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访中国科学院院士周炳琨

题记:
    人的一生要经历很多机遇与选择,而在每一个岔路口前所做出的判断,则直接影响到后面的奋斗方向和命运前途……
    周炳琨——中国早期从事激光与光电子技术研究的科技工作者之一,作为第一代激光人的优秀代表,他见证了中国激光与光电子技术研究从创始起步到发展壮大的坎坷历程。如今,激光与光电子技术已在各行各业中起着不能替代、无可或缺的巨大作用。

周炳琨院士周炳琨院士


        14岁选择了独立

        1936年3月2日,周炳琨出生在四川成都一个知识分子家庭,父亲是一位律师,家境并不富裕。回顾过去50多年的人生道路,周炳琨感到,一些关键的机遇和选择曾经深深地影响了自己的成长。
        1950年夏,为了新中国的工业建设,东北招聘团到成都,周炳琨的大哥应聘去鞍山工作。这时,刚刚初中毕业的他,抱着出去闯闯,锻炼独立生活能力的想法,要求跟哥哥去鞍山,在那里上高中。父母亲和哥哥都支持周炳琨的想法。刚满14岁的他跟着哥哥出发了,并且一去七年没有回过家。
        在鞍山第一中学读高中时,周炳琨必须自己管自己,独立生活,独立思考。三年寒暑假(包括害了一场大病)都是他一个人在学校独自度过的。这使周炳琨能够集中精力学习和思考人生道路,他的学习成绩全班第一,思想进步,入了团。这一段经历更使周炳琨锻炼出了很强的独立生活和学习的能力,这让他终身受用。

        17岁选择了清华

        1953年,周炳琨选择并考入清华大学无线电系。这是他人生道路上的一个重要的转折点,也是他成长的关键时期。清华的传统和环境教会了周炳琨怎样治学,怎样做人。 老师们在课堂内外一丝不苟、严格要求的精神,实验室和宿舍里深夜不灭的灯光在潜移默化地影响着他。 “严谨,勤奋,求实,创新”的清华校风成为他工作治学的座右铭。特别是 “两条口号,一位老师”,使周炳琨终身受益无穷。
        “两条口号”是“向科学进军”和“为祖国健康工作50年!”在“向科学进军”的号召下,周炳琨和同学们努力读书到了如醉如痴的程度。一个星期中只有星期天下午去礼堂听听音乐会或者出外郊游,其余时间几乎完全用在了学习上。
 
        24岁选择了激光

        记者:当初您到苏联是专攻微波技术的,为什么后来又选择研究激光?
        周炳琨:1960年1月,未满24岁的我被派往前苏联列宁格勒电工学院作“进修教师”,学习微波技术。半年之后,美国科学家梅曼发明了世界第一台“红宝石激光器”。我那个时候对激光一点不了解,但是我的导师当时就意识到激光很重要,就问我要不要改学激光。我敏感地意识到这一发明的深远意义,决心抓住这一机遇并果断地将研究方向改为激光。但因为我是清华派去进修的,于是我就向学校领导请示转行,最后得到了批准。
        我一直认为这是个机遇,机遇来了你要抓住,抓住了机遇,自己的一生都会发生改变。苏联那个时候具有一切研究激光的条件,但是苏联没有抓住这种机遇,激光发明以后,苏联的一些科学家包括我的导师都非常的懊悔。在科研里面只要第一,第二没用。
        记者:回国后,您是在怎样的环境下开始激光研究的?
        周炳琨:两年后,我回到清华大学,立即组建了激光研究小组,开始研究激光这一崭新的技术。现在回头去看,当时抓住机遇改变研究方向是完全正确的。其实微波和激光在原理上是相通的, 有清华三年的基础课知识,转起方向来很容易,改行并不困难,但改行却使我站到了当时科学技术的最前沿。
        当研究工作刚开始起步时,“四清”、“文革”等政治运动接踵而来。我带着一个科研小分队克服重重困难,几次到江苏的工厂坚持搞科研和生产。别人搞武斗时,我们奔赴常州、无锡的工厂,与工人师傅、工程技术人员协作攻关,先后研制成了“机载激光测高仪”和“激光炮兵测距仪”等产品,为我国国防现代化、激光技术产业化做出了贡献。后来,在1978年3月召开的全国科学大会上,这些成果获了奖。
        1970年,我们从无锡工厂返校不久,又随无线电系内迁至四川绵阳。当时的校址还是一片农田。我们一边参加建校劳动,一边仍努力建设激光教研组。在生活艰苦、交通闭塞、信息不灵、资料贫乏的情况下,我带领大家四处争取科研任务,日以继夜地进行固体、气体激光器,激光测距仪及激光陀螺的研究。我还组织大家把科研成果推向社会,帮助成都的工厂建成了气体激光生产线。

