文/本刊记者 马思遥
2023年6月24日,是我国激光与光电测试仪器的开创者、测试计量技术及仪器专家、中国工程院院士、天津大学教授叶声华的寿辰。在他的寿宴上,执教几十年来培育的莘莘学子自发地从天南地北赶来,为这位鲐背老人贺寿,由衷地祝福老人家身体健康、福乐绵长。
满头银发的叶声华已90岁高龄,精神矍铄、双目灼灼,几乎能记起与每一位学生的过往。从教60余年,桃李满天下,看着在自己谆谆教导下成长起来的学生,现今已成为诸多科研领域“挑大梁”的带头人,叶先生深感欣慰。
1934年叶声华出生于湖北省沙市(今荆州市),经历了战火缭乱的动荡时代,见证了共和国的诞生,奉献于新中国的腾飞。他凭借实干当先、百折不挠、勇往直前的精神,取得了一个又一个创新突破,科技成果为世界瞩目。
在科研方面,他是学生的引路人,为我国培育了一批又一批科研人才;在人生之路上,他是学生的榜样,更是学生视为科研传奇的丰碑。他以自身对科研的热情、执着、坚韧不拔的精神品质和甘于付出、鞠躬尽瘁、不辞辛劳的奉献精神时刻激励着后辈之秀,成为新时代“科学家精神”的生动诠释。
20世纪30年代是我国遭遇重大战争侵害的时期,14年的抗日战争让华夏大地满目疮痍。在日军的大轰炸中,年幼的叶声华失去了哥哥,这在他幼小的心里埋下了一颗种子——想要不被人欺,只有不断发展自身、强大自身。“为中华崛起而读书”的信念时刻萦绕在叶声华心头。
叶声华的父母都是老师,父母的支持和良好的家庭教育造就了他热爱读书、勤奋学习的习惯。别家的孩子收到零花钱第一时间是买玩具、买零食,而叶声华则是买书。在煤油灯下如饥似渴地阅读成为叶声华印象最深刻的童年记忆。
少年时期,叶声华认为有两件事对自己影响深远,促使自己走上了科研之路。一是他在湖北省沙市三中读书期间,学校开设了“工商绘图”的课程,教学生画广告画。借助工具,叶声华总能完成一幅幅优美的线条画。二是他当时的物理老师曾是一名工程师,并开了一家机械厂。在叶声华看来,这位老师十分厉害,他不仅掌握丰富的理论知识,还能够通过开设工厂,将自己的理论知识转化成为切实的实践成果。叶声华说:“这使我比较清晰地意识到‘学以致用’的概念,对我后来的科研事业也有一定影响。”在此后的教学生涯中,他不断告知学生们,做科研不能“纸上谈兵”,尤其是测量专业,数据一定要从实践中来,成果也要投入实践中去。
新中国成立后,叶声华考取了南昌大学。1952年,南昌大学院系调整,他进入了刚组建的华中工学院(华中科技大学身前)学习机械专业。此后,因学习成绩优秀,他被推选为留苏预备生。然而,随着中苏关系发生变化,叶声华苏联留学计划也随之取消。
1957年他被分配到天津大学,进入精密仪器系做助教。在这里我国精密机械及仪器仪表工程教育家王守融带领叶声华走上科研之路。
(2)加强人文社科知识储备,完善医学生知识结构。医学专业学制长,知识体系精细庞杂。医学生学习压力较大,平时对文、史、哲、艺、伦理、社会、法学等知识涉猎较少,缺乏人文知识储备。然而现代医学提倡以患者为中心,要求医学生必须加强人文社科知识储备,完善自身知识结构,以回应新的时代诉求。加强医学生人文精神培养,可在教学中注重医学与人文的结合,增设人文选修课程,开设人文知识讲座与论坛,加强人文师资建设,开展人文知识竞赛及各种社团、志愿者活动,不断加强校园文化建设,增强医学生人文知识底蕴,提升医学生人文情怀。
叶声华回忆起成为王守融的门生时满心感激:“那个时候国内研究生十分稀少,能带研究生的老师更是少之又少,王守融教授的研究生很难考,很荣幸我成为了他的学生。”
王守融是我国仪器仪表工程教育和计量测试技术的开拓者,是我国精密机械与仪器仪表学科的创建者之一。他长期从事精密机械及仪器科学理论与技术的研究与教学工作,取得了既有理论意义又有实用价值的研究成果,培养了一批仪器仪表工程和计量测试技术方面的高级专门人才,为发展中国仪器仪表学科与技术作出了重大贡献。
王守融生前仅带了6名研究生,叶声华就是其一。读研期间,王守融对叶声华很是喜爱。王守融曾数次教导叶声华说:“搞科研要实事求是,要对国家有用,要水平高。”这成为此后叶声华攻坚科研的信条。他谨记心中,严格遵守,并将其作为教育学生的最重要的一条理念。
王守融给叶声华安排的课题研究是“电磁分度”,这奠定了叶声华一生为之奋斗的科研方向。叶声华循着王守融的教导,选择相位测量方向做了大量的理论分析和实验实践,并制作了一台相位计,获得了包括王守融在内的相关专家和校领导的高度评价,叶声华也因此成功留校,从事精密仪器的研究和教学工作。
20世纪60年代到70年代,特殊的历史原因导致我国科研、教育事业停摆,但是叶声华十分幸运,由于激光是当时国家的发展需求,因此叶声华得到了继续研究的机会。
