周朴 |国防科技大学前沿交叉学科学院
本专栏第3篇回顾了全国激光学术会议的基本情况,其中前三次会议的名称应该是光受激发射会议或其他类似描述。根据文献1的记载[1]:在1963年7月于长春召开的第二次光受激发射会议上,决定定期专门出版《光受激发射情报》;1964年10月,著名科学家钱学森先生致函《光受激发射情报》编辑部,建议将“光受激发射”改称“激光”;同年12月,在上海召开的全国第三次光受激发射会议[2]上,正式采纳钱学森先生的建议,采用“激光”译名。自第四次会议起,这个我国历史最悠久的激光会议,有了“激光”的名称。
钱学森先生是人们尊重和敬仰的战略科学家、中国航天科技事业的先驱和杰出代表,在空气动力学、航天工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域做出了开创性的贡献。尽管激光并不是钱学森先生的主要科研方向,但我国激光事业的蓬勃发展和辉煌成就,离不开钱学森先生的关心指导和身体力行。本文根据部分公开发表的文献,梳理钱学森先生与“激光”二三事,旨在呈现钱学森先生对激光领域的学科建设、科研攻关、交流合作等方面的重视和贡献,吸引更多当代科技教育工作者铭记老一辈科学家的科学精神,从历史中汲取奋进力量,“鉴往知来,向史而新”。
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创造“激光”名词
在我国第一台激光器成功研制之后,国内的激光研究进展很快,半导体激光器、氟化钙激光器、钕玻璃激光器、含钕钨酸钙晶体激光器、转镜Q开关激光器、氦氖激光器等研究都取得了突破,被称作是“满堂红”[3]。根据文献3记载,钱学森先生早在1962年就对激光领域的发展前景作了很好的估计,原文是:“从受激光发射能够取得波束非常窄的单色相干光波,其强度远远超出以前能够达到的数量级。这在基础科学的研究方面将提供一个全新的锐利工具,开拓原子及分子物理的新境界,建立全新的光化学研究及其他强光效应的研究,这就将在光学中形成强光光学的分支。受激光发射,不但对基础科学会有这些影响,它也将在工程技术方面,在远程飞行体的定位、探测、追踪技术上开辟广阔的前景,它也将为宇宙通讯创造新的可能性。因此,受激发射技术的生长和发展有可能将在今后十年内,在科学技术中引起一次广泛的波澜,建立起另一门尖端技术”。
1963年12月,经中共中央、国务院批准,由国家科委下达的《1963-1972年科学技术发展规划纲要》指出,“特别是光受激发射及其应用发展很快,预计在定位、探测、追踪,以及武器方面的应用,将有广阔的前景”[4]。由于没有统一的描述,当时国内的提法有很多,包括“光受激发射放大器”、“光激发器”、“光量子振荡器/光量子放大器”以及直接音译的“莱塞”“镭射”等等,不便于学术交流、也不利于发展激光科学技术[5]。直到钱学森先生的创造,激光领域的同行才有了统一的交流语言,钱学森先生致函的《光受激发射情报》也从第9期起相应更名为《激光情报》。当今天的人们充分认识到激光是“最快的刀”“最亮的光”“最准的尺”时,也能深刻体会到60年前“激光”这一完美体现“信达雅”原则的精妙翻译。钱学森先生讲过,“自己就是一个艺术与科学结合的受益者”。作者经常想:不知道在提议“激光”时,“清流激湍”、“激势相沏”、“拂青林而激波”这些诗句有没有在先生的脑海里闪过,这些诗句是否曾经对“激光”的产生有所启发?
2
引领学科发展
在创造了“激光”名词之后,钱学森先生一直高度关注激光领域的发展动态,并以他的战略思维引领学科发展。1979年,《中国激光》期刊(当时名为《激光》)刊登了钱学森先生以独立作者身份发表的《光子学、光子技术、光子工业》一文[6]。在此前创造性提出的“激光”这一科学名词的基础上,基于他本人对激光实质的深刻理解(原文是“激光的实质是光量子即光子的运动,或说是光子的产生、运动和转化”),提出了“光子学”的概念,并指出“它是一门和电子学平行的科学”。
在这篇文章中,钱学森先生对当时已经取得一定发展的“激光光谱学”、“激光器的理论和探测仪器、装置的理论”、“光子和电子的相互作用”、“各类激光测量仪器和激光探测仪器”、“激光全息”等进行了细致梳理,并对“光子学”学科发展提出了一系列重要观点和判断。比如①“光子技术中比较成熟和肯定会发展很快的是光导纤维通信,以及大气激光通信和将来在天上航天飞行器之间的通信”、②“……由此又进一步发展到生产加工用的激光装置,如焊接、热处理、打孔、切割、划片(薄膜和集成电路制造中)”、③“使用激光的惯性约束氘氚聚变的可能性是存在的”、④“光子技术的一个肯定要推进的方面是光子计算机。现在已经开始了一些集成光路的基础工作,将来可能是继电子计算机之后,超过电子计算机的光子计算机”等等,都是非常有预见性的判断,引领了学科的发展。
除了上述文章外,钱学森先生还经常在讲学和报告的场合对激光领域的发展进行展望,鼓励更多人们参与激光的科研和人才培养工作。1977年,钱学森先生应邀给中央党校的学员做关于现代科学技术的专题报告,报告中提到“比起激光器来,聚光灯是大为逊色的。激光器的光强度要大得多,而且可以有各种色彩,甚至一台激光器的色彩是可调的,可变的。有了几十台激光器放出多彩的光束、变化的光束,在天空中飞舞,加上焰火礼花,那将是一个壮丽的场面[7]”。1982年,钱学森先生应邀给中央党校的学员做关于研究和创立社会主义现代化建设的科学的报告,报告中提到“现代化的通讯,包括远距离、高可靠的直接传递技术发展:从多路载波电缆到微波中继,又从微波中继发展到同步通信卫星,现在更先进的激光通讯,已进入了实用阶段。对这些我们要倍加注意,否则将来跟不上,就要拖其他方面的后腿[8]”。
