著名光学材料专家干福熹:30年无悔科研人生

2013-11-01 admin1 194

  在干福熹的办公室里有两排书柜,展示的都是他多年来收集的样品:石头、陶瓷、宝石、玉、化石……采访将近结束时,我忍不住再瞄了几眼那些丰富的收藏。他问:你有兴趣吗,我可以给你说一说。我说:当然有兴趣呀!

  当然,我很快就发现,我们两个人对这些藏品的态度是如此之不同。作为一个外行,我总忍不住想问问看“您这些收藏品里最贵的是哪一样”或者“这块祖母绿的价值几何”,而他则淡淡地把所有的藏品统称为“硅酸盐材料”,不管这是红宝石、蓝宝石,还是珍稀的严禁交易的化石。

  这让我想起干福熹对已逝的夫人邓佩珍的评价:她就是一个很纯粹的、只对科学研究感兴趣的人。而干院士自己,无论是当年逆流而上的坚决辞官,还是如今大力提倡的科技考古,其实都是在践行着“纯粹”这两个字。

  问干院士:如何面对外来的诱惑?他说:不多想,就“一刀切”,全部谢绝。

  从1964年建立,直到1972年,位于嘉定区的中国科学院上海光学精密机械研究所(简称上海光机所),都是一个“对外保密”单位。以钕玻璃系列为主的中国早期最重要的激光材料,就是在这里研发和诞生的。而干福熹院士,当时正是该所激光材料研究室主任。

  干福熹,光学和材料学科学家。上世纪五十年代到八十年代我国激光材料的开拓者,在五十年代到六十年代发展新型光学玻璃和建立我国光学玻璃研究、开发和生产基地中做出重要的贡献。

  从上世纪八十年代后期开展光电子技术的研究,发展了可录和可擦重写新型光盘。21世纪以来,致力于中国古代玻璃和古代玉器的实验研究,采用无损分析方法对近千件古玻璃和古玉器样品完成了测试鉴定,大力倡导“科技考古”的理念。

  国防所需玻璃难道只能靠进口?

  他憋着一股气研究光学玻璃,一本著作获科技重奖

  干福熹去年出版了 《科海拾贝》一书,回顾自己60年来的科研生涯。他谦虚地表示自己 “喜欢写点东西,虽然语文并不是很好”,而这个“写东西”的爱好,早在长春光机所时就开始了。有了跟着龚祖同等前辈实打实下车间工作的实践经验,再加上留苏三年的理论基础,1964年,干福熹作为主要撰写者,完成了 《光学玻璃》一书。在之后的二十年内,这本书被列入国内光学材料专业方面的必读书目,在1978年全国科学大会上,获得中国科学院重大科技成果奖,以一本著作能够获得如此荣誉,这是不多见的。

  光学玻璃为什么有如此的重要性?干福熹简单介绍说,在新中国成立初,国内生产眼镜、望远镜、照相机镜头等所需的光学玻璃,绝大部分依靠进口,且成本高昂。 “尤其是应用于国防方面的光学玻璃,像军用望远镜等,一定要改变这种只能靠进口受制于人的局面,所以国家花大力气建了长春光机所。 ”

  一直以来,玻璃的制造和研究工作者们就想根据玻璃的成分来判断其制成后的性质,或者反过来,根据特定的物理性质来设计出玻璃的成分,这对光学玻璃而言尤其重要。留苏期间,干福熹熔制了两百多种不同成分的硅酸盐玻璃,测定了近十种物理性质,积累了不少数据。1966年,干福熹又完成《硅酸盐玻璃物理性质变化规律及其计算方法》一书,这在当时是国际上最完整的计算方法。

  随着中国发展高能和高功率激光的需要,1964年,从苏联回国后参加了中国激光早期研究的干福熹被调到上海光机所,开始了他科研生涯的第二个重要阶段。

  受命秘密研制钕玻璃激光武器!

