【专题访谈】用耀眼的激光点亮科学星空 ——访清华大学电子工程系教授、中国科学院院士周炳琨(一)

2021-01-19 11:50:37

周炳琨院士,1956年留校担任助教。1962年,从苏联进修归国回到清华无线电系参与组建了激光科研组,隶属于半导体教研组。1980年主编《激光原理》教材,沿用至今。1983年受学校派遣,赴美国斯坦福大学担任访问学者,创制“半导体激光泵浦钇铝石榴石激光器”。1987-1996年,受聘担任“国家863计划光电子器件与集成技术主题”专家组组长。1996-2003年,担任国家自然科学基金委副主任。2004-2015年,担任973计划专家顾问组成员。1993-2014年,担任中国光学学会副理事长、理事长。1991年当选中国科学院院士。

访谈伊始,我们从周炳琨院士口中了解到了他早年的不平凡经历:“1936年3月2日,我出生在四川成都的一个知识分子家庭,父亲是一位律师。家境并不富裕, 而在1950年成都解放时, 父亲已无力供养我的生活和读书。于是,我在家乡念完初中后,14岁跟随大哥离家到了东北鞍山。较早地开始了独立生活的历程。”在漫长的人生道路中,有哪些重要机遇和关键选择曾深深影响并决定了周炳琨院士的成长?他又做了哪些工作,注定他在“教书育人”的平凡岗位上做出了不平凡的事业呢?一切还要从将近七十年前那个“远赴他乡”的少年说起。

独立生活:未来之路由历练

1950年夏,解放半年多的成都,家家户户充满着期盼。东方微曦,新中国如初升的红日,空气中弥漫着蓬勃的朝气。那天,红旗招展,锣鼓喧天,一辆辆军用卡车驶入街巷,“东北工业人才招聘团”来了!周炳琨的大哥已决定应聘赴鞍山市工作,此时初中刚毕业的周炳琨,便胸怀艰苦磨砺、闯荡四方的决心,要求追随哥哥前往鞍山上高中。在父母亲的一致支持下,刚满14岁的他跟着大哥一起踏上了遥远陌生的旅程。

1953年周炳琨在鞍山一中

周炳琨所读鞍山市第一中学(高中),距离大哥所在的鞍山钢铁公司相去甚远,他必须独立生活。鞍山的冬天,积雪不化。一个月七块钱的伙食费,让他经常吃到的是高粱米饭、豆腐、大葱蘸大酱,他还兜里揣着大蒜,随时“大蒜就饭”。三年寒暑假、一场大病,他在学校独自度过、熬过。艰苦的生活经历使他自强自立,独立能力的锻炼更是受用终身。高中阶段,他开始喜爱上了物理,物理老师毕业于东北师范大学,其他还有哈尔滨工业大学等高等院校的毕业老师执教,前苏联人教授俄语。他集中精力学习,成绩名列全班第一, 并于1951年加入了共青团。那时正值抗美援朝,他报名参军,因年龄小而未被选中(班上一位同学应征赴长春飞行学院后加入了空军)。他每月听团课,认真记笔记,祖国的建设正蓬勃开展,他也开始独立思考自己的未来道路。

志学清华:科学星空必可及

1953年,周炳琨选择并考入清华大学无线电系,成为管(电真空器件专业)八1班的一名学生。进入清华是他人生道路上的一个重要转折,在成长的关键时期,清华“严谨,勤奋,求实,创新”的风气成为他工作学习的动力,课堂内外清华老师一丝不苟、严格要求的精神给他留下了不可磨灭的印象。平时他在电机馆、一教、二教、新阶梯教室上课,有时在电机馆聆听系主任孟昭英教授亲授《超高频技术(微波技术)》课程,孟教授雅人深致,一手漂亮的板书,令人赞不绝口。在物理课上,徐亦庄老师是从美国回来的,讲课深入浅出。最难的课程是由机械系金国藩老师主讲的《画法几何》(《投影几何》),课程严格训练形象思维。系主任助理、党总支书记李传信与系里其他老师普遍真诚关爱、悉心培育年轻人,他们关怀着周炳琨每一步的成长。     

