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忆清华,峥嵘岁月稠(4):从真刀真枪的毕业设计到开花结果 精选

已有 8688 次阅读 2010-12-3 12:37 |个人分类:科学论坛|系统分类:科研笔记| 忆清华, 峥嵘岁月稠(4)

     忆清华,峥嵘岁月稠(4):

 从真刀真枪的毕业设计到开花结果

方锦清(1958

     在母校六年学习的潜移默化中,我深深感到:清华大学有一个传统和特色就是,非常强调每个学生的毕业设计论文要结合实际,用清华的语言说:进行“真刀真枪的毕业设计”,通过科研与设计的严格训练和实际锻炼,不仅培养我们“三严”科学作风,而且树立面向国家建设的意识和具有比较强的独立解决实际问题的能力,使得我们毕业后走上工作岗位能够比较快地适应工作的需要。

1958-1964我是在清华大学工程物理系攻读加速器专业(含热核聚变),在物403班里有20位同学,在老师指导下每人都用了一年的时间,进行了课题的毕业设计、实验和理论研究工作,然后撰写出毕业论文,最后进行正式毕业答辩,通过后才能毕业。
出人预料之外,1963年我们三位同学——陈森玉、陈汝龙和我被指导老师刘乃泉(当时是教研室主任,后来担任清华大学恢复后的物理系主任兼理学院常务副院长,19887月年调任中国科学技术大学党委书记,同年9月兼任中国科学技术大学第一副校长.和顾本广(留苏回国)叫在一起开会,分派给我们三人的课题认为是一项最新的保密项目:电子直线加速器的物理设计和研制,这个课题要求我们对班上同学也不能公开,可见课题的重要性程度。加速器教研室已经有高压加速器、电子感应加速器和微波加速器,教研室决定从我们这届开始研制国际上新兴的具有广泛应用前途的电子直线加速器加速器。清华大学20世纪50年代创建工程物理系来,面向国家和社会的需求,从事核科学与技术的基础研究和应用研究,已经为国防科技事业作出了很大的贡献。

我们3人能够参加新课题确实是老师对我们的信任和期望,都感到非常高兴,倍受鼓舞和鞭策。虽然3人是同一课题,但是每人子题侧重面不同,陈森玉承担总体理论设计;陈汝龙负责加速器模拟电路研究,被安排到电子工程系做实验研究;我承担直线加速器的动力学特性计算与盘荷波导的结构参数设计工作,这个课题有大量的计算任务,当时学校只有数学力学系才有计算机,很幸运我被派到数学力学系计算机室使用计算机进行计算工作,当时我第一次开始接触和使用的是手摇计算机,尔后又应用电动计算机,从此我使用的计算机经历了我国电子管、半导体和芯片等各代更新不同的计算机。应用计算机开展研究的条件是当时其他同学不能比拟的。新课题之所以得到了重视和条件保证,且能够顺利开展,应该说得益于和发挥了清华大学的理工的综合优势。我很珍惜这个难得的机会,全身心地投入毕业设计中。这一年的毕业设计对我后来的科研道路起到了极大指引作用,我畅游在学校和系图书馆的知识大海,在计算机实验室埋头苦算,在美丽的清华园里渡过了难忘的日日夜夜。由此受到了比较全面的科研训练,初步培养了理论工作的素质,包括从课题文献调研,选择不同物理方案和比较研究,一直到整套计算、数据分析和撰写论文等各个环节。留苏回国的顾本广指导老师给了我精心的指导,记忆犹新的是,他不仅言教身带,而且让我们看了他所做的井井有条、重点突出、有评有据的课题文献调研笔记本,使我有了学习的榜样,受益匪浅。毕业设计阶段是在校的最关键时期,我们不仅受到了严格的训练和积累了一定的经验,而且树立和增强了自己今后独立开展科研工作的信心。我们课题组的三位同学毕业答辩时都以优秀成绩通过。毕业时,陈汝龙同学考上了力学所的研究生,陈森玉同学和我分配到了中国科学院原子能研究所工作,80年代更名为中国原子能科学研究院,我一直在该院工作至今,但是我从加速器物理专业转到当时急需的稳定同位素分离器专业,在6070年代从事了电磁分离器物理、强流离子束输运物理、强流离子束和等离子体源物理与技术等实验研究工作,积累了宝贵的实验经验和提出了一些值得理论探索和思考的问题。

