王大珩,一個追光的人
我們生活在光的世界裏,但有的人卻在不停地追著光——他就是我國偉大的功勳科學家王大珩,中國“光學之父”,為我國的光學事業作出了巨大貢獻!
小小的一束光
王大珩父親是一位天文與氣象學家,小時候,王大珩常常跟著父親去天文台觀察太空,他第一次用一支長長的管鏡觀看天體,看到許多奇怪的天文現象,覺得有趣極了!那小小的一束光,使王大珩對那些光學儀器生了極大的興趣!
後來,父親告訴他,這些光學儀器都是從外國買來的,中國還不能製造。這句話,深深地印在了王大珩幼小的心靈裏,他從小立誌光學。
1936年,王大珩畢業於清華大學物理係,1938年赴英國帝國理工學院攻讀應用光學,獲得碩士學位後,1941年,王大珩轉入雪菲爾大學,在著名的玻璃學家特納教授指導下專攻光學玻璃。
在西方,最早對光學有過貢獻的是希臘的歐基米德和托勒密,到了17世紀,怪才笛卡兒的《折光學》,創立了幾何光學。18世紀初葉,大科學家牛頓寫出了《光學》一書,把光學由幾何學推演至物理光學,他提出了“微粒學說”——光的本性是運動的微粒。與此同時,大科學家惠更斯的《論光》一書提出了“波動學說”——光的本性是一種波動現象,還認識了紅外光、紫外光等等光學現象。
其實,我們中國在先秦時期製造的青銅鏡,就已經擁有了拋光技術。到了明末清初,已經利用凹透鏡、凸透鏡和反射鏡製造出察微鏡、夜明鏡等70多種光學儀器。而到了20世紀中葉的中國,整體科技水平已經遠遠地落後西方國家,根本談不上光學的進步。
沒有光學,中國就好比生活在一個漆黑的世界裏。一個文明悠久的東方古國,一定要讓她重新光亮起來!
1948年,中國正處於解放戰爭時期,炮火連天,山河殘缺!這個時候,王大珩放棄英國高薪拘留,毅然決然地回到了硝煙彌漫的上海!一到上海,他的老師吳有訓受中國共產黨的委托,邀請王大珩到大連大學任應用物理係主任,艱難地開始中國光學起步。用王大珩的話說,“我們想吃紅燒肉,要從養豬做起。”他把從國外帶回來的光學玻璃配方及製造過程中的技術資料,全部鋪展開來,夜以繼日,帶領科研人員攻克光學一道又一道難關。
多彩的光世界
1953年12月是中國光學史上值得紀念的日子——長春儀器館熔煉出中國的第一爐光學玻璃,結束了中國沒有光學玻璃的曆史!由此,新中國的光學事業進入了一個全新的時代!顯微鏡等一大批儀器相繼問世,光學工藝、光學鍍膜、光學設計、光學檢驗、光學計量測試等精密技術也初步打下基礎。到1957年已經能夠生產出國防軍工所需的特殊光學玻璃,能與國際尖端光學技術論比高低。
1961年,國際上出現“激光學”僅僅一年,王大珩的科研團隊就研製出我國第一台紅寶石激光器,能夠承擔一個又一個高難度的尖端科學任務。這項技術,算得上是技術光學、機械與精密機械儀器製造、光學材料、導航、紅外物理等眾多學科為一身的尖端光學儀。
1964年10月16日,中國成功地爆炸了第一顆原子彈,這朵彩色的蘑菇雲裏,同時開放出王大珩的光學之花——他們所研製的光學儀器第一次應用於核爆炸!
不久,我國秘密開始研製中程導彈,要求王大珩團隊提供測量空間飛行體的軌道參數和飛行姿態的大型觀測設備——多學科綜合性的大型精密光學跟蹤儀。
1970年4月24日,我國成功地發射了“東方紅一號”人造地球衛星,它向世界宣告,中國進入了發展宇宙空間技術的時代。同時對光學設備提出了更高更精的要求,尤其是返回式衛星裝備中的“對地觀測相機”,同其他類型的光學設備不同,它與衛星本體密不可分,是整個衛星的主體部分,要和星體一起遨遊太空才能拍攝到地球清晰的圖像。這種相機要求十分苛刻,它既要能經得起發射衛星時的劇烈震**,還不能間隔調整,要長期保持正常工作。
在設計方案論證過程中,王大珩大膽提出,在研製“對地觀測相機”的同時,也要研製“對星攝影相機”,他親自掛帥,成立了一個專門從事空間相機研製的科研部門,“對星相機”觀測的位置,對圖像進行姿態糾正非常重要。然而,這種相機最大難點是,太空環境極不利於攝影,烈日當空,地麵日光反射極強,要把暗背景的一部分星相拍下來,難以消除影像中帶有的強雜光。於是,王大珩的“對地相機”和“對星相機”同時研製成功,隨著衛星一起飛上太空,解決了這個科學難題。
當衛星返回到地麵,相機帶回了整個地球清晰的全貌,王大珩高興得流下了眼淚。
每次衛星上天以前,為了確保衛星飛上太空能正常運行,先要在地麵上進行“太陽照射模擬”試驗,需要研製出一個被稱為太陽模擬器的“人工太陽”。王大珩團隊做出自己的設計方案:用37個5千瓦的氙燈拚組起來,能量相當於太陽光的照射強度。然而,這37個氙燈其中一個燈運行失靈,試驗就得中斷。經過反複試驗,王大珩迅速提出利用新的大功率氙燈技術,把氙燈數目減少到19個,增加了設備運行的可靠性。於是,一個光照直徑為4米的“人工太陽”成功地照射在衛星上,確保衛星在太陽光照射下的運行安全。
王大珩用他的聰明才智,開創了中國近代光學事業,他的科學精神和崇高品質,深受黨和人民的愛戴,1980年榮獲全國勞動模範稱號,1985年獲得國家科學技術進步特等獎。
2011年7月21日下午1時,這位年高近百歲的偉大的科學家,將他一生所追求的各種光,留給了他所熱愛的共和國,幸福地閉上了眼睛!
一個追光的人,也許在哪個世界裏都會充滿著光明!