1955年周炳琨在清华摩托车队

当年,“向科学进军”的口号激励着周炳琨,“实验室和宿舍里深夜不灭的灯光”也在潜移默化地影响着他。晚饭后,他与同学们匆匆赶往图书馆自习。深秋夜晚的清华园静谧祥和,遥望天空,银河熠熠,群星灿烂,此时一个念头闪过,祖国科学的未来仿佛这苍穹般神奇辽阔,他愿为之奉献终身。下午4点半,在“为祖国健康工作50年”的口号指引下,他与同学们放下书本,从化学馆跑出西校门,直达颐和园北宫门的绛红色影壁后返回化学馆,共一万米。夕阳西下,云山晚照,耸立于佛香阁后山的七彩琉璃砖塔正沉浸在璀璨的余晖中,每周两万米的长跑目标让周炳琨襟怀舒荡,精神饱满。当时,他还是学校摩托车队队员(后成为教练),对于游泳、打排球等运动也很喜爱。他发奋苦读,成绩几乎均为满分5分。他总结出一套学习方法,其核心为“抓住关键点,把书本学薄”,即努力由“学之之博”达到“知之之要”。

1956年的一天,辅导员找他谈话,问他是否有决心未来当一名科学家,而这正是他的宏愿——用所学所知点亮科学的星空!不久,他入党并念完了三年级,与其他几个同学一起被提前抽调毕业,当上了助教。在无线电系有计划的培养下,他短暂重返家乡,来到成都电讯工程学院(电子科技大学),跟随苏联专家列别捷夫教授进修微波电子学。1958年回校后,他这个22岁的小助教就开始讲授《微波技术》课了,并参加实验室的建设。

转向激光:科研方向系应用

1960年1月,周炳琨未满24岁,被派往前苏联列宁格勒电工学院做“进修教师”, 在应用物理教研组学习微波电子学,内容包括契林科夫辐射等。半年后,美国科学家梅曼发明了世界第一台“红宝石激光器”。在导师克雷诺夫教授的启发下,周炳琨敏感地意识到这一发明的深远意义。他认为,与科学史上其他一些重大发现、重要发明相似,“红宝石激光器”的发明是相关科学理论与技术不断发展完善的结果,未来激光将给社会生活带来巨变。因此,他决心抓住这一机遇,将自身努力方向与国家最急迫的国防科技需要相结合。与无线电系领导汇报后,他果断地将进修方向转为激光和量子电子学,并因而参加了前苏联第一批红宝石激光器的研制,还首次独自飞赴莫斯科采购实验器材。

1960年周炳琨在前苏联列宁格勒电工学院进修

 

1962年,他归国回到清华无线电系,与高以智、石秉学、陈效建等老师组建了激光科研组,隶属于半导体教研组,确定了激光学科发展方向,着手研究崭新的激光技术。清华培养的良好自学习惯、三年基础课的厚积深耕,让他善于融会贯通,勇于面对从未触及的量子力学和原子物理学,使他不畏于追赶信息技术飞速发展的前沿。而且,微波和光波本质上相通,不少地方可以殊方同致。就这样,最初源于偶然,之后他一往无前地踏上了跋涉求索的征程,他要用耀眼的激光点亮未来科学的星空!

当研究工作起步时,激光科研组即与常州第二电子仪器厂一起争取到激光航空测高仪的研制任务。不久,“四清”、“文革”等政治运动接踵而来。在困难的情况下,1966年11月,周炳琨带领科研小分队,南下常州、无锡的工厂,与工人师傅、工程技术人员共同协作,日夜攻关,终于调试出高功率红宝石激光器和计数器。他们又多次奔赴常州、西安,研制成了“激光航空测高仪”(1968年首次试飞成功)。后来,又研制成功“激光炮兵测距仪”等仪器,为我国国防现代化、激光技术产业化做出了突出贡献。在1978年3月召开的全国科学大会上,这些成果获得奖励。

1970年,周炳琨从无锡工厂返校不久,又随无线电系内迁至四川绵阳。他回忆说:“当时的校址还是一片农田。我们一边参加建校劳动,一边仍努力建设激光教研组。在生活艰苦、交通闭塞、信息不灵、资料贫乏的情况下,我们四处争取科研任务,日以继夜地进行固体、气体激光器、激光测距仪的研究。我们还把科研成果推向社会,帮助成都的工厂建成了气体激光生产线。”

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    【专题访谈】用耀眼的激光点亮科学星空 ——访清华大学电子工程系教授、中国科学院院士周炳琨(一)。一边仍努力建设激光教研组。