  上海光机所内的前沿技术、自主材料让杨振宁吃一惊

  在干福熹的科研生涯中,“激光材料”无疑是最神秘的字眼。从1960年世界上第一台激光器研制成功起,激光技术的重要性,尤其是在国防方面的重要性,引起了各个国家的极大重视。 1971年,美籍华人科学家杨振宁教授来参观时,未看到国内有关激光的科学研究工作,临行前向周恩来总理进言:“激光的产生是当代科学技术的重大事件,十多年来国际上已经有很大进展和应用,希望国家重视。 ”

  1972年,杨振宁再度来访问时,中国给了他一个惊喜:中央特批杨振宁到上海参观当时还没有对外公开的上海光机所。杨振宁这才发现,原来中国的科技同行们,早已经开始研究最前沿的激光技术,而且用的都是国内材料,特别是高功率激光装置,全部采用上海光机所自主研发的激光玻璃,负责接待杨振宁的正是干福熹。

  干福熹用略带杭州口音的话,向记者介绍当年的工作情况。 “在上海光机所建立之前,已经考虑把钕玻璃作为激光武器的第一方案,我是主要搞钕玻璃的,所以决定把我调到上海来,专门研究激光材料。我们在新沪玻璃厂借了一个车间,专门做钕玻璃。 1967年,我们已经做出最大的钕玻璃棒,有5米长,直径12厘米。到1973年,我们采用多级行波放大高能量钕玻璃激光系统和专门研制的口径为1.2米的玻璃发射望远镜,能够在距离1.7公里之外,击穿0.2毫米的铝靶;在2公里之外,将0.2毫米的铝靶击成网状。 ”

  当时的中国激光研究处于自我封闭状态,国外对中国的激光研究全不知情。在接待过杨振宁之后,上海光机所才正式公开,成为一个接待外宾的窗口。1975年,干福熹接待了来访的美国固体物理考察代表团,团员之一1984年诺贝尔奖获得者、著名的非线性光学教授布洛姆伯根(N·Bloembergen)回国后在其主持的《中国激光工作的对比》报告中写到:“中国科学院上海光学精密机械研究所的激光技术只比美国落后了三至五年……”干福熹收到报告后立刻回信,认为这是过高的评价。

  当官后每天泡在会议中倍受困扰……

  他辞官重返科研一线,建起我国首条CD-R光盘生产线

  1978年,干福熹被任命为中国科学院上海分院和上海科学院副院长,兼任上海光机所所长。 “我每天泡在各种会议中,下班后还有不少人找到我家来谈事情。我作为党员,不能拒绝人家找上门来,我想他们来敲我家的门时,必是抱着很大的勇气和决心。但是这样一来,我根本就没时间做自己的研究。那几年,我们的国门打开,出国考察访问多了,我发现我们在很多新兴技术领域,已经落后于其他国家很大一截了,需要追赶,补很多的课。 ”

  从“纯粹”的科研工作转到繁杂的行政工作,令干福熹感到无比困扰。对干福熹而言,他19岁大学毕业,26岁获得副博士学位,31岁就完成经典著作《光学玻璃》一书,47岁即被推选为中国科学院学部委员 (1993年改为院士),他是国内最年轻的学部委员之一,是所在领域内最年富力强的科研工作者。 “我想得很清楚,我还是最适合做科研工作。当时国家号召领导干部要"能上能下",所以1982年,我主动提出辞去包括分院副院长和所长在内的一切行政职务,并且承诺今后不再担任任何有行政头衔的职务。 ”

  在当年,干福熹的“辞官”之举引起的是各种非议、质疑、不解以及善意的挽留。 “我不要当官,我要集中精力去做研究。有人劝我,你说做所长、院长没时间做业务,但如果把职务都辞掉了,虽然有时间了,但不一定能拿到课题,当心到时候想做业务也做不成。我说我拿课题,是靠自己的力量,不是靠官位。 ”经过两年的努力,1984年,干福熹离开行政领导岗位,并且也像他自己说的那样,靠自己的力量继续拿到项目,而且开创了新的科技领域光信息存储技术。

  1987年,我国设立了“七五”国家计委科研攻关项目“5.25英寸可擦重写光盘”的研究开发,投入2000万元科研经费,多年跟“材料”打交道的干福熹成为项目负责人之一。1992年,这一研究项目获得中国科学院科技进步一等奖。

  “书生”干福熹也认识到,要研究和开发我国的数字存储光盘,除了实验室的基础研究工作外,还要重视开发研究,要和国内外的高技术企业合作。从1991年起,干福熹牵头进行“八五”国家计委科技攻关项目“5英寸可录光盘”的开发研究,并在深圳建立起我国第一条CD-R光盘生产线。干福熹自我评价说,“这是一个比较成功的开发研究成果”,该成果于2001年获得国家科技进步二等奖。

