1月8日上午,2018年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會隆重召開,哈爾濱工業(yè)大學(xué)劉永坦院士獲2018年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。劉永坦對在人民大會堂舉行的頒獎(jiǎng)大會并不陌生,他曾在1991年和2015年兩獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。不過,當(dāng)站到2018年度最高科技獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)臺上成為全場乃至全國的焦點(diǎn)時(shí),公眾對他及他的研究卻是陌生的。
闖入“千里眼”研制的無人區(qū)
1978年,劉永坦被哈爾濱工業(yè)大學(xué)破格晉升為無線電系副教授。同年8月的一天,正在松花江邊抗洪修堤的劉永坦接到去北京語言學(xué)院參加出國留學(xué)人員選拔考試的一紙通知。那是改革開放后第一批公派留學(xué)機(jī)會,標(biāo)準(zhǔn)很高。沒有任何準(zhǔn)備的劉永坦奔赴北京,走進(jìn)闊別已久的考場。憑借扎實(shí)的“內(nèi)功”,他考上了出國外語培訓(xùn)班的快班。
1979年6月,劉永坦被派往英國,先后到英國埃塞克斯大學(xué)和伯明翰大學(xué)進(jìn)修和工作。伯明翰大學(xué)電子工程系擁有豐富的文獻(xiàn)資料和先進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)備,聚集著一大批雷達(dá)技術(shù)的知名專家——?jiǎng)⒂捞沟膶?dǎo)師謝爾曼就是其中之一。他來進(jìn)修之前,這里曾接收過少量中國留學(xué)生,但他們大多做的是科研輔助工作。
了解情況之后,劉永坦心里不是滋味兒,因此,更是嚴(yán)格要求自己,鉚足勁去學(xué)。他常常提醒自己:“我是一名中國人,我的成功與否代表著中國新一代知識分子的形象?!?/p>
剛開始,謝爾曼給劉永坦布置了大量英文文獻(xiàn)去學(xué)習(xí)。憑借過硬的英文功底、深厚的專業(yè)知識,劉永坦很快完成了“作業(yè)”。他的勤奮、刻苦和才華贏得了謝爾曼的信賴和賞識。謝爾曼開始讓他幫著帶博士生,并讓他參與到重大科研項(xiàng)目“民用海態(tài)遙感信號處理機(jī)”的部分研制工作,打破了以往中國留學(xué)生只能從事邊緣科研工作的局面。
劉永坦以實(shí)驗(yàn)室為家,一年多的時(shí)間在“設(shè)計(jì)——試驗(yàn)——失敗——總結(jié)——再試驗(yàn)”的循環(huán)往復(fù)中攻克了這項(xiàng)課題,將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與信號處理技術(shù)有效結(jié)合,完成了高精度信號處理器的研制工作,成功解決了當(dāng)時(shí)英國實(shí)時(shí)海態(tài)測量中的一大難題。正是這次科研,讓劉永坦獲得了靈感,與新體制雷達(dá)結(jié)緣。
俗稱“千里眼”的雷達(dá),在航天、航海、漁業(yè)、海洋石油勘探、海洋氣候預(yù)報(bào)、海岸經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展等領(lǐng)域都有著重要作用。但在對海探測上,傳統(tǒng)雷達(dá)其實(shí)有愧于該稱號,許多東西“看”不到。當(dāng)時(shí),國內(nèi)對雷達(dá)的認(rèn)識尚停留在微波雷達(dá)的階段。微波是直線傳播,所以微波雷達(dá)“站得高才能看得遠(yuǎn)”。為了看得遠(yuǎn),雷達(dá)一般架在海岸山上,但1000多米高山上的雷達(dá),最遠(yuǎn)能看100公里左右的海域。另一種辦法是把雷達(dá)架在船上,桅桿高度畢竟有限,這種方法最多只能看到20~30公里遠(yuǎn)。
