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第10章 王大珩,一个追光的人

我们生活在光的世界里,但有的人却在不停地追着光——他就是我国伟大的功勋科学家王大珩,中国“光学之父”,为我国的光学事业作出了巨大贡献!

小小的一束光

王大珩父亲是一位天文与气象学家,小时候,王大珩常常跟着父亲去天文台观察太空,他第一次用一支长长的管镜观看天体,看到许多奇怪的天文现象,觉得有趣极了!那小小的一束光,使王大珩对那些光学仪器生了极大的兴趣!

后来,父亲告诉他,这些光学仪器都是从外国买来的,中国还不能制造。这句话,深深地印在了王大珩幼小的心灵里,他从小立志光学。

1936年,王大珩毕业于清华大学物理系,1938年赴英国帝国理工学院攻读应用光学,获得硕士学位后,1941年,王大珩转入雪菲尔大学,在著名的玻璃学家特纳教授指导下专攻光学玻璃。

在西方,最早对光学有过贡献的是希腊的欧基米德和托勒密,到了17世纪,怪才笛卡尔的《折光学》,创立了几何光学。18世纪初叶,大科学家牛顿写出了《光学》一书,把光学由几何学推演至物理光学,他提出了“微粒学说”——光的本性是运动的微粒。与此同时,大科学家惠更斯的《论光》一书提出了“波动学说”——光的本性是一种波动现象,还认识了红外光、紫外光等等光学现象。

其实,我们中国在先秦时期制造的青铜镜,就已经拥有了抛光技术。到了明末清初,已经利用凹透镜、凸透镜和反射镜制造出察微镜、夜明镜等70多种光学仪器。而到了20世纪中叶的中国,整体科技水平已经远远地落后西方国家,根本谈不上光学的进步。

没有光学,中国就好比生活在一个漆黑的世界里。一个文明悠久的东方古国,一定要让她重新光亮起来!

1948年,中国正处于解放战争时期,炮火连天,山河残缺!这个时候,王大珩放弃英国高薪拘留,毅然决然地回到了硝烟弥漫的上海!一到上海,他的老师吴有训受中国共产党的委托,邀请王大珩到大连大学任应用物理系主任,艰难地开始中国光学起步。用王大珩的话说,“我们想吃红烧肉,要从养猪做起。”他把从国外带回来的光学玻璃配方及制造过程中的技术资料,全部铺展开来,夜以继日,带领科研人员攻克光学一道又一道难关。

多彩的光世界

1953年12月是中国光学史上值得纪念的日子——长春仪器馆熔炼出中国的第一炉光学玻璃,结束了中国没有光学玻璃的历史!由此,新中国的光学事业进入了一个全新的时代!显微镜等一大批仪器相继问世,光学工艺、光学镀膜、光学设计、光学检验、光学计量测试等精密技术也初步打下基础。到1957年已经能够生产出国防军工所需的特殊光学玻璃,能与国际尖端光学技术论比高低。

1961年,国际上出现“激光学”仅仅一年,王大珩的科研团队就研制出我国第一台红宝石激光器,能够承担一个又一个高难度的尖端科学任务。这项技术,算得上是技术光学、机械与精密机械仪器制造、光学材料、导航、红外物理等众多学科为一身的尖端光学仪。

1964年10月16日,中国成功地爆炸了第一颗原子弹,这朵彩色的蘑菇云里,同时开放出王大珩的光学之花——他们所研制的光学仪器第一次应用于核爆炸!

不久,我国秘密开始研制中程导弹,要求王大珩团队提供测量空间飞行体的轨道参数和飞行姿态的大型观测设备——多学科综合性的大型精密光学跟踪仪。

1970年4月24日,我国成功地发射了“东方红一号”人造地球卫星,它向世界宣告,中国进入了发展宇宙空间技术的时代。同时对光学设备提出了更高更精的要求,尤其是返回式卫星装备中的“对地观测相机”,同其它类型的光学设备不同,它与卫星本体密不可分,是整个卫星的主体部分,要和星体一起遨游太空才能拍摄到地球清晰的图像。这种相机要求十分苛刻,它既要能经得起发射卫星时的剧烈震荡,还不能间隔调整,要长期保持正常工作。

在设计方案论证过程中,王大珩大胆提出,在研制“对地观测相机”的同时,也要研制“对星摄影相机”,他亲自挂帅,成立了一个专门从事空间相机研制的科研部门,“对星相机”观测的位置,对图像进行姿态纠正非常重要。然而,这种相机最大难点是,太空环境极不利于摄影,烈日当空,地面日光反射极强,要把暗背景的一部分星相拍下来,难以消除影像中带有的强杂光。于是,王大珩的“对地相机”和“对星相机”同时研制成功,随着卫星一起飞上太空,解决了这个科学难题。

当卫星返回到地面,相机带回了整个地球清淅的全貌,王大珩高兴得流下了眼泪。

每次卫星上天以前,为了确保卫星飞上太空能正常运行,先要在地面上进行“太阳照射模拟”试验,需要研制出一个被称为太阳模拟器的“人工太阳”。王大珩团队做出自己的设计方案:用37个5千瓦的氙灯拼组起来,能量相当于太阳光的照射强度。然而,这37个氙灯其中一个灯运行失灵,试验就得中断。经过反复试验,王大珩迅速提出利用新的大功率氙灯技术,把氙灯数目减少到19个,增加了设备运行的可靠性。于是,一个光照直径为4米的“人工太阳”成功地照射在卫星上,确保卫星在太阳光照射下的运行安全。

王大珩用他的聪明才智,开创了中国近代光学事业,他的科学精神和崇高品质,深受党和人民的爱戴,1980年荣获全国劳动模范称号,1985年获得国家科学技术进步特等奖。

2011年7月21日下午1时,这位年高近百岁的伟大的科学家,将他一生所追求的各种光,留给了他所热爱的共和国,幸福地闭上了眼睛!

一个追光的人,也许在哪个世界里都会充满着光明!

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