  频繁接触X射线付出高昂代价……

  两个女儿夭折,夫妻俩伤痛中互相支持不放弃

  干福熹自称一介书生,是个“书呆子”,夫人邓佩珍则是他最忠实的支持者、工作和生活上的伴侣。 1982年干福熹提出辞官之后,曾有一次前往北京继续“做官”的大好机会。 “人家的夫人都希望丈夫做官,最好做大官,但邓佩珍支持我辞官。有人让我去北京,她对我说:要去你一个人去,我是不去的。她是一个事业心很强、很有专业精神的人,可以说是一个工作狂。 ”

  邓佩珍毕业于东北人民大学化学系,与干福熹相识于长春的光学玻璃车间。 “在长春光机所,我们都是做光学玻璃的,到了上海之后,她觉得我们两个总在同一个研究领域,有些工作不好展开,所以转行去做激光晶体,取得了很高的成就。她就是一个纯粹的、只对科学研究感兴趣的人,到死也没担任过任何官职。我们家开过专门的家庭会议,都劝她不要这么拼命工作,但她不肯,她的心愿就是全心扑在研究工作上。 ”

  为了科研工作,干福熹和邓佩珍夫妇付出了高昂的代价。在长春研究光学玻璃时,邓佩珍因工作需要,频繁接触X射线,他们的两个女儿先后都在不到一周岁时夭折,带给夫妻俩深深的痛苦。直到1968年,他们才在上海有了第一个儿子。“为了能够深入研究激光晶体,邓佩珍下决心在上海建立了X射线衍射结果分析实验室。这时候,虽然已经引进国外的先进设备,也加强了辐射防护,但因为有先前的经历,邓佩珍担心射线会对实验室人员有什么预料不到的影响,所以她坚持不让女同志和没有孩子的男同志参加。在这方面,我是非常佩服她的。 ”

  2007年9月,邓佩珍辞世。干福熹这样形容自己当时的感受:“她突然就走了,她的去世,是我生命中的一次地震。她走后半年发生了汶川大地震,我那时还没能从失去她的震荡中走出来,我特别能理解那些在地震中失去亲人的感受。直到最近这两年,我才经常出去走动一下。 ”

  痛批鉴宝节目“蒙蔽多少观众! ”

  他力倡科技考古,成功无损分析良渚文化玉器

  干福熹对古代玻璃的兴趣由来已久,他正在大力呼吁、并连同其他专家一起上书政府有关部门提倡“科技考古”,这源于近年来的两大考古事件。一个是鉴宝节目的流行,“有一位斯坦福大学的中国考古学教授看了这个节目之后就说,几个评审顶着考古专家的头衔,把人家拿来的东西看一看,现场就说是真的假的、值多少钱,这种做法跟现代考古学完全是背道而驰的。文物界的一个行规就是鉴者不出价,鉴定者和出价者分属两个行业。这种鉴宝节目,行家是不要看的,但居然有那么高的收视率,蒙蔽了多少观众! ”

  另一事件则是最近发生的,几位知名的文物鉴定专家隔着玻璃窗看一件“金缕玉衣”,判定是西汉真品,估价24亿元,后来发现是当前做的。 “这怎么可以呢?文物鉴定、考古工作,必须要有科学的态度。我知道国家是非常重视这一块的,我也说过,中国是文化的大国,但还不是强国,还有很长的路要走。我虽然到了耄耋之年,但像我这样,既对考古有兴趣,又有自然科学背景的人还不多,所以在我还能叫一叫的时候,我就叫一叫。 ”

  干福熹所提倡的科技考古,区别于过去传统的考古靠眼观、手摸的方式。 “我的基本认知是,首先,在现代自然科学发展的情况之下,考古不能单凭脑子里的经验,而是要数字化,建立数据库。其次,必须承认的是,现代科学手段的精确性、准确度,还远远达不到对文物进行鉴定的所有要求,所以做自然科学的人还有大量的工作要做。 ”以玉器为例,天然玉石本身的质地和形成年代是可以通过已有的科技手段鉴别的,但作为文物的玉器一般都是经过加工的,对加工年代的鉴定,就不是一下子可以完成的。

