您的位置 首页 > 数码极客

[自制天文望远镜]颜明哲自制天文望远镜?

很多人从小就想长大后当科学家,结果圆梦的人很少。

那些小时候曾经立志要成为天文学家的人,实际上坚持下来的人寥寥无几,而杨世杰就是较少能够走到最后并成功实现梦想的人。

在科学领域中,天文学的发展进步与工具、思想与细心、耐心地观察发现、持续研究等因素大有关系。

俗话说,工欲善其事必先利其器。

在天文领域中,光学仪器、大型观测设备的技术创新成为国内外专家们努力的重要方向。

解放前,中国的天文仪器要从国外购买,几乎没有国产研制的专业天文仪器。

解放后,中国的天文工作者才由数十人发展到数百人,专业的天文仪器研究团队才逐渐在不断摸索中成长、壮大。

为了赶上国际水平,杨世杰等国内追梦人不断在克服困难,创造条件,闯出了一条立足研制、通往宇宙的不易之路。


了不起的制镜大师

作为新中国天文光学专家的佼佼者之一,杨世杰在数十年中长期投身于高精尖的天文光学科研工作,致力于设计和加工国防所需的各种特种光学镜面,设计研制出我国第一台13cm施密特望远镜,研制出精确度达到纳米级的天文望远镜,磨制了国产空间太阳望远镜的主镜,为开创我国当代天文光学事业做出了重要贡献。

在科研工作中,他不仅对现代天文光学光路的理论设计十分精通,而且对各种特殊镜面要求的研制加工也十分擅长,善于将理论变为现实。

而从一个对天空充满好奇和渴望的少年,到成长为天文光学泰斗、中国天文望远镜事业奠基者与天文光学创始人之一,他从心发念到手脑并用,将自己的兴趣锁定为学习、工作的全部,倾尽全力半个多世纪。

1933年2月,这个宁波人的后代出生在上海这座大城市。

小时候,聪颖好学的杨世杰就对天文产生了浓厚的兴趣,积极参加校内外举办的活动并表现突出,成为了当时上海地区一名优秀的天文爱好者。

1951年秋天,18岁的他考进上海交通大学物理系,就读天文学专业。

后来1952年院系调整后,交大的物理系被划给复旦大学,他随之转入复旦大学物理系学习。

四年大学时光,他过得充实而快乐,为日后工作积累了扎实的专业知识与科研素养。

1955年秋天,本科毕业的他抱着一架自制的小型天文望远镜,登上了他向往已久的中科院南京紫金山天文台。

从此,他就扎根在毕业分配的单位工作,生前“从未挪窝”。

最初,他由研究实习员做起,跟着台里前辈做些基础的协助性事务。


立足防空洞中成大器

当时我国天文望远镜研制事业才刚刚起步,杨世杰以“铁杵磨成针”的精神,和同事们在紫金山天文台建成了天文望远镜研制的实验基地。

那个缺电的年代,由于电力设备不够,加上机械技术水平不高,可是用于科学观测的天文光学望远镜镜面要求精度之高、镜面之复杂,他迫于现实,只好选择了手工打磨的方式来研制这种既能聚焦又要精确度达到纳米级的镜片。

