他曾是電機廠的一名助理技術員,卻在平凡的崗位上發明了新工具、普及了新技術,極大提高了工廠的生產效率;留蘇期間,他攻克重重難關,掌握了電子光學的關鍵技術,建立了寬電子束聚焦與成像較為完整的理論體系,為我國微光夜視裝備的自主研發開闢了道路;他的學術成就更被譽為“自己的科學學派的創立者”。他就是中國工程院院士,電子光學和光電子成像專家周立偉。
“我的心目中,科學是神聖的、不容褻瀆的。學術不端行為是絕不容許的。科學代表真善美,它讓世界變得更美好,使人們得到更好的享受。”
“只有真心熱愛科學的人,才能進入科學的殿堂。”
//
自強不息,學習光學報效祖國
//
1932年,周立偉出生於上海市一個製藥工人的家庭。他5歲時,抗日戰爭爆發,日本侵略者佔領了上海。母親帶著他和姐姐周月青、弟弟周立法一路逃難到老家——浙江諸暨藏綠村,後上海局勢和緩,全家返回上海,他開始接受小學教育。幼年時代的經歷使周立偉從小便深明國家和民族大義。
1946年秋,周立偉進入高橋中學上學,成績雖然名列前茅,但由於家庭經濟狀況不好,不得不在1948年,離開高橋中學投考了學費和膳食費全免的國立上海高階機械職業學校(簡稱國立上海高機,現上海理工大學)。
在國立上海高機求學期間,周立偉學習了機械設計、製圖與工藝等基礎知識。
新中國成立以後,他成為第一批中國新民主主義青年團團員之一。1950年,他積極響應號召,報名參加了軍幹校和中國人民志願軍,但因身體原因未被錄取。
1951年,周立偉被分配至上海公私合營華通電機廠工作。在那裡,他工作和學習都十分刻苦,幾乎每個星期天都去廠里加班,晚上他還會參加俄語培訓班。俄語培訓班結業時,他考了全班第一,作為獎勵得到了一座毛主席塑像。
在華通電機廠期間,他發明了扁平線圈繞線車,使生產效率提高了7.5倍,上海《勞動報》還專門報道了此事,而那時的周立偉還不到20歲。
年輕的周立偉對知識充滿渴望。國家號召工農青年上大學,所以他決定繼續讀書,並於1953年考入北京工業學院(現北京理工大學)。
周立偉之所以報考北京工業學院,是因為學校招生的人動員他學習兵工專業,製造新的武器打擊敵人,實現保家衛國的願望。進入學校後,周立偉被分配到8531班學習軍用光學儀器。
1956年,周立偉加入了中國共產黨。
//
奮發圖強,建立自己的學派
//
二十世紀五六十年代,我國發展國防事業急需夜視技術。1958年,留校任教的周立偉承擔了籌建夜視技術新專業的工作。夜視技術是當時軍用光學的一個新領域。儘管任務困難重重,但周立偉還是懷著滿腔熱情全身心地投入新專業的教學和實驗室建設中。
經過兩年的艱苦奮鬥,周立偉完成了《電子光學理論和設計》上、下冊教材,其中包含後來進一步發展的寬束電子光學理論雛形。這是我國第一本由國內自行編著出版的脫胎於傳統電子光學理論和設計的著作,也是我國電子光學專業重要的大學教材和技術人員的參考書。
1962年,周立偉被派往蘇聯留學。任務是攻克夜視成像器件的電子光學理論和設計。
在異國他鄉進行科學研究是一條艱難之路,三年半的求學時光中,他大部分時間是在列寧格勒謝德林圖書館和蘇聯科學院圖書館度過的,餓了就啃塊麵包,渴了就喝口冷水,困了打個瞌睡,每天讀書、記筆記,勤學不輟。梅花香自苦寒來,周立偉出色完成了《軸對稱和球對稱電子光學成像系統的像差理論》的畢業論文。
周立偉在列寧格勒謝德林圖書館,看到了一篇蘇聯科學院研究員的文章,內容是研究兩電極同心球系統中電子束的形成。他發現這篇文章中有一個錯誤:它所給出的電子束從寬束變成細束形成彌散圓半徑的表示式是錯的,不能成立。周立偉立刻匯出了一個正確的表示式,這件事為他找到成像電子光學研究的方向和突破口提供了一個切入點。
周立偉(左二)與來北京理工大學訪問的蘇聯專家在學校大東門前合影
1966年,周立偉順利地透過蘇聯物理數學副博士學位論文答辯。回國後,他全身心投入到夜視研究中。1977年,他出版了《夜視器件的電子光學》教材,深入研究同心球電磁聚焦系統的電子光學問題,把在蘇聯留學時的電子光學研究由靜電聚焦擴充套件到電磁聚焦領域。
1978 年初,周立偉率團參加了由倫敦帝國理工學院召開的光電子成像器件國際學術會議和由蘭克集團召開的電子成像國際會議。他在會上宣讀了自己的學術論文《同心球電磁聚焦系統的電子光學》,該論文被收入 Adoances in Electronics and Electron Physics(《電子學與電子物理學的進展》)1979年第52卷中。