  从自然科学界进入文物考古界,干福熹笑言自己“就是考古界的票友,我说错了你们别见怪”,但这个“票友”以及他的团队,近年来已经通过做浙江良渚文化的玉器无损分析,获得了世界性的声誉。由“无损分析”说到故宫的“瓷器门”使用先进的进口仪器做“无损检测”,竟然损坏了一件稀世珍宝,使科技考古备受质疑。干福熹解释说:“对很多珍稀文物,只能做原位无损分析。原位,即不能把文物拿进实验室,只能带着仪器去博物馆。无损,因为是国宝,不能取样,只能做整器。科技考古需要仪器、装置、方法、人才等一系列的完美组合,有了最先进的仪器,却没有能掌握这个仪器的人才,那也做不成无损分析。所以我现在花很多时间来培养学生,这同样需要学科交叉,比如有的仪器需要物理学的人来做,我招的博士生里面就有学物理学的。我有一个博士生,学物理的,硕士论文是做X光成像,到博士阶段,我建议他做X射线荧光分析,现在他已经可以带着设备,独立做一些鉴定工作了。 ”

  大事年表

  1933年,出生于浙江杭州市

  1952年,毕业于浙江大学化工系,被分配至设在长春的中国科学院仪器馆(后改名为“中国科学院光学精密机械研究所”,简称“光机所”)

  1953年,熔制出中国第一埚光学玻璃,为建立中国的光学仪器制造业奠定了基础

  1956年,已经完成20多种常用光学玻璃的生产工艺。被选派到苏联科学院硅酸盐化学所留学,师从苏联功勋科学家阿本教授

  1959年,获化学副博士学位后回国。任光机所光学材料研究部主任。参加了中国激光的早期研究

  1962年,在他的领导下,第一台掺钕玻璃激光器在中国诞生

  1963年,在国际上首先报道了激光钕玻璃的二次谐波振荡和掺钕磷酸盐玻璃的激光特性

  1964年,出版《光学玻璃》一书,被认为是世界上第一本系统的光学玻璃专著

  1964年,被调往上海光机所,担任激光材料研究室主任(至1977年)。在上海新沪玻璃厂建立专门车间试制掺钕激光玻璃

  1965年,在国际上首先观察到掺钕磷酸盐和氟磷酸盐玻璃的激光。发展了一系列新型掺钕激光玻璃并开发到生产规模,极大地推动了我国高能和高功率固体激光系统的发展

  1966年,出版《硅酸盐玻璃物理性质变化规律及其计算方法》一书

  1972年,接待杨振宁参观上海光机所

  1977年,任上海光学精密机械研究所所长、中国科学院上海分院副院长(至1984年)

  1978年,获得全国科学大会颁发的在我国科学技术工作中作出重大贡献的先进工作者奖

  1980年,被选为中国科学院学部委员(院士)

  1982年,主动提出辞去一切行政职务,并承诺不再担任任何有行政头衔的职务

  1986年,参加“863”高技术规划的信息科学技术组,提出把光电子材料作为主要的功能材料,重点开展数字光存储技术

  1987年,担任我国“七五”国家计委科研攻关项目“5.25英寸可擦重写光盘”的项目负责人之一。任中国科学院光盘联合实验室主任 (至1992年)

  1988年,承担国家自然科学基金会的重大基金项目 “超长波段红外光纤通信的物理基础研究”

  1991年,担任我国“八五”国家计委科技攻关项目“5英寸可录光盘”的项目负责人

  1992年,“5.25英寸可擦重写光盘”研究项目获中国科学院科技进步一等奖

  1993年,被选为第三世界科学院(发展中国家科学院)院士

  1995年,任激光技术国家重点实验室学术委员会主任(至2002年)

  2001年,任先进光子学材料和器件国家重点实验室学术委员会主任(至2008年)

  “5英寸可录光盘”获国家科技进步二等奖

  21世纪以来,致力于中国古代玻璃和古代玉器的实验研究,与国内20余家文物考古研究所以及博物馆签订了书面合作协议,采用无损分析方法对近千件古玻璃和古玉器样品完成了测试鉴定

