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周立偉:“黑夜之眼”探索者

供稿: 《中國科學報》胡曉菁 馬麗 攝影: 光電學院 編輯: 王朝陽
(2019-03-02) 閱讀次數:
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 “我能作出一點成績,是自己一直有這樣的信念,要在寬束電子光學上走出自己的一條路來。這個目標始終鼓舞著我,鍥而不舍地努力去實現,并且把個人的理想、志愿和興趣與祖國的需要結合起來。”

  ——周立偉

在艱難歲月中奮斗成長

  1932年9月17日,周立偉出生于上海市一個普通家庭,父親是一名制藥工人,母親是家庭婦女,他還有一個姐姐和一個弟弟。周立偉的家庭非常和睦,父母教育孩子們的方式是鼓勵他們認真學習、踏實做人,家庭的影響使周立偉終身受益。后來成為院士的周立偉經常感嘆,自己受到父母、老師和前輩們的影響很深。他的父母總是不求回報地幫助別人,他的老師和前輩們為了學問和育人終身奮斗,這些人都是他的榜樣,教導他踏實做人、熱心助人。

  年幼時期的周立偉,經歷過日本侵略者侵占上海。幼年逃難和親見民眾被侵略者欺凌的經歷,令他對侵略者倍感痛恨,也使他尤其向往和平。周立偉的啟蒙生涯是在上海培正小學度過的,《滿江紅》《蘇武牧羊》是小學經常教唱的歌曲,在潛移默化的愛國主義教育中,周立偉從小便深明民族和國家大義。他佩服老師們的氣節,對教師這個職業產生了向往,對身為教師的責任有了初步的認識。

  小學畢業以后,周立偉輾轉在上海楊樹浦教會學校、湘姚中學、恒茂中學和高橋中學學習。在高橋中學讀了兩年后,他放棄了在高中畢業后升入大學的打算,報考了免除學費和膳食費的國立上海高級機械職業學校(簡稱國立上海高機)的機械制造科,打算在畢業后盡快就業,以減輕家庭的負擔。

  1951年7月,從國立上海高機畢業后,周立偉如愿被分配到上海公私合營華通電機廠工作,參加實際生產、制圖繪圖等工作,業務能力有了很大提高。1952年,周立偉在工作中利用螺桿轉動使漆包線進動繞線的原理,發明了一種繞扁平線圈的繞線車,提高工效7.5倍,上海《勞動報》還專門報道了這項發明。

周立偉在北京工業學院(現北京理工大學)求學時期書寫的實驗筆記

  1953年,在上海復旦大學干部預習班學習了3個月以后,周立偉考上了北京工業學院(現北京理工大學),被編入儀器系軍用光學儀器專業8531班學習,實現了自己上大學和保家衛國的理想。在當時的中國,光學儀器專業是國家急缺的專業,而軍用光學儀器更是國家重點發展的專業之一。周立偉非常珍惜這來之不易的學習機會,學習刻苦努力,學習成績一直十分優異,并在1956年加入了中國共產黨。大學期間,他還曾在昆明海口國營298工廠實習,并將“坦克炮瞄準鏡的設計”作為自己的畢業設計題目。順利通過畢業答辯之后,周立偉結束了大學生活,留校任教,從此以教師為終身職業,并為學校籌建、開拓夜視專業。

在留蘇生涯中孤獨探索

20世紀60年代,周立偉留蘇時拍攝照片

  20世紀五六十年代,百廢待興的新中國開始向蘇聯派遣留學生,學習國內的緊缺專業。1962年,周立偉被選為留蘇學生,赴蘇聯列寧格勒烏里揚諾夫(列寧)電工學院電物理系,學習夜視器件的電子光學理論與設計,以期回國后為學校發展相應專業儲備力量。然而此時,中蘇關系已經破裂,兩國不復50年代的蜜月時期,這也注定了周立偉為期三年半的留蘇生涯不會一帆風順。

  1962年11月,周立偉踏上了去蘇聯的路。在七天七夜的火車上,他牢記著教研室前輩馬士修教授對他的囑托,立下了一定要攻克成像電子光學系統設計難關的志愿。

  沒想到,剛到蘇聯不久,學術導師的一番話給他的夢想蒙上了一層陰影。導師看中了周立偉的大學專業和良好的數理基礎,竭力勸說他協助自己搞超高頻電子光學這一在當時看來十分時髦的課題。

  面臨如此局面,周立偉陷入兩難:跟著老師做,拿個學位不成問題;不跟著老師做,就沒有人指導,一切靠自己,學位不保險。他更陷入深思:作為個人前途來說,跟著導師干自然是好的,但這又和自己出國留學、學成報效祖國的初衷相違背;學習導師指定的專業,回國以后無法應用到實際中,這有負出國前學校領導的期望,更有負于國家對學子的囑托!