1982年,周立偉把自己青年時期的種種思考整理成10個問題,寫成《成像系統電子光學若干問題的探討》一文。20世紀90年代初,他帶領研究生把這10個問題基本都解決了,其中“寬電子束聚焦理論與設計”研究成果榮獲兵器工業部科技進步獎一等獎和國家科技進步獎二等獎。
為更好更精準地服務國防建設和武器裝備建設,20世紀80年代起,周立偉帶領他的學生們,從靜電同心球、電磁同心球、多電極系統等省略了某些高階誤差的較特殊系統的電子光學出發,向具有普遍意義的寬電子束聚焦像差理論發起攻關。
在研究中,周立偉引入張量分析的方法研究空間旋轉運動曲線座標系下的電子運動軌跡方程,建立了曲軸寬電子束聚焦與成像的新理論體系。這套新理論體系被諾獎獲得者與美國科學院院士等國際學界評議為,“在世界上是獨創的”。
1993年,周立偉的專著《寬束電子光學》問世,書中涵蓋了曲軸寬電子束聚焦與成像的新理論體系,國內外同行紛紛給予高度評價。該書被學界公認為是一部具有科學性、創新性與系統性的著作。該書的出版,標誌著周立偉的寬束電子光學學派體系建立。
1999年,周立偉當選為中國工程院院士;2000年,當選為俄羅斯聯邦工程科學院外籍院士。俄羅斯科學院普羅霍洛夫院士讚譽周立偉:“您創立了您自己的學派。”
//
厚德載物,無悔奉獻光學教育
//
周立偉不僅在科研方面碩果累累,同時也是一名優秀的教育家。
改革開放以來,周立偉的工作重點有兩個,一是繼續深入研究夜視技術;二是培養學生,並作為學科帶頭人開展軍用光學學科建設。
在他和李德熊教授的共同努力下,1987年,北京理工大學軍用光學學科被評為國家重點學科,並獲得了世界銀行貸款的支援,建設了顏色科學專項實驗室。2001年,北京理工大學“光學工程”博士點以100%的得票率複評為國家重點學科。
周立偉在學生培養上,除注重他們自身的基礎和天賦外,更看重他們對研究領域的興趣和熱愛,他始終堅信“興趣是最好的老師”。他在指導金偉其、侯光明等學生的畢業設計時,給他們確定了設計題目,讓他們依興趣自由選擇設計方向。
同時,周立偉也在畢業設計、研究課題等方面竭盡全力地幫助學生,並親自帶學生進廠實習,教授實用基礎和系統知識。他曾帶領艾克聰在內的專業課學生去昆明光學工廠進行了為期三個月的實習。實習期間,他與大家同吃同住,詳細示範,為學生們獨立開展科研打下了堅實基礎。
十年樹木,百年樹人。截至2010年12月,周立偉已經培養了18名博士生和17名碩士生,為中國在光學工程領域培養了許多優秀的探索者,其中很多人已成為該領域的中堅力量。
周立偉曾寫過一本《一個指導教師札記》,是一套育人方法和理論,用以幫助導師指導研究生。書裡詳細闡述了導師的作用、指導研究生的流程,對於年輕導師有著重要的參考和借鑑意義。
2008年,全國博士學術會議參會人員合影(二排左四為周立偉)
近些年,周立偉將更多的時間用在了科普工作中。他說:“我覺得很多年輕人都十分優秀,比我聰明得多,他們接觸的知識面也更多,未來會很有希望。我也希望力所能及地向他們分享一些我的經歷、我的故事,講講人生,談談成長。”
2020年,周立偉在北京市第四中學作了題為《志存高遠、求深願達——與青少年同學談成長、成才、成功》的科普和勵志報告。結合自己的求學、工作和科研的經歷,他暢談了對“成長、成才、成功”的理解。他語重心長地啟發和教育青年學生,要繼承弘揚中國知識分子報效祖國和復興民族的家國情懷,為學要努力勤奮、為人要誠實篤行,要把握好青春時光,全身心投入到學習和科學研究中去。
2020年12月,周立偉在北京市第四中學,作題為《志存高遠、求深願達——與青少年同學談成長、成才、成功》的科普和勵志報告(來源:中國工程院)
周立偉院士在學術上頻出成果,在教學上精心育人,贏得了光學界同仁們的敬重,贏得了師生們的喜愛。一步一個腳印的人生路上,留下的是愛國、奮鬥、追夢的閃亮足跡。他是中國電子光學的研究道路上的一座燈塔,激勵著無數後來者不忘初心使命、矢志奮勇前行。
周立偉
(1932.9-)
電子光學和光電子成像專家
中國工程院院士
來源:中國科學家