在剛剛揭曉的2018年度國家最高科學技術獎的兩位得主中,年過八旬的劉永坦憑借著一款神奇的新體制雷達,榮膺了這個讓無數(shù)科研工作人員夢寐以求的獎項?!皥猿肿灾餮邪l(fā)新體制雷達,打破國外技術壟斷,為我國海域監(jiān)控面積的全覆蓋提供技術手段;40年堅守,帶出一支“雷達鐵軍”……”1月8日,劉永坦在北京人民大會堂接過了沉甸甸的獎章、證書。
1936年冬天,劉永坦出生在南京一個溫馨的書香門第,父親是工程師,母親是教師,舅舅是大學教授。然而,生活在內憂外患的亂世,無論什么樣的家庭,都無法擺脫那揮之不去的陰霾和苦難?!拔壹沂窃谀暇┐笸罋⒅疤与x的南京,如果晚一點我們就都沒了?!眲⒂捞沟坏睦溆哪酗柡鴮颐\的深切關注。
國家蒙難,民何以安?出生不到一年,他就隨家人開始了逃難生涯。從南京到武漢,從武漢到宜昌,從宜昌到宜昌鄉(xiāng)下,從宜昌鄉(xiāng)下再到重慶,后來又從重慶回到南京,飽受10多年流離之苦的劉永坦自懂事起就對國難深有體會?!坝捞埂辈粌H是家人對他人生平安順遂最好的祝愿,也是對國家命運最深的企盼。
“雖然那時候小,但那種苦深深印在腦海里?!廊ピf事空,但悲不見九州同。王師北定中原日,家祭無忘告乃翁……我永遠不會忘記在昏暗的菜油燈下做完作業(yè),母親用慈祥動人的聲音誦讀詩詞和講解家國大義時的激情?!眲⒂捞拐f,他很小的時候就在母親的“監(jiān)督”下讀史書、誦詩文,培養(yǎng)出了很強的求知欲和愛國心。父親常告訴他,科學可以救國,可以振興中華。強國的夢想從小就在他心里深深扎下了根。
13歲那年,中華人民共和國的成立更讓他堅定了刻苦學習、科技興國的信念。
1953年,劉永坦以優(yōu)異成績考入哈爾濱工業(yè)大學。在大學里他如魚得水,對于學校開設的工科數(shù)學和物理,他覺得“不解渴”,又自學了理科數(shù)學和物理的有關部分。
經過一年預科、兩年本科學習,成績優(yōu)異的劉永坦作為預備師資之一,被學校派往清華大學進修無線電技術。1958年,劉永坦回到哈工大參與組建無線電工程系。這年夏天,他走上哈工大講臺,正式成為哈工大的青年教師和科技工作者。
1965年春,劉永坦參加了科技攻關第一戰(zhàn),承擔了國家“單脈沖延遲接收機”的研制任務,主持并提出了總體設計方案。遺憾的是,他還沒有來得及完成人生第一項研制任務,“文革”就開始了,他只能暫別尖端技術的研發(fā),插隊落戶到黑龍江省五常縣農村。劉永坦明白,處于逆境中的個人必須經得起考驗,他沒有消沉,暗暗激勵自己。
1973年,劉永坦重回哈工大,1978年,他被破格晉升為無線電系副教授。同年8月的一天,劉永坦正在修抗洪江堤。一紙去北京語言學院參加出國人員外語培訓班選拔考試的通知,讓沒有任何準備的他奔赴北京,走進闊別已久的考場。憑借扎實的“內功”,他以優(yōu)異的成績考上了出國外語培訓班的快班,成為改革開放后第一批邁出國門的學者。
1979年6月,劉永坦到英國埃塞克斯大學和伯明翰大學進修和工作。伯明翰大學電子工程系擁有豐富的文獻資料和先進的試驗設備,聚集著一大批雷達技術的知名專家和學者——劉永坦的導師謝爾曼就是其中之一。劉永坦來進修之前,這里曾接收過少量的中國留學生。不過,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,他更是嚴格要求自己,鉚足勁去學。劉永坦常常提醒自己:“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。”
他記得剛到英國之初,導師謝爾曼給了他大量的英文文獻去學習。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。謝爾曼開始讓他幫帶博士生,并讓他參與重大科研項目“民用海態(tài)遙感信號處理機”的全部研制工作。這一技術對劉永坦來說是一個全新的領域,他深知此項課題的艱巨性。
設計—試驗—失敗—總結—再試驗……無數(shù)個日日夜夜在劉永坦的鉆研中悄無聲息地溜走。終于,一年多以后,他順利完成了具有國際先進水平的信號處理機研制工作。謝爾曼評價說:“劉永坦獨自完成的工程系統(tǒng),是一個最有實用價值、工程上很完善的設備,其科研成果無論在理論上,還是實踐上都很重要。他的貢獻是具有獨創(chuàng)性的?!边M修期間,伯明翰大學授予劉永坦“名譽研究員”稱號。
通過這次難得的科研任務,劉永坦對雷達有了全新的認識。傳統(tǒng)的雷達雖然有“千里眼”之稱,但也有“看”不到的地方。世界上不少國家因此致力于研制新體制雷達,從而使“千里眼”練就“火眼金睛”的本領。
“中國必須要發(fā)展這樣的雷達!這就是我要做的!”劉永坦說,“我學有所成,當然要回國。在英國,無論我工作多么努力,取得了多大的成績,終歸是在給別人干活?;氐阶鎳铱梢蕴锰谜厥鹕稀腥A人民共和國,這種心情是何等舒暢!”
