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中国院士花43年,成功破译钱学森“密码”,一下缩短中美20年差距

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墨珑甲 2021-07-30 17:30
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“外国有的、先进的,我们要跟踪,将来要有;但并不是说外国没有的我们不许有。”

这是中国工程院院士高伯龙先生说的一句话。

落后就要挨打,中国近代以来一直因为国力衰弱、生产技术落后而备受西方列强的欺凌。

新中国成立之后,一直致力于各项尖端科学技术的研发,以求科教兴国,高伯龙就是众多科研人员中的一位。

高伯龙耗费43年的时间,成功破译了“钱学森密码”,极大地推进了中国科学事业的进程,将中美两国之间的差距一下缩短了20年。

什么是“钱学森密码”

在军事和交通相关的领域,方向定位一直以来都占据着举足轻重的地位。

古代的中国人发明了指南针用以辨别方向,而在现代社会,尤其是在航空航天以及军事领域,指南针的精准度都已经不能满足需求。

取代指南针地位的,是一种名为“激光陀螺”的技术。

激光陀螺不仅能指明平面上的东南西北方向,还可以判断上下,在立体空间做出精准定位,即使在高速移动的情况下也能稳定运作。

钱学森早就意识到了激光陀螺的重要性,他研制出来的导弹若想要打得准,离不开激光陀螺仪的定位。

1971年,钱学森费尽九牛二虎之力终于得到了关于激光陀螺的大致原理以及光路图信息。

他随即将其记录在小纸条上送到了国防科技大学,并委托科技人员对此进行攻关研究。

钱学森写的这张小纸条上的内容并不详细,仅仅是激光陀螺的大致原理,但却是当时中国关于激光陀螺的所有资料。

仅仅凭此研究出激光陀螺的难度可想而知,因此被学界称为“钱学森密码”。

如此难如登天的科学界难题,高伯龙是如何与他结缘的呢?

书香门第,坎坷求学

高伯龙1928年出生于广西南宁的一个书香世家。

他的父亲毕业于上海交通大学(当时称南洋大学),但高伯龙的求学之路却并不算顺利。

由于父母工作原因,一直需要辗转各地,少年时期的高伯龙也随着父母在各地奔波,学业时断时续,转学插班就成了家常便饭。

但高伯龙天资聪颖,仅用五年的时间就读完了小学六年的课程。

随后高伯龙在家自修两年,考取了广西最好的中学汉民中学。

高伯龙在家自修备考中学期间,由父亲亲自指导他的学习,他自己也对《小学生文库》进行了广泛地阅读。

其中科学家传记、科普知识及中国古代名著等最令高伯龙感兴趣,激起了他强烈的求知欲。

高伯龙晚年曾回忆自己的求学之路,说:

“我小时候想当大科学家,其中一个原因是看小学生文库,受到了启迪;第二个原因就是我父亲对我的影响。”

高伯龙考入汉民中学后,成绩一直名列前茅,尤其是理科成绩尤为突出,在此期间高伯龙也更加坚定了要成为一名科学家的目标。

然而好景不长,1944年日军侵华的战火蔓延至广西。

眼见国难当头,高伯龙决定投笔从戎,毅然中断学业投身军营。

抗战胜利后,高伯龙重返校园继续学业,于1947年考取清华大学物理系,并于1951年作为物理系当年的两位优秀学生之一毕业。

工作更迭,不尽人意

一直以来高伯龙都非常热爱物理研究,毕业后他原本希望能够被分配到中科院近代物理研究所从事相关工作,却未能如愿,而是被分配到了中科院应用物理研究所。

三年后,高伯龙又被调往中国人民解放军军事工程学院从事物理教学工作。

但高伯龙对中科院物理研究所始终念念不忘,多次申请调动,甚至悄悄参加了中科院研究生考试,但最终都没能如愿。

一次次的失败和挫折并没有消磨高伯龙的意志,反而让他学会了释然。

在那个国家急需人才的年代,他逐渐意识到应当“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”,主观想法必须立足于客观实际,才能实现科学报国的爱国情怀。

破解密码,无惧质疑

从时间上来看,1960年美国就已经攻克了激光陀螺技术,发明出世界上第一台二频差动激光陀螺仪,远超其他国家。

而中国自从1971年钱学森密码交至国防科大以来,众多研究人员在数年间一直努力钻研。

但无奈的是美国对此技术一直封锁,试图形成垄断,再加上科研经费不足,因此激光陀螺技术的研究一直没有较大的进展。

当时高伯龙在国科大从事教学工作,在参与一些学校的科研项目时表现得极为出色,因此被邀请加入激光研究小组。

高伯龙参与研究后,果然不负众望,1975年,他仅仅用了一个星期的时间就搞清楚了一直以来困扰激光研究小组的“离子噪音跟陀螺信号差异”问题,这让原本已经不太抱希望的激光研究小组一下子重拾信心。

