一直在跨界 一生在努力——记燕达在住长辈卢志恒的科研人生
从故事中搜集历史
在岁月中见证辉煌
1964年,卢志恒研究生毕业 , 分配到当年粮食部的下属单位工作 , 后改行从事电子技术和工业自动化的研究研制工作。他主持承担了国家第五个五年计划的科学发展纲要项目,为工业生产过程自动控制和电子计算机的应用做出了杰出贡献,荣获了“全国先进科技工作者”称号。1998年,他受聘于瑞典皇家科学院,获得了推荐“1999年诺贝尔物理学奖候选人”的资格。卢志恒以其卓越的学术成就和不懈的科研精神,为我国的科技事业做出了重要贡献。本期,我们将继续为大家分享燕达在住长辈卢志恒的故事。
卢志恒
创新设计控制系统 连续工作15年零失误
1976年7月28日,河北省唐山市丰南区一带发生7.8级强烈地震,北京市和天津市也受到严重波及,人民生命财产损失惨重。当时,北京市的老旧面粉厂大多倒塌,面粉供应出现严重困难。为保证北京市的社会安定,解决北京市的面粉生产供应问题,中央决定启动国家1号工程,要求在三个月之内建成一座大型的高度自动化的面粉厂。
卢志恒在平凡的工作岗位上,为抗震救灾贡献着自己的力量。他主持承担了面粉厂的自动控制系统的研究研制工作,“当时,面粉的国家标准是水分含量要保持13%。小麦磨成面粉后储藏时间是七天。由于面粉难保存,致使从外地调面粉十分困难,高效建立一座现代化面粉厂势在必行。”卢志恒介绍,面对三个月内建成工厂的要求,他和临时组建的团队深感责任重大,他们通力协作,边设计边施工。
卢志恒举例说,面粉厂有几十台机器,不能同时启动和停止,需要按照工艺流程的要求进行启动和停止。所以,他需要设计一个顺序控制器,能够让机器自动按规定顺序启动、停止。“当时我们国家的集成电路还只能生产门电路。考虑到我国的集成电路工艺还不成熟,为了设备运行可靠,我们仍然选用晶体管作为电路的核心器件。”
安全一直是悬挂在卢志恒和同事们头上的剑。每天早上不到七点,卢志恒就要出门赶赴工厂,直到天黑繁星满才下班回家。回到家后,他还要在昏暗的灯光下,一遍又一遍地改着图纸,为第二天的工作做计划。“我们无法验证,必须一次成功。”夜以继日地奋斗了三个月后,终于迎来了设备调试的这一刻。“在按下按钮时,我整个人都在颤抖,十分紧张。”屏住呼吸,睁开双眼,全厂一次试车成功,数千个焊点无一虚焊!卢志恒大大地呼了一口气。
在成功的这一刻,卢志恒最想夫人和孩子。地震过后,卢志恒就被召集工作,完全照顾不了家庭。夫人黄婉云只能和另一位女邻居合力搭建一个简易防震棚,自己带着孩子。“我们那个年代的人,一心想为国家贡献,只要能做一点点的事情,我们都会觉得义不容辞。”卢志恒至今都感念夫人当时对他的理解和包容。
之后,卢志恒设计的控制系统运行稳定可靠,连续工作了15年没有发生过一次误操作,直到更新换代。该设备无论是中央控制室还是各个子系统,都没有国内外经验可以参考。“这是凭借整个团队的创新研究取得的成果,受到了指挥部的高度赞扬。”卢志恒认为,这是他这辈子最值得骄傲的事情。
跨界学习计算机 荣获“全国先进科技工作者”称号
结束设计控制系统这项工作后,卢志恒还没来得及休息调整,又投入了下一个工作。他主持并承担国家第五个五年计划科学发展纲要第55项:工业生产过程自动控制和电子计算机的应用研究。
对于没有自动化专业背景的卢志恒而言,这是机遇,更是挑战,他必须要在短时间内掌握大量专业知识,还要能将理论知识转换到实际操作领域。为此,卢志恒再次跨界,他要自学计算机,用计算机系统控制面粉自动化生产。
工作之余,卢志恒抽空就去清华大学旁听计算机控制课程,而且还带着同事一起去听。“我是物理专业毕业的,有同事觉得我专业不对口,能力应该不行,对我不太服气,我就想一起去上课一起学习,大家都进步了,工作就好做了。”在夜以继日地学习后,卢志恒了解了计算机编程,明确了工作计划,将工作内容精准分工,带领同事们实现了从0到1的突破。
在这些工作的基础上,1977年,北京市政府授予卢志恒北京市先进科技工作者荣誉称号。1978年,卢志恒被授予全国先进科技工作者荣誉称号,并得到了国家领导人的接见和合影留念。也因此,卢志恒的名字被刻在北京崇文门附近的全国劳模广场的石碑上。卢志恒指着家中墙上与国家领导人合影照片笑着说,“这是我最看重的荣誉,当时领奖时非常高兴和激动,这意味着自己长期以来的付出得到了认可。”
卢志恒获全国先进科技工作者的奖状
1981年,卢志恒被调到北京师范大学低能核物理研究所暨北京市辐射中心,从事原子核技术的应用研究工作。兜兜转转十多年,卢志恒终于又回到了母校,少年已成中年,但他心中的理想却从未改变过。卢志恒用自身经验告诉年轻人,实现梦想的道路不一定是笔直的,但只要肯坚持、肯学习,终会实现目标。
“工作的这些年,我对自动控制的研究已经很深入了,不愿继续待在舒适圈内,能回学校重新从事物理研究,我特别振奋。”回校后,卢志恒又拿出了他在学习上的倔劲、狠劲,大量查阅国内外文献资料,如饥似渴地学习着。“这个机会太难得了!我必须要好好学习!”