既然微波雷達(dá)只能站得高才能看得遠(yuǎn),那是否可以避開微波,通過另外一種波,不用站得高,也能看得遠(yuǎn)?劉永坦決定拋開微波雷達(dá),研制一種新體制的對海探測雷達(dá),使“千里眼”練就“火眼金睛”的本領(lǐng)。
打響攻堅(jiān)戰(zhàn)與持久戰(zhàn)
英國是雷達(dá)技術(shù)發(fā)源地。世界第一臺實(shí)用雷達(dá)于1935年由英國人發(fā)明,1936年出生的劉永坦后來常常笑稱自己與雷達(dá)同齡。
1981年的金秋,英國進(jìn)修結(jié)束后的劉永坦立刻起程回國。此刻,他的心中已萌生出一個(gè)宏愿——開創(chuàng)中國的新體制雷達(dá)之路。
我國有近300萬平方公里藍(lán)色國土,但當(dāng)時(shí)能有效監(jiān)測的不到20%?!按蟛糠挚床坏健⒐茌牪坏?,別人進(jìn)入我們的海域,比如到島礁捕魚、勘探石油、建立鉆井平臺等,或者敵方目標(biāo)進(jìn)來,我們都不知道?!眲⒂捞拐f,如何能看得遠(yuǎn)、如何把我們的海域全都保護(hù)起來,這是國家的需求。當(dāng)身邊人提起“下?!保瑒⒂捞共灰詾槿唬骸澳愕那閼?、你的理想才是最重要的?!?/p>
當(dāng)然,要把事情做成,僅靠信念是不夠的。新體制雷達(dá)很難,難點(diǎn)在于抗干擾。劉永坦要做的新體制雷達(dá),摒棄直線傳播的微波,選擇一種可以繞著走的表面波,這種波沿著海平面?zhèn)鞑?,但帶來一個(gè)新問題——雜波干擾太厲害。這些來自海浪、無線電、電離層的干擾,其信號強(qiáng)度比要探測的目標(biāo)強(qiáng)100萬倍以上?!斑@要求我們發(fā)射出去的信號必須非常單純,還要有很好的信號處理技術(shù),能把微弱的反射信號從雜波中提取出來,形成我們需要的參數(shù),比如速度、距離等。”他說。
為了爭取國家支持,劉永坦團(tuán)隊(duì)一年里有兩百多天都在往北京跑,向相關(guān)部門“宣講”新體制雷達(dá)的作用以及可行性。1982年初春,劉永坦專程趕赴北京,向當(dāng)時(shí)的航天工業(yè)部預(yù)研部門領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào),翔實(shí)地介紹了發(fā)達(dá)國家新體制雷達(dá)發(fā)展的動(dòng)態(tài),并暢談了自己的大膽設(shè)想。預(yù)研部門的領(lǐng)導(dǎo)聽得十分認(rèn)真,當(dāng)場拍板支持他的設(shè)想,希望他迅速組織科技攻關(guān)力量,早日把新體制雷達(dá)研制出來。得到支持后,劉永坦立即進(jìn)行了細(xì)致的策劃和準(zhǔn)備。他根據(jù)當(dāng)時(shí)世界上雷達(dá)領(lǐng)域的最新技術(shù),運(yùn)用自己在國外取得的科研新成果,采用了獨(dú)特的信號與數(shù)字處理技術(shù),提出研制中國新體制雷達(dá)的方案。也是在這一年,他光榮地加入了中國共產(chǎn)黨。
經(jīng)過10個(gè)月的連續(xù)奮戰(zhàn),一份20多萬字的《新體制雷達(dá)的總體方案論證報(bào)告》誕生了。1983年夏,航天工業(yè)部科技委員會召開方案評審會,對這份報(bào)告做詳細(xì)評審。專題會開了整整4天,最后與會專家們一致表決通過該報(bào)告。
接下來的戰(zhàn)斗更加艱苦卓絕,經(jīng)過800多個(gè)日日夜夜的努力、數(shù)千次實(shí)驗(yàn)、數(shù)萬個(gè)測試數(shù)據(jù)的獲取,劉永坦主持的航天部預(yù)研項(xiàng)目“新體制雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)及方案論證”獲得碩果,許多關(guān)鍵技術(shù)的突破為中國新體制雷達(dá)研制成功打下了良好基礎(chǔ)。
