夏 有 為

(《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》編輯部，上海 200030)

1 大型科學(xué)實(shí)驗(yàn) 再創(chuàng)世界紀(jì)錄

夏有為(簡(jiǎn)稱(chēng)夏)：房校長(zhǎng)，熱烈祝賀你校“月宮365”實(shí)驗(yàn)取得圓滿(mǎn)成功，這是一項(xiàng)重大科學(xué)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)您介紹一些這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的重要意義。

房建成(簡(jiǎn)稱(chēng)房)：今年5月15日，我?！霸聦m365”實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)劉紅教授領(lǐng)銜的“月宮365”實(shí)驗(yàn)室 “月宮一號(hào)”(圖1)再次開(kāi)啟艙門(mén)，劉慧(艦長(zhǎng))、劉佃磊、胡靜斐、高寒4位志愿者走出“月宮”。至此，“月宮一號(hào)”內(nèi)進(jìn)行的為期365+5天的、世界上時(shí)間最長(zhǎng)的“月宮365”實(shí)驗(yàn)獲得圓滿(mǎn)成功。

“月宮365”實(shí)驗(yàn)是從2017年5月10日開(kāi)始的，至2018年5月15日出艙，共歷時(shí)370天，是世界上時(shí)間最長(zhǎng)、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。其主要任務(wù)是研究一個(gè)生物系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)為不同代謝水平的乘員組提供生命保障，并保持系統(tǒng)穩(wěn)定?！霸聦m365”實(shí)驗(yàn)，要實(shí)現(xiàn)閉合度和生物多樣性更高的“人-植物-動(dòng)物-微生物”四生物鏈環(huán)人工閉合生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，且保持了人員身心健康。這對(duì)于人類(lèi)實(shí)現(xiàn)在地外長(zhǎng)期生存無(wú)疑是具有重要理論和實(shí)踐意義的一大步。這次出艙時(shí)間比原定計(jì)劃延遲了5天，是“故意”模擬的突發(fā)狀況，艙內(nèi)志愿者事先并不知情，意在觀察志愿者心理狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)志愿者共有8名(圖2)，分為2個(gè)乘員組，設(shè)置3班。1組值第一班，持續(xù)時(shí)間60天；2組值第二班，持續(xù)時(shí)間200天，已打破此前由俄羅斯創(chuàng)造的同類(lèi)系統(tǒng)中最長(zhǎng)駐留180天的世界紀(jì)錄；1組再值第三班，持續(xù)時(shí)間105天。此次出艙為1組4名志愿者，標(biāo)志著“月宮365”實(shí)驗(yàn)順利完成。

圖1 “月宮365”實(shí)驗(yàn)計(jì)劃

圖2 “月宮一號(hào)”8名乘員志愿者與領(lǐng)導(dǎo)嘉賓合影

2 學(xué)科建設(shè) 特色鮮明

夏：實(shí)驗(yàn)圓滿(mǎn)成功，證明了北航的科技實(shí)力。北航作為一所航空航天高等學(xué)府，教學(xué)科研均取得顯著成績(jī)，請(qǐng)介紹一下你校關(guān)于創(chuàng)建“雙一流”的情況。

房：北航成立于1952年，是新中國(guó)建立的第一所航空航天高等學(xué)府，目前是工業(yè)和信息化部直屬高校。建校以來(lái)，北航一直是國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的高校，是全國(guó)第一批16所重點(diǎn)高校之一，首批進(jìn)入“211工程”，2001年進(jìn)入“985工程”，2013年入選首批“2011計(jì)劃”國(guó)家協(xié)同創(chuàng)新中心，2017年入選國(guó)家“雙一流”建設(shè)計(jì)劃，是一流大學(xué)(A類(lèi))建設(shè)高校，其中7個(gè)學(xué)科入選“雙一流”建設(shè)學(xué)科名單。

