人物生平
1916年4月3日,陳芳允出生于浙江省黃巖縣,父陳立新,畢業(yè)于保定軍校,母許氏。
1921年,陳芳允開蒙,次年,生母病故。
1928年進入黃巖縣立中學讀初中,1931年到上海浦東中學讀高中。
1934年考入清華大學,先在機械系,后轉(zhuǎn)人物理系。
1938年初,進入西南聯(lián)合大學學習。物理系中有任之恭、孟昭英教無線電課,他對其中的實用無線電課產(chǎn)生了濃厚的興趣,畢業(yè)后,在任之恭先生的建議和推薦下陳芳允先在清華無線電研究所做無線電通信有關的課題,后到成都航空委員會無線電廠工作,去后不久因搞無線電定向儀有成績,被提為研究股長。
1943年,在成都與沈淑敏女士結婚。
1945年初,到英國A. C. Cossor無線電廠研究室工作。先在倫敦實驗室做彩色電視接收機的線路工作,后轉(zhuǎn)至曼撤斯特工廠雷達研究室,參加海用雷達的研制工作。
1948年5月,陳芳允回到上海,在中央研究院生理生化所任技正。
1950年3月,中央研究院和北平研究院合并,改名為中國科學院,在上海成立分院,陳芳允在生理生化研究所任技正,在此期間,陳芳允為神經(jīng)生理學研究完成了一套電子儀器(包括電刺激器、直流放大器及顯示設備等),這是國內(nèi)在生物電子學方面研制的第一套設備。
1951年,加入九三學社。
1953年調(diào)北京,主持中國科學院電子學研究所籌備處工作。1954年并入物理研究所,組建成電子研究室,陳芳允任該研究室主任。
1955年陳芳允晉升為研究員。
1956年,陳芳允參加國家12年長期科學規(guī)劃制定工作,并參加了新電子所的籌備工作。
1957年,原蘇聯(lián)發(fā)射的世界第一顆人造地球衛(wèi)星上天,陳芳允對衛(wèi)星進行了無線電多卜勒頻率測量,計算出了衛(wèi)星的軌道參數(shù)。
1958年4月19日,日環(huán)食帶經(jīng)過海南島南端,是最好的觀測太陽射電輻射的機會,當時中蘇組成聯(lián)合觀測隊,陳芳允作為中方領隊和天文學家王綬琯及原蘇聯(lián)科技人員共赴海南得到完美的觀測結果;鼐┖,陳芳允協(xié)助王綬琯創(chuàng)立了射電天文研究工作。
1958年,他開始從事脈沖技術研究工作。提出并完成納秒級窄脈沖采樣示波器的研制,把采樣示波器做成可以攜帶使用的儀器,在國際上是首創(chuàng)。1963年研制出國際領先的納秒脈沖采樣示波器。
1964年,他和研究室的技術人員為空軍研制出機載抗干擾雷達,由電子部工廠制造,裝備了大量的殲擊機。這是中國第一次在飛機上使用單脈沖體制的雷達。
空間技術 技術負責人 東方紅1號
1967年調(diào)到國防科委第26基地,從事衛(wèi)星地面測控網(wǎng)的研制和建設工作。
1970年,陳芳允研究了美國阿波羅登月飛船所用的微波統(tǒng)一測控系統(tǒng)后,他針對通信衛(wèi)星的測控要求,設計了新的微波統(tǒng)一系統(tǒng),后被國防科委和衛(wèi)星總體負責人孫家棟采納。兩套統(tǒng)一測控系統(tǒng)研制成功,為中國通信衛(wèi)星發(fā)射成功起了重要作用。此項目與通信衛(wèi)星獲得了國家科技進步特等獎,陳芳允為主要獲獎者之一。
1977年加入中國共產(chǎn)黨。
1980年被選為中國科學院學部委員(現(xiàn)為院士)并兼技術科學部副主任。
1984年調(diào)國防科工委科技委任常任委員。
1985年被選為國際宇航科學院院士。
1986年3月,他與王大珩、楊嘉墀、王淦昌一起提出了對中國高技術的發(fā)展有重要意義的建議,在鄧小平的親自批示和積極支持下,國務院在聽取專家意見的基礎上,制定了中國高技術發(fā)展的“863計劃”,為中國高技術發(fā)展開創(chuàng)了新局面。
1988年后為國防科工委顧問。
1991年被選為國際宇航聯(lián)合會副主席。
1992年,陳芳允提出地球環(huán)境觀測小衛(wèi)星星座的系統(tǒng)方案。
1993年12月15日與姜巖討論給江澤民關于納米技術的報告。
1997年4月7日至10日,陳芳允與楊嘉墀、王大珩、王淦昌三位院士以“863”計劃的名義發(fā)表了《中國月球探測技術發(fā)展的建議》。
1999年,陳芳允被授予“兩彈一星”功勛獎章。
2000年4月29日,84歲的陳芳允因運動神經(jīng)元病中樞性呼吸衰竭去世。
2010年6月4日,一顆由中國科學家發(fā)現(xiàn)國際永久編號為10929號的小行星1998CF1,經(jīng)國際天文學聯(lián)合會小天體命名委員會批準,由國際天文學聯(lián)合會《小行星通報》第43191號通知國際社會,正式命名為“陳芳允”星。
主要貢獻
衛(wèi)星控制
陳芳允是中國衛(wèi)星測量、控制技術的奠基人之一。1957年,原蘇聯(lián)發(fā) 射第一顆人造衛(wèi)星時,他即對衛(wèi)星進行了無線電多卜勒頻率測量,并和天文臺的同志一起,計算出了衛(wèi)星的軌道參數(shù),該方法成為以后中國發(fā)射人造衛(wèi)星所采用的跟蹤測軌的主要技術之一。