“白车身三维激光视觉检测系统”阶段性成果评审会
1970年天津大学成立了“激光科研组”和“激光科研室”,打响了攻克相关领域技术瓶颈的“激光会战”,叶声华是参与者之一。同年,在叶声华及其同事的努力下,“氦氖激光器”研制成功。
氦氖激光器是人类研制成功的第一种气体激光器,是以中性原子气体氦和氖作为工作物质的气体激光器。因其工作性质稳定、使用寿命长等特点,普遍应用于精密计量方面。
在氦氖激光器研制的过程中,叶声华险些葬送自己的大好人生。由于彼时我国技术不成熟,且相关领域的研究在国内几乎是空白,没有任何经验可借鉴。叶声华等人只能一点一点摸索激光的属性,不断尝试。在调试激光时,由于没有专业的测量仪器,只能用肉眼观察,风险很大。叶声华主动承担了调试工作,在一次又一次的调试过程中,叶声华的眼睛受到了激光照射,导致视网膜脱落,几近失明,经手术才保住了视力。即便如此,叶声华既不后悔也无半句怨言。
多年过去,再次问起叶声华当时的想法,他云淡风轻地笑了笑说:“当时没办法嘛!国家需要激光,研究要继续,并且一定要完成。我们没有设备,只能用人眼调试,我不上也要有人上,只要研究能完成,一只眼睛不算什么。”
为科学研究、为国家需求,叶声华舍身为科研的精神让他拥有了“拼命三郎”的称呼。万幸,他的眼睛保住了,氦氖激光器研制成功了,老一辈的科研付出是值得的。20世纪70年代,叶声华将激光应用到精密计量中,开创了全新的科研领域,为我国制造业的快速发展提供了测量保障。
“七五”计划后,中国科学院和国家教委共同承担了激光及其应用的重大科研项目,组织全国相关领域专家讨论课题,叶声华参与其中,负责激光检测和激光测量的具体工作。叶声华说:“我们应该算是全国最早的激光检测研究团体。”
20世纪80年代,叶声华的科研事业迎来了井喷式发展,顺应国家发展需求,叶声华的科研事业硕果频出。他作为科研团队的带头人,先后主持完成了“七五”“八五”“九五”“十五”科技攻关项目、国家“863”计划项目、国家自然科学基金重点项目等多项科研课题,取得了丰硕的研究成果,带来了巨大的经济效益、社会效益和国防效益。
在众多科技成果中,“白车身三维激光视觉检测系统”技术水平在当时位于世界前列。
20世纪80年代,国际上诸多国家已经将激光测量设备应用于大型生产制造业,而我国由于激光检测尚未普及,在此方面远远落后。彼时,国内汽车生产商要完成对汽车产品的一次检测需要一到两天的时间,严重制约了我国汽车制造业的发展。
叶声华首创的“白车身三维激光视觉检测系统”利用激光模仿人眼观测系统,将这一过程从20~40小时缩短至46秒。仅需46秒就可以对一辆汽车的50多个检测点完成检测,得到150多个数据,且测量精度达到国际标准,极大地提高了我国汽车制造业效率,大幅解放了生产力并降低了成本。这套系统最早由南京依维柯汽车厂应用,其后被夏利、一汽大众、一汽解放等厂商大范围采用,在当时实现合同收入近3000万元,产生了数亿元的经济效益。
“白车身三维激光视觉检测系统”先后获得1999年国家科技进步奖二等奖,2004年国家技术发明奖二等奖、2006年中国专利优秀奖以及天津市专利金奖、2011年国家技术发明奖二等奖和2010年天津市技术发明奖一等奖等诸多荣誉。
1988年叶声华领导建立了“精密测试技术及仪器”国家重点实验室,并担任实验室主任至2004年。该实验室集中了天津大学、清华大学“测试计量技术及仪器”“精密仪器及器械”“光学工程”三个学科的优势组建而成,为提升中国精密测试技术及仪器的水平作出了卓越贡献。2001年,在叶声华的领导下,“精密测试技术及仪器”国家重点实验室三个学科评估通过率为100%,均获得了同学科的全国第一名;2002年,在36个实验室参与的信息学科国家重点实验室评估中,该实验室位列第7名。
叶声华付出毕生青春与热血的科研事业不仅回馈他丰硕的科研成果,在外人眼中,他也收获了各种“名利”。然而,叶声华却始终保持一颗质朴奉献的赤子之心。他常年资助困难学生,多年来获得的各类奖金几乎全部用于供读优秀学子。他的捐助不仅帮助了自己的学生,也为他们树立起一个不仅投身科研事业,还勇担社会责任、甘于奉献的科学家榜样。
2014年他将自己所得的“天津市科技重大成就奖”50万元奖金悉数捐出,在他的感染下,弟子与他一同捐资200万元作为启动资金设立了“叶声华奖学金”,奖励全国仪器科学与技术学科的优秀研究生,每年评选10人,每人奖金1万元。
不论是科研成就还是为人师表,叶声华是当之无愧的“科研脊梁”,然而他却始终保持着谦卑的胸怀,在他的科研人生中似乎从来没有“我”,只有这一句“一生能小助于国家则无悔”,此乃先生的科学大义!