“雙一流”建設(shè)，學(xué)科是龍頭。截至目前，北航共有工、理、管、文、法、經(jīng)、哲、教、醫(yī)和藝術(shù)10個(gè)學(xué)科門(mén)類(lèi)，23個(gè)博士學(xué)位授權(quán)一級(jí)學(xué)科點(diǎn)，8個(gè)一級(jí)學(xué)科國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，10個(gè)國(guó)防特色學(xué)科。2017年12月，在教育部組織的全國(guó)第四輪學(xué)科評(píng)估中，我校共有23個(gè)一級(jí)學(xué)科參評(píng)，評(píng)估結(jié)果為A類(lèi)的學(xué)科合計(jì)14個(gè)，占總參評(píng)學(xué)科的60.87%。其中A+學(xué)科共計(jì)4個(gè)，分別為航空宇航科學(xué)與技術(shù)、儀器科學(xué)與技術(shù)、材料科學(xué)與工程、軟件工程，A+學(xué)科數(shù)量排名并列全國(guó)第11位，A類(lèi)學(xué)科數(shù)量排名并列全國(guó)第12位。

面向未來(lái)，我校將繼續(xù)突出學(xué)科基礎(chǔ)地位，堅(jiān)持內(nèi)涵發(fā)展、特色發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展，構(gòu)建“頂尖工科、一流理科、精品文科、優(yōu)勢(shì)醫(yī)工”的一流學(xué)科體系，著力打造扎根中國(guó)大地、有特色、多學(xué)科、綜合性的世界一流大學(xué)。

3 科技創(chuàng)新 為國(guó)立功

夏：您認(rèn)為，學(xué)校在科技創(chuàng)新領(lǐng)域不斷取得成績(jī)主要?jiǎng)恿κ鞘裁?？科研?shí)驗(yàn)平臺(tái)基地發(fā)揮著什么作用？

房：作為新中國(guó)第一所航空航天高等學(xué)府，我校始終堅(jiān)持以服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求為科技創(chuàng)新的源動(dòng)力，著力破解制約國(guó)家和國(guó)防科技發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。由此我?？萍紕?chuàng)新取得了顯著成績(jī)。建校以來(lái)，我校創(chuàng)造了40多項(xiàng)國(guó)內(nèi)第一的科研成果，在尖端技術(shù)研究領(lǐng)域始終居于國(guó)內(nèi)高校前列，研制發(fā)射(試飛)成功的多種型號(hào)飛行器填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)多項(xiàng)空白，如中國(guó)第一架輕型旅客機(jī)“北京一號(hào)”、亞洲第一枚探空火箭“北京二號(hào)”、中國(guó)第一架無(wú)人駕駛飛機(jī)“北京五號(hào)”。進(jìn)入新世紀(jì)，北航持續(xù)強(qiáng)化服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的能力，作為牽頭完成單位，共獲國(guó)家三大科技獎(jiǎng)勵(lì)60余項(xiàng)，其中，近13年獲得12項(xiàng)國(guó)家級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)一等獎(jiǎng)，創(chuàng)造了一所大學(xué)連續(xù)獲國(guó)家高等級(jí)科技獎(jiǎng)的紀(jì)錄，被社會(huì)譽(yù)為科技創(chuàng)新的“北航模式”。

例如：王華明院士團(tuán)隊(duì)十年磨一劍，始終瞄準(zhǔn)制約我國(guó)多項(xiàng)重點(diǎn)型號(hào)研制“瓶頸”難題，依托國(guó)防科技工業(yè)激光增材制造中心等創(chuàng)新平臺(tái)，在世界上率先突破鈦合金大型主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形技術(shù)，研制出多種金屬系列化3D增材制造成套裝備(圖3)，使我國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域全球領(lǐng)先。目前，該技術(shù)已拓展到航天、船舶等眾多領(lǐng)域應(yīng)用，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)2012年獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

再例如：張軍院士團(tuán)隊(duì)，圍繞制約我國(guó)空管領(lǐng)域發(fā)展的技術(shù)難題，二十幾年堅(jiān)持不懈，依托國(guó)家空管新航行系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在民航航路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控、星基航路運(yùn)行監(jiān)視等方面做了基礎(chǔ)性和開(kāi)拓性工作，支撐了我國(guó)新航行系統(tǒng)的快速發(fā)展，為國(guó)家“三立奇功”。

第一次立功：北航的新一代空中交通服務(wù)平臺(tái)融合了81個(gè)數(shù)據(jù)鏈邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備，覆蓋95%航路，85%飛行流量，應(yīng)用于所有航空公司和三大區(qū)域管制中心，提供26種國(guó)際飛行支持業(yè)務(wù)。在“911事件”中，保障了我國(guó)的三架民航客機(jī)在美國(guó)空域關(guān)閉后，順利備降加拿大，2004年榮獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