20世纪80年代改革开放后,我国国防战线与全国一样都迎来了科学的春天,为了适应世界上新兴科学和交叉科学的迅猛发展,我果断地进行了学科结构的“转型”,通过努力钻研,实现了从实验研究为主到理论研究为主,最终以探索新兴的交叉科学理论与应用为主线的科研转型过程。我之所以能够成功地实现学科的“转型”主要靠得是,母校给我了相当广博的基础知识和理论功底,当年我的毕业论文训练培养了我具有自立、自强、自学的自适应独立科研能力,对新鲜事物具有高敏感性和好奇心。在原子能科技领域里,我敢于另辟蹊径,果断地转向以核科技为背景的交叉科学研究,很快进入了新兴的交叉科学领域研究,不断与时俱进,先后猎及非线性科学、著名的三论:“耗散结构理论,协同学和突变理论”、混沌控制与同步、复杂性科学,一直到世纪之交诞生的广泛交叉的网络科学
陈森玉同学的表现更为突出[1],一向聪明能干,出类拔萃,他是我同窗同室6年的老乡,我们都是莆田市人,分别来自仙游和莆田两县。一开始他在我院加速器室理论小组工作。1973年由于发展高能加速器的需要,他从我院转到新成立的中国科学院高能物理研究所工作。他抓住了我国发展高能的大好良机,用他自己对我说的话说:“如果我们面对重大项目,要不怕挑战,敢于主动承担重担”,他就是这样用自己的实际行动证明了自己的勇气和清华人的英雄气概。在1982- 1990期间主动积极地投身于北京电子对撞机(BEPC)国家重大工程的建设,并成为该工程的主持人之一,负责并创造性完成BEPC储存环的理论设计,主持了储存环的加工制造、安装和调制,主持了储存环的总体调束等工作,在技术上跨越了30年,在我国首次建成BEPC的储存环,为我国在国际高能领域占有一席之地作出了重要贡献,1990年他与集体一起荣获国家科技进步特等奖。另外,高能所还有我班的两位同学(周纪康和韩谦),他们也对BEPC作出了自己贡献。
1995-2001年,陈森玉同学又承担了主持完成上海同步辐射光源工程(SSRF)的可行性研究、初步设计和预研工作;这些业绩使他于2001年当选中国工程院院士[2]2004年至2009年他担任SSRF总顾问,20101SSRF按计划、按指标、高质量地完成工程建设任务,以时间同类装置最少的投资和最快的建设速度,实现了优异的性能,成为国际上性能指标领先的第三代辐射光源之一,是我国大科学装置建设成功的一个成功范例,他对此又作出了重要贡献。
另外,工程物理系我们1964届年级同位素分离专业的陈念念同学,分派在核工业理化工程研究院工作,毕业后一直从事核燃料循环专用设备的研制和相关工艺的研究,他于2005年也当选为中国工程院院士。我们年级的两位院士和许多高级专家都是母校培养的杰出人才的生动体现。