1965年,中國第一顆人造地球衛(wèi)星研制工作正式啟動。陳芳允擔任了衛(wèi)星測量總體技術負責人。當時,衛(wèi)星測量在中國是一個全新的技術領域,特別是對衛(wèi)星的跟蹤觀測到底采用哪種手段和方案,中國還沒有經(jīng)驗。為此,陳芳允帶領技術人員深入研究,大膽實踐,反復論證。陳芳允不僅主持了技術方案的設計,還參加了設備研制和測量臺站的建設工作。經(jīng)過他與其他技術人員實地考察,分別在新化、南寧、昆明、海南設立了四個多普勒測量站。1970年4月24日,中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射升空,地面觀測系統(tǒng)很快抓住目標,進行持續(xù)跟蹤、測量與計算,及時預報了衛(wèi)星飛經(jīng)世界各地的時刻。由陳芳允主持完成的衛(wèi)星測量方案非常有效,不僅圓滿完成中國第一顆衛(wèi)星測量任務,而且為中國衛(wèi)星測控網(wǎng)的建立奠定了基礎。
隨后,陳芳允參加了中國回收型遙感衛(wèi)星測控系統(tǒng)方案的設計和制定工作。那時正值“文革”時期,陳芳允被下放到陜南一工廠進行“鍛煉”、“改造”,他頂住壓力,排除各種困難,潛心鉆研,設計完成了遙感衛(wèi)星的測控系統(tǒng)方案,為中國第一顆遙感衛(wèi)星成功回收作出了重要貢獻。
1960年,參加論證并提出了原子彈試驗用的多道脈沖鑒別器的試制方案,三年后,與同事研制了出原子彈爆炸測試用的多道脈沖分析器,交原子彈試驗場使用。
頻率分配技術
1977年,中國建造了“遠望號”航天遠洋測量船,成為繼美、蘇、法之后第四個擁有航天測量船的國家。由于船上多種測量、通信設備,光天線就有54部,各種設備間電磁干擾嚴重,影響了正常工作。陳芳允利用頻率分配的方法,解決測量船上眾多設備之間的電磁兼容問題,使各種設備得以同時工作而互不干擾,成功地解決了“遠望號”船電磁兼容這一重大技術難題,并在中國向太平洋發(fā)射運載火箭試驗中首次得到驗證。
雙星定位系統(tǒng)
1983年,陳芳允和合作者提出利用兩顆同步定點衛(wèi)星進行定位導航的設想,這一系統(tǒng)稱為“雙星定位系統(tǒng)”。這個系統(tǒng)由兩顆在經(jīng)度上相差一定距離(角度)的同步定點衛(wèi)星,一個運行控制主地面站和若干個地面用戶站組成。主地面站發(fā)信號經(jīng)過兩顆同步定點衛(wèi)星到用戶站;用戶站接收到主地面站發(fā)來的信號后,即作出回答,回答信號經(jīng)過這兩顆衛(wèi)星返回到主地面站。主站—兩顆衛(wèi)星—用戶站之間的信號往返,可以測定用戶站的位置。然后,主地面站把用戶站的位置信息經(jīng)過衛(wèi)星通知用戶站。這就是定位過程。主地面站和用戶站之間還可以互通簡短的電報。
2000年10月隨著2顆北斗導航實驗衛(wèi)星的成功發(fā)射,標志著中國擁有自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)了。是繼美國第一個擁有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS),蘇聯(lián)第二個擁有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)后,中國成為世界上第三個擁有衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家,美國GPS系統(tǒng)歷時16年,耗資120億美元,由24顆衛(wèi)星組網(wǎng),而中國的北斗系統(tǒng)只由兩顆衛(wèi)星組成,在經(jīng)濟上更算,而且中國的北斗系統(tǒng)某些功能超過美國的GPS,北斗系統(tǒng)它同時具備定位與通訊功能,不需要其他通訊系統(tǒng)支持。
“863”計劃發(fā)起人
1986年3月,陳芳允與王大珩、楊嘉墀、王淦昌一起提出了對中國高技術的發(fā)展有重要意義的《關于跟蹤研究外國戰(zhàn)略性,高技術發(fā)展的建議》,在鄧小平的親自批示和積極支持下,國務院在聽取專家意見的基礎上,經(jīng)過認真研討、論證,制定了《國家高技術研究發(fā)展計劃綱要》,撥款100億元,選擇生物、航天、信息、 激光、 自動化、能源、材料等7個技術領域的15個主題項目,制定了中國高技術發(fā)展的“ 863計劃”,為中國高技術發(fā)展開創(chuàng)了新局面。
七十年代
70年代初期,陳芳允就開始了通信衛(wèi)星測控系統(tǒng)的研究論證。如何使地面測控設備控制36000公里高空的衛(wèi)星?陳芳允提出采用微波頻段,多功能統(tǒng)一在一套設備上,同時實現(xiàn)跟蹤測軌、遙測、遙控、數(shù)傳。1984年4月,這個系統(tǒng)在中國發(fā)射第一顆同步通信衛(wèi)星中發(fā)揮了很高的效用,1985年這項成果獲國家科技進步特等獎。作為中國回收型遙感衛(wèi)星測控系統(tǒng)方案設計和制定工作的主要參加者,陳芳允為中國十幾顆遙感衛(wèi)星的成功回收做出了重要貢獻,再獲國家科技進步特等獎,為了解決遠洋航天測量船的電磁兼容問題,陳芳允和研究人員經(jīng)過兩年努力取得重要突破,使幾十套電子設備在一艘船上工作自如,這項成果獲國家科技進步一等獎。陳芳允提出并主持了“雙星定位系統(tǒng)”的研制工作,并在1989年演示成功,在世界上第一次實現(xiàn)地面目標利用兩顆衛(wèi)星快速定位、通信和定時一體化。
陳芳允兼任國防科技大學教授和博士生導師,并被聘任為中國科技大學和北京大學的兼職教授。他是中國人民政治協(xié)商會議第三屆全國委員會委員,第四屆全國人民代表大會
