楊士中院士在中國宇航學(xué)會空間太陽能電站專業(yè)委員會學(xué)術(shù)交流會上發(fā)言
楊士中院士指導(dǎo)學(xué)生科研 學(xué)校供圖
作為我國測控與遙感信息傳輸?shù)慕艹鰧<遥袊こ淘涸菏?、重慶大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師楊士中曾多次取得開創(chuàng)性成果,并以第一獲獎人的身份獲得國家科學(xué)技術(shù)進步獎、國家技術(shù)發(fā)明獎6項,然而,令人驚訝的是,這些開創(chuàng)性的成果竟然分別來自不同的領(lǐng)域。
“國家需要,就是我的專業(yè)”“天才基于勤學(xué)習(xí),智慧出自苦思索”……楊士中院士以自身經(jīng)歷詮釋著跨界成功背后的“秘密”。
回顧這一生,我獲得了6項國家科技大獎,這些獎項來自不同領(lǐng)域:計算機、衛(wèi)星測控、遙感傳輸、空間能源……這印證了我的人生信條——國家需要,就是我的專業(yè)。許多人好奇我為何總能跨界成功,其實,跨界并非易事,每一次跨界都意味著要從頭學(xué)起。我的秘訣是“天才基于勤學(xué)習(xí),智慧出自苦思索”。
我的第一次跨界發(fā)生在20世紀60年代。那時,我從重慶大學(xué)電機系畢業(yè),被選入中國科學(xué)院四川分院。當(dāng)時,國家計算機工業(yè)處于“一窮二白”的階段,組織上希望我從電機專業(yè)轉(zhuǎn)向計算機研發(fā)。從一個熟悉的領(lǐng)域轉(zhuǎn)向一個幾乎一無所知的領(lǐng)域,這對于一個剛走出校門、對計算機幾乎一無所知的年輕人來說,無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)。
面對完全陌生的領(lǐng)域,我心中只有一句話:“國家需要什么,我就研究什么?!蔽乙闳粵Q然地接受了這個任務(wù),開始了漫長而艱辛的自學(xué)之路。
科研之路從來不會一帆風(fēng)順。我和同事們夜以繼日地攻關(guān),常常工作到深夜,困了就在實驗室打個盹兒。當(dāng)時實驗室條件簡陋,設(shè)備匱乏,技術(shù)資料短缺,但大家懷著“一定要讓中國有自己的先進計算機”的信念,硬是在困難中闖出了一條路。1962年,我負責(zé)籌建了西南地區(qū)第一個晶體管電路實驗室,成功研制出晶體管雷達數(shù)據(jù)處理計算機,當(dāng)看到第一組數(shù)據(jù)成功輸出時,我們激動得熱淚盈眶。
我的第二次跨界是從計算機技術(shù)轉(zhuǎn)向人造衛(wèi)星的電子信息領(lǐng)域。在計算機領(lǐng)域耕耘5年后,正當(dāng)我在這個領(lǐng)域漸入佳境時,國家啟動了人造衛(wèi)星計劃。由于在計算機領(lǐng)域的積累,我被選入陳芳允先生的團隊,開始了新的探索。
在衛(wèi)星遙感及實時回傳系統(tǒng)中,我們面臨著一個棘手的技術(shù)瓶頸:當(dāng)時我國還停留在“膠卷時代”——600公斤的膠卷在太空中拍攝3天后,需要隨返回艙降落地面,再經(jīng)過沖洗才能成像,整個過程耗時長達10余天。
這種落后的技術(shù)嚴重制約了我國遙感數(shù)據(jù)的獲取和應(yīng)用。我?guī)ьI(lǐng)團隊在西安、山東等地的實驗站埋頭攻關(guān),最終研制出“衛(wèi)星傳輸型CCD電視遙感系統(tǒng)”,這項突破實現(xiàn)了從“膠卷時代”到“數(shù)字時代”的跨越,可以讓衛(wèi)星實時傳回圖像,后來,這項成果榮獲1985年國家科技進步二等獎。
我發(fā)明了“重心頻率理論”并研制成“頻率截獲接收機”,解決了衛(wèi)星測控(TTC)捕獲難題,不僅應(yīng)用于衛(wèi)星測控,還在雷達、導(dǎo)航等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為衛(wèi)星的成功發(fā)射、捕獲、跟蹤提供了關(guān)鍵技術(shù)保障。
1984年我國發(fā)射第一顆同步軌道通信衛(wèi)星時,因火箭原因衛(wèi)星未入軌,在天上亂轉(zhuǎn)。通信用的定向天線不能指向地面接收站,因而不能進行衛(wèi)星通信。我利用低增益衛(wèi)星全向天線、155測控信道改造我研制的衛(wèi)星數(shù)傳機,突擊研制出來“衛(wèi)星語音通信機”,首次實現(xiàn)了同步軌道衛(wèi)星通信。