多年以后的今天,光纤通信/激光通信、激光制造、激光显示高速发展并已经广泛应用,激光聚变和光计算学科方向方兴未艾,我们不由由衷钦佩钱学森先生的高瞻远瞩和远见卓识。
3
推动技术革命
钱学森先生在文献7中指出“什么新的技术革命呢?看来计算机技术革命是越来越肯定了,但还有其它。我认为由激光科学技术所引起的变革也是技术革命,我们应该积极地、能动地去推进这项技术革命”。他不仅对激光学科的发展进行了科学规划和合理设想,还身体力行,通过多种方式推动技术革命。
据报道[9],“1971年,钱学森将两张写着激光陀螺大致原理的纸交给国防科技大学”。此后,学校科研人员在高伯龙教授等专家的带领下,开展激光陀螺关键技术攻研。1978年,钱学森先生接见高伯龙教授等专家代表时指出,“激光陀螺是科学尖端,激光是很重要的科学领域,是一项很重要的技术革命。”这一肯定和支持,激励更多人员投身激光陀螺的研究和人才培养。经过多年的发展,我国的激光陀螺技术已经达到国际先进水平。无独有偶,钱学森先生的指导也极大促进了国防科技大学激光领域的另外一个重点研究方向——光子对抗的发展。1987年,赵伊君教授担任国防科技大学“光子对抗研究中心”主任(“光子对抗”这个专业名词的发明人是钱学森先生,此前学术界并没有这个称呼[10]),面对这个全新的专业领域,赵伊君教授谈到“我们以钱学森创建的‘原子分子物理——物理力学——尖端技术中的现代力学问题’的技术科学思想为指导,为研究生开出‘原子结构计算’、‘高温气体物理力学’、‘激光与物质相互作用’等课程”。经过多年的发展,相关学科方向也取得了显著成效。
1978年,钱学森先生在一次会议上的讲话中提到“新华社的外文科技参考资料,十一月九日这一期报道了用激光来记录和提取信息。用激光后每秒就可印十万个字母,而且输出版面是很清楚的。……原来是检索手段慢,现在用了电子计算机,矛盾就转到了记录与提取信息速度慢,现在用激光办法解决。”1984年,在另外一次会议中提到“国外用了很长时间研究用计算机管理的生成加工体系。这不是设计问题,是工艺问题。最近又提出新的方法,用激光解决表面处理、热处理的问题,使得一系列的工作集成起来”。现在,激光在出版、材料处理等方面已经得到了大规模的普及应用,极大提高了效率和生产力。
正如钱学森先生1984年在中央党校的报告中《新技术革命的若干基本认识问题》提出的“现在,新的技术革命有电子计算机,遗传工程,激光技术,核能,核技术,航天技术,海洋工程等等[11]”,他一直将激光和计算机、航天、海洋等视作面向未来的具有变革性的高新技术,通过多种方式促进了相关技术的快速发展。
4
结语
60年前,钱学森先生创造了“激光”这个名词,极大便利了国内“光受激发射”“光受激放大”领域的交流合作;60年后的今天,“激光”已经成为制造、通信、教育、医疗、文创等诸多行业“日用而不觉”的存在。尽管钱学森先生主要从事的科研、教学工作并不在激光领域,但激光领域的人们时刻不能忘记“激光”这个名词的“源”。实际上,我们现在耳熟能详的“航天”、“导弹”等很多高科技名词,都是钱学森先生首先提出并倡议使用的。人们在使用这些词汇时,时刻不能忘记他的卓越贡献。
60年前,“世界上第一个专门从事激光研究的研究所”—— 中国科学院上海光机所(当时名称为“中国科学院光学精密机械研究所上海分所”)成立,半年之后,在上海召开的全国第三次光受激发射会议正式采用“激光”译名。60年来,中国科学院上海光机所与中国的激光事业同步发展,在科研、教学、人才培养等方面都取得了辉煌成就。作者谨以此文致敬上海光机所和中国的激光事业,期待上海光机所和中国的激光事业更加辉煌美好的明天。
注:本文的主要整理工作是作者2024年初寒假期间完成的。作者对钱学森先生为代表的老一辈科学家是充满崇敬和景仰,然而惭愧的是,读过的关于先生的文献只是已经公开出版文献其中的一小部分,由于时间、知识储备等原因,本文在科学性、完整性等方面有欠缺,恳请读者们谅解并指正,谢谢!
参考文献:
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[1]陈秀娥. 承传辟新、寻优勇进 —— 纪念《激光与光电子学进展》创刊40周年. 激光与光电子学进展,2004
[2]文献1记载会议名称为“光受激发射会议”,《王大珩传》记载会议名称为“全国第三次受激光会议”
[3]邓锡铭,我国激光的早期发展(1960-1964),激光与光电子学进展,1990
[4]1963-1972年科学技术发展规划纲要
[5]魏道藩,“激光器”这个中国名字的由来,物理教师,1988年,第7-8期
[6]钱学森,光子学、光子技术、光子工业,中国激光,1979年
[7]钱学森,现代科学技术,原载《中央党校校刊》第1期
[8]钱学森,研究和创立社会主义现代化建设的科学,原载《中央党校校刊》第10期
[9]人民网,湖南日报等媒体报道.
[10]赵伊君传,上海交通大学出版社,146页
[11]钱学森,新技术革命的若干基本认识问题. 原载《中共中央党校年鉴1984》