代表,是中國電子學會、中國計量測試學會和中國宇航學會的理事。1980年被選為中國科學院學部委員(現(xiàn)為院士)并兼技術科學部副主任,1985年被選為國際宇航科學院院士,1991年被選為國際宇航聯(lián)合會副主席。1992年陳芳允提出地球環(huán)境觀測小衛(wèi)星星座的系統(tǒng)方案。1993年12月15日與姜巖討論給江澤民關于納米技術的報告。1999年陳芳允被授予“兩彈一星”功勛獎章。2000年4月29日,84歲的陳芳允因運動神經(jīng)元病中樞性呼吸衰竭去世。
求學道路
黃巖縣立中學(黃巖中學)
1916年4月3日,陳芳允誕生于當時還是黃巖縣的城北陳家大院,5歲時開蒙,家中請了一個老先生教陳芳允讀《論語》、《孟子》。1928年秋,12歲的陳芳允進到黃巖縣立中學,也就是現(xiàn)在的黃巖中學讀初中,他的父親曾對他說過:一定要好好學習。我希望你將來不要做大官,要做大事,要在社會上立自己的業(yè)績。因為父親陳立信是保定軍官學校畢業(yè),在杭州一支獨立營中任上校營長,后對國家前途失望,辭去官職回到黃巖,這句話對陳芳允影響很大,他開始考慮自己的人生之路了。在學校里,陳芳允是一個尊師好學的學生,當時他的國語、數(shù)學、英語等主要課程成績優(yōu)秀,從這時起,他打下了良好的學習基礎。
在初三快畢業(yè)時,陳芳允在畢業(yè)紀念冊上寫了一篇題為《送秋》的小文章。這篇文章坦誠地談出了他對人生的看法。他認為送秋不送秋無所謂,對一個人來說是秋還是春、夏、冬季都要努力,不能虛度。
上海浦東中學
1931年夏,15歲的陳芳允考進上海浦東中學高中部,進入高中沒幾天,就碰上了“九·一八”事變,陳芳允積極參加上海學生運動,抵制日貨游行,上南京請愿,后請愿學生被蔣介石派兵押上火車送回上海。同樣是“863”計劃發(fā)起人之一王淦昌在1920年,也在上海浦東中學讀書。
北京清華大學
1934年,18歲的陳芳允高中畢業(yè),7月份大學考試即將開始,陳芳允報考了當時的上海交通大學與北京清華大學,由于兩所大學試卷不一樣(交大的試卷考題多,內(nèi)容繁雜;清華試卷難度雖大,但題目少而且靈活,這樣的題風剛好對陳芳允的學習路子),所以上海交大落榜,清華榜上有名。
考入清華的機械系,當時上的第一堂國文課就是由著名文學家朱自清講授。陳芳允在機械系讀一年后,對機械不感興趣,卻對物理課產(chǎn)生了濃厚的興趣。在物理課上,每周小考一次的物理成績他總是優(yōu)秀,物理課的期終考試成績他得了最佳,分數(shù)為S+。那個時期,清華大學的考試成績采用5分制的計分辦法,S表示佳,S+當然就是最佳了。有了這優(yōu)異的成績加上物理課對陳芳允的強大的吸引力,他下決心做出了轉(zhuǎn)換專業(yè)的選擇,后他轉(zhuǎn)換專業(yè)進入物理系,投在著名物理學家吳有訓門下。吳有訓在教學過程中,也已經(jīng)注意到這個物理成績優(yōu)異、又心靈手巧的學生陳芳允。他雖然不大愛說話,但做起實驗來有板有眼、井井有序。他發(fā)現(xiàn)這個學生的眼睛非常專注地觀察他的實驗,不放過任何一點細節(jié),不僅一絲不茍地做記錄,而且善于動腦子提出問題。吳教授打心眼里喜歡這樣的學生,所以當陳芳允提出想轉(zhuǎn)換專業(yè)的請求時,得到了吳有訓的大力支持。當時,物理系在清華是很難進的,因為陳芳允的普通物理課學的好,吳企孫等任課老師都很賞識他,因此在轉(zhuǎn)系時被物理系所接受。陳芳允把對恩師的感謝深深埋在了心底,不斷激勵自己努力學習。
留學英國
1944年,美國利用“租界法案”款項,英國由“英國工業(yè)協(xié)會”招考培養(yǎng)一批中國技術人員,到美國和英國的工業(yè)部門學習工作。陳芳允先報考美國的電影工程專業(yè),后又考英國的無線電工程專業(yè)。先得知被美國錄取,到重慶教育部報到,因被工廠阻撓,未能出國。在重慶又得知英國也發(fā)來了錄取通知,由航空委員會機關直接介紹報到,到英國留學。在英國倫敦A.C.COSSOR無線電廠研究室,從事研究彩色電視接收機線路改進工作。此時他業(yè)余到倫敦大學聽課。在英國期間,他參加了英國第一套海洋雷達的研制和船上試驗工作。
人物評價
陳芳允于1977年參加中國共產(chǎn)黨,他認為毛主席的《實踐論》和《矛盾論》是革命行動的指導,也是科技活動的指導。他說:“毛主席為人民服務的教導使我恪守終身!瓰榭茖W求真理,為技術進步,為建設祖國,都是為人民服務。”他長期不懈努力拼搏在科技戰(zhàn)線上,也正是這一信念的體現(xiàn)。他堅信只要在共產(chǎn)黨的領導下,堅持走社會主義道路,在不遠的將來中國必可達到繁榮富強的境地,而中國的科學技術也將迅速發(fā)展而立于世界之林。
“人生路必曲,仍須立我志。竭誠為國興,努力不為私。”“四十年京兆一技人,求新服務不愛名,一稱專家已過譽,慚愧國人趕超心!”這是陳芳允寫的兩首詩,也是他的人格和精神很好的寫照。
卓越貢獻
陳芳允,早期在國內(nèi)領先研究毫微秒脈沖技術,領導研制成功我國第一代機載單脈沖雷達,為我國無線電電子學研究做了開創(chuàng)性的工作。
“兩彈一星”功勛獎章獲得者
1999年的9月18日,人民大會堂召開表彰兩彈一星功勛獎章(515克黃金鑄成)獲獎專家大會。會上,江澤民向23個對兩彈一星有貢獻的專家授予了功勛獎章,值得一提的是:23位中有14位功勛科學家畢業(yè)于清華大學,有11位科學家出自一個老師門下,——著名物理學家葉企孫,其中有一位就是陳芳允。
