【文章內(nèi)容簡介】 從導(dǎo)彈軌道跟蹤與測量到“863計劃”王大珩引言“光陰流逝，歲月崢嶸七十。多少事，有志愿參馳，為祖國振興。光學(xué)老又新，前程端似錦。搞這般專業(yè)很稱心！”這是1985年我對自己的寫照，現(xiàn)在就以此為楔子，回憶我搞軍用光學(xué)工作的一些往事。我從事光學(xué)工作是帶有偶然性的?？箲?zhàn)初期，我在漢口巧遇第六屆中英庚子賠款公費留英招生，僥幸考取了應(yīng)用光學(xué)?？?，這就決定了我從事光學(xué)事業(yè)的人生道路。在英國留學(xué)期間，我了解到光學(xué)技術(shù)在國防事業(yè)中具有重要的地位。早在第一次世界大戰(zhàn)期間，我了解到光學(xué)技術(shù)在國防事業(yè)中具有重要的地位。早在第一次世界大戰(zhàn)期間，光學(xué)儀器就已應(yīng)用到戰(zhàn)術(shù)觀測上，交戰(zhàn)雙方在光學(xué)技術(shù)上進行了激烈的角逐。當時德國的光學(xué)技術(shù)最先進，蔡司光學(xué)儀器廠蜚聲世界。英國為了制造先進的光學(xué)儀器，專門從瑞典請來光學(xué)技術(shù)專家。第二次世界大戰(zhàn)前，希特勒上臺，夢想稱霸世界，其戰(zhàn)略部署之一就是大力發(fā)展光學(xué)工業(yè)，占據(jù)世界市場。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，戰(zhàn)爭的需要迫使盟國大力發(fā)展光學(xué)工業(yè)。英國把光學(xué)工業(yè)列為戰(zhàn)略工業(yè)，制造光學(xué)玻璃的原材料含鐵量低的石英礦成了戰(zhàn)略物資。光學(xué)玻璃制造技術(shù)很保密，因戰(zhàn)爭之機我得以進入英國昌司公司，參加有關(guān)的科研工作。我于1948年回國，1949年輾轉(zhuǎn)到解放區(qū)的大連大學(xué)任教。1950年，應(yīng)召和錢臨照先生等人到昆明光學(xué)工廠了解情況。該廠是國民黨政府在抗戰(zhàn)前建立的全國獨一無二的光學(xué)工廠。在德國專攻應(yīng)用光學(xué)的龔祖同先生曾擔任該廠的總工程師，主要制造軍用雙筒望遠鏡。我發(fā)現(xiàn)這個廠的技術(shù)水平相當高，可與當時歐洲一般光學(xué)工廠相比。于是，我們建議把這個廠繼續(xù)留作軍用，作為發(fā)展軍用光學(xué)技術(shù)的基地。我國現(xiàn)在的軍用光學(xué)技術(shù)骨干，大都直接或間接源于這個廠。光學(xué)在國防中的重要地位光學(xué)玻璃的制造技術(shù)，一直是保密的。因當時戰(zhàn)爭的需要，我才有機會進入英國的昌司玻璃公司，參加有關(guān)的科研工作。我聽到，在第一次世界大戰(zhàn)期間，俄國曾派人到昌司公司學(xué)習(xí)光學(xué)玻璃的制造，被英國人百般糊弄、嘲笑。以后，列寧領(lǐng)導(dǎo)的蘇維埃政權(quán)在科技上的第一個新措施，就是成立了國家光學(xué)研究所，它一直由軍事部門管轄。前蘇聯(lián)的光學(xué)玻璃，是靠這個研究所的科技人員獨立自主地研究發(fā)展起來的。在第一次世界大戰(zhàn)期間，美國也因不能自己制造光學(xué)玻璃受到制約，于是，毅然決定自己開拓研究，并寫出了世界上第一本光學(xué)玻璃制造專著，在一定程度上公開了制造光學(xué)玻璃的秘密，并有所創(chuàng)新。第二次世界大戰(zhàn)期間，作為一項戰(zhàn)略部署，德國想利用光學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，大力發(fā)展光學(xué)工業(yè)，占據(jù)世界市場，使敵對國家的光學(xué)工業(yè)得不到發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)之前，德國以制造光學(xué)儀器出名，德國的照相機充斥世界市場，這是這個戰(zhàn)略謀劃在起作用。