圖3 北航鈦合金增材制造(3D打印)技術(shù)應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)多個(gè)核心部件

第二次立功：實(shí)現(xiàn)了從被動(dòng)監(jiān)視技術(shù)向協(xié)同監(jiān)視的技術(shù)跨越，確保民航飛機(jī)順利飛抵國(guó)內(nèi)飛行難度第一的西藏林芝高原機(jī)場(chǎng)，以及我國(guó)多個(gè)排名全球前十的高難度高原機(jī)場(chǎng)。同時(shí)縮小了我國(guó)民航垂直高度層，支撐了我國(guó)新航行系統(tǒng)的快速發(fā)展！2009年榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

第三次立功：2016年7月12日，海牙國(guó)際法庭發(fā)布所謂的“南海仲裁結(jié)果”，同一天，裝備北航張軍院士團(tuán)隊(duì)研制的校驗(yàn)設(shè)備的中國(guó)民航塞斯納CE-680型飛機(jī)(圖4)，分別對(duì)南沙群島美濟(jì)礁、渚碧礁新建機(jī)場(chǎng)成功實(shí)施了校驗(yàn)飛行，用實(shí)力維護(hù)海洋權(quán)益。有關(guān)部門(mén)評(píng)價(jià)到：長(zhǎng)中國(guó)人民的志氣，弘揚(yáng)中華民族的愛(ài)國(guó)精神！北航人為堅(jiān)決維護(hù)國(guó)家主權(quán)助力遠(yuǎn)航。

圖4 中國(guó)民航塞斯納CE-680型飛機(jī)

三次立功沒(méi)有讓北航空管人停下腳步，2017年10月14日，國(guó)產(chǎn)ARJ-21客機(jī)搭載北航和商飛研制的北斗導(dǎo)航機(jī)載設(shè)備的飛行試驗(yàn)在山東東營(yíng)首飛成功，北航空管人讓國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)擁有一雙中國(guó)的千里眼。他們還在繼續(xù)奮斗，不斷打破國(guó)外技術(shù)封鎖，讓我國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，掌握核心技術(shù)。

這樣的例子還有很多，應(yīng)該說(shuō)，始終堅(jiān)持服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求正是北航科技創(chuàng)新不斷取得成績(jī)的原因。同時(shí)可以看出，在每一項(xiàng)重大成績(jī)的背后，都離不開(kāi)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基地作為支撐，其重要作用不言而喻。我?，F(xiàn)有9個(gè)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，4個(gè)國(guó)家級(jí)工程研究中心，70余個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。每一項(xiàng)國(guó)家科技大獎(jiǎng)的背后都有重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室作為依托平臺(tái)。依托大平臺(tái)、組建大團(tuán)隊(duì)、承擔(dān)大項(xiàng)目、產(chǎn)出大成果，便是科技創(chuàng)新“北航模式”的真實(shí)寫(xiě)照(圖5)。

圖5 2010年1月18日《人民日?qǐng)?bào)》專(zhuān)題報(bào)道了北航科技創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)

4 創(chuàng)新精神 代代相傳

夏：聽(tīng)說(shuō)北航有個(gè)“三代人”的科研文化，這方面有什么經(jīng)驗(yàn)可以和大家分享？

房：北航的科技創(chuàng)新之路也經(jīng)歷了一代代北航人的接力賽跑。一代代人瞄準(zhǔn)一個(gè)目標(biāo)，咬定一個(gè)方向，持之以恒，堅(jiān)持不懈，傳承精神，創(chuàng)新超越，數(shù)十年磨一劍，讓我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域從“跟跑”國(guó)外技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)“并跑”，并向“領(lǐng)跑”邁進(jìn)。如果說(shuō)創(chuàng)新是北航人的基因，那薪火相傳則是北航不斷取得輝煌成績(jī)的關(guān)鍵路徑。例如，在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域形成了三代人的“長(zhǎng)鷹魂”精神，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域形成了三代人的“中國(guó)心”精神，在慣性技術(shù)領(lǐng)域形成了三代人的“陀螺夢(mèng)”精神，等等。

