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        院士趙淳生:研制『嫦娥』小關(guān)節(jié)的人

        2021-12-08 13:12:12陳霖
        戀愛(ài)婚姻家庭 2021年33期

        ◎文/陳霖

        他是中國(guó)科學(xué)院院士、南京航空航天大學(xué)教授。不久前,他在央視《面對(duì)面》欄目講述了如何研制超聲電機(jī),不少人才知道“嫦娥”探月工程背后的“超聲電機(jī)”這個(gè)冷門領(lǐng)域。

        “感謝你們對(duì)‘嫦娥三號(hào)’的貢獻(xiàn)”

        電機(jī)是用來(lái)帶動(dòng)部件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的重要部件,有點(diǎn)兒像人體骨頭之間的關(guān)節(jié),用來(lái)帶動(dòng)手腳。傳統(tǒng)電機(jī)利用銅線圈和磁場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)。20世紀(jì)60年代,蘇聯(lián)和美國(guó)學(xué)者提出“超聲電機(jī)”概念,后來(lái)日本人制造出超聲電機(jī),利用壓電陶瓷進(jìn)行作業(yè)。這可是機(jī)械工程領(lǐng)域革命性的改變,超聲電機(jī)輕便、反應(yīng)快、超低速,在傳統(tǒng)電機(jī)無(wú)法觸及的領(lǐng)域發(fā)揮了很大作用。

        21世紀(jì)初,趙淳生研制出中國(guó)第一臺(tái)能實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的超聲電機(jī)。2009年,中國(guó)正籌備“嫦娥三號(hào)”月球探測(cè)器,因趙淳生在超聲電機(jī)領(lǐng)域的貢獻(xiàn),有航天研究所找到他,想用他研制的超聲電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制光譜儀。

        “嫦娥三號(hào)”搭載的月球車有光譜儀,它是用來(lái)分析月表物質(zhì)的。超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制光譜儀的開合,決定其何時(shí)打開和關(guān)上,以及張開角度。趙淳生叫它“小關(guān)節(jié)”。

        不過(guò),彼時(shí),超聲電機(jī)在國(guó)內(nèi)是全新領(lǐng)域,別說(shuō)普通人,就算是機(jī)械工程領(lǐng)域的人也未必知曉。“這是國(guó)家的任務(wù)!”趙淳生馬上接了下來(lái),但問(wèn)題也接踵而至,比如,上哪兒去找月球環(huán)境來(lái)試驗(yàn)?

        月球表面基本上是真空環(huán)境,趙淳生必須先模擬月球環(huán)境,才能確保超聲電機(jī)適應(yīng)極端環(huán)境。于是,他和團(tuán)隊(duì)研制出一套設(shè)備,將大氣壓降為10的負(fù)5次方,這也是地球上最接近真空的環(huán)境之一。他還進(jìn)行了極端環(huán)境試驗(yàn),測(cè)試月塵、輻射等。

        事實(shí)上,航天產(chǎn)品的加工體系極其復(fù)雜,出現(xiàn)一丁點(diǎn)問(wèn)題都要“歸零”——所有零件或部件都要檢測(cè)。那幾年,趙淳生和團(tuán)隊(duì)的李華峰、丁慶軍等人反復(fù)試驗(yàn)了近200個(gè)超聲電機(jī),才提供了一批性能最優(yōu)的TRUM-30A型超聲電機(jī)應(yīng)用在“嫦娥三號(hào)”上。

        2013年12月14日晚,趙淳生守在電視機(jī)前,盯著直播——月球上,“嫦娥三號(hào)”搭載的“玉兔”月球車正在移動(dòng)。“玉兔”是中國(guó)第一輛月球車,上一個(gè)登月的人類探測(cè)器是蘇聯(lián)于1976年發(fā)射的“月球24號(hào)”。

        對(duì)普通人而言,畫面上是一輛月球車,然而,內(nèi)行人都知道,這臺(tái)車?yán)镉性S多起著關(guān)鍵作用的零部件:比如,月球車上的紅旗下方有個(gè)“光譜儀系統(tǒng)”,系統(tǒng)中就有趙淳生團(tuán)隊(duì)研制的超聲電機(jī)——體積比雞蛋還小,重46克,卻能自如驅(qū)動(dòng)與操控光譜儀。

        趙淳生記得,數(shù)天后,“玉兔”慢慢“睜開雙眼”,其拍攝的月面照片特別清晰,包含了大量科學(xué)信息,其照片和數(shù)據(jù)向全球免費(fèi)共享。

        第二年,“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師孫澤洲給趙淳生團(tuán)隊(duì)寫感謝信:“超聲電機(jī)配合紅外光譜儀完成了探測(cè)任務(wù),感謝你們對(duì)‘嫦娥三號(hào)’做出的貢獻(xiàn)!”