  思索再三,周立偉決定:無論有多難,還是要堅持原先的方向!他決心自力更生闖出一條道路來,實現自己出國前的諾言。這樣的決定,果然導致蘇聯導師拒絕對他提供幫助。從此,直到周立偉寫出學位論文,他們之間再沒有進行過學術交流。

  沒有了導師的輔導,周立偉只能孤獨地在科學的陣地里探索。在蘇聯的3年多時光里,他去得最多的地方就是列寧格勒謝德林圖書館和蘇聯科學院圖書館,每天在圖書館里查資料、做筆記、閱讀思考,從早到晚,周立偉一分鐘也不愿意浪費。通過大量閱讀,他廣泛汲取了蘇聯各學派在電子光學領域的研究思想和成就。

  學術之路盡管寂寞而枯燥,但周立偉堅信有志者事竟成。在不斷地努力探索下,他終于在靜電聚焦同心球系統的電子光學和陰極透鏡的像差理論上有了突破,并于1966年初如期完成了蘇聯物理數學副博士學位論文。

  盡管留蘇歲月有所波折,周立偉在完成學業的同時,也從身邊一批正直的蘇聯專家身上獲益匪淺。列寧格勒電工學院電子醫療器件教研室主任茹里葉教授就是令他難忘的一位教師,茹里葉教授不僅為人非常正直,而且對中國人民十分友好,不僅關心周立偉的學習和工作,還雪中送炭,幫助周立偉順利通過了學位論文答辯。從茹里葉教授身上,周立偉不但學到了知識,更切身體會到:作為一名教師,不但要為學生傳道授業解惑,還要設身處地為學生著想,幫助學生排憂解難,這才是一名教師應盡的責任和義務。

1990年6月,周立偉(居中)隨北理工訪蘇代表團參觀古比雪夫航空學院實驗室

在寬束電子光學中創造輝煌

  周立偉大學畢業后留校工作,是為了開拓新的專業——夜視技術。這門學科在我國當時是為了近戰夜戰的需要而新設置的,關鍵器件是變像管和像增強器,核心問題是如何制作高靈敏度的光陰極和如何設計出高質量的電子光學成像系統。

  當時國內在這方面的研究幾乎是一片空白,周立偉形容那時候的自己,不但沒有夜視技術的基本概念,而且連許多專業名詞如電子光學、光陰極、熒光屏等都從未聽說過,一切只能從頭學起。因此,他如饑似渴地閱讀相應專著和教材,還曾前往北京大學和長春光機所短期進修。不到3年時間,周立偉寫出了《電子光學理論與設計》上、下冊教材,并在其中討論了解決電子光學設計與計算的研究出路等問題,這是周立偉對這門學科的初步思考,也意味著他在這個領域打下了較為堅實的基礎。

  在蘇聯期間,周立偉的思考更加深入,主要聚焦寬束電子光學研究。這一時期,周立偉對靜電同心球系統電子光學產生了濃厚的興趣,他以此為切入點,展開了寬束電子光學研究工作,完成了蘇聯物理數學副博士學位論文。

  1977年,周立偉出版了《夜視器件電子光學》的教材,開始研究同心球電磁聚焦系統的電子光學的問題,他把在蘇聯的工作由靜電聚焦擴展到電磁聚焦領域的新探索。他認為,如果能找到兩電極同心球靜電和電磁聚焦系統模型的成像位置的精確解,并把它表達成類似級數的展開式,便不難解決理想成像等概念和定義電子光學像差的問題。而且,正因為這一理想模型中矛盾的特殊性中包含了寬電子束成像矛盾的普遍性,它不但對于研究普遍性問題提供理論基礎,還可以檢驗所提出的新理論的正確性,對寬束電子光學的深入研究具有指導意義。

  周立偉潛心研究,終于在該領域內取得了一系列成果。1978年,他在《工程光學》上發表了“兩電極同心球系統的電子光學”一文。同年,他率團出國參加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,并在會上宣讀了“同心球電磁聚焦系統的電子光學”的學術論文。該論文隨后被收入Advances in Electronics and Electron Physics(《電子學與電子物理學的進展》)。也是在這一年,他和方二倫、馮熾燾二位學者合作的變像管和像增強器的電子光學系統計算與設計的研究成果,榮獲了全國科學大會獎。

周立偉與他的專著

  1993年,在多年思考的基礎上,周立偉出版了學術專著《寬束電子光學》,在國內外學術界引起很大反響,國內和美、英、法、荷、俄、德、日等國相關領域的許多專家、教授,均給予此書很高的評價。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,并榮獲1994年第八屆中國圖書獎、1995年第七屆全國優秀科技圖書獎一等獎和第二屆國家圖書獎提名獎。該書的出版標志著周立偉的寬束電子光學學派體系開始建立。

  1999年,周立偉當選中國工程院院士。2000年10月,俄羅斯聯邦工程科學院授予周立偉外籍院士的稱號,諾貝爾獎獲得者、俄羅斯聯邦工程科學院院長普羅霍洛夫院士發來賀信,并在其中熱情贊揚道:“您創立了您自己的科學學派!”這是國外頂尖科學家對周立偉學術成就的盛贊,也代表了學界對他的認可。