第三次重要轉(zhuǎn)變是在1985年回到母校重慶大學(xué),這是我人生中的重要轉(zhuǎn)折。在母校,我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生與一些重要研究院所結(jié)合,開創(chuàng)了產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人的新模式。這種產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的模式,讓學(xué)生在實踐中成長、在創(chuàng)新中突破。
如今,我正在進行著第四次探索。2013年,我與段寶巖院士建議國家攻關(guān)空間太陽能電站技術(shù),得到中央領(lǐng)導(dǎo)批示。這次跨界,或許是所有跨界中最富挑戰(zhàn)性的一次,因為它不僅涉及航天技術(shù),更關(guān)乎人類未來的能源格局。
地面上的太陽能經(jīng)過大氣層后衰減嚴重,地面接收到的太陽能僅占照射地球的太陽能的十分之一。而在3.6萬公里遠的太空,太陽能充沛無比。更可貴的是,太空中的太陽能不受晝夜、季節(jié)、天氣的影響,可以持續(xù)穩(wěn)定地獲取。但將太空電能傳回地面是世界難題。
傳統(tǒng)的方案是集中傳輸,但這種方式存在諸多技術(shù)難題,特別是安全性問題。我在第717次香山科學(xué)會議上,提出“分散—獨立—匯聚”方案,即DIC方案。這個方案的靈感來源于對自然界分工協(xié)作現(xiàn)象的觀察,將超大功率分散成數(shù)萬個小單元傳輸,每個單元獨立工作,互不干擾,在地面接收孔徑區(qū)域再匯聚成超強可用能源。
這就像“曹沖稱象”,用化整為零的智慧解決看似無解的難題。目前,已建成DIC的演示驗證模型實體,為工程化打下堅實基礎(chǔ)。
有人問我,在面對新領(lǐng)域的時候,是怎么做到能夠迅速適應(yīng),并且很快就出成果的?我說,“服從國家需要,干一行就要愛一行,愛一行就要專一行”。這些年來,這么多書我不斷讀,公式一個個推導(dǎo),哪有不吃苦的呢?所以說,他們都以為我是天才,但什么叫天才?我說的天才就是多學(xué)習(xí),多看書,勤思考,勤探索。
當(dāng)然,除了不斷學(xué)習(xí),服從國家需要是我們這一代科研工作者的使命。在我們那個年代,科技工作者完全服從組織分配和安排,組織讓研究什么就研究什么、讓攻克什么就攻克什么,就像戰(zhàn)場上的戰(zhàn)士,需要我投彈我就投彈、需要我射擊我就射擊……我常對學(xué)生們說:“要把個人理想融入國家發(fā)展大局,不能說我學(xué)的是這個東西,到了工作單位,不是我學(xué)的我不做?!?/p>
動手解決問題的能力也很重要。我祖父喜歡手工制作,曾因為祖母的關(guān)節(jié)炎做了一個可以捶打關(guān)節(jié)的機器。受家庭的影響,我從小就喜歡手工DIY,有自己專屬的工具箱,常常自己制作小玩具。上世紀80年代,電視機還是個稀罕物,必須要有票才能購買。我就想盡各種辦法購買電子元器件,自己組裝了一臺電視機,讓鄰里的小伙伴“驚為天人”。
現(xiàn)在,我仍然保持著自己動手解決問題的習(xí)慣。在花盆下安裝輪子,輕松解決搬動笨重花盆的難題;還自己動手組裝了一套自動澆水機,方便澆灌家中花草,甚至可以通過遙控進行操作。這些經(jīng)歷讓我深刻認識到,動手實踐是創(chuàng)新思維的最好培養(yǎng)方式。這些小發(fā)明看似簡單,卻體現(xiàn)著工程思維,這些動手實踐的習(xí)慣,也讓我始終保持創(chuàng)新的熱情。
對于拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng),我始終強調(diào)實踐出真知。我常對年輕人說,要想在一個領(lǐng)域成為引領(lǐng)者,不僅要能提煉關(guān)鍵科學(xué)問題、找準研究方向,更要具備將想法轉(zhuǎn)化為實踐的動手能力。“苦思索”不僅指理論鉆研,更包含著反復(fù)實驗、不斷試錯的實踐過程。因此,我希望年輕人要在動手實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新思維,嘗試一些別人沒有做過或沒有想過的事情。只有在實踐中不斷探索,才能將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為真正推動社會進步的科技成果,用創(chuàng)新成果服務(wù)社會,用科技力量推動國家發(fā)展。
?。ū緢笥浾?nbsp;楊國良采訪整理)
《中國教育報》2025年11月25日 第03版
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