        湖南農(nóng)村的“趙氏孤兒”

        20世紀(jì)20年代,湖南衡山的農(nóng)民運(yùn)動(dòng)風(fēng)起云涌,岳北工農(nóng)會(huì)、岳北區(qū)農(nóng)民協(xié)會(huì)在當(dāng)?shù)仡I(lǐng)導(dǎo)農(nóng)民打土豪、反壓迫。毛澤東在《湖南農(nóng)民運(yùn)動(dòng)考察報(bào)告》中對(duì)這些農(nóng)民運(yùn)動(dòng)給予高度評(píng)價(jià)。岳北的農(nóng)民運(yùn)動(dòng)就爆發(fā)在趙淳生家鄉(xiāng)白果鎮(zhèn),他的父親趙振寰則是運(yùn)動(dòng)的組織者之一。

        1939年,趙淳生出生不到一年,趙振寰不辭而別,從此再也沒(méi)有回來(lái)。很久之后,才有長(zhǎng)輩告訴趙淳生:“你爹參加革命,犧牲了。”母親悲痛交加,心力交瘁,得了重病,31歲便離開人世,趙淳生的弟弟后來(lái)也病死了。一名中共地下黨員見(jiàn)趙淳生不容易,暗中資助他讀書。

        趙淳生很是爭(zhēng)氣,考上了衡山二中——中華人民共和國(guó)成立后湖南省內(nèi)唯一有留蘇預(yù)備生名額的學(xué)校。高中畢業(yè)那年,趙淳生因成績(jī)優(yōu)秀被選為預(yù)備生,但因中蘇關(guān)系破裂,深造擱置,他被保送到南京航空學(xué)院(現(xiàn)南航)的空氣動(dòng)力學(xué)專業(yè),后愛(ài)上了振動(dòng)研究。畢業(yè)前,他入了黨,并以優(yōu)異的成績(jī)留校任教。

        20世紀(jì)60年代,青年趙淳生發(fā)現(xiàn)中國(guó)的電動(dòng)式激振器卻依賴進(jìn)口。這種儀器是機(jī)械工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)儀器之一,可進(jìn)行振動(dòng)和疲勞實(shí)驗(yàn),還能輸送、篩分物料,用途廣泛。“國(guó)家每年有那么大的需求,如果都依賴進(jìn)口,要花多少外匯?”趙淳生決定自己研制電動(dòng)式激振器。當(dāng)時(shí),法國(guó)的振動(dòng)儀器很先進(jìn),中國(guó)從法國(guó)引進(jìn)一些振動(dòng)儀,趙淳生經(jīng)常代表中國(guó)和法國(guó)談判購(gòu)買。一次,他發(fā)現(xiàn)翻譯把“隨機(jī)振動(dòng)”譯成“隨著飛機(jī)振動(dòng)”,便苦學(xué)法語(yǔ),后來(lái)獲得赴法深造的機(jī)會(huì)。

        20世紀(jì)80年代初,趙淳生開始了在法國(guó)巴黎第六大學(xué)的進(jìn)修,這所學(xué)校培養(yǎng)了皮埃爾·居里和瑪麗·居里等著名科學(xué)家,后來(lái)他又到法國(guó)巴黎高等機(jī)械學(xué)院攻讀博士學(xué)位。期間,他每天泡在研究室,總因忘記時(shí)間被鎖在大樓里。后來(lái),值班員在鎖門前一定要到他的實(shí)驗(yàn)室看一看,確定沒(méi)人才關(guān)門。后來(lái)趙淳生獲得博士學(xué)位,順利歸國(guó),與家人團(tuán)聚,也成了振動(dòng)領(lǐng)域的專家。