陳芳允之所以能獲得“兩彈一星功勛獎章”與他對第一顆原子彈、氫彈、第一顆人造衛(wèi)星作的貢獻密不可分。
不朽精神
強烈的愛國主義精神和崇高的革命理想
陳芳允是一位具有強烈愛國主義思想的科學家,他把自己的一生與祖國的命運緊緊聯(lián)系在一起。他在一首詩中寫道:“人生路必曲,仍需立我志,竭誠為國興,努力不為私。”
早在三十年代,陳芳允上中學時,就立志要用知識報效祖國?谷諔(zhàn)爭爆發(fā)前夕,他參加了著名的“一二九”愛國主義運動。親眼目睹自己的國家遭受帝國主義肆意蹂躪,陳芳允感到莫大的屈辱,由此,他明白了“落后就要挨打 ”這個真理,從而更加堅定了科學救國、振興民族的理想抱負。
1948年5月,陳芳允從英國回國。在上海不愿為國民黨打內(nèi)戰(zhàn)出力,拒絕航空委員會調(diào)派去上海機場工作,同妻兒回黃巖老家,受到工廠記大過處分。10月,正值淮海戰(zhàn)役期間,航空委員會調(diào)陳芳允去南京工作,他不愿幫國民黨政府打共產(chǎn)黨,跑回湖州找當醫(yī)生的岳父為他拔去一個腳趾甲,造成假傷,回到上海住進醫(yī)院里。
上海解放前夕,在地下黨的領導下,陳芳允參加維持秩序的革委會,勸阻中央研究院的科技人員不要跟國民黨去臺灣。
艱苦奮斗、無私奉獻、獻身科學的精神
有人說:要記住陳芳允,只需記住他的兩個特點就行:一是自己給自己理發(fā),二是自己給自己縫補衣服。陳芳允的頭發(fā)長了,從來不去理發(fā)店。他說,去理發(fā)店太費時間,不是理發(fā)師傅等你,就是你等理發(fā)師傅,有時一等就是半個小時,結果還未必滿意。所以不知從什么時候開始,他練出了一手絕活兒——自己給自己理發(fā)。陳芳允的另一招是自己給自己縫補衣服。由于他的祖父是有名的裁縫,所以他從小便與針線打上了交道。就是在81歲高齡,一旦衣服爛了需要縫補,只憑一種感覺和經(jīng)驗,他仍能將手中細細的線輕松地穿進那個小小的針眼。
陳芳允對工作是高標準,對生活卻是低標準。他病逝后,在他家里,看不到一件像樣的家具,連褪了色的布窗簾也舍不得換。但他為我們國家所須所做的貢獻卻是用金錢無法衡量的,從863計劃的提出到2000年,十五年,“863”計劃15年中獲國內(nèi)外專利2000多項,發(fā)表論文47000多篇,累計創(chuàng)造新增產(chǎn)值560多億元,產(chǎn)生間接經(jīng)濟效益2000多億元。
863計劃突破的關鍵技術在與產(chǎn)業(yè)界的密切合作下,使我國在生物工程、藥物、通信設備、高性能計算機、中文信息處理平臺、人工晶體、光電子材料與器件等國際高技術競爭的熱點領域,具有了我國自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品開始形成能與發(fā)達國家競爭的實力,成為我國高新技術產(chǎn)業(yè)的生長點和源頭。
情系母校、關心學子的情懷
作為黃中畢業(yè)的校友,陳芳允對黃巖中學懷有特殊的感情,對黃巖中學的發(fā)展非常關心,1995年6月5日,陳芳允為黃巖中學題詞:愿黃巖中學發(fā)展、提高,為家鄉(xiāng)及全國培養(yǎng)出高質(zhì)量的人材。
在1999年住院期間,陳芳允以《漫漫人生路拳拳報國心》為題,給他少年時黃巖中學的同學王克晟(黃巖中學的老師現(xiàn)已退休,也是王有器老師的父親)寫了一封信,信中講述了自己的人生經(jīng)歷,自己思想觀念的發(fā)展歷程,以及自己工作的情況,并希望自己的經(jīng)歷能對母校的學生起鼓舞作用。這封信后來在黃巖中學2000年1月的校報《清獻園》上全文登載出來。此時的陳芳允已經(jīng)病的很重,但他還特意托人給他的母校黃巖中學隨信寄來2000元錢,表示支持母校建設的一點心意。這是陳芳允一生中寫的最后一封長信。
陳芳允對黃中的學子懷有殷切希望,以自己的人生經(jīng)歷告誡我們的同學:人生道路的選擇,思想觀念的發(fā)展起著根本的作用。
主要論著
1《無線電電子學的新發(fā)展》科普出版社,1963(1979年內(nèi)蒙古出版社再版)。
2《計量測試技術在空間測控系統(tǒng)中的重要作用》中國宇航學會計量測試年會上的報告,1981。
3《空間統(tǒng)一測控系統(tǒng)設計中的幾個問題》中國電子學報,1985。
4《全數(shù)字通信技術》中國通信學會特刊:新的技術革命與中國通信,1984:4~10。
5《太平洋地區(qū)國家衛(wèi)星發(fā)射與測控技術發(fā)展與合作的前景》(英文),國際宇航聯(lián)學術會議上的報告,1986。
6《發(fā)展我國的星基定位通信系統(tǒng)》中國空間科學技術,1987。
7《我國航天技術發(fā)展與技術科學》中國科學院院刊,1986。
8《中國航天測控網(wǎng)及其在國際合作中的作用》(英文),國際宇航聯(lián)學術會議上的報告,1988。
9《關于建設我國災害測報監(jiān)控系統(tǒng)的建議》中國科學院地學部災害防治討論會上的報告,1990。
10《衛(wèi)星測控手冊》科學出版社
文章轉(zhuǎn)載
衛(wèi)星上天,我們測控
作者:陳芳允
“人生路必曲,仍須立我志。竭誠為國興,努力不為私!?
