鱼雷）、水翼等空泡性能的试验研究；③空泡水筒的性能及相关的测试仪器设备要先进，水筒的最低空泡数应小于0.2。筹建组查阅了国外相关实验室的规格、性能等资料，提出了设计要求。国防科委也对于该设施的建设提出了原则意见，要“立足国内，自行设计制造”。

实验设备的总体设计工作由王本立、顾其昌负责，分组实施，主要有筒体设计，轴系设计，直流测功电机和螺旋桨动力仪，轴流循环水泵系统，水筒中的调压抽真空系统、工作段处水流速度及压力测量系统、观察螺旋桨空泡现象的闪视系统等。由于当时政治活动较多，设计工作受到一定影响，所以到1965 年底才完成“上海交通大学空泡水筒的设计计算书和整套施工图纸”。经有关部门同意后，设备分批委托有关工厂加工制造：空泡水筒的筒体部分由江南造船厂、循环水泵系统及轴系由求新造船厂、测功电机及螺旋桨动力仪由上海天平仪器厂等分别制造，实验室用房则由华东建筑设计院设计、上海城建局施工建造。

项目即将开启之际，“文化大革命”爆发，一切陷于无政府状态，空泡水筒实验室的建设被迫停顿。此刻，顾其昌等筹建人员仍心系实验室的建设，大家以中央提出“抓革命，促生产”的口号为依据，于1970 年向学校主管部门第六工业机械部（以下简称“六机部”）报告，要求继续建造空泡水筒实验室，并申请相关设备与建设经费。1971 年4 月，六机部批复同意该实验室的建造，“尚需水筒筒体、螺旋桨轴、测试控制设备等项可继续完成”［9］。广大教师克服困难，逆流而上，不厌其烦地前往有关工厂、车间，与工人协商加工生产进度。通过艰苦努力，各生产厂家终于在1975 年底完成了该实验室所需全部设备部件的生产。不久，总面积800m2的实验用房在徐汇校区东北角落成。在专业教师和实验人员的共同努力下，1976 年底，一个可与国际先进水平相媲美的实验设施终于安装完毕（见图1），整整花了15 年时间。

图1 1976年建成的“空泡水筒实验室”

空泡水筒实验室总装完成后，进行了逐项调试和测定。校验测试结果表明，实验室的总体性能达到了设计要求的技术指标。随后进行的国际标准螺旋桨模型实验又证明，数据分析结果与国际上有关空泡水筒发表数据的符合程度很高。

2.2 船模试验池

1958 年建成的船模试验池（见图2）也在“文革”中继续发挥作用，承担了大量试验和研制任务。实验室技术人员在王公衡、方文均等教授的带领下，坚持实验室建设，定期维护保养设备，继续研制开发了一批试验设备，如摇摆试验台、螺旋桨导管测力仪、自航船模操纵试验设备、机械式三自由度运动测量仪、垂直面和水平面运动机构、测量船模尾部伴流场仪器等，不断提高研究能力，扩大研究领域。由于该实验室在国内领先，大批新开发的军用、民用舰船的研制单位纷纷前来提交试验任务。实验室人员接受项目后，废寝忘食、夜以继日地忘我工作，设计方案、研制船模、上机测试等，试验结果都很精准，为新型舰船的设计与研制提供了重要依据。期间，船模试验池承担测试的军用舰船主要有水下潜艇、远洋救助船、破冰船、导弹护卫舰、导风气垫艇等，承担的民用船只主要有万t级货轮、2.4 万t油轮、2.5 万t散货轮、申汉线大班轮、工程测量船、石油钻井船等［10］。在为大连红旗造船厂2.4 万t 油轮改型实验中，实验室人员提出了改进线型设计的建议，在主机功率不变的情况下可以增加容量6 000 t，为厂方所采纳。“文革”后，该实验室参加的JD 槽型减摇水仓系列、JD简易导管桨系列、可调螺距螺旋桨系列、肥大船型及船首研究等成果都在实际生产中应用，并获得各项国家奖励，为我国造船事业的发展作出了贡献。

图2 1958年秋，交通大学建成国内第一座双轨拖曳式船模试验池

学校十分重视实验室人才培养。在1962 年前后，校系领导决定派遣骨干教师前往国外留学，专门进修船模试验研究和分析技术，同时还考虑加盟国际船模试验池会议（ITTC），尽早与国际接轨。1964 年先后选派吴善勤、盛振邦2 人赴英国国家物理实验室船舶部（NPL Ship Division）作为访问学者，专门进修船模试验技术和分析技术。2 人进修期满后先后回国参加船模试验池工作，对提高和改进交大船模试验池的试验研究和分析技术发挥了积极的作用。