        1993年,趙淳生到美國(guó)麻省理工學(xué)院訪問(wèn)時(shí)了解到超聲電機(jī),“能把它做得極小,甚至能進(jìn)入人體血管”。他想回國(guó)開辟這片領(lǐng)域,“要搞出中國(guó)人自己的超聲電機(jī)”成了他的畢生目標(biāo),也正因此才有了后面的研制、登月。

        趙淳生說(shuō):“我們是第一個(gè)把超聲電機(jī)用到月球上的國(guó)家?!眻F(tuán)隊(duì)研制的超聲電機(jī)也隨“嫦娥四號(hào)”登上月球。2018年,“嫦娥四號(hào)”實(shí)現(xiàn)人類探測(cè)器首次在月球背面軟著陸,而由這枚“小關(guān)節(jié)”驅(qū)動(dòng)和控制的光譜儀獲得月球背面的物質(zhì)數(shù)據(jù),標(biāo)志著人類對(duì)月球的探索開啟了新篇章。此后,趙淳生團(tuán)隊(duì)研制的超聲電機(jī)也成為“嫦娥五號(hào)”、“行云二號(hào)”的1號(hào)和2號(hào)衛(wèi)星、“墨子號(hào)”衛(wèi)星、“海絲一號(hào)”衛(wèi)星等的重要器件。

        世界著名機(jī)械專家、德國(guó)工程院院士瓦拉舍克曾說(shuō):“在全球范圍內(nèi),趙淳生領(lǐng)導(dǎo)的超聲電機(jī)研究中心是這個(gè)領(lǐng)域最有實(shí)力的科研機(jī)構(gòu)。”趙淳生寫的專著《超聲電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》是國(guó)內(nèi)外大學(xué)相關(guān)專業(yè)的教材和參考書,在亞馬遜上售價(jià)曾經(jīng)達(dá)1136美元一冊(cè)(約合7356元人民幣),而且一書難求。

        科學(xué)家搞公司,屢敗屢戰(zhàn)

        在趙淳生心中,一項(xiàng)技術(shù)的歸宿應(yīng)該是“應(yīng)用”,也就是讓更多人受惠于這項(xiàng)技術(shù),因此他想做“超聲電機(jī)產(chǎn)業(yè)化”,甚至讓全世界都用上中國(guó)的超聲電機(jī)。

        除了航天領(lǐng)域,超聲電機(jī)還能運(yùn)用到其他領(lǐng)域。趙淳生曾根據(jù)不同用途,制作出大小不一的超聲電機(jī)。在研發(fā)部門,記者見(jiàn)到一臺(tái)用于核磁共振的超聲電機(jī),這種成像裝置不受電磁干擾,能精準(zhǔn)帶動(dòng)針管插入病人血管;微型超聲電機(jī)直徑只有2毫米,用于腸道內(nèi)窺鏡,可供特殊藥片沿腸道或血管到達(dá)病灶處進(jìn)行治療,幾乎不傷及患者正常細(xì)胞……

        2006年,一家公司找到趙淳生,提出一起搞產(chǎn)業(yè)化。趙淳生終于等到機(jī)會(huì),當(dāng)天簽訂合同。不過(guò),對(duì)方公司提出簽訂協(xié)議書,確保他們能拿到樣機(jī)及資料。趙淳生欣然同意,并將其研發(fā)的TRUM-60型超聲電機(jī)及相關(guān)驅(qū)動(dòng)器等所有配套技術(shù)交給對(duì)方。后來(lái),這家公司憑借這項(xiàng)技術(shù)融資且申請(qǐng)了專利,發(fā)展得很好,卻拒絕支付銷售提成。趙淳生才知道上當(dāng)了,一氣之下將對(duì)方告上法庭。不過(guò),將技術(shù)交給對(duì)方時(shí)他沒(méi)有讓其打收條,無(wú)法證明對(duì)方收到了技術(shù)和樣機(jī),官司不了了之。第一次嘗試,趙淳生丟了專利,也丟了錢。

        向記者回憶起來(lái),這位老人很無(wú)奈:“我怎么知道要打收條嘛?在我們那一代,你借我,我借你,靠信任往來(lái)。做生意為什么不講誠(chéng)信?我真是搞不懂。”