卢志恒的专业研究又跨行到半导体工艺研究上,这又是一条未知的前行道路。
拒绝美国高校挽留 只想回国报效祖国
1982年,卢志恒在德国艾伯特基金会的资助下,到德国做访问学者。“学校本来是派一位女老师去的,但她没通过英语考试,出国指标只能作废。到了第二年,学校派了我去参加考试。之前参加过香港计算机培训班,我的英语口语和听力有了很大提高,考试顺利通过了。”去德国前,卢志恒还到北京语言学院参加了语言预备班,突击德语。
到达德国后,卢志恒又投入了紧张的学习中。他师从德国的科学院院士、慕尼黑大学物理系讲席教授席兹曼博士,从事离子束与固体相互作用的基础研究。“这两年,我过得很累。”在陌生的生活、语言环境下,卢志恒每天从早上八点工作到晚上八点,工作和学习压力非常大。在德国,卢志恒主要从事半导体集成电路的重要工艺——离子注入技术的基础研究。
卢志恒夫妇和他的德国导师席兹曼院士夫妇在家里的合影
1984年到1985年,卢志恒受聘于美国北卡罗来纳州立大学,从事原子核技术在半导体工艺中的应用的客座研究。当时,美国发射的一颗卫星上天后失效了,卢志恒的美国导师研究了宇宙射线对卫星中半导体器件的损坏,于是考虑原子核技术在半导体材料上进行进一步的应用研究。当时,美国的这项研究做得早,已经做出来了成熟的设备,但不卖给中国。
“学习是无穷尽的。”在学习赛场上一直拼命奔跑的卢志恒终于承认,每一次学习不是结束,而是一场新的开始,他想学的还有很多很多。美国的学习结束后,教授极力希望卢志恒留下,但他果断拒绝了。“我的根在中国,我所学的知识必须要为国所用,我一天也没多待,毅然回国。”
回国后,卢志恒先后在北京师范大学低能核物理研究所和物理系从事半导体材料、非线性系统理论和量子计算机的研究工作。卢志恒沿着这次所学的内容继续探索,重复做了一两年的实验,取得了在太空飞行器和核辐射环境下使用的半导体材料的发明专利,即“绝缘体上单晶硅(SOI)材料制造方法”。这项专利公开了采用SIMOX技术制造SOI材料的方法和将离子注入非晶化处理应用到采用注氮隔离或注入氮氧隔离技术中制造SOI材料的方法。
2005年,卢志恒获得的发明专利证书
卢志恒终于可以理直气壮地站在讲台上,为学生们讲授物理知识了。“当时,学校开了一门控制理论的课程,要求老师有物理和自动化专业背景,换了几个老师都讲不好,校长找到我,让我试试。”卢志恒恰好对这个领域十分熟悉,“我的讲课内容结合了理论和实践,浅显易懂,学生们不仅能听懂,还能举一反三。”
基于前期的自动控制方面的研究工作和后期的教学工作需要,卢志恒著有《控制论引论》一书,并被教育部审定为全国高等学校教学用书。“在当时,这本教材比较新颖,算是我在教学领域里的一大成就。”卢志恒拿出这本书,充满深情地看了看。做了这么多研究后,卢志恒越来越喜欢高校自由研究的氛围了。“大学对老师的研究不作限制,基于非线性系统理论的研究成果和良好的计算机软硬件技术基础,我开始尝试研究保密通信领域。”
卢志恒介绍,“非线性微分方程的解可以是无序的、随机的,投影到电脑显示屏上就像雪花。乍看之下不知道是什么,但是仔细研究,里面存在规律。应用在保密领域上,相当于在保密文件结合到别人看不懂的雪花片上变成了另一片雪花,这层雪花片也是无序的,但是通过解密,有序的内容就能显示出来。”这个项目的研究经费是由解放军总参谋部提供的。卢志恒的这项研究的完成,为我国国防通信事业作出了重要贡献。