“文革”结束后，教育部部长蒋南翔到学校调研。在船模试验池考察时，陪同人员告诉他，这是1958 年建成、整套仪器设备都是从德国引进的实验室，而且在“文革”中没有受到破坏，还自行研制了一批仪器设备。蒋南翔十分感慨地说：“上海交大船舶流体力学研究室真是了不起，船模试验池不仅保养完好，做了许多科研工作，还新建了一个现代化的空泡水筒实验室，实在是太了不起了。这种自力更生、坚忍不拔、在逆境中努力拼搏的精神应该大力发扬！”［11］

2.3 激光研究室

还有一些实验室也是在“文革”中经过学校科研工作者艰苦创业才得以建成，如激光研究室的筹建曾历尽坎坷。1970 年底，根据国防建设的需要，六机部批准同意学校开展激光技术研究。基础部物理教研组联合有关专业教师，白手起家，从研制专用设备、仪器开始，确定了激光器件、水下激光应用、光—电晶体、光学设计与加工检测4 个研究方向，开展了大量研制工作。参加项目的教师，如汤一兵、任秀英、徐高钺、徐家齐、蒋秀明、谢绳武等边学边干［12］，逐渐锻炼成为一支成熟的专业队伍。

要搞激光，首先要有激光晶体；要提炼激光晶体，又要有专用的激光晶体炉。这些设备当时国内还无法生产，从国外进口又很困难。他们自力更生，从研究资料文献入手，自己着手研制激光晶体炉，自己提炼激光晶体。试制8 个月，在经历了多次失败之后，第一批激光晶体连续棒终于提纯出来，取得了第一步研制的胜利。接下来，研制人员土法上马，修旧利废，利用一批报废设备，自己动手设计、改制加工激光原件所需的光学设备：晶体抛光机、粗磨机、切割机等，节省了十余万元的设备经费和加工经费。晶体加工是一项非常严格、精度很高的专业工作。倍频晶体加工精度高、难度大，要求很高的光洁度，两个断面的平行度要求更高，而且对加工环境的要求也很严格。当时一无专用设备，二无恒温室，三无专家指导，只能靠自力更生。

为了降低室内空气中的湿度以保证抛光盘硬度适当，保持标准室温，在冬天，他们利用一间只有6m2的小房间，上面用红外灯光照射，下面用电炉烤，以使室温达到40 ℃，每次加工一干就连续10 多个小时。在对倍频晶体进行匹配角测量时，为了保证倍频晶体有关性能的准确性，必须用脉冲激光逐点逐点进行测量。夏天，研制人员在密不透风的暗室里，靠眼睛在屏幕上捕捉着一次闪现仅为1／1 000 s的绿豆大小的光斑，经过上千次的测量，才能取得准确的数据［13］。正是凭着这种兢兢业业的艰苦创业精神，激光研究室一步步发展起来，取得了许多重大成果，在当时国内激光研究领域处于领先地位。

2.4 固体力学实验室

固体力学实验室从20 世纪60 年代初开始建设，经历了从无到有、发展壮大的历程。其中断裂力学实验设备就是在70 年代开始发展，一些教师到有关厂家联系调拨或购置，引进了“红山10t”、瑞士“AMSLER20t”2 台高频疲劳实验机，之后又增添了MTS材料实验系统，以便运用断裂疲劳理论开展有关高压气瓶强度实验的研究、长钢轨疲劳寿命实验研究等项目［14］，使我校的断裂力学理论研究在全国处于领先地位。

3 1978 年，实验室建设的调整恢复

1976年10 月，党中央一举粉碎“四人帮”，结束了“文化大革命”，学校也立即进行了拨乱反正，恢复和整治教学秩序。经过恢复调整，至1978 年，实验室恢复至43 个。

船舶制造系：船舶机构力学实验室（1301），船模试验池（1401），材料力学实验室（1701），流体力学实验室（1601），潜艇模拟实验室（1201），空泡筒实验室（1402）。船舶动力系：涡轮机实验室（2101），内燃机实验室（2301），动力装置实验室（2401），制冷与空调实验室（2601），反应堆工程实验室（2701），热工实验室（2501）。电力电机系：电机实验室（3101），船电实验室（3201），发电电力系统实验室（3501），高压实验室（3701），电气绝缘实验室（3601），电工学实验室（3801），工业电子学实验室（3301），船舶消磁实验室（3401），电工基础实验室（3901）。无线电系：雷达实验室（4101），无线电通信实验室（4201）。热加工系：金相实验室（5201），炼钢实验室（5101），锻压实验室（5301），铸工实验室（5401），焊接实验室（5501），物化分化实验室（5601）。机械制造系：机械工艺实验室（6101），液压传动实验室（6301），起重机实验室（6401），机械零件原理实验室（6701）。精密仪器系：陀螺仪实验室（8101），精密仪器实验室（8201），声全息实验室（8301），激光实验室（8401）。电子计算机系：电子计算机实验室（9201），自动控制实验室（9101），计算中心（9301），晶体管电路基础实验室（9401）。基础部：物理实验室，化学实验室。