以匠心助推國之重器
1986年7月,航天工業(yè)部在哈工大舉行了新體制雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)成果鑒定會。50多位專家認(rèn)真審查、討論和評議,一致認(rèn)為:“哈工大用兩年多的時(shí)間在技術(shù)攻關(guān)中取得了重大進(jìn)展,已經(jīng)掌握了新體制雷達(dá)的主要關(guān)鍵技術(shù),某些單項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入國際國內(nèi)先進(jìn)行列。由于主要關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)突破,證明原定方案是可行的,已經(jīng)具備了進(jìn)一步完善雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)并建立實(shí)驗(yàn)站的條件?!睆拇耍麦w制雷達(dá)從預(yù)研項(xiàng)目被列為國家科技應(yīng)用與基礎(chǔ)研究項(xiàng)目。
劉永坦和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了預(yù)研使命,完全可以結(jié)題報(bào)獎(jiǎng)了。但是,他認(rèn)為僅僅“紙上談兵”是不夠的,國家真正需要的是進(jìn)一步建立有實(shí)際意義的雷達(dá)實(shí)驗(yàn)站。1986年,他開始主持“新體制雷達(dá)研究”,為研制成完整的雷達(dá)系統(tǒng)而奮力拼搏。1989年,中國第一個(gè)新體制雷達(dá)站建成。
作為主帥,劉永坦承擔(dān)著繁重的工作。他每天工作十幾個(gè)小時(shí),常常由于趕不上吃飯而用面包充饑,困了就倒在實(shí)驗(yàn)室的板凳上湊合一覺……超負(fù)荷的腦力和體力付出讓他落下了腰椎間盤突出的老毛病。嚴(yán)重時(shí)他曾因疼痛,幾個(gè)月不能行走。
一分耕耘一分收獲。1990年4月3日,劉永坦團(tuán)隊(duì)首次完成了我國對海面艦船目標(biāo)的遠(yuǎn)距離探測實(shí)驗(yàn),標(biāo)志著新體制雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了我國對海探測技術(shù)的重大突破。當(dāng)目標(biāo)出現(xiàn)在屏幕上時(shí),團(tuán)隊(duì)成員們都流下了激動(dòng)的淚水,為的是成功后的狂喜,也為8年來不為外人知曉的艱辛。此時(shí),劉永坦團(tuán)隊(duì)從當(dāng)初的6人攻關(guān)課題組發(fā)展成了幾十人的研究所。
1990年10月,國家多個(gè)部門聯(lián)合舉行的鑒定會宣布:“新體制雷達(dá)研究成果居國際領(lǐng)先水平?!?992年初春,國家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會在人民大會堂隆重舉行。伴隨1991年度國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)名單的赫然公布,一個(gè)劍眉朗目、臉上透著英氣的中年男子,氣度不凡地走上領(lǐng)獎(jiǎng)臺,他就是時(shí)年56歲的劉永坦。
功成名就的劉永坦沒有滿足,轉(zhuǎn)頭又帶著團(tuán)隊(duì)成員從實(shí)驗(yàn)場轉(zhuǎn)戰(zhàn)到實(shí)際應(yīng)用場,投入提高雷達(dá)性能的研制中去。為了節(jié)約時(shí)間和經(jīng)費(fèi),劉永坦把隊(duì)伍拉到離試驗(yàn)場地最近的廢棄民房里,現(xiàn)場環(huán)境十分惡劣、生活條件非常艱苦,他們常常一待就是幾個(gè)月。為了盡快把科研成果投入國防應(yīng)用,他們時(shí)常吃睡在現(xiàn)場,每天工作十幾個(gè)小時(shí)、有時(shí)甚至連熬幾個(gè)晝夜……