誠然，像英國那樣，要維持光學(xué)工業(yè)是很困難的。30年代經(jīng)濟蕭條時期，英國年生長光學(xué)玻璃最低時才32t，而一旦戰(zhàn)爭爆發(fā)，需要量驟增至千噸以上。光學(xué)工業(yè)若沒有戰(zhàn)略儲備，得不到過節(jié)的扶持，就難以生存。我在英國昌司公司任職期間，有關(guān)光學(xué)玻璃的研究開發(fā)經(jīng)費，均得到政府的補助。光學(xué)玻璃是關(guān)鍵材料，光學(xué)工業(yè)被列為英國的戰(zhàn)略工業(yè)。第一爐光學(xué)玻璃1951年，我奉命籌建中國科學(xué)院儀器館，任該館副主任。我請龔祖同先生來一起工作。龔先生在抗戰(zhàn)期間就立志搞光學(xué)玻璃，但一直未能如愿。來館之后，他親自設(shè)計熔爐和光學(xué)玻璃的后處理設(shè)備，利用舊廠房改造，因陋就簡，在儀器館建成之前舊制備出了我國第一爐光學(xué)玻璃。在研制光學(xué)玻璃的過程中，我在英國的工作經(jīng)驗發(fā)揮了作用，在玻璃配方、熱處理和測試技術(shù)等方面做出了貢獻，特別是利用我在英國開發(fā)精密測量光學(xué)玻璃折射率的V棱鏡折光儀的心得，自行設(shè)計了一些簡易儀器。在創(chuàng)辦儀器館以及后來建設(shè)長春光機所的過程中，我和龔先生合作得很好，稱得上是同心同德。他的開拓創(chuàng)業(yè)精神，給了我很多啟發(fā)。從儀器館創(chuàng)建之始，我們就和國防軍工部門相互合作，一方面提供光學(xué)玻璃產(chǎn)品，一方面培訓(xùn)光學(xué)玻璃制造人才，為前蘇聯(lián)援建的208廠培養(yǎng)了知道光學(xué)玻璃的成套技術(shù)骨干。儀器館在光學(xué)工作面向國防方面開了個好頭，為以后長春光學(xué)精密機械所的工作樹立了榜樣。150工程長春光機所成立后，我們繼續(xù)致力于光學(xué)儀器為國服務(wù)，當時最重要的是150工程。它是一套對導(dǎo)彈的軌道進行跟蹤及精密測量的大型光學(xué)系統(tǒng)，簡稱跟蹤電影經(jīng)緯儀。為了達到任務(wù)要求，這個系統(tǒng)除跟蹤電影經(jīng)緯儀之外，還有時間統(tǒng)一勤務(wù)設(shè)備、引導(dǎo)雷達、程序引導(dǎo)儀、判讀儀及數(shù)據(jù)處理設(shè)備等。當時只有美國裝備了類似的設(shè)備，敢不敢接受這項艱巨而光榮的任務(wù)，是對長春光機所的重大考驗。國防科委錢學(xué)森副主任極力主張由我們所來干。我敢于承擔這項任務(wù)，是相信長春光機所有足夠的實力，在光學(xué)技術(shù)上已有了相當配套的技術(shù)基礎(chǔ)，包括科研、工程設(shè)計以及加工的技師和熟練的技工。我們的技術(shù)水平已從1958年研制“八大件”高精尖儀器中體現(xiàn)出來。接受任務(wù)后，我們發(fā)動全所技術(shù)力量對設(shè)計方案進行反復(fù)論證，又到試驗基地參觀考察。在精益求精的思想指導(dǎo)下，全所上下群策群力，再加上協(xié)作單位的大力支持，按時完成了任務(wù)，許多技術(shù)指標都超過了設(shè)計要求。這套光學(xué)設(shè)備的研制成功，使我國的光學(xué)技術(shù)向前邁進了一大步。