自主創新,他在方寸之間為我國鑄造重器;以身許國,他的一生如鐳射般至真至純。他是清華大學物理系的高材生,是他讓我國在鐳射陀螺領域有了較大的突破。
2013年9月,高齡八十五歲的他來到了實驗室,像往常一樣穿著背心坐在電腦前工作,因此還被人們稱為背心院士,這雙蒼老但靈活的手曾經做出了非常多的貢獻。
他帶領著團隊經過二十年的時間研究出了一條中國鐳射陀螺的成功之路,是我國成為了全國第四個可以獨立研製出鐳射陀螺的國家。
他就是我國鐳射陀螺之父高伯龍。今天我們就來一起了解一下高伯龍的傳奇故事,新來的朋友記得點贊關注,方便檢視更多精彩內容。
2019年4月23日,一望無際的海面上,一艘艘海艦陣氣勢如虹,艦群破浪駛來,接受檢閱。這是在慶祝中國海軍已經成立七十週年,這在我國海上閱兵史上是非常壯觀的。
如此壯美的航跡,和一個僅手掌大小的尖端儀器鐳射陀螺是分不開的,陀螺腳尖伸援,旋轉速度越快,立得越穩,並且轉軸始終指向一個固定的方向,這就是定軸特性。透過定軸特性,研製出能夠得知移動載體正確方向和瞬時位置的陀螺儀,進而組裝出了慣性導航系統。
鐳射陀螺用到了很多高階的科學技術,可以不依賴外部資訊,實現自主導航、制導、定位等功能,使艦船、飛機等武器裝備實現精準打擊,鐳射陀螺對一個國傢俱有極為重要的戰略意義。
1971年,有兩張紙條送進了國防科大,當時只有極少部分人知道這兩張紙片來自錢學森,上面寫著鐳射陀螺的大致原理,後人將這兩張紙條稱為錢學森密碼。當時沒有其他的參考資料,這兩張紙所代表的難度堪稱世界級密碼,看到紙條的人都表示無能為力。
這無異於讓一個從未見過火箭的人去設計火箭,但我國就有一位科學家破解了這個密碼。高伯龍收到這兩張紙條的時候,他並沒有說難,還非常有信心地保證一定會將它研究出來。經過二十多年的不懈努力,成功研製出了鐳射陀螺。
1994年11月8日,由國防科技大學高伯龍團隊研發的鐳射陀螺工程樣機誕生,這標誌著我國成為世界上第四個能夠獨立研製鐳射陀螺的國家。正是在高伯龍的帶領下,中國擁有了自己的鐳射陀螺,為了研製鐳射陀螺,高伯龍付出了一生。
1928年6月29日,高伯龍在廣西的一家書香門第出生,父親也是一名高材生。他從小受到父親的薰陶,對文化知識充滿了興趣。但當時的中國處於混亂之中,他在求學的路上非常坎坷。
當時全家人為避免戰火硝煙帶來的危險,多次搬家,從而導致高伯龍的求學環境不斷髮生變化。環境雖然改變,但他天資聰慧,小學僅用了五年的時間就將所有的課程都學完了, 並以優異的成績考入南寧漢民中學。
上中學後,他在數理化方面表現出驚人的天賦,考試時經常是滿分成績,在老師眼中是好學生,在同學眼中是別人家的孩子。1944年9月,日軍開始進犯廣西,在滾滾硝煙中,高伯龍一邊支援抗日的活動,一邊努力學習。
他白天在工廠裡面勤奮工作,夜晚則是孜孜不倦地看書學習。在學習方面,他未曾有一刻放棄過。抗戰勝利之後,他第一時間向組織提出復原,想要重新迴歸學校,繼續學習知識。由於他之前傑出的表現,老師推薦他去上海中學學習。
有了老師的推薦信之後,高伯龍便即刻動身前往。在上海這裡,他深度地學習了數理化知識。1947年,參加應屆高考的高伯龍取得了理科第一。成績優異的他被清華大學錄取,進入大學校門後,如願選擇了自己感興趣的物理學專業。
在校期間,他和學校傑出的學者一同學習研究,高伯龍始終保持著積極向上、不斷進取的狀態。1951年8月,高伯龍畢業之後,許多的機關大院都向他遞出了邀請函,在當時,他就是名副其實的高材生。