高伯龙在对“钱学森密码”中包含的信息进行了深入研究一年之后,也得出了一个结论:

在现有的条件下去学习美国的方法制造激光陀螺仪很难实现,必须从零开始,白手起家,做不一样的、属于我们国家自己的激光陀螺。

1976年,高伯龙发表了论文《环形激光讲义》,从理论上破译出“钱学森密码”,并且对国内效仿美国研制“二频差动激光陀螺”的方案表示反对,提出了自主研制四频差动陀螺方案。

在此之前,由于四频差动陀螺的研发难度过大,美国也已经表示放弃对此项技术的研究。

而高伯龙此时提出自主研制四频差动陀螺的方案,很快就受到了来自社会各界的质疑。

很多人认为,连美国都攻克不了的技术高伯龙想要实现,这种想法简直是天方夜谭。

面对众多的质疑,高伯龙的意志十分坚定,始终坚持自己的想法:

“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。”

当时我国自主研究激光陀螺的过程中,主要有两大难关:

镀膜技术和超精密光学加工技术,这两项技术是保障数据精确度的关键。

但在当时的中国,缺乏相应的高精度制造设备,研究小组跟专业的工人师傅请教,用手工打磨的方式,在一次又一次的失败中向此项技术难题发起挑战。

据当时国防科技大学的一组激光研究小组的工作数据:

“高伯龙平均每天在实验室的工作时间达15小时,即使是在春节期间也不会削减工作时间,不仅是高伯龙,整个研究小组成员平均全年加班时长达1500小时”。

在研究攻关期间,高伯龙的状态甚至可以用废寝忘食四个字来形容

他为了节省时间,最大效率地投入研究工作,还在实验室准备了炊具粮油等日常生活用品,以便在工作之余随时能够煮一碗面,解决一下吃饭问题。

功夫不负有心人,在经过十余年的努力探索之后,1994年高伯龙团队研发的激光陀螺工程样机,顺利通过了以中国科学院院士王大珩为主任委员的鉴定委员会的严格测试鉴定,并得到了极高的评价。

由此,我国成为世界上继美国、法国、俄国之后,第四个拥有独立研制激光陀螺的国家。

1996年,高伯龙率领团队在突破镀膜工艺的前提下,研制出全内腔绿(黄、橙)光He-Ne激光器,被誉为“检测之王”,自此打破了美国和德国对此技术的垄断。

中国成为世界上第三个掌握此光学技术的国家。

早在激光陀螺的“二频”“四频”之争时,高伯龙就曾坚定地说过:

“我想干成的一件事就一定能干成,只不过是时间问题。”

他最终没有食言,成功地自主研制出四频差动激光陀螺。

高伯龙并没有就此固步自封,在此后的数十年间,他从未停止过自己探索的脚步。

2007年,高伯龙带领自己的博士生,成功研制出空间环路四频差动激光陀螺。

2010年,又再次指导学生成功研制出一套双轴旋转式惯导系统,此系统有效解决了激光陀螺漂移误差而影响系统精度的问题,使精度达到当时全国第一。

朴实无华,背心院士

1997年,高伯龙就被评选为中国工程院院士,他被称为“激光陀螺仪之父”,但他的名字却很少被普通大众知晓。

在高伯龙研究激光陀螺的数十年间一直默默无闻埋头苦干,由于工作的保密性,他仅仅公开发表了二十余篇论文。

高伯龙在耄耋之年仍旧坚守在研究和教学岗位上。

在工作中一直保持着严谨、务实的作风,而在工作之余的闲暇时间,喜欢新闻和历史的他会每日读书看报,有时还会叫上好友下两盘棋。

名利和物质享受,似乎从不在他的考虑范围之内。

2013年,高伯龙一张身穿白色背心工作的照片在网络上流传,他因此被网友们亲切地称为“背心院士”,网友们调侃说他“穿着五块钱的背心,干着上亿元的大事”。

单从衣着上来看,高伯龙走在路上,或许很少会有人将他这个朴实无华的老者,与尖端科技激光陀螺联系在一起。

他的一件衬衫可以穿几年十几年,有一件棉衣甚至穿了三十年,在他生病住院的时候,护士曾想帮他洗一下棉衣却被他拒绝了:

“不要洗,洗了容易坏。”

2017年,长期以来一直病痛缠身的高伯龙医治无效在长沙逝世,享年89岁。

自他1975年参与激光陀螺研制任务,已有整整43年,他用这43年兢兢业业的研究,使中美两国之间在此领域的差距迅速缩短了二十年。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。

这可能就是高伯龙一生科研之路的写照。

他怀着对科学的深沉的热爱,日复一日,年复一年走在探索未知的路上,并指引自己的学生继续走下去。

高伯龙研制的激光陀螺仪是现代军舰、航母的“眼睛”,而他的科研精神也是一盏明灯,指引一代代青年锲而不舍地求知探索。

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