我再這項任務(wù)中，除了了兩位副所長一起，共同全面負責領(lǐng)導(dǎo)工作外，還在具體方案上提出建議：（1）設(shè)計望遠鏡的十字線結(jié)構(gòu)，使瞄準線不因鏡筒扭曲而改變，以提高瞄準精度；（2）水平轉(zhuǎn)軸采用滾輪彈簧支撐及驅(qū)動系統(tǒng)，大大增強水平軸運轉(zhuǎn)的靈活性、平穩(wěn)性及自控能力；（3）光學(xué)作用距離的總體分析。這套光學(xué)設(shè)備投入使用后，我們又繼續(xù)對有關(guān)技術(shù)性能不斷改進，現(xiàn)已發(fā)展到了第四代，具備了紅外及激光自動跟蹤能力，能用計算機實時運算及輸出數(shù)據(jù)，具有激光測距單機定位以及微機控制等先進性能，在技術(shù)上已可與國際同類產(chǎn)品比高低。在我主持的這項工作中，唐九華同志在具體設(shè)計工作總起了核心作用。在承接150工程任務(wù)時，出現(xiàn)了所謂“一竿子”與“半竿子”問題的爭論。所謂“一竿子”，即研究所承接軍工任務(wù)后，從預(yù)研、方案論證、研制、直至造出產(chǎn)品，一竿子到底，全部承擔。所謂“半竿子”，是考慮到科學(xué)院研究所的工作性質(zhì)，只研究解決關(guān)鍵技術(shù)問題，而將制造整機的任務(wù)，交給生產(chǎn)部門。考慮到長春光機所的技術(shù)力量和加工能力，再加上必要的協(xié)作，我認為一竿子到底更為有利。因為我們要提供的是高檔設(shè)備，技術(shù)上的綜合性極強，從方案論證、技術(shù)攻關(guān)到造出產(chǎn)品，有許多問題是相互交叉難以分割的，許多微妙精細之處，從研究到制造生產(chǎn)，如果轉(zhuǎn)手，很難實現(xiàn)。再說，研究所已經(jīng)建設(shè)的大量測試設(shè)備和加工工具，既可用于研究，也可用于生產(chǎn)，可駕輕就熟地擔負生產(chǎn)任務(wù)。如果將研究與生產(chǎn)分開，工廠又需另建一套測試及加工設(shè)備，那就會造成不必要的浪費，還會拖長研制時間。我慶幸150工程是按一竿子到底的方式進行的，而且很成功，培養(yǎng)了許多能綜觀全局，駕馭總體，理論結(jié)合實際的人才。這種做法，在今天改革的新形勢下，得到了進一步肯定，在科學(xué)院納入了“一院兩制”的開發(fā)體制。測量船光學(xué)設(shè)備由國防科委主持開發(fā)的遠洋測量船，實質(zhì)上是一座現(xiàn)代化的海上靶場，要在遠離國土的海面上進行遠程導(dǎo)彈落點軌跡的測量以及衛(wèi)星運行軌道的觀測。其測量設(shè)備主要是雷達，但在雷達盲區(qū)的測量以及精密測角等則必須采用光學(xué)手段。光學(xué)設(shè)備的作用主要有3條：（1）以慣導(dǎo)為基準點，把各種測角儀器連成一體；（2）跟蹤和觀測導(dǎo)彈彈道及衛(wèi)星軌跡；（3）校準慣性平臺。這項工作技術(shù)上的難點是，船只在海面受風浪的影響而不斷擺動，必須對船體的扭曲變形導(dǎo)致的各測量系統(tǒng)誤差進行實時修正，才能測得準確的數(shù)據(jù)。值得光機所自豪的是，我們在沒有任何資料可循的情況下，完全依靠自己的創(chuàng)造力出色地完成了任務(wù)。我自己也為在技術(shù)方案上有此創(chuàng)造而感到欣慰。一是在測量船的布局上，把船上煙囪移到船尾，利用船的中心有利位置布設(shè)測量儀器，特別是光學(xué)經(jīng)緯儀，需對周圍甲板采取措施，使光學(xué)望遠鏡的成像質(zhì)量不致受太陽照射甲板產(chǎn)生氣流變化的影響；二是發(fā)明了一套利用機械連桿及漂動鋼筒加上光學(xué)測量的方法，解決船體搖擺和扭曲變形在測角上得到補償?shù)膯栴}。研制衛(wèi)星照相機空間攝影系統(tǒng)是返回式偵察衛(wèi)星的“主角”。長春光機所受七機部委托，承擔研制空間攝影系統(tǒng)的任務(wù)。當時我奉命在北京籌建一個新機構(gòu)——第十五研究院，由于“文化大革命”動亂，研制工作不宜在長春繼續(xù)進行，于是我就在北京專門組織一班人馬，從事空間相機的研制工作。