由于國際上沒有完備的理論,很多技術(shù)難點(diǎn)亟待填補(bǔ),再加上各個(gè)場域環(huán)境差異巨大,新體制雷達(dá)的“落地之旅”格外艱難?!敖鉀Q不了抗干擾問題,雷達(dá)就沒有生命。”劉永坦說,各種各樣的廣播電臺、短波電臺、漁船,發(fā)出強(qiáng)大的電磁干擾是最大的難題。
皇天不負(fù)有心人!他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行上千次調(diào)整,終于找到了解決方案。2011年,他們成功研制出我國首款具有全天時(shí)、全天候、遠(yuǎn)距離探測能力的新體制雷達(dá),與國際最先進(jìn)的同類雷達(dá)相比,系統(tǒng)規(guī)模更小、作用距離更遠(yuǎn)、精度更高、造價(jià)更低,總體性能達(dá)到國際先進(jìn)水平,核心技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位,標(biāo)志著我國對海遠(yuǎn)距離探測技術(shù)的一項(xiàng)重大突破。2015年,團(tuán)隊(duì)這項(xiàng)完全自主創(chuàng)新的研究成果再次獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
“獲2015年國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)時(shí),劉老師要把我的名字寫在第一位,我堅(jiān)決不同意。因?yàn)槲颐靼讋⒗蠋熓亲允贾两K的核心,他的付出最大。我也知道,新體制雷達(dá)是他一輩子的夢想,對他來說能夠堅(jiān)持一輩子做一件事,能夠把夢想轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí),就已經(jīng)是給他的最大獎(jiǎng)勵(lì)了,其他的榮譽(yù),對他而言都不再重要?!痹S榮慶是劉永坦第一個(gè)博士,畢業(yè)后也成為這個(gè)項(xiàng)目的骨干。“我敬佩劉老師的膽識和擔(dān)當(dāng)。劉老師當(dāng)時(shí)剛從國外回來,還在副教授階段,如果項(xiàng)目中途失敗,對他個(gè)人發(fā)展很不利。但他沒考慮這些,想的是國家需求。”
劉永坦為自己的團(tuán)隊(duì)感到自豪。“我們團(tuán)隊(duì)的特點(diǎn)就是不服輸,絕不向外面的封鎖低頭,不怕別人卡我們脖子,往前走,自主創(chuàng)新。人家不會把關(guān)鍵東西給你的,不管是誰要卡我們脖子,未來我們都能靠這種自力更生的精神往前走,往前拱,我覺得我們國家被壟斷封鎖的日子要一去不復(fù)返!”這個(gè)團(tuán)隊(duì)被人稱為“雷達(dá)鐵軍”。
任何一支團(tuán)隊(duì)都有著自己的“精神”。這精神是什么?是一種性格,也是一種情懷。劉永坦所秉承的性格和情懷是敢于迎難而上、挑戰(zhàn)自我的氣魄,是困境之中勇往直前、毫不退縮的決心,是難題面前義無反顧、敢于亮劍的斗志。他的性格和情懷早已潤物細(xì)無聲般深深植根于團(tuán)隊(duì)每一個(gè)成員的心中。
“依靠傳統(tǒng)雷達(dá),我國海域可監(jiān)控可預(yù)警范圍不足20%,有了新體制雷達(dá),則實(shí)現(xiàn)了全覆蓋?!泵嫦驀椅磥磉h(yuǎn)海戰(zhàn)略需求,耄耋之年的劉永坦依然活躍在科研前線,繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)規(guī)劃實(shí)施對海遠(yuǎn)程探測體系化研究,逐步開展分布式、小型化等前瞻技術(shù)的自主創(chuàng)新,為構(gòu)建“海防長城”添磚加瓦。
初心不改“海防長城”夢