        趙淳生不服氣,“湖南人的性格就是絕不放棄,我一定要搞成!”幾年后,他又和一家公司合作,成立了一家超聲電機(jī)公司,趙淳生負(fù)責(zé)技術(shù),對(duì)方負(fù)責(zé)財(cái)務(wù)及管理。但緊接著,雙方的經(jīng)營(yíng)、運(yùn)營(yíng)理念出現(xiàn)分歧,企業(yè)再次失敗。那時(shí),70多歲的趙淳生意識(shí)到:“搞企業(yè)與搞科研真的不一樣?!?/p>

        在學(xué)生、助理眼中,趙淳生有點(diǎn)兒“一根筋”,太牽掛產(chǎn)業(yè)化這件事,一有機(jī)會(huì)就想抓住?!叭绻项^子申請(qǐng)個(gè)專利,拿錢買幾套房,現(xiàn)在不早就發(fā)財(cái)了?但他不會(huì),他對(duì)投資、賺錢沒(méi)概念??伤氩坏?,商業(yè)和科研畢竟是兩碼事?!?/p>

        “超聲電機(jī)的應(yīng)用范圍太廣了,時(shí)日不多,要抓緊!”這是趙淳生常掛在嘴邊的話。大家心疼他屢戰(zhàn)屢敗、四處借錢開公司、打官司,卻也不敢勸阻他,因?yàn)樗麄兌加浀?0年前的場(chǎng)景。

        2000年年末,由于長(zhǎng)期高負(fù)荷工作,趙淳生被查出患有肺癌,被切除一塊肺葉后不久,他又被查出患有胃癌,切除了2/3的胃。

        史從云跟隨趙淳生20年了,長(zhǎng)期幫忙處理行政檔案事務(wù),在她印象里,大多數(shù)學(xué)生總躲著趙淳生,“他一見(jiàn)面就問(wèn)‘實(shí)驗(yàn)做得怎么樣了’,如果做得不好,他就直接批評(píng),劈頭蓋臉的?!笨僧?dāng)時(shí),趙淳生躺在病床上,突然蔫蔫地說(shuō):“我可能真的不行了?!薄八褪且粋€(gè)鋼鐵直男,突然說(shuō)這么一句,我們當(dāng)時(shí)就繃不住了,才發(fā)現(xiàn)他已經(jīng)是個(gè)老人了?!笔窂脑葡蛴浾呋貞洉r(shí),眼睛紅了。

        越感覺(jué)時(shí)間不夠,越想做得更多。生病那段時(shí)間,趙淳生讓學(xué)生帶資料到病房,趁家人睡了,埋在被窩里寫報(bào)告。一次,妻子撞見(jiàn),生氣道:“你要超聲電機(jī),還是要命?”趙淳生倔強(qiáng)地說(shuō):“兩個(gè)都要!”從此,大家再?zèng)]勸過(guò)他。

        那幾個(gè)月,趙淳生接受了6次化療,瘦了26斤?;熀?,大多數(shù)人會(huì)惡心嘔吐,吃不下東西。趙淳生想:“不吃飯?jiān)趺椿謴?fù)身體?”湖南人愛(ài)吃辣,他就拿老干媽醬拌在飯里,硬是吞下去?!盎熀螅瑒e的病人通過(guò)吃藥增加白細(xì)胞,而我是通過(guò)吃飯,哈哈!”趙淳生對(duì)記者說(shuō),樂(lè)呵呵的。就這樣,他從兩種癌癥中恢復(fù)過(guò)來(lái),未曾復(fù)發(fā),也才有了最近那條熱搜:八旬院士堅(jiān)持健身做科研。

        吸取幾次教訓(xùn)后,趙淳生決定把企業(yè)的財(cái)政權(quán)掌握在自己人手中。2016年底,他發(fā)動(dòng)研究所同事成立了一家有限責(zé)任公司,讓團(tuán)隊(duì)成員持有股份,共同決策。如今,80多歲的趙淳生仍在學(xué)習(xí)市場(chǎng)邏輯,他有一個(gè)愿望:在90歲實(shí)現(xiàn)超聲電機(jī)的百萬(wàn)年產(chǎn)。

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