我們借用北京工業(yè)學(xué)院四系的教學(xué)樓作工作用房，當時在“文化大革命”期間，室內(nèi)沒有暖氣要自己生煤爐取暖，我們把光機所有關(guān)人員和北京工業(yè)學(xué)院四系搞過航空相機的教師組織起來開展工作。在方案論證過程中，我提出在研制地物相機的同時，也要研制星空相機，后者對確定地物相機的拍攝方位和糾正攝影姿態(tài)，都是必需的。但是這個方案需要增加一個攻關(guān)項目，因此曾發(fā)生過爭論，最后還是同意上星空相機。經(jīng)過艱苦奮斗，研制出了合格的產(chǎn)品。事后證明，研制星空相機的方案是正確的。后來，由于國防科研體制調(diào)整，十五院撤銷，這部分科研力量被劃到七機部508所。開拓夜視技術(shù)夜視技術(shù)是第二次世界大戰(zhàn)期間出現(xiàn)的，戰(zhàn)后得到迅速發(fā)展，成為現(xiàn)代戰(zhàn)術(shù)觀測的重要手段。長春光機所于1956年開展這項研究工作，由龔祖同先生領(lǐng)導(dǎo)研究生王乃弘研制出的紅外變像管和紅外夜視儀，1958年拿出了成果，并向昆明光學(xué)儀器廠推廣生產(chǎn)。但這種紅外夜視儀需有紅外光源照射，很容易暴露自己。后來王乃弘同志又發(fā)展了微光夜視儀，它由三級串聯(lián)的像增強管組成，在星光照明下可以看到百米遠處人的動作。張愛萍總長對這項工作十分重視，親臨現(xiàn)場觀看表演，給我極大鼓舞。這項工作的成果本該進一步提高，但因我另有任務(wù)而停止了，轉(zhuǎn)由昆明298廠繼續(xù)生產(chǎn)。第一臺紅寶石激光器1960年，世界上出現(xiàn)了第一臺紅寶石激光器。我意識到這是一項具有遠大發(fā)展前景的新事物。在所領(lǐng)導(dǎo)的支持下，年輕的光學(xué)工作者（主要是王之江和鄧錫銘）只用了不到一年的時間，就研制出在結(jié)構(gòu)上有所創(chuàng)新的國產(chǎn)紅寶石激光器。當時國內(nèi)有好幾個單位都在進行這類研究工作，我們之所以能首先獲得成功，是因為長春光機所具有豐富的光學(xué)知識和技術(shù)基礎(chǔ)，有群策群力的協(xié)作精神和高昂的創(chuàng)新精神。鑒于這項成果具有突破性的意義，我授意王之江和鄧錫銘這兩位激光事業(yè)的開拓者，立即投書《科學(xué)通報》，闡述激光問世的科學(xué)意義及其發(fā)展前景。這是我國有關(guān)激光的第一篇論文，即使在今天看來，它還是很有啟發(fā)意義的。隨后，我們又取得了一系列創(chuàng)造性的成果。首先弄清了激光器有時會產(chǎn)生寄生振蕩的原因，并找到了解決方法。我們于國外在相同時間內(nèi)研制出了調(diào)Q脈沖激光器，使我們很早就實現(xiàn)了利用激光進行寶石軸承打孔，并實現(xiàn)激光測距。我們雖然不是研究半導(dǎo)體的，但王乃弘同志經(jīng)過不懈的努力，1964年和科學(xué)院半導(dǎo)體所在同一期間研制出了半導(dǎo)體激光器，并首先演示了半導(dǎo)體激光通信。主攻強激光至1964年，長春光機所激光研究隊伍已發(fā)展到相當于一個中型研究所的規(guī)模。一些年輕人倡議成立獨立的研究機構(gòu)，把強激光作為主攻方向。在聶榮臻副總理的關(guān)懷和支持下，專門研究激光技術(shù)的上海光機所誕生了，這是世界上第一個專門從事激光技術(shù)的研究所。當時，我國著名核物理學(xué)家王淦昌同志預(yù)見利用強激光聚焦有可能實現(xiàn)核聚變，并積極倡議上馬。于是上海光機所成立后，兵分兩路，一路由王之江同志率領(lǐng)搞激光武器探索；另一路由鄧錫銘牽頭研究激光核聚變。