  在創立寬束電子光學學派的道路上,周立偉立志堅定,他的所思所想時刻與國家的需求相結合。他曾如是總結自己的科學生涯:“一是自己還是有點志氣的,一定要攻下寬束電子光學這個碉堡來,建立我們自己的理論體系。二是我研究的正是國家迫切需要的,具有較大的科學價值和實際意義。今天總結起來,我能做出一點成績,是自己一直有這樣的信念,要在寬束電子光學上走出自己的一條路來。這個目標始終鼓舞著我,鍥而不舍地努力去實現,并且把個人的理想、志愿和興趣與祖國的需要結合起來。”

在育人崗位上嘔心瀝血

  自1958年周立偉大學畢業留校任教開始,他已經在教師崗位上連續工作了一個甲子的歲月,而且,他還打算在這個位置上繼續嘔心瀝血。

  教師,是周立偉在科研工作之外的另一個身份,也是令他引以為豪的職業。

  在周立偉的執教生涯中,他深受許多德高望重的長輩們的影響,例如蘇聯列寧格勒電工學院的茹里葉教授、清華大學的孟昭英院士、中國科學院長春光機所的王大珩院士,以及本校的馬士修教授和連銅淑教授等。在周立偉眼里,他們都是忠厚的長者,為人正直,一心一意埋頭做學問,熱心幫助青年人。這樣的品質,令周立偉深感折服,并深受影響。

  也因此,在自己的教學生涯中,周立偉也力求和前輩一樣,一邊提高自己的學問,一邊全心全意教學,認真助人,把育人成才作為自己的主要任務。他的想法很簡單:希望年輕人的智慧和才能超過老一輩,成為國家的棟梁!

20世紀80年代,周立偉指導博士生進行科學研究

  1980年春節,國務院公布了我國的學位條例。得知此事,周立偉欣喜萬分,他立即寫了一份“關于研究生學習與學位論文工作的札記”提交給了學校學術委員會,談自己培養研究生的親身體會,供學校研究生指導教師參考。他在“札記”中寫道,作為一名合格的研究生學術導師,“要發揮研究生的主動性和進取心,促使他(她)成長為一個真正的科技工作者”。事實上,周立偉多年來也一直以這樣的規范來要求自己。

  1980年,周立偉晉升為副教授,3年后被國務院學位委員會批準為博士生導師,1984年被國家教委特批為教授。周立偉常常向學生們強調的一句話是:“做學問中學做人,做人中學做學問。”他要求自己的研究生們不但要做出學問,還要在為人方面有所進步,希望他們成為從精神結構到科學素質全面發展的一代新人。他認為這既是老師對學生的期望,也是國家和社會對人才的需求標準。

  周立偉還希望青年學子在做學問之前一定要立志,并為之不斷奮斗。他喜歡把在蘇聯留學期間的座右銘“志氣+耐心+方法="成功”,以及自己的親身體會和人生經驗分享給青年人,希望他們在求知道路上都立下遠大志向,并能堅持為自己的理想而奮斗!

  “一個人如果把‘付出’和‘奉獻’作為自己的人生坐標,以這樣的心態來理解人生,無論面對多大的困難,也不會畏縮,也不會在榮譽面前沾沾自喜。”這是周立偉當選為中國工程院院士之后,學校為他舉辦的座談會上的一段發言。“有一個正確的動力支持著自己的人生,將會使自己的聰明才智得到充分的發揮,作出更大的貢獻來。”實際上,周立偉不但這樣想,也確確實實這么踐行——付出不求回報,奉獻無關金錢!

  多年來,周立偉的家庭生活始終平凡而樸實,但在幾年前,他和妻子卻捐出了50萬元,在學校里設立了立偉獎學金和吉民助學金,以鼓勵和幫助光電學院的學子們。他以一顆真心,真誠對待家人,對待朋友,對待學生,對待學校。

  1986年,根據自己長久以來的教學經驗,周立偉在《北京高教研究》第一期上發表了題為《談談研究生指導教師的作用》的文章,詳細闡述了他育人的思路和觀點。他認為一名指導教師的作用主要體現在4個方面:選題、引路、治學、把關。一方面,教師應幫助學生選擇有時代感、符合學生志趣,又有現實意義和科學價值的題目;另一方面,教師還應該以自己的學問和學風影響學生,有技巧地引導學生去探索本學科的前沿;不僅如此,對于學生的論文,教師還應做嚴格的審查,以確保參加答辯、取得學位的學生是完全符合標準的……。周立偉正是如此嚴格地遵守教師規范,要求自己的每一位學生都要成為有品德、有學問、真材實料的人才!

  一個甲子,做正直的人,當指路的師。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、奮斗、追夢的閃亮足跡。

  (本文根據《周立偉:“黑夜之眼”探索者》《做正直的人 當指路的師》素材整理)


(審核:肖雄、鄒銳)

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