在當時社會的大背景下,他結合自己的實際情況,毅然決定繼續在學術科研上提高自己的能力,為祖國的科研領域貢獻自己的力量。高伯龍沒有接受其他單位給出的高薪工作,選擇進入中科院物理研究所工作。
1954年8月,高伯龍的表現很傑出,深受上級重視,所以上級對他很重視,就把他哈爾濱的一所軍工單位任教。高伯龍先後被任命為主任教員、高校講師、副教授。
由於他是一個地道的南方人,初來乍到,北方東北極冷的氣候讓他感到極度不適應,但他並沒有打退堂鼓,對於組織的安排,他堅決服從。在這座嚴寒的城市裡,他有一顆非常熱忱的心,他專注於學術研究。
在國家百廢待興時期,高伯龍積極承擔起自己作為青年一輩的責任與擔當,不懼艱難困苦。白天,他為國防的學生傳道授業解惑,傍晚,他便為學生批改論文。同時,他抽出時間來攻克難題,常常忙到深更半夜,他仍不覺疲憊,終於完成了上級交給他的任務。
1963年,我國開始研製鐳射陀螺,之後十二年都未曾有重大進展,除了需要理論和技術支撐之外,當時的工藝水平更是瓶頸。1971年,國防科技大學收到了錢學森寫的鐳射陀螺原理。
看到紙條的人表情很沉重,搖頭說道這個任務非常的難,當時這項技術在很多發達國家都尚未研製成功,當時的高伯龍只是國防科大的一名教師,他只有在沒有課的時候才會加入研究中。
我國非常重視這項技術的研究,很多科學家都想要效仿美國研製二頻差動鐳射陀螺,但是美國完全將這一個技術封鎖在了國內,沒有可以借鑑的資料,在實驗過程中屢次失敗。而當紙條傳遞到高伯龍手中時,他目光如炬。
儘管這是一項極其複雜高深、令很多人望而卻步的課題,但考慮到國家國防事業的需求,他毅然接下了這個高難度的挑戰,並堅定地說道,一定要把它研究出來。1975年,高伯龍正式加入了研製,隨後他便投入到鐳射陀螺的研究中。
其他國家雖然花費了較高的經費,但也取得了一定的成功,美國更是在這一方面取得了巨大的進展,只有我國還停留在原地,再加上西方國家對技術的封鎖,高伯龍必須從零開始,這使得科研難度極大增加。
面對如此艱難困境,高伯龍從未放棄過,他帶領著科研小組全身心投入其中,開啟了長達二十餘年的實踐研究。中國鐳射陀螺的命運才正式被改變,那是中國鐳射陀螺研製最艱難的時期,憑著美國人能研究出來中國人就一定可以研究出來的幹勁,高伯龍一頭扎進鐳射陀螺的研究,唯一的資料及由錢學森交給他的兩頁紙。
沒有科研經費,高伯龍就親自改造廢棄食堂等實驗室,親自拖板車去工地撿建築廢料充當實驗材料,他的數理化基礎非常紮實,透過計算得出了非常多的關鍵理論,高伯龍根據當時我國的工業水平,就決定將之前想要效仿美國研製二頻差動鐳射陀螺的方案進行更改,直接提出了四頻差動陀螺研製方案。
高伯龍自主創新的摸索方法是有非常大的風險的,很多人都不認可他的方案,雖然很多人都反對他的方案,但是高伯龍依然相信自己可以成功,他一直都在關注外國的科研期刊,非常瞭解外國工業水平和本國工業水平的差距,效仿美國的方案也不是不可行,只是到時候研製出來的鐳射陀螺會落後美國很多。
可是很快,高伯龍的方案就得到了驗證,這個方案在中國非常可行,這個方案也成功攻克了前五年都沒有解決的理論難題,這是我國獨有的鐳射陀螺研製理論,他又抓住了鐳射陀螺研製的關鍵點就是膜片質量和工藝鍍膜。
當時的中國並沒有檢測膜片是否合格的機器,一枚鐳射陀螺只有十幾釐米的大小,更有的只有幾釐米,想要將鐳射陀螺研製出來就必須先研製一臺資料非常準確的檢測儀器,然而這並不能難倒高伯龍。
僅半年時間,高伯龍團隊就研究出了中國第一臺測試儀器,這僅僅是傳奇的開始。1976年1月,一篇環形鐳射講義被高伯龍完成了,這也奠定了我國鐳射陀螺的理論基礎。1978年,高伯龍以鐳射陀螺為題,發表了四篇學術論文,又以國內鐳射陀螺第一本入門讀物為身份,成為了高效的教材和研究生的參考讀物。