我在1952年受中國科學院吳有訓副院長囑托,開始籌建電子學研究所。1953年秋天,錢三強從蘇聯(lián)回來,他為研究原子能辦起近代物理所(后改稱原子能所)。錢三強知道原子物理研究工作離不開電子學,例如加速器、射線測試等都要有電子學知識的人來做,提出要我們到他們所去一起干。我則認為電子所籌備近一年,已具備一定的人員和儀器規(guī)模,停止了籌備工作可惜。
那是1953年秋天的一個晚上,吳副院長把錢三強和我找到他家,進行協(xié)商,直到深夜。錢三強反復強調(diào)電子學對核物理的重要性。經(jīng)過吳副院長的協(xié)調(diào),最后我們達成一致:電子所籌備處先并到原子能所作為其一個研究室,由我?guī)е徊糠秩伺浜衔锢矸矫娴难芯,為原子能所做工作,其他人仍繼續(xù)做電子學發(fā)展幾個重要方向的工作,繼續(xù)籌備電子所,我們這些人不散,到一定時候再全部撤出來建科學院電子所。這樣,在1953年年底,我們并入了原子能所。
1956年,在十二年科學規(guī)劃后,中國科學院實施“四項緊急措施”,組建電子所、半導體所、計算所和自動化所。錢三強信守諾言,同意我們從原子能所撤出來,他僅僅留下了兩個人。錢三強是一個很值得人們佩服的人,我們都很尊敬他。
顧德歡、馬大猷、孟昭英和我是電子所籌備組成員。電子所成立后,我任四室主任,主要搞電子線路的研究,對和核物理有關的電子儀器的線路研究工作仍在繼續(xù)進行。
1962年,由于核彈研究的需要,要求我們做了一臺多道脈沖檢測儀,這個儀器是用來測量射線的。如果說,我們?yōu)椤皟蓮棥弊隽耸裁簇暙I的話,也就這么一點兒。
我在中科院電子所四室任室主任時,主要做了這么幾件事:大約是1963年前后,我們做毫微秒脈沖的產(chǎn)生、放大和觀測,做出了一臺毫微秒脈沖取樣示波器,是國際上最先做成功的,參加了國際展覽;接下來,我們做多道脈沖檢測儀;1964年,我們開始改進機載雷達,這種雷達后來在電子部投入批量生產(chǎn)。
衛(wèi)星上天我們測控
1957年是國際地球物理年,科學院趙九章先生很早就提出能否放衛(wèi)星。后來蘇聯(lián)放了。
我是搞電子的,對衛(wèi)星發(fā)的無線電信號有濃厚的興趣。所以蘇聯(lián)放衛(wèi)星后,我和張志誠,還有研究室的其他幾位同志,合計著能否收到蘇聯(lián)衛(wèi)星上的無線電信號。我們開設了一個小小的課題(并非上面下達的任務),幾個人一起做了一臺接收無線電信號的裝置。后來,搞天文的同志也加入進來了。
蘇聯(lián)的第一顆衛(wèi)星早晨太陽沒出來時能用肉眼看到,我起來看到過2次。我們接收到它向地面發(fā)射的無線電信號及頻率變化(稱為多普勒頻率),并計算出它的軌道,還推測了一下它里面可能有些什么內(nèi)容。
1965年,趙九章、錢學森向中央提出搞人造地球衛(wèi)星。在毛主席講了“我們也要人造衛(wèi)星”以后,科學院正式組織研制衛(wèi)星,稱為“651”工程。在此之前,科學院已經(jīng)組織實施“581”任務,研制了探空火箭,他們就成為“651”的基礎。在對衛(wèi)星的跟蹤測量方面,則于1966年組織成立了“701”工程處。當時,這項工作有天文、電子、光學等三方面的人參加。
趙九章先生在清華做過助教,我在清華物理系讀書時,他輔導過我們的實驗工作。大約在1966年的夏秋之交的一個傍晚,我出家門散步,迎面碰到趙九章先生和其他幾個人,他對我說,“我們搞衛(wèi)星,無線電非常重要,這是重要的一環(huán),衛(wèi)星發(fā)出去后就看你們的了”。
我在“701”工程處工作后不久,便被部隊(國防科委)的基地接管了。領導先叫我到天橋無線電廠勞動了近一年,就到陜西某地工作。因為搞設備和設站,四處奔跑,以后就再沒有看見趙先生。沒想到后來趙先生竟被“造反派”批斗致死,這是我這一生想起來就很難過的事!拔母铩睍r期,我雖因為到了部隊,沒受到?jīng)_擊,但是心里對為什么要這樣搞實在想不通,家里也曾被紅衛(wèi)兵抄過一次。當時我倒是把毛主席著作認認真真地讀了一遍,但是也找不到答案。
人生斷想 偶然際遇
我的經(jīng)歷,想起來有許多偶然的際遇。
1938年我大學畢業(yè)后,在清華無線電研究所工作了一段時間。那時,總想為抗戰(zhàn)做點事,就到了航空委員會的成都無線電廠,做飛機上的導航設備。有一次,國民黨引進了美國的導航臺,在重慶,讓我去裝。裝好后,他們讓我把導航的方向指向西安,我感覺不對頭,因為日本人不在西邊,于是產(chǎn)生了離開那個工廠的想法。
在二次世界大戰(zhàn)快結束時,美國、英國在中國招收一批人員,預備戰(zhàn)后在中國做生意。我就是想離開工廠,先后報考了美國的電影工程和英國的無線電技術。1944年夏秋之交,先通知考取的是美國的電影工程。通知我到重慶教育部報到出國。我到了重慶,教育部說廠里來信不放我走。我就去找好友陶曉光,他是陶行知先生的兒子,我知道陶先生和解放區(qū)有聯(lián)系,有可能想辦法到解放區(qū)去或是找件別的事,就不回成都了。記得當晚我在他家一直等到深夜,陶曉光都沒有回來。第二天,我在街上徘徊,恰好碰到了航空委員會一個干部,他告訴我,說我已經(jīng)考上了英國的無線電技術。因此,我就在重慶報了到;氐搅顺啥,廠里也沒有說什么。于1944年底出了國。?