1981年的金秋,進修結束后的劉永坦起程回國。此刻,他的心中已萌生出一個宏愿——開創(chuàng)中國的新體制雷達之路。
新體制雷達被俄羅斯人稱為“21世紀的雷達”。當今世界的千余種雷達中,新體制雷達不僅代表著現(xiàn)代雷達的一個發(fā)展趨勢,而且對航天、航海、漁業(yè)、沿海石油開發(fā)、海洋氣候預報、海岸經濟區(qū)發(fā)展等領域也都有重要作用。20世紀70年代中期,中國曾經對這種新體制雷達進行過突擊性的會戰(zhàn)攻關,但由于難度太大、國外實行技術封鎖等諸多因素,最終未獲成果。
留學歸來的劉永坦?jié)M腔赤誠地開始向哈工大、向國家有關部門宣講他的“雷達故事”。然而,當時“新體制雷達”還只是一個概念,國際上還沒有做成的,很多人不信?!懊绹龀鰜砹嗣??英國做了么?”這是劉永坦被追問最多的問題。
面對種種質疑,他始終未改初心。1982年初春,劉永坦專程趕赴北京,向當時的航天工業(yè)部預研部門領導匯報,詳實地介紹了當時發(fā)達國家新體制雷達發(fā)展的動態(tài),并暢談了自己的大膽設想。預研部門的領導聽得十分認真,當場拍板支持劉永坦的設想,希望他迅速組織科技攻關力量,早日把新體制雷達研制出來。隨后,劉永坦著手進行細致的策劃和準備。
經過10個月連續(xù)奮戰(zhàn),一份20多萬字的《新體制雷達的總體方案論證報告》誕生了,有厚厚的六大本。1983年夏,原航天工業(yè)部科技委員會召開整整4天的方案評審會,最后一致通過。
這是一場填補國內空白、從零起步的具有開拓性的攻堅戰(zhàn)。經過800多個日日夜夜的努力、數(shù)千次實驗、數(shù)萬個測試數(shù)據(jù)的獲取,劉永坦主持的航天部預研項目“新體制雷達關鍵技術及方案論證”獲得豐碩成果,在新體制理論體系和關鍵技術上取得重大突破。1986年7月,新體制雷達關鍵技術成果通過鑒定。從此,新體制雷達從預研項目被列為國家科技應用與基礎研究項目。
劉永坦和他的團隊已經完成了預研使命,完全可以結題報獎了。但是,他認為僅僅“紙上談兵”是不夠的,國家真正需要的是進一步建立有實際意義的雷達實驗站。1986年,劉永坦開始主持“新體制雷達研究”,再一次出發(fā),為研制完整的雷達系統(tǒng)奮力拼搏。
雷達研制試驗現(xiàn)場,都是荒無人煙的無人之地,劉永坦團隊常常在條件惡劣的試驗現(xiàn)場一干就是幾個月,臨到春節(jié)前一兩天才能回家與親人團聚。據(jù)劉永坦愛人回憶,那時劉永坦差不多每年有200多天在外出差,家里大事小情都由她統(tǒng)管。
調試初期,系統(tǒng)頻頻死機。要從幾十萬行的大型控制程序系統(tǒng)中找出問題癥結,工作量巨大。作為主帥,劉永坦承擔著比別人更加繁重的工作。在外場做試驗的勞動強度非常大——每天工作十幾個小時,常常趕不上吃飯,困了就倒在實驗室板凳上湊合一覺……超負荷的腦力和體力付出,鐵打的漢子也會被擊倒,疼痛難忍的腰間盤突出曾讓他幾個月不能行走。有一次,在攻克某個關鍵技術時,他因為長期勞累倒在現(xiàn)場。但劉永坦依舊“運籌”于病床之上,堅持和大家一起奮戰(zhàn),打敗了擋在必經之路上的“攔路虎”。
哈爾濱工業(yè)大學教授、一項目原總師張寧,也是最早跟隨劉永坦的教師之一,他至今難忘那段艱難歲月。課題組成員在剛剛建成的雷達站進行設備安裝、系統(tǒng)調試,十幾個人輪流做飯。因為缺乏交通工具,他們常常要頂風冒雨地從駐地到雷達站往返,途經一片松風颯颯的墳地,就憑著手電的光柱給自己壯膽。