鐳射陀螺的發明理論論著的成功,似乎成功的曙光就在眼前了。1980年,首臺實驗室樣機研製成功,樣機在航天部進行長達一個月的展示,上千人觀摩。
1981年發生了一件對中國鐳射陀螺研製工作具有重要意義的事件,錢學森專程從北京帶回來一個好訊息,當時的國防工委主任簽署了支援高伯龍研究鐳射陀螺的批件,要求專門為他建立鐳射研究室。
實驗室成立之後,高伯龍和他率領的科研團隊就可以心無旁騖、專心致志地從事鐳射陀螺的研製工作。正當這個巨大的喜悅,衝擊著每一個人的時候,高伯龍卻冷靜了下來,因為最致命的難題浮出了水面。
光學薄膜是鐳射陀螺必不可少的部分,想要要做出高精度的鐳射陀螺,必須磨出最準確的光學膜片,可並沒有任何的資料可以讓高伯龍去借鑑,只能自己去琢磨、去創新,高伯龍義無反顧,帶領學生一條道走到黑。
沒有可以使用的軟體,當時已經六十歲的高伯龍就拿起了課本學習程式設計語言,自己動手程式設計。在研究鍍膜技術的最關鍵一年,高伯龍每天待在實驗室裡的時間平均每天達到了十五個小時以上,在研製的緊要關頭的時候,就算是遇上春節,他都不會停下來休息。
他的學生有一次去了高伯龍的實驗室,發現桌子上放著很多食用調料,當時他不以為然覺得那些都是實驗用品,後來才發現那是高伯龍為了節省去食堂打飯排隊的時間自己煮麵條用的,就在這樣忙碌的研製中,高伯龍瘦了近30斤。
本來高伯龍就有哮喘,如果勞累過度就會頻繁地發作,可是他為了節省時間就只是吃了藥躺在椅子上休息一會,堅決不去醫院浪費時間。高伯龍在實驗室工作的時候很少休息,妻子心疼他,就讓他回家休息,但他每次回到家,都會因為在實驗室做實驗太久,腳都是浮腫的。
之後高伯龍的妻子為了他的身體健康決定送飯去實驗室,還遭到了高伯龍的埋怨,他埋怨為他送飯的妻子打斷了他的思路。
1984年,國防科大鐳射技術代表團訪美,高伯龍也是其中一員,他發現國外鐳射陀螺公司都有自己的獨立車間,因此他認識到鐳射陀螺原理技術的可行性有多麼的高,雖然得到了驗證,可是要投入使用還差的很遠,只靠外國協助或購買外國的膜片,這將使中國永遠受制於人。
中國必須要有自己的鍍膜基礎,光學膜片得到了重視。中國的裝置比較落後。高伯龍就和工人一起改進,他堅信自己可以打贏這場鍍膜戰。1990年,鍍膜攻關終於取得了成功,停止了快五年的鐳射陀螺研製才得以恢復。
1994年11月8日,在歷經緊張而又鍥而不捨的奮鬥後,國防科技大學的高伯龍團隊成功研製出了我國第一臺鐳射陀螺工程化樣機,它的膜系設計皆由高伯龍一手完成。這個歷史性的突破昭告了世界,中國擁有了自己的技術,並且領先了世界。
我國在鍍膜的膜系設計和技術工藝水平上有了重大突破,也讓我國在其他三個國家之後,成為了下一個研製出鐳射陀螺的國家。同時高伯龍還研製出來一批被稱為檢測之王的全內腔鐳射器,在全世界引起了轟動,中國成為了在美德之後第三個擁有這項技術的國家。
從1975年到1994年,高伯龍帶領團隊經歷了為期二十年的科技自立,我國也擁有了研製鐳射陀螺的技術。鐳射陀螺研製成功之後,接下來就是要滿足武器裝備的需要,這也是高伯龍團隊的下一個追求。
這時候的高伯龍已經七十多歲了,這個年紀的他早已該退休在家享受清福,可卻堅持在實驗室裡艱苦地對鐳射陀螺進行改進。當一切都正常了之後,高伯龍退居後方,享受晚年。
但他卻沒有,反而還想在科研上更進一步,將鐳射陀螺元件慣性系統研究出來,他在科研的路上不斷耕耘,想要讓它在武器中發揮更大的作用,於是他們開始加緊攻關,從鍍膜結構設計上進行改進,將橫亙在鐳射陀螺和武器裝備之間的絆腳石,一個一個的找出來之後解決掉。透過和團隊成員的不懈努力,終於實現了這一願望。