劉永坦在雷達(dá)、制導(dǎo)技術(shù)方面的創(chuàng)造性科學(xué)成就和突出貢獻(xiàn),為國內(nèi)外同行專家所矚目。由于成績突出,他于1990年被人事部批準(zhǔn)為有突出貢獻(xiàn)的中青年專家,1991年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士),1994年又當(dāng)選為中國工程院首屆院士。
2019年1月8日,劉永坦在北京人民大會堂接過沉甸甸的2018年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獎(jiǎng)?wù)?、證書。“榮獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)是一種無上的光榮,這份殊榮不僅僅屬于我個(gè)人,更屬于我們的團(tuán)隊(duì),屬于這個(gè)偉大時(shí)代所有愛國奉獻(xiàn)的知識分子?!眲⒂捞沟徽f道。
劉永坦長期致力于電子工程的教學(xué)與研究工作,幾十年來在國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議和學(xué)術(shù)刊物上共發(fā)表200余篇有價(jià)值的學(xué)術(shù)論文,并撰寫了兩部專著,主審多部著作。1989年5月,他主編的全國統(tǒng)編教材《無線電制導(dǎo)技術(shù)》由國防科技大學(xué)出版社出版。1999年10月,他出版專著《雷達(dá)成像技術(shù)》,獲得首屆國防科技工業(yè)優(yōu)秀圖書獎(jiǎng)、全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)。無論獲得什么榮譽(yù)和頭銜,他最看重的還是“教師”這一身份。作為人民教師,他覺得培養(yǎng)創(chuàng)新人才責(zé)無旁貸。他先后講授過“專業(yè)數(shù)學(xué)”“電工基礎(chǔ)”“多路通信原理”“無線電接收設(shè)備”“微波技術(shù)”“信息論”“雷達(dá)系統(tǒng)”“數(shù)字信號處理”“近代譜分析技術(shù)”“雷達(dá)信號檢測”“處理系統(tǒng)”等10多門課程。在教育生涯中,雖然科研任務(wù)繁重又兼多項(xiàng)社會職務(wù),但他一直堅(jiān)持在創(chuàng)新人才培養(yǎng)上下功夫,為我國科技隊(duì)伍的建設(shè)和人才培養(yǎng)做出了重要貢獻(xiàn)。1992年、1993年,他連續(xù)被航天部評為“人才培養(yǎng)先進(jìn)個(gè)人”,1993年被評為全國教育系統(tǒng)勞動(dòng)模范并獲人民教師獎(jiǎng)?wù)拢?995年獲哈工大“伯樂獎(jiǎng)”,1997年獲香港柏寧頓教育基金會“孺子牛金球獎(jiǎng)”……
“堅(jiān)持你的理念,努力實(shí)踐,克服途中的困難才能達(dá)到成功的境界。”劉永坦培養(yǎng)研究生更看重學(xué)生本身的學(xué)習(xí)愿望、做科研的熱情和獨(dú)立自主的創(chuàng)新意識。他認(rèn)為,創(chuàng)新跟學(xué)風(fēng)聯(lián)系最密切,不能模棱兩可做事情,必須嚴(yán)格。只有做到“規(guī)格嚴(yán)格,功夫到家”,學(xué)懂了、弄透了,才能法無定法,不拘一格去創(chuàng)新。他主張“真刀真槍放到真實(shí)的環(huán)境里去鍛煉”。他的博士研究生們的課題都來自具體科研實(shí)踐,都是國家真正需要解決的實(shí)際問題。
迄今,他已培養(yǎng)研究生80多名,其中獲博士學(xué)位者40多人,更不乏兩院院士、大學(xué)校長和國家級專家等為代表的一批高層次人才,他的很多學(xué)生已成為我國空間遙感、雷達(dá)技術(shù)、電子對抗等領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物。