更令人振奋的是,当年我们课题组在学校首先开始的电子直线加速器的研制工作,经过近半世纪几代师生的不懈努力,已经在国内外开花结果,并走向了世界,最好的一个典型就是清华成功地首先在国内研制成功了利用电子直线加速器为辐射源的大型集装箱检测系统[2]2004年校庆期间正值我们毕业40周年记念,我回校到加速器实验室参观,当时胡玉明老师很热情接待了我,打开了关闭的集装箱大厅,为我比较详细讲解了大型集装箱系统的各个部分及其工作原理。特别要指出的是,这个大型集装箱的研制成果实际上是学校好几多系共同大协作的成果,它涉及加速器、核探测器、核电子、计算机网络、软件、控制、辐射保护、机械等多个领域的关键技术,集学校各学科的知识和技术于一体。2004年在我们工物1964届年级举行的毕业40周年纪念宴席上,我与主持大型集装箱检查系统项目康克军教授同桌相邻,他现在是学校负责科研的副校长,我同他亲切交谈时,他说出成功的原因(大意):“毫不夸张地说,如果没有清华大学深厚的科研底蕴以及其在加速器、探测器、核电子学、核辐射信息处理和辐射防护等学科长期研究取得的接近国际水平的成果,我们也不可能在短期内取得如此业绩。”[2]

 物品和危险可疑物品。该检测系统具有穿透能量高、图像清晰、吞吐量大等优点。目前,已经研制了固定式和车载移动式等一系列产品[3]19981月大型集装箱检查系统通过产品化审定。1999512车载移动集装箱式检测系统研制成功。该系统是世界上首次采用电子直线加速器为辐射源的车载移动式集装箱/车辆检查系统。同年6月又研制成功目前世界领先的组合移动式集装箱/车辆检查系统。19991230日清华“同方威视”固定式大型集装箱/车辆检查系统在天津东港海关投入运行,成为产业化项目发展的一个里程碑。现在集装箱实现了产业化,产品远销到许多国家,在国内外打击毒品走私和反恐斗争中方面发挥了巨大的作用。在该系统投入使用后不久,国内某海关查获走私3000公斤象牙大案,另一海关查获了一起外装地毯、内部拆解走私高级小轿车的大案。2001年,国外某海关应用这一系统,在一只大型集装箱中查出偷运数人的偷渡案件。根据报道,截至2004年底,国内销售40 套,合同金额11亿;海外销售103套,合同金额20亿。截止20076月底,共实现海外出口共计223套。上述成果不仅在国内外产生了广泛的影响,而且也获得了巨大的经济效益,成为清华大学为国民经济主战场作出重要贡献的一个标志性的系列产品。“911”事件之后,货物查验的重点己从查走私品转移到了查危险品,反恐成为国家和社会面临的新问题。面对这样一些新的需求,清华大学已经把研究工作重点也逐步转移到了液体检查、爆炸物检测、工业无损检测方面,应用的领域也拓展到了航空、铁路、航天、兵器等。这些都令我为母校的辉煌成就感到无比自豪。

大型集装箱检查系统类似于给人做透视检查,检查集装箱内的走私面向新的社会需求,参与大型集装箱检查系统项目并曾担任清华大学工程物理系系主任的程建平说得好:“基础研究是成果转化的基础,我们在长期基础研究积累过程中,经过技术集成形成产品,在产品走向市场或者和用户的接触过程中,会出现很多以前根本考虑不到的问题,这些问题就对基础研究提出了新的需求。这是一个基础研究和科研成果转化之间相互促进、螺旋式上升的互动过程。”这是多么宝贵的经验啊!

我对他的深刻体会感到倍加亲切。确确实实,如果没有过去几十年的基础研究和一代代师生的共同拼搏,母校也是难以取得如此辉煌的百年成就。

总之,在六年大学生活中,我感到很幸运的是,在清华园时不仅吸取了科学和文化知识的丰富营养,插上科学飞翔的翅膀,而且教给了我受益终生的世界观和人生观。清华啊,可爱的母校:我最衷心祝愿您:21世纪走向世界一流大学征程中继续乘风破浪,再创21世纪辉煌!为全人类的和平与进步事业作出巨大贡献!

 

参考资料:

[1] 赵志祥主编,院士风采录,陈森玉,pp157-160,北京:中国原子能科学研究院, 2010

[2] 刘立,《基础研究政策的理论与实践》,北京:清华大学出版社,2007

  

      方锦清主持2010年第六届全国复杂网络会议





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