破译事业是一位天才努力揣摩另一位天才的心的事业,是天才间最高级的搏斗,而卢志恒凭借先天的天赋及后天在多领域的交叉研究,闯入了这条布满荆棘却令人欲罢不能的道路。是金子在哪都能发光,而卢志恒将自己的光洒在了更多领域。
推荐诺贝尔物理学奖候选人 深入研究量子计算机
作为一名科研工作者,卢志恒从不满足于现阶段的研究成果,每个研究都为他打开了下一个研究的大门,他也愿穷尽一切精力去探索。20世纪末到21世纪初,国内量子计算机的研究是空白的,卢志恒决定闯入这片“无人区”。
“基于学校现有的实验条件,我主要研究量子计算机的算法,包括量子搜索、量子纠错和量子多体问题等领域。”2004年, 基于对量子计算机的前沿基础研究,在V.Krasnoholovets和F. Columbus 的主导下, 卢志恒在美国纽约的新科学出版社合作出版了一本英文著作,名为《量子物理进展》。
《量子物理进展》一书及瑞典皇家科学院给卢志恒的聘书正文
1998年,卢志恒受聘于瑞典皇家科学院,他收到一封信,请他推选1999年诺贝尔物理学奖候选人。“收到这封信时,我也很惊奇,让我推选物理学奖候选人,这对我而言是一种认可。”卢志恒展示了这封珍藏已久的信件,时间虽已过去24年,但信件依旧崭新。信里写道:诚挚邀请卢志恒推选诺贝尔物理学奖候选人。根据相关要求,卢志恒可写下被推荐人名字和推荐原因,将信寄到相关地址。
“当时,我脑子里首先想到的就是安东·蔡林格教授,他讲座时的风度及对专业的认识,给我留下了太深的印象。”卢志恒第一次听到量子计算机的概念,就是在安东·蔡林格教授的讲座中。于是,他认真写下了推荐理由,可那一年安东·蔡林格教授并未获得诺贝尔物理学奖。
榜样的力量一直激励着卢志恒前行,这么多年来,不论安东·蔡林格有没有得到诺贝尔奖,卢志恒都关注着他最新的学术动态,在一篇篇论文中和他产生着精神上的共鸣。2022年,诺贝尔物理学奖揭晓,卢志恒看到了熟悉的名字:安东·蔡林格!卢志恒形容不出他的兴奋,而这也说明了卢志恒在物理学领域充满前瞻性的认识。
2003年,卢志恒退休了。他毅然采取了一种截然不同的生活方式,全面停止工作,投入生活中。“我这辈子过得太累了!一直在追逐,从未停歇过。”尽管退休了,身边还是不断有人请卢志恒重新“出山”,开展一些科研工作。卢志恒直接回复:此人不在北京,信件退回原处。态度之坚决,让人很难相信他退休前是一个工作狂。
2023年,卢志恒和爱人黄婉云在燕达养护中心合影
2019年,卢志恒、黄婉云住进了燕达金色年华健康养护中心。“在这里,我们每天在老年大学做做音乐韵律操,走走路,病了附近就有医院,我们很有幸福感。”在燕达养护中心里,随处可见悠然散步的长辈,很多长辈和他们一样,外表简简单单,实则深藏功与名。
下期预告
作为中央人民广播电台的高级记者和第二套节目副总监兼科教部主任,宋广礼在记者及科普编创领域兢兢业业,奋斗一生,被评为全国先进科普工作者、全国国防科普先进工作者、全国优秀的科普作家等;自撰的《科普广播佳作选》《光学世界奇观》等屡获国家奖项,与友人合写的说明文《从甲骨文到口袋图书馆》被选入中学《语文》课本,而他不同阶段的人生故事也如他的作品那般动人心魄。下期,我们将为大家分享燕达在住长辈宋广礼的故事。
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