在英國,我在一個工廠的研究室做過海用雷達的工作,1948年回國。到上海后,國民黨希望我去飛機場工作,我不愿去,他們又讓我去南京,正是淮海戰(zhàn)役的時候,我堅決不幫國民黨打共產(chǎn)黨,想出了一個不去的辦法。我岳父是名醫(yī)生,我就讓他把我左腳的大指甲蓋給拔了,因此就住院了。后來,從成都搬回的無線電廠(后改為一研究室)的廠長,干脆讓我住進了正規(guī)醫(yī)院。1948年底,我到了馮德培先生(在英國時認識)的生理生化研究所,做神經(jīng)電脈沖的測量設備。
我的一生中,回想起來,遇到的偶然性事件相當多,有些可能會影響到一生的工作和生活。但是從中學開始逐漸地從對國事的了解,學生運動的參與和體會,革命隊伍中熏陶,逐漸地立下了志愿,跟著共產(chǎn)黨走,為祖國和民族的振興而工作和貢獻一切,則是一成不變的了。如果說在工作中有一點成就,也正是從立志而來。
測控方法有些爭論
部隊接管“701”工程處后,在很長一段時間里,我非軍非民,經(jīng)常穿一套藍色衣服,戰(zhàn)士們叫我“老師傅”,這倒讓我覺得很合適。我真正參軍是在1975年,已經(jīng)快60歲了。
對于衛(wèi)星的測控,許多工作都是和大家一起做的。只是在一些方案、思路上提得多一點。對第一顆衛(wèi)星來說,在測量方面,衛(wèi)星發(fā)射上天后,有3點最為重要。
第一,衛(wèi)星是否已經(jīng)進入了運行的軌道?
第二,衛(wèi)星的軌道是什么樣的,是否符合預定的要求?
第三,衛(wèi)星運行中,什么時間到達什么地點上空的預報。
1965年年末,科學院開過一次較大規(guī)模的會,討論衛(wèi)星的研制和測控問題,會上有些爭論。在測量方面,光學觀測是需要的,大家的意見是一致的,但是考慮到天氣不好時光學看不到,還得有無線電測量。爭論的正是無線電測量方法,特別是對入軌點的測量,當時,蘇聯(lián)和美國主要是采用干涉儀。天文臺的一些同志堅持要用干涉儀,電子部提議用雷達,我主張用無線電多普勒測量。最后的意見是在入軌點,光學、雷達、多普勒都用,可以說是為了保險,干涉儀則在入軌后的第一個觀測站和第二圈經(jīng)過我國上空時設置攔截觀測,但是是試驗性質(zhì)。
關于如何設置觀測站的問題,我們國家不像蘇聯(lián)經(jīng)度跨度那么大,受地域影響,我們一定要適當選擇站址,才不會“丟”了衛(wèi)星。我們考慮衛(wèi)星上天后的第二圈在新疆那邊看,十多圈之后,則轉(zhuǎn)回到東部沿?梢钥吹。這樣,在新疆西部的喀什、東北和膠東地區(qū)設觀測站就非常重要;此外還考慮了其他一些地方,因此,先后建起8個站和一個測控中心。后因發(fā)射靜止通信衛(wèi)星,又增加3個站和測量船。
在衛(wèi)星測控中,我思想上有幾項原則。第一,設備要有高的效率,但是也要盡量地簡化,從國家的經(jīng)濟和人員的情況看,盡可能快地建設自己的測控網(wǎng)。提出的新方法更要考慮是否比舊的方法效率更高,效費比更高。第二,結合中國的條件考慮,我們要求儀器效果不低于人家,但是要想法以中國的條件來達到。當然,如果有些新的元部件,我們也可以自己做。我頭腦中一直有一個念頭,既然我也學了這些知識,我們應該有自信心,只要干,就不會比人差。
衛(wèi)星觀測一共包括四個方面,其中三個是測控,叫做TT & C,即跟蹤、遙測和控制,還有就是通信。通信把各個系統(tǒng)、各個臺站和中心聯(lián)結到一起。
當時傳達中央的指示精神是:“抓得住,測得準,報得及時”,我們做到了。我做的是偏重于測控設備方面的工作,實際上還有很大一部分是軟件工作,如測量到后,計算衛(wèi)星軌道,管理衛(wèi)星的運行和控制執(zhí)行某種任務等,也都需要在TT & C中做。??