        不惑之年的选择

        记者:您是在什么时候又决定将研究方向转向了信息光电子学这一新领域?
        周炳琨:1979年,我们从绵阳分校迁回了北京。正值党的十一届三中全会过后,改革开放的春风吹遍祖国大地,而我们的研究工作却远远地落在了世界的后面。经验告诉我,在这种情况下最重要的就是选择正确的研究方向。
        我们看到,电子技术与光子技术的结合和交叉是当时信息技术的重要发展趋势之一。这种交叉有可能兴起一个新的信息光电子产业。于是,我们果断地提出将教研组的研究方向转向信息光电子学这一新领域。虽然这种转向意味着要丢掉原有的科研基础和积累,但我们仍然决心重新开始攀登新的高峰。这个想法得到了教研组同事们和系领导的支持。
        二十多年来信息光电子技术蓬勃发展的事实证明我们的选择是正确的,也使我们更加相信这样一种观点:到学科交叉中去找方向,求创新,开拓新领域和新产业。
        记者:您第二次出国进修是什么时候?是什么让您放弃了斯坦福大学访问教授的优厚待遇毅然回国?
        周炳琨:我第二次出国进修是在1983年,也是最有意义的一次。当时47岁的我再次受学校派遣,赴美国斯坦福大学做访问学者。在硅谷,我看到了国外高新技术的发展和我们与世界的差距。最大的差距就是我们缺少创新和创业的意识和环境。同时,我也对某些外国人对中国学者或多或少的轻视感到不快,决心搞出点新东西,为中国人争气。
        那时,我已经有了一些经验,因此,在选题上就很注意选择别人没有做过的事情,于是选择了一种最新型的激光——全固态激光。虽然当时已年近半百,但仍然带着两个20多岁的研究生努力工作。
        我当时确实特别勤奋,那个时候完全没有周末,每天都在实验室做实验,当时自己心里也是憋着一口气:一定要做出来!美国的教授感到很奇怪,说很少见到像我这样每天都在实验室的访问学者。用了短短的一年半的时间,就拿出了2项首创性成果,其中“半导体激光泵浦钇铝柘榴石激光器”开创了固体激光器的一个新领域,成为当时世界上效率最高、线宽最窄、频率最稳定的固体激光器,令外国人另眼相看。斯坦福大学将我聘为访问教授,并有意请我多留一些时间。但是丰厚的年薪没有拴住我的心,我当时只有一个信念:我的事业在中国!
        回到清华大学后,我带领同事和学生们辛勤耕耘,在信息光电子技术领域若干世界前沿研究方向上取得了一系列成果。美国贝尔实验室的一位著名科学家参观了我们的研究成果后也情不自禁地说道:“清华大学的光电子技术研究工作是世界水平的!”

        国家的需要是第一选择

        记者:您能否简单谈一下激光、激光的发展及应用领域?
        周炳琨:全固态激光有很多用处,我1984年回来的时就看到激光的应用非常多,但是经过仔细的分析后,觉得光电的信息技术应用可能前途最大、最符合国家需求,也是科技前沿。所以我们整个教研组全力搞信息光电子技术的研究。虽然我本人是搞全固态激光的,但为了适应国家的需要,我就放弃了自己的最熟悉的领域,开始研究信息光电子技术。
        信息光电子技术主要包括:光通信、光存储(光盘)、光显示及光传感器等。上个世纪80年代,通信技术还比较落后,打长途电话很贵,我记得打电话到美国,用了不到20分钟,却花了500多块钱。现在,所有电话包括手机都是通过通信网络,而所有网络都是通过光纤传送信息的,包括光纤数据传输都是80年代后发展起来的。大概80年代中期,整个国家开始铺光纤网络,大致到了1993-1994年国内开始有了互联网,互联网没有光纤是不可能的,我们当时就参加到了为国家发展光通信和互联网服务的事业中去。
        但是到了2001年,网络发展出现了“泡沫”。事实上是光通信技术已经给网络提供了足够的带宽了,产业应用的驱动力减低了,光通信开始走下坡路了,也就是说从20世纪80年代到现在事情已经做的差不多了。于是我们又开始考虑,现在光电技术、光通信技术还有很多事情可做,但是需求确实没有以前那么大了。现在虽然我已经退居二线,但是我一直在思考:现在,整个世界、整个国家发展的需求趋势已经发生了重要变化,变成了能源和环境。这也给我们搞信息技术和光电技术的人提出了一个大的问号——如何为我们国家的能源环境服务?如何为节能减排服务?现在也有了一些初步的苗头,比方说光电,我们在做一种叫做节能的照明光源——固态(半导体)照明。正在做的研究就是希望这种固态照明光源能替代荧光灯,节约能源。照明用电是我们国家发电总量的百分之十几,如果研究成功能比现在的照明再节约大概20%左右。而半导体的寿命大约有几万小时,半导体照明也不会像荧光灯那样制造一些污染垃圾,这就是符合了当前国家的需要。
        记者:几十年的科研经历让您感触最深的是什么?
        周炳琨:我觉得科研的选题是非常重要的,从在美国的经验我感觉到了这一点。如果选题方向选对了,就会对以后的科研起着很大的作用。以前我们说“杂志缝里搞研究”,就是从杂志上找人家什么地方做的不够,自己再来细作,这是没有前途的。科研就是要做新的,就是要选好方向。
        那么,什么才是科技工作者的方向呢?我觉得国家的需求是最重要的,是第一位的;还有就是世界科技发展的新趋势。但是,我认为我们是搞工科的,一定要看到世界发展的新趋势,最后还是要落实到国家的需求上来。国家的需求包括两个方面:一是国家要求我们科技工作者做什么,最重要的就是能够对国家的经济发展、国防起作用。二是要在世界科技最前沿占有一席之地。科研应该对国家的经济发展起作用,另外还要看到市场的需求。如果科研的选题没有什么用途、市场没有需求、对国家公益性事业(如国防)起不到作用,就谈不上对国家经济发展做贡献。具备了其中一点就可以进行研究,但不管怎么样,都是国家需求的。
        我们国家提出建设创新型国家,提高自主创新能力,这就要求科研工作者在选择科研方向时必须看到国家的需求,当然也要看到科技前沿的发展趋势。在这样的前提下,要充分发挥自己的创新精神,进行选题、研究等。这些都是我自己从经验中总结出来的一些心得体会。
        记者:我们听说未来的计算机可以像一幅画一样卷起来,是这样子的吗?
        周炳琨:这个最主要的是指的显示器——能卷起来的显示器。就像有机高分子薄膜显示器,是很柔软的。所以,就有人想象:将来计算机的CPU、硬盘等放在一根轴里,显示器是柔软的,就可以像一幅画一样卷起来。