  成功解码

  深情撰文忆众恩师 严谨敬业是“纯粹”的榜样

  1933年1月,干福熹出生于浙江杭州。他曾深情地撰文回顾几位引导自己走上科学道路的恩师,第一位就是他在职业学校的科主任徐瑾女士。

  1949年春,杭州解放之后,年轻的干福熹想要报名参军、参加土改工作队。这时,徐瑾老师找到他,认为他年轻,学习基础好,应该进大学深造,告诉他新中国需要科学人才,之后又把干福熹推荐给自己的丈夫、浙江大学化学工程系系主任李寿恒先生。

  受徐瑾启发,干福熹报考浙江大学,并在20多名报考者仅录取一名的情况下,考上了浙大化工系。要知道,在解放初期,像徐瑾老师那样,不引导学生参军,而是动员学生去上大学,是要承受很大的舆论压力的。

  1952年,干福熹提前一年大学毕业,由中国科学院东北分院分配到设在长春市的中国科学院仪器馆(1957年改名为中国科学院光学精密机械研究所),遇到又一位恩师:中国光学界的老前辈龚祖同先生。

  龚祖同曾留学德国,认为光学玻璃是光学仪器的基础,而光学玻璃的制造技术当时在国际上是保密的,所以必须建立中国自己的光学玻璃工业基础。新中国成立后,国家拨专款在中科院仪器馆建立中国光学玻璃研制基地,在龚祖同的指导下,干福熹这批刚从大学毕业的年轻人,和一些有熔制一般玻璃经验的工人师傅一起,下到工厂,从维修煤气炉、建立玻璃熔炉、铺设煤气管和油管做起,终于研制出了中国第一埚光学玻璃。干福熹说:“龚祖同把研制光学玻璃看成自己的生命,他的敬业精神使我受到潜移默化的深刻教育,建立起"为了祖国的需要,干什么学什么"的决心。 ”

  1956年,中科院选拔一批青年科技工作者到苏联科学院学习和工作,干福熹临时突击两个月的俄文,前往苏联科学院硅酸盐化学所,师从苏联功勋科学家A·阿本教授。在阿本教授的指导下,干福熹从事玻璃结构和性质的基础研究,进入材料科学的研究领域。三年学习期间,他在苏联期刊上发表了5篇文章,获得化学副博士学位后回国。

  这几位恩师的共同点是非常明显的:他们治学严谨,以教学和科研为己任,都能抛开学术之外的其他因素,为干福熹的科研生涯提供了“纯粹”的榜样。他喜欢自称书生,“一个书呆子”,并且也在日后的科研道路上一再证实了这一点。

  辞官做科研30年无悔

  [谈选择]

  我最重要的选择就是1982年辞官,而且决定以后再也不当官……当年我给自己的承诺是:多点精力做科研,多写几部专著,多培养几个学生。到今年整整30年了,我对自己的工作还是比较满意的

  记:干院士,您说您的口述自传书名叫做“我对我的追求和选择无怨无悔”,请问,您认为迄今为止,自己做过的最重要的选择是什么?

  干:现在回想起来,我做过的最重要的选择就是1982年辞官,而且决定以后再也不当官。如果当年没下这个决心,我不会到耄耋之年,还能做一些自己感兴趣的事情,还能继续从事科学研究工作。当年辞官的时候,我给自己的承诺是:多点精力做科研,多写几部专著,多培养几个学生。到今年整整30年了,我对自己的工作还是比较满意的。我出版的书受到认可、培养了一百多个博士生,我对国家是有贡献的。我不是说每个人都要这样做,这是我自己选的,我对这个选择无怨无悔。我一直说,一个人的工作和生活,要跟他骨子里的向往在同一个方向上,不能背道而驰,才会有幸福可言。我认为我自己都做到了。

  记:那怎样可以做到拒绝外来的诱惑?

  干:这件事就要看你自己了。到现在,还有不少学校请我去当名誉校长、院长,很多地方请我去参加院士工作站,我全部谢绝,一刀切。我说,你请我做个兼职教授,这可以;去主持工作,我没能力去做这么多事情。挂名的事情,我是不要干的,没有破例这一说。

  [谈名利]

  太看重名利的话,反而会是一个很大的束缚……成功除了个人的努力之外,离不开社会的给予,要想想怎么去回报社会。我们这一代“生在旧中国,长在红旗下”的人,大多都抱有这样的想法

  记:从您这个年龄和身份来看,名和利的意义是什么?