測控技術與觀測站點
對我國放第一顆衛(wèi)星來說,“抓得住”是衛(wèi)星測控中最主要的一道難題。如果衛(wèi)星送上去了,自己卻沒有看見,不知道衛(wèi)星到哪里去了,也不好宣布發(fā)射成功了,因此大家都很關注。
“抓得住”最主要的是對衛(wèi)星入軌點的測量。當時估計我國第一顆衛(wèi)星的入軌點在湖南南部到廣西北部一帶,因此在這一帶設觀測站是必要的。但是用什么測量設備呢?光學設備是肯定要用的,光學經(jīng)緯儀可以起較大作用,但在當時也讓人感覺不放心,主要是怕天氣不好時看不見。因此,在關鍵的閩西站,光學、雷達和多普勒三種方法都用上了,在南寧還使用了干涉儀。由于多普勒實時定軌需要多站觀測,因此,在閩西、南寧、昆明和萊陽都裝上了多普勒,根據(jù)多普勒數(shù)據(jù)可以定出衛(wèi)星運行的軌道。雷達主要是用來測量距離和衛(wèi)星角度的,跟蹤衛(wèi)星上的應答機,測量一段距離后,可以算出衛(wèi)星軌道。
觀測站點的選擇,主要是和天文臺的同志一起商量。因為還有衛(wèi)星入軌后的第2圈,將經(jīng)過中國西部邊界附近的上空,大家認為這一次的觀測也很重要。因為這次測到就可以完全肯定衛(wèi)星運行正常,同時,測量以后可以把軌道算得更加準確。因此,一致的意見是在新疆西部喀什設站,并安裝光學、多普勒和干涉儀等設備。衛(wèi)星經(jīng)過十多圈后,回到我國東部沿海上空,這時就要靠東北和山東的站了。衛(wèi)星的測控中心設在西安,管理和指揮各站工作。各站測得的數(shù)據(jù),經(jīng)過通信線路送至中心,中心計算機綜合各站數(shù)據(jù),計算出衛(wèi)星的軌道參數(shù)。需要衛(wèi)星做某種動作時,中心發(fā)出遙控指令,經(jīng)過適當?shù)臏y控站發(fā)往衛(wèi)星。
在研制第一顆衛(wèi)星時,地面系統(tǒng)考慮觀測較多,沒有控制。東方紅1號一上去就自動唱起了東方紅,沒進行遙控。
東方紅1號衛(wèi)星在發(fā)射時,我們正出差在科學院上?苾x廠,討論新的測量設備。一天晚上,我們幾個人走在街上,聽到新聞公報,說我國成功地發(fā)射了人造地球衛(wèi)星,并傳來了《東方紅》的樂曲聲。這說明我們的測控系統(tǒng)也成功了,真的很激動,很高興。
統(tǒng)一測控系統(tǒng)
70年代的時候,我們國家已經(jīng)有人提議搞載人飛船,我自然想到將來的測控問題。我研究了美國登月球時的測控方法,他們用的是微波統(tǒng)一測控系統(tǒng)。后來我們的飛船項目暫時不上了,但是我想為什么不把統(tǒng)一測控系統(tǒng)用在別的項目上面呢?例如通信衛(wèi)星。我和幾個同事就給通信衛(wèi)星設計了一套統(tǒng)一測控系統(tǒng),當然與美國的不一樣,用了一些新方法,上報給上級部門。當時有很多人覺得沒必要,那時的測量、遙測和遙控都是分開搞的,各成體系,各自歸不同的單位管理,如果搞統(tǒng)一系統(tǒng),怎么能合在一起呢?結果,發(fā)射中心參謀長支持這個方案。方案報送到國防科委后,時任國防科委副主任的錢學森贊成,通信衛(wèi)星的總設計師也贊成這一方案。原因是用了統(tǒng)一系統(tǒng),就可以將衛(wèi)星上各種測控信號都調(diào)制在同一個載波頻率上和地面聯(lián)系,這樣衛(wèi)星上就可以省去好些設備,特別是天線,原來需要幾套,一套就夠了,對衛(wèi)星十分有利。
這個方案得到批準后,到底誰來做,又發(fā)生了爭論。最后的結果是四機部做一套,七機部做一套,國防科委科技部的同志和我在中間做協(xié)調(diào)工作。
遠望號測量船
觀測衛(wèi)星在海面上空的情況只能依靠測控船,特別是發(fā)射靜止通信衛(wèi)星。衛(wèi)星不能一次就定點在36000千米高度某一經(jīng)度的赤道上空,需要控制它進行兩次變軌,測控船起關鍵性作用。早在第一顆衛(wèi)星發(fā)射之前,國防科委基地的技術人員就提出需要測控船(因為導彈試驗也需要)。我們的兩條測量船,遠望1號和2號是在文革期間造的,我們在船上裝了對衛(wèi)星的測控設備。在發(fā)射靜止通信衛(wèi)星之前,還裝上了統(tǒng)一測控系統(tǒng)設備。世界上也只有少數(shù)幾個國家有測控船。?
發(fā)射靜止衛(wèi)星的過程是先把衛(wèi)星送到有一定傾角的400千米或200千米高度的橢圓軌道,當它經(jīng)過赤道時要進行變軌,要變到36000千米高度的圓軌道,還要把軌道傾角轉(zhuǎn)變?yōu)榱。這些測量控制需要在海上進行,靠船上的測控設備來完成。船上還有大功率的遠距離通信機,與國內(nèi)的測控中心聯(lián)系和傳遞測量數(shù)據(jù)。因此,船上的設備多,無線電天線也多,發(fā)生了電磁互相干擾的問題;特別是大功率通信機一開機就會使好些設備受到干擾而不能正常工作。當時的一個辦法是先把信號用小功率送到幾十千米以外的另一條船上,再通過該船上的大功率發(fā)射機將信號發(fā)回國內(nèi)。即使這樣做,仍不能解決全部干擾問題。?