作為第八屆、九屆、十屆、十一屆全國政協(xié)委員,劉永坦還把對教育的思考投向全社會。他認(rèn)為,受社會上所謂“不能輸在起跑線上”思想的影響,學(xué)生從小就課業(yè)繁重,這對創(chuàng)新思維的培養(yǎng)會造成很大禁錮。他建議在實(shí)際課程教學(xué)目標(biāo)中,要明確培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力;進(jìn)一步改進(jìn)考試制度、評價(jià)體系等;重視人格、性格等對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的影響……他也很重視大學(xué)生文化素質(zhì)教育,并且多次強(qiáng)調(diào):“當(dāng)今世界知識爆炸,大學(xué)生要適應(yīng)社會可持續(xù)發(fā)展的新特點(diǎn),學(xué)會學(xué)習(xí),要在學(xué)習(xí)中加強(qiáng)創(chuàng)造性,努力夯實(shí)自己的文化基礎(chǔ),刻苦培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。”
身邊的人都稱劉永坦為“雜家”,即使跟這位中國科學(xué)院、中國工程院的兩院院士不談雷達(dá)技術(shù)、不談科學(xué)研究、不談教書育人,只談文學(xué)藝術(shù)、歷史哲學(xué),他也照樣有說不完的話題。就連剛剛接觸他不久的人,也都能深切感受到其敏銳的洞察力、睿智的言談以及眉宇間的浩然之氣。性格如俠士一般的劉永坦是個(gè)音樂愛好者,尤其喜歡聽貝多芬的交響樂。他常常感到,交響樂的音符和雷達(dá)發(fā)射出的波束相融在一起,是他生活的交響曲。
即便嚴(yán)冬時(shí)節(jié),山東威海寒風(fēng)蕭瑟,劉永坦也照樣帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員一同檢查正在調(diào)試的新體制雷達(dá)設(shè)備。面前是一個(gè)面積約6000平方米的雷達(dá)天線陣,天線陣外就是波浪翻滾的大海。此時(shí),劉永坦精神矍鑠,滿眼欣喜。
雷達(dá)調(diào)試初期,系統(tǒng)死機(jī)頻頻出現(xiàn)。幾十萬行的大型控制程序,再加上發(fā)射、接收、信號處理、顯示等諸多設(shè)備,任何一個(gè)微小的故障都可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法運(yùn)行?!安荒芙o科研留死角?!眲⒂捞咕吐暑I(lǐng)團(tuán)隊(duì)每天工作十幾個(gè)小時(shí),從系統(tǒng)的每一個(gè)程序開始檢查,發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題就解決一個(gè)問題。如今,這位“80后”老院士又許下了新的愿望,繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)向小型化雷達(dá)進(jìn)軍,讓技術(shù)造價(jià)更低,讓功能性能更優(yōu),更好地保衛(wèi)祖國海疆。
“必須志存高遠(yuǎn),大膽創(chuàng)新,走別人沒走過的路,攻占世界前沿高地,打敗那些科研實(shí)踐中遇到的‘?dāng)r路虎;必須實(shí)事求是,腳踏實(shí)地,不畏艱險(xiǎn)沿著陡峭山路攀登,一步一步達(dá)到光輝的頂點(diǎn)?!眲⒂捞钩Uf,創(chuàng)新跟學(xué)風(fēng)聯(lián)系最密切,不能模棱兩可做事情,必須嚴(yán)格。只有做到“規(guī)矩嚴(yán)格,功夫到家”,學(xué)懂了、弄透了,才能法無定法,不拘一格去創(chuàng)新。
盡管年已耄耋,劉永坦依然骨骼硬朗。他仍致力于中國新體制雷達(dá)事業(yè)的發(fā)展,為中國筑起更牢固的“海防長城”。
(摘自《中華兒女》)