  干:对一个人来说,太看重名利的话,反而会是一个很大的束缚。一件事情,你做还没开始做,就先想这个事情做成了会怎么样,做不成会怎么样,那还有多少时间和精力去做?一个人的生命很短促,不妨把名利看得淡漠一点,专心做点自己喜欢的工作。

  另外我也很赞同一种说法,你的成功除了个人的努力之外,离不开社会的给予,要想想怎么去回报社会。我们这一代“生在旧中国,长在红旗下”的人,大多都抱有这样的想法。有了回报社会的想法,你的视野可以更开阔一些,做事情也会更加积极一些。

  记:您一生从事“学科交叉”的工作,其实也需要开阔的视野,以及开放的胸怀。

  干:我一直强调科学研究要“立足世界”,因为科学肯定是世界性的,不是自己闭门造车。我从事科研工作60年,跑了50多个国家和地区,其中有十年的时间是在国外度过的,除了留苏三年,还有大量的会议和考察访问。通过跟国外专家的交流,才能发现,我们的工作还有哪些不足,哪些要赶紧追上人家。我一直跟学生们讲,学好外语非常重要,你们的论文不仅要在国内发表,还要争取到国际上去发表。有人说到国外发表论文很难,那你得反思一下,你的论文不能达到人家的要求,是你的问题,还是人家的问题。

  [谈工作]

  因为近年来做考古工作,出国的时候除了业务访问,我就去看博物馆。欧洲博物馆给我印象最深刻的有两点:一是票价便宜,或直接免费,还有一点是他们持非常开放的态度

  记:您现在做科技考古,比如可以用X射线荧光测量文物的化学成分,如果把这种技术用于赌石,不是一赌一个准吗?

  干:我们实验室规定,不接待收藏家、不看人家的东西、不参与社会上这些活动。我们的合作机构都是博物馆和文物考古所,不与个人发生关系。我们目前只做出土文物,不做馆藏文物,出土文物是原件,要确定它不是后来被丢进去的,这样累计的数据才是有价值的。

  记:说到博物馆,在您个人的观察中,国内外的博物馆有什么不同之处?

  干:因为近年来做考古工作,出国的时候除了业务访问,我就去看博物馆。欧洲博物馆给我印象最深刻的有两点:一是票价便宜,或直接免费,像大英博物馆,进去是不用买门票的。当然中国人多,有自己的特殊情况,这点没法跟国外相比。

  还有一点是他们持非常开放的态度,我要写一本介绍中国古代玻璃发展的书,需要用很多大英博物馆藏品的照片。我直接去找他们的亚洲部,说我要这几张彩色照片,他们直接拿幻灯片给我,根本不需要我出示什么介绍信,非常开放。

  [寄语年轻人]

  首先得学好做人,做人做不好,怎么能做好事、做大事?然后才是做事,做学问。做人要老实,做事要认真,做学问要扎扎实实

  记:如果请您给现在的年轻人提一些建议,您会怎么说?

  干:我经常说,做人、做事、做学问,这其中的顺序是有讲究的。首先得学好做人,这是我个人的看法。做人做不好,怎么能做好事、做大事?做人,要做好人,勤劳、诚恳、实事求是,不要想着一些邪门歪道的事情。学会了做人,对你一辈子都有好处。

  然后才是做事、做学问。做人要老实,做事要认真,做学问要扎扎实实。一个人又想要当官,又想要赚钱,又想要当院士,那他做学问的时间和精力从哪里来?确实很厉害的人是有的,但很少,属于凤毛麟角。绝大多数人都得老老实实,不能一蹴而就。

  比如学生写论文,我的要求非常严格,抄袭行为是绝对不允许的。学生写好论文交给我,我会仔细阅读,提出修改意见,绝不会只是匆忙写上自己的名字。某些导师的这种作风,我是非常不赞成的。我现在写工作报告、做幻灯片,都是自己动手。我的署名文章,确确实实是我一个人写出来的,我因为不会拼音,没法用电脑打字,都是一个字、一个字爬格子写出来的。

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