為了保證發(fā)射靜止通信衛(wèi)星時測控船所有設備都能處于正常工作狀態(tài),國防科委的測量通信總體研究所和遠望號測量船上的技術人員,我們一起想辦法來解決這個問題。我們一方面把“文革”時期搞的不嚴格的工程加以改正和完善,另一方面提出了一套頻率分配的算法,使各種設備選擇使用的頻率避開其它設備的頻率,包括可能產(chǎn)生的一定次數(shù)的諧波和組合波,這樣就避免了互相干擾。測通所計算室的同志做了大量的計算工作,我們又在船上做了海上試驗,證明是非常有效的,就此解決了電磁干擾問題。測控船后來在發(fā)射通信衛(wèi)星和遠程導彈中起了很大作用。??
對“兩彈一星”精神的體會
對于一項大的系統(tǒng)工程,從科研到開發(fā)到實用,我覺得沒有比大力協(xié)同來做更重要了。放衛(wèi)星的工作,包括衛(wèi)星本體、發(fā)射衛(wèi)星和對衛(wèi)星的測控三個方面,每一方面都需要多個學科和多種技術的協(xié)同工作才能做成。就拿測控來說,我在前面提到的主要是關于測控設備和建立觀測站等問題(因為自己的工作在這一方面),但是還有重要的方面是如何計算衛(wèi)星的軌道,如何控制衛(wèi)星的運動等工作,如果沒有天文和計算數(shù)學的人參加,則有了設備也沒有用。進一步的創(chuàng)新工作更需要多個學科,從基礎到技術的人都參加。我自己在許多問題上常感數(shù)理基礎不夠,也深感要沒有大家的合作,就不會做出一些成績。在幾十年的工作過程中,我還感到中國人的刻苦耐勞,為民族、為國家的精神在世界上是無可比擬,遠勝于人的。記得在我們?yōu)榻y控站而四處奔走時,也正是“文革”十分緊張之時,火車上擁擠不堪,我和青年同志們一起,有時站著也談工作,吃不上飯、睡不上覺,但工作還是做好了。因此,我相信,在國家現(xiàn)代化建設中,無論是國防事業(yè),還是民用設施,如果再有與“兩彈一星”類似的大項目,只要在黨的領導下,發(fā)揮大力協(xié)同精神,我們一定能超越他人,圓滿完成。
對于個人,我在“一二九”運動時,只是民族先鋒隊的外圍人物,受到同學的啟發(fā)對共產(chǎn)黨有所了解?谷諔(zhàn)爭時期通過對許多事實的了解和思考,逐漸樹立了只有跟著共產(chǎn)黨走,才能救中國的信心和決心。解放前夕我從國外回國,就想方設法不為國民黨效力。全中國解放以后,正是我的壯年時期,自然力求以所學的專業(yè)為國家做一點貢獻,學用結合,邊學邊用,為祖國的現(xiàn)代化而努力工作是我的志愿。在“兩彈一星”中,我自己的感覺是因為在抗日戰(zhàn)爭中,學校搬遷,自己又生過幾次病,學習基礎不夠,影響到許多工作做得不夠好,心中還有遺憾!拔母铩逼陂g我到了國防科委,沒有受到?jīng)_擊,只是開始時被下放到無線電廠勞動了一年,與工人同志關系相處非常融洽,并幫助他們解決了通信機生產(chǎn)等類似一些技術性問題。不像許多學校里的老師和科學院的研究人員受批判,沒有工作做,去掃廁所。我沒有喪失這五六年為國家工作的機會,感到很是幸運,并且十分感謝部隊的信任和支持!
希望科學院起更大作用
“兩彈一星”,科學院起了很大作用,希望科學院在今后的國民經(jīng)濟建設中起更大作用?茖W院各個學科都有,有利于各學科的融合與交流。科學院有良好的基礎研究傳統(tǒng),可以為國家知識創(chuàng)新體系的建立提供后盾。
對于創(chuàng)新,無論是基礎性研究抑或高技術研究,學科之間、基礎和技術之間的相互了解、交流、交叉和協(xié)作是十分必要的,他們的相互融合也會互相促進各自的進一步發(fā)展。
首先,中科院學科齊全,基本囊括了科學研究的各個領域。這使得各個學科交流十分方便、快捷。當今科技的發(fā)展與創(chuàng)新,如果沒有學科之間的交流,很難有所創(chuàng)新。舉例來說,準備研制的對地觀測小衛(wèi)星系統(tǒng),就是我們和地學部的陳述彭院士等人一起提出的,這是典型的空間技術與地學的結合。
其次,中科院有很好的基礎研究傳統(tǒng)。如納米技術的研究,對電子學意義重大,將可能使“微電子變成納電子”;原子鐘不僅是計時最準確的鐘,還是計量的基準;高溫超導材料的使用,可以使衛(wèi)星上許多零部件體積縮。辉S多基礎性研究,中科院已經(jīng)進行到一定程度,只要再往前走一步或兩步,并互相結合,對工業(yè)部門一定會有很大的幫助。
國家很重視高技術的發(fā)展,這不能沒有基礎性研究。高技術需要基礎研究,同時反過來也促進基礎研究。我們的科研現(xiàn)狀,在協(xié)作方面表現(xiàn)出一些令人擔憂的現(xiàn)象,科研上的有些事情,互不通氣,不了解,這很不利于發(fā)展與創(chuàng)新。
我們希望科學院能像在“兩彈一星”的工作中那樣,能和其他部門大力協(xié)作,更多地解決國家經(jīng)濟發(fā)展中急需的問題,同時,看到未來的發(fā)展,以創(chuàng)新的研究成果作為產(chǎn)業(yè)部門的先導和后盾。