“長(zhǎng)鷹魂”是北航三代人的無(wú)人機(jī)事業(yè)。 “北京五號(hào)”是北航師生以前蘇聯(lián)援助我國(guó)的“安-2”飛機(jī)為試驗(yàn)機(jī)改裝的無(wú)人駕駛飛機(jī)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)起飛，遙控飛行和下滑著陸。1958年9月首飛成功。第一代人，就是以“北京五號(hào)”總設(shè)計(jì)師文傳源教授(1918-)為代表，自主創(chuàng)新，挑戰(zhàn)未知，從無(wú)到有，為北航的無(wú)人機(jī)、甚至是中國(guó)的無(wú)人機(jī)事業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2018年5月，身體健康的文傳源教授迎來(lái)了百歲生日，“北京五號(hào)”也已經(jīng)首飛成功60周年。在“北京五號(hào)”試飛成功六十周年慶祝大會(huì)上，文傳源教授聲如洪鐘的講到：“在座不少同志都參加了‘北京五號(hào)’的研制工作，我們克服了很大困難才成功。中華民族有5000多年的歷史，在今天，我們也應(yīng)該在宇宙探索中取得更大成就！……我現(xiàn)在力氣太小了，年紀(jì)太大了，大家都比我年輕，未來(lái)靠你們了。不過(guò)，我不服氣，我也不服老！讓我們攜起手來(lái)，繼續(xù)奮斗！”充分體現(xiàn)了北航人赤誠(chéng)熱烈、甘于奉獻(xiàn)的報(bào)國(guó)情懷，勇于創(chuàng)新、敢為人先的創(chuàng)新精神，自強(qiáng)不息、艱苦奮斗的頑強(qiáng)意志和團(tuán)結(jié)協(xié)作、科教融合的工作作風(fēng)。

第二代人，以高空高速無(wú)人偵察機(jī)“無(wú)偵-5”總設(shè)計(jì)師楊為民教授為代表?！盁o(wú)偵-5” 是北航于1969年開(kāi)始研制的高空無(wú)人駕駛偵察機(jī)，1972年11月28日首次從圖-4型母機(jī)上投放試飛成功。服役后，該型無(wú)人機(jī)(團(tuán)隊(duì))榮立集體二等功，被永久的鐫刻在了中華世紀(jì)壇的青銅甬道上，見(jiàn)證了北航在該領(lǐng)域的輝煌成績(jī)。在“無(wú)偵-5” 試飛期間，楊為民教授臉部因公受傷縫了40多針，但40多天堅(jiān)守在現(xiàn)場(chǎng)，導(dǎo)致傷口化膿感染，留下了永久的疤痕。80年代中期，楊為民教授轉(zhuǎn)入可靠性工程研究，是我國(guó)可靠性工程專(zhuān)業(yè)的奠基人和開(kāi)拓者。在北航建立了中國(guó)第一個(gè)可靠性專(zhuān)業(yè)，并將個(gè)人獎(jiǎng)金、評(píng)審費(fèi)、講課費(fèi)近20萬(wàn)元，全部上繳了系里，作為青年教師獎(jiǎng)勵(lì)基金。他一生不逐名與利，惟愿國(guó)家富又強(qiáng)，是北航人的精神坐標(biāo)。

第三代人，以無(wú)人機(jī)總設(shè)計(jì)師向錦武教授為代表。向錦武同志現(xiàn)任北京航空航天大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、無(wú)人系統(tǒng)研究院總設(shè)計(jì)師，他作為型號(hào)總設(shè)計(jì)師，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制了我國(guó)第一型中高空遠(yuǎn)程長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人偵察機(jī)系統(tǒng)，并發(fā)展了系列化多型長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人偵察機(jī)系統(tǒng)，為我國(guó)成為繼美國(guó)、以色列之后第三個(gè)擁有長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)的國(guó)家和我國(guó)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的跨越式發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。2015年9月3日，在紀(jì)念抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利70周年閱兵式上，長(zhǎng)航遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)天安門(mén)廣場(chǎng)，接受黨和國(guó)家、全國(guó)人民的檢閱(圖6)。向錦武教授也以第一完成人在2009年獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。2017年，該無(wú)人機(jī)的高原改進(jìn)型在捍衛(wèi)國(guó)家領(lǐng)土的任務(wù)中再立新功，向錦武教授也再次獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