有志者,事竟成。這群優(yōu)秀的科技工作者頂風冒雪,日曬雨淋,終于在1989年建成了中國第一個新體制雷達站,成功研制出我國第一部對海新體制實驗雷達。
1990年4月3日,對于團隊所有人來說,都是一個難忘的日子。這一天,劉永坦他們首次完成了我國對海面艦船目標的遠距離探測試驗,標志著新體制雷達技術實現(xiàn)了我國對海探測技術的重大突破。當目標出現(xiàn)在屏幕上時,團隊成員們熱淚盈眶,為的是成功后的狂喜,為的是多年來不為外人知曉的艱辛。
1990年10月,國家多個部門聯(lián)合舉行的鑒定會宣布:“新體制雷達研究成果居國際領先水平?!?991年,該項目榮獲國家科技進步獎一等獎。
研究成果獲得國家科技進步獎一等獎后,身邊很多人勸他“功成名就、見好就收”,但劉永坦卻說:“這還遠遠不夠?!痹谒磥?,科研成果如不能轉化為實際應用,就如同一把沒有開刃的寶劍,中看不中用。“一定要把實驗室里的成果變成真正的應用,一定要讓新體制雷達走出實驗室,走向海洋?!?/p>
這一次,他不知道需要多少年。但隨后發(fā)生的事情,讓劉永坦“意外”地被深深感動。得知他的決定,團隊成員全體義無反顧地選擇了全力支持。
劉永坦深知,科學技術發(fā)展到今天,科研活動不可能再允許一個人去單打獨斗。新體制雷達研制隊伍就是一個相互協(xié)作的團隊。更艱苦的下一步,他要聯(lián)合國內優(yōu)勢科研力量組建一個更大的團隊,走一條產學研結合之路。
隨后的十余年里,從實驗場轉戰(zhàn)到實際應用場,他帶領團隊進行了更為艱辛的磨煉。由于國際上沒有完備的理論,很多技術難點亟待填補,再加上各個場域環(huán)境差異巨大,新體制雷達的“落地之旅”格外艱難。
回憶起這段歲月,團隊成員也都唏噓不已:很多理論、技術上的難點和空白仍然需要去解決、去填補,再加上地域環(huán)境的差異,實際工作中又產生了許多新的問題和困難。
“解決不了抗干擾問題,雷達就沒有生命。”劉永坦說,各種各樣的廣播電臺、短波電臺、漁船,發(fā)出強大的電磁干擾是最大的難題。經過不計其數(shù)的試驗,失敗,再試驗,他帶領團隊進行上千次調整,終于找到了解決方案。
2011年劉永坦和他的團隊成功研制出我國具有全天時、全天候、遠距離探測能力的新體制雷達——與國際最先進同類雷達相比,系統(tǒng)規(guī)模更小、作用距離更遠、精度更高、造價更低,總體性能達到國際先進水平,核心技術處于國際領先地位,標志著我國對海遠距離探測技術的一項重大突破。2015年,團隊再次獲得國家科技進步獎一等獎。
“依靠傳統(tǒng)雷達,我國海域可監(jiān)控可預警范圍不足20%,有了新體制雷達,則實現(xiàn)了全覆蓋。”劉永坦告訴記者,給祖國的萬里海疆安上“千里眼”,國防才能更安全。
這項完全自主創(chuàng)新的研究成果不僅破解了長期以來困擾雷達發(fā)展的諸多瓶頸難題,更讓我國成為世界上少數(shù)幾個擁有該技術的國家。
“圍繞一個方向,聚焦一個領域,劉永坦一干就是40年。不以困難為斷點,不以成就為終點,這種科研精神對后輩來說是激勵,更是向導?!惫枮I工業(yè)大學副校長、中國科學院院士韓杰才說。
老驥伏櫪,志在千里。剛領完獎,這位年過八旬老院士又許下了新的愿望,繼續(xù)帶領團隊向小型化雷達進軍,讓技術造價更低,讓功能性能更優(yōu),更好保衛(wèi)祖國海疆。