關(guān)于激光武器，探索研究過多種激光器，并以固體激光器作為主攻方向，但因技術(shù)條件尚不成熟（國外也處于類似境地），不得不暫時擱置起來。激光核聚變的研究，在國外提出向心聚爆的技術(shù)途徑后，規(guī)模愈來愈大。我國也建立了類似裝置，進行了一些初始試驗。1974年，我曾率團去美國和加拿大考察，介紹了我們自行研制的強激光裝置已打出了中子，國外同行不得不對我們刮目相看，加拿大一位著名激光科學(xué)家說：“你們的工作和我們處于同一水平上?！毖兄聘咚贁z影機鑒于研究核爆炸過程必須進行高速觀察，這就需要有高速攝影機。錢三強同志建議把科學(xué)院系統(tǒng)有關(guān)的技術(shù)力量組織起來，成立一個專門的研究所。有關(guān)部門決定以西安物理研究所為基礎(chǔ)建立西安光機所，光學(xué)技術(shù)骨干由長春光機所提供，并由龔祖同先生任所長。龔先生學(xué)識淵博，工作嚴肅認真，事必躬親的作風是人所共知的。西安光機所在他的帶領(lǐng)下，及時地為歷次核試驗和新型武器試驗提供了各種高速攝影設(shè)備，獲得了有價值的圖像和數(shù)據(jù)。起初是搞出每秒拍攝幾百至幾百萬幀的高速相機，后來又開辟了光電高速攝影新領(lǐng)域，成功地把時間分辨率提高到10ˉ8～10ˉ9s，隨后又開發(fā)出具有國際水平的分辨率達10ˉ11～10ˉ12s的變像管高速相機。過去由于保密，西安光機所在國際上鮮為人知。改革開放之后，曾任國際高速攝影學(xué)會主席的著名高速攝影家海澤爾到該所參觀，使他大吃一驚，認為這個所是世界上少有的技術(shù)完整、成效卓著的高速攝影研究機構(gòu)，因而推薦龔老獲得國際高速攝影的榮譽獎?wù)隆狿hoto－Sonics獎。1“863計劃”1983年，美國總統(tǒng)里根宣布實施震驚世界的《戰(zhàn)略防御倡議》（簡稱SDI），被世人成為“星球大戰(zhàn)計劃”。它是針對前蘇聯(lián)的戰(zhàn)略洲際核導(dǎo)彈，來構(gòu)成一個戰(zhàn)略防御威懾系統(tǒng)。強激光作為系統(tǒng)核心的武器，通過直接（衛(wèi)星、天基）或間接（地基）發(fā)射臺將激光指向來犯的導(dǎo)彈并摧毀之。倡議的提出，并不是依據(jù)已有的技術(shù)途徑，而是更近于設(shè)想。以激光而論，連采用哪一種激光器，能達到何種強度都在未定之中，其他如跟蹤瞄準、指揮系統(tǒng)也都尚未解決，然而通過倡議的探索性實施，除了起到威懾作用之外，更可以對涉及武器進展的高技術(shù)的各個方面，進行全面的推動。這將能使美國的高技術(shù)在遇到西歐和日本強烈挑戰(zhàn)的情況下，繼續(xù)保持領(lǐng)先的地位。誠然，在世界霸權(quán)競爭的年代里，高技術(shù)就是實力競爭的戰(zhàn)場。為此，各先進工業(yè)國家，對于這個倡議都感到不能等閑視之。西歐各國共同提出了發(fā)展高技術(shù)的“尤里卡計劃”，日本也在發(fā)展高技術(shù)方面采取了措施，前蘇聯(lián)在里根總統(tǒng)堅持搞SDI的強硬態(tài)度下，除在戰(zhàn)略上采取措施外，也提出了發(fā)展高技術(shù)的措施。我們怎么辦？如果不采取相應(yīng)的對策，那么過年來經(jīng)過不懈努力，從原子彈、氫彈、導(dǎo)彈及空間技術(shù)所形成的舉世矚目的國威優(yōu)勢很難保持，從而必然影響我國國防建設(shè)和國際地位。國防科工委針對這一情況，召開專家座談會，分析了美國《戰(zhàn)略防御倡議》的軍事意義和對世界格局的影響；分析了在技術(shù)上所遇到的關(guān)鍵問題及其現(xiàn)實性。認為按照我國的經(jīng)濟實力，在發(fā)展國防高技術(shù)方面，在規(guī)模上無法和美蘇相比。但是像我們搞原子彈、導(dǎo)彈、衛(wèi)星那樣，著重一個“有”字，就是說不在數(shù)量上計較，但要有。因此