夏：這些優(yōu)秀事跡充分反映了北航精神，很有教育意義，請(qǐng)房校長(zhǎng)再介紹一些實(shí)例。

房：好的，再介紹一下三代北航人的“陀螺夢(mèng)”，這是北航人在慣性技術(shù)領(lǐng)域傳承敢為人先、堅(jiān)持不懈的精神。北航第一代陀螺人，以林士諤先生為代表。林先生1939年博士畢業(yè)于美國(guó)麻省理工學(xué)院航空系，導(dǎo)師是“慣性導(dǎo)航之父”、世界著名科學(xué)家德雷珀博士。畢業(yè)后，他拒絕了導(dǎo)師的挽留，放棄了待遇豐厚、生活無(wú)憂(yōu)的美國(guó)，回到了戰(zhàn)火紛飛，動(dòng)蕩不安的祖國(guó)，立志航空?qǐng)?bào)國(guó)。 在“兩彈一星”工程的重大急需下，受錢(qián)學(xué)森先生委托，林先生在北航創(chuàng)建了航空陀螺及慣性導(dǎo)航研究室(當(dāng)時(shí)的第五研究室)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后研制出我國(guó)第一個(gè)液浮陀螺、第一個(gè)動(dòng)壓氣浮陀螺和第一個(gè)撓性陀螺，實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械式陀螺的從無(wú)到有，被稱(chēng)為“中國(guó)機(jī)械陀螺之父”。

圖6 “長(zhǎng)鷹”系列某型號(hào)無(wú)人機(jī)在抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵儀式上經(jīng)過(guò)天安門(mén)

北航第二代陀螺人，以張惟敘教授為代表。上世紀(jì)80年代初，為了緊跟國(guó)際慣性技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展前沿，張惟敘教授作為學(xué)術(shù)帶頭人在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了光纖陀螺儀的研制。那個(gè)時(shí)候，大家都沒(méi)見(jiàn)過(guò)光纖，就連張惟敘教授本人也沒(méi)見(jiàn)過(guò)，但憑借著一股敢為人先的勇氣，在簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)條件下，硬是咬牙啟動(dòng)了項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)30余年的不懈奮斗，不斷攻克光纖陀螺領(lǐng)域中的層層難關(guān)，團(tuán)隊(duì)終于取得了輝煌的成就，2009年獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，推動(dòng)了我國(guó)慣性制導(dǎo)技術(shù)由機(jī)械陀螺向光學(xué)陀螺的跨越，為國(guó)防事業(yè)和科學(xué)研究的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

北航第三代陀螺人，以張廣軍院士、房建成院士(本文被訪者)為代表。進(jìn)入新世紀(jì)，我們團(tuán)隊(duì)繼續(xù)瞄準(zhǔn)國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重大需求，開(kāi)拓創(chuàng)新，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了小型CMOS天體敏感器、磁懸浮飛輪、磁懸浮控制力矩陀螺等方向的研究，打破國(guó)外的技術(shù)壟斷，解決我國(guó)衛(wèi)星用新型磁懸浮飛輪的“卡脖子”問(wèn)題。經(jīng)過(guò)近20年的艱苦奮斗，取得了多個(gè)國(guó)內(nèi)第一：研制成功了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)超高速磁懸浮姿控儲(chǔ)能兩用飛輪，國(guó)內(nèi)第一臺(tái)高精度長(zhǎng)壽命磁懸浮反作用飛輪，第一臺(tái)單框架磁懸浮控制力矩陀螺，第一臺(tái)雙框架磁懸浮控制力矩陀螺……先后主持獲得13項(xiàng)國(guó)家級(jí)科技成果獎(jiǎng)。其中，我本人主持研制的磁懸浮飛輪及控制力矩陀螺和張廣軍院士主持研制的小型CMOS星敏感器還分別獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，支撐我國(guó)高分辨率衛(wèi)星技術(shù)的跨越式發(fā)展。這其中還有很多北航的博士生是13項(xiàng)國(guó)家獎(jiǎng)的署名完成人，也是正在培養(yǎng)的第四代陀螺人。