1997年11月,高伯龍成為了中國工程院院士,這是國家對他的肯定。儘管這樣,高伯龍還是穿著一件白色的背心,在實驗室裡忙碌著。之後有人在路過實驗室時還看到高伯龍正專心地在一起旁邊研究著。
2002年大年初二,高伯龍穿著棉襖在實驗室中指導著學生做實驗。高伯龍在快要退休的時候,卻又把目光放在了鐳射陀螺的改進上,想要研製出新型鐳射陀螺,它可以消除損耗和溫度敏感性這些不利的因素,這些特質也是戰場環境中非常需要的。
高伯龍不想留下遺憾,七十多歲的高伯龍開始探索可以將工藝要求降低的全新方案,他又重新開始研究鐳射陀螺的慣性導航系統,只有研製出新型的鐳射陀螺,它才能真正的為武器所用。
一段時間之後,高伯龍終於發現一個方法可以滿足長時間、高精度慣導的需要,就是需要給系統加一個轉檯。
2005年,在一場研究會上,很多專家都不贊成高伯龍提出的這個方案,可他也沒有為自己進行辯駁,只是將精力都放在他的研究上。在一年之後,新型鐳射陀螺的旋轉式慣性導航系統開始在國內投入使用。
2010年,新型鐳射陀螺的工程化旋轉式慣性導航系統正式使用,它的精準度在國內排名第一。本世紀初,國防科大研製出的鐳射陀螺裝載在某型號裝備上,在某海域進行了測試,發發命中,我國海軍第一次取得這麼好的成績,鐳射陀螺的功勞是非常大的。
此後,該型裝備成為海軍非常重要的力量,為中國築起了非常重要的後盾。高伯龍打破了西方先進國家認為平面四頻差動鐳射陀螺無法應用到武器裝備中的看法,成功為其量身打造了一套自動操瞄系統。
他將自己的一生都奉獻給了科研,終於令我國海、陸、空有了火眼金睛,高伯龍終於等到鐳射陀螺飛天,壯大了我國國防力量。至此,我國成為世界上唯一一個能把平面四頻差動鐳射陀螺運用到武器裝備上的國家。
隨著21世紀的到來,電腦也逐漸普及到了千家萬戶,透過草稿紙進行演算已經遠遠不能達到計算目的和計算速度了,所以他們需要儘快的學會使用電腦,在電腦普及的時候,高伯龍的年紀已經年過花甲,他不僅會使用電腦的各種軟體,還開始瞭解其他的電腦軟體,想要在這一領域奉獻出自己最後一份力量。
高伯龍在鐳射陀螺領域的成就,也讓他慢慢地樹立了自己在科學界的地位,很多人都對他非常尊敬。錢學森在後來還親自去見了高伯龍,對他的成功表示了很高的認可,對他一直都是讚不絕口。
高伯龍在科研過程中沒有計較過利益得失,一直都在心甘情願地付出,高伯龍一生都沒有時間好好享受過生活,過得很樸素,他的一生都在為國家奉獻,也從來沒想到可以得到什麼回報。
在他生命中的最後一段時間裡,他還是強打起精神,像往常一樣穿著背心坐在電腦前工作,雖然他穿得非常普通,但他研製的成功卻是非常不普通的,他的一生從未買過昂貴的衣服,在他的學生眼裡,他每年都穿著相同的衣服,一穿就是三十年。
高伯龍的全部時間都投入到了研究中,有時候研製的過程中都沒有時間吃飯,他在晚年的時候得了非常嚴重的疾病,但心裡想的還是自己的工作,2017年,高伯龍院士離開了我們,在他離開之前,他沒有表達對家人的遺憾,只是在表達無法繼續參加研究的遺憾。
八十九年的時間裡,青春時間的他在努力完成自己的學業,年輕時候的他正在為中國的科研事業奮鬥。高伯龍在人生的最後一段時間都將自己的經歷全部都放在了中國軍事領域之上。
高伯龍原生一生都在為我國的科學操勞,他為科學奉獻的精神,也值得越來越多的科研工作者和年輕人學習,人們永遠記住高伯龍。大家有什麼看法看法都可以在評論區留言,喜歡的朋友可以點點關注,轉發一下,我將持續為您更新。