慢工出细活。手工磨制镜片快则数月,慢则数年。那些磨好的镜片特别“娇贵”,稍微用手指碰一下,容易导致升温而变形。

研制光学望远镜必须经过磨片这一关键步骤,而磨片的地方需要恒温、湿度大的环境条件,于是他就在紫金山上找到了一处面积不足15平方米的防空洞。

他在这恒温恒湿的“防空洞”里埋首工作了近半个世纪,研制出了多个国内的第一镜。

而正是平平无奇的阴湿的洞,终日陪伴并见证其事业发展,成为了他真正立身的工作室。

值得一提的是,他做的许多实验,其中有不少国家重点科研项目的镜片磨制工作,也是在防空洞内进行的。


首台“天眼”镜片手工造

一穷二白的地方,最可贵的精神就是自力更生,白手起家。

天文望远镜磨镜之严苛、之精确,常人难以想象。

1956年,来天文台的第二年,工作没多久的杨世杰就凭借自己的灵思巧手与非凡毅力,成功设计、试制出我国首台13cm施密特望远镜。

这种是折反式天文望远镜,由折射和反射元件构成,需要配备安装一面S型的复杂镜片(改正镜)。

S型的弧度要求异常精确,即使是现在,普通的光学仪器厂也难以磨制出来。

这台被誉为第一架国产“天眼”的镜片,由他亲自手工磨制而成。

当时,他没有任何仪器辅助,完全依靠手工操作。

正是依赖其不凡的领悟力,他先做了仔细的设计演算、画稿,然后再一点一点精细打磨,最终得到理想效果。

于是,这位初出茅庐的年轻人,展示出其“炉火纯青”的精湛技艺,俨然列入大师级水准。


只要功夫深 年轻也翻身

工作三年后,在1958年年底时,他受单位派遣出国深造,到前苏联位于列宁格勒的普尔科沃天文台进修了一年。

这一年时间里,他主要跟从光学大师马克苏托夫院士学习,从专家身上汲取的“专业营养”令他受益匪浅,极大地拓展了其日后的研究视野和思维。

国外的“充电”一结束,1959年,26岁的杨世杰旋即回国,回归紫金山天文台,继续从事相关工作。

几年下来,他掌握了丰富的理论知识与实践经验,并由研究实习员做到助理研究员,逐渐拥有了扎实的专业基础和深厚的专业造诣。

1966年元月,经时任中科院院长的郭沫若批准,年仅32岁的杨世杰以其杰出的手工磨镜技术与突出的成绩被破格提拔,晋升为副总工程师,成为当时最年轻的技术总师之一。

就这样,30岁出头的他赢得了人们的尊重,大家更是习惯把这位文武全才的实干家叫作"杨老总"。


敢于创先方有大突破

为了研制更好的天文望远镜镜面材料,他另辟蹊径,大胆尝试研制陶瓷材料。

最初天文望远镜的镜片用石英磨制,因为它的膨胀率接近0。可石英成本太高,国内用不起。

有没有比石英便宜而效果接近的材料呢?很快,杨世杰便发现陶瓷可以替代石英。

这样一来,他就放开手脚,勇敢试验,带领身边的骨干人员刻苦钻研。

历经10年之后,1976年,他主持研制的“600mm陶瓷抛物面镜”获得成功,在两年后的1978年获得全国科学大会奖和中科院重大科技成果奖。

不过遗憾的是,陶瓷镜面没有被推广,而后来又有更先进的微晶玻璃新材料。因此,陶瓷镜面的“天眼”并未真正面见世人。

2002年,杨世杰在研制空间太阳望远镜主镜 陈向阳 供图

1979年,46岁的杨世杰荣获“全国劳动模范”光荣称号。

1992年,年近六旬的他荣获政府特殊津贴,成为享受特殊津贴的专家。

自20世纪五十年代中后期至九十年代中期,他在《天文学报》、《光学技术》等刊物上发表了不少学术论文,对施密特照相镜试制的初步结果、60cm抛物面镜的检验和结果、镜面材料的选择问题和制造陶瓷镜的可能性、现代望远镜制造中的一些问题、采用计算机辅助设计加工非球面、自聚焦棒参数测定简法等进行了深入的著述,还曾出版科学译著《天文光学工艺》(马克苏托夫著,科学出版社1964年版),并在1977年出版黄山天体物理学术会议论文集《陶瓷镜面》等论著。


东方“哈勃”主镜当大任

他博学艺高,其磨制镜面的手艺在国内冠领群雄。

被誉为中国“哈勃”的1米口径的望远镜主镜的镜片,就是由杨世杰亲自磨制而成。

1997年,我国科学家提出空间太阳望远镜设想,旨在同NASA一样直接将观测太阳活动的“天眼”放在外太空。
二000年前后,国家天文台计划启动空间太阳望远镜项目,国内3家单位参与主镜磨制的竞标,最终杨世杰团队中标。

这种主镜精度达到纳米级,要求极高,如此精密的光学仪器精磨研制任务有他就可胜任。

二00二年十月,经项目验收组全面评审,杨世杰研制的镜面光学精度在国内同类镜面中处于最高水平,这一国家重点科研任务圆满完成。


厚道朴实低调真大师

他为人谦和、虚心厚道,淡泊名利,在紫金山天文台工作的数十年间,基本只担任天文仪器研究制造室副主任、主任、研究员和台学术委员会委员等学术职务,而较少出任行政职务(仅曾任台务委员),事业心重的他一心都扑在了平生挚爱的天文光学事业上,为本单位、兄弟院校和国内各科研部门先后研制、加工与改进的光学仪器不计其数。

除了科研上的辛勤付出外,杨世杰先生在天文科普方面也做了不少有益的贡献。他曾经就“如何制造望远镜”专门撰文,指导爱好者手工磨制反射镜,并在《天文爱好者》杂志上发表,国内有很多爱好者按照其法磨制,有一些磨出来的效果不错。

即使在病重期间,他仍坚持写书。他写的《怎样自制天文望远镜》,被天文爱好者当作“入门书”。

他常年长期呆在紫金山天文台的防空洞,身处阴湿环境中研磨着各种光学镜面,经常不分日夜、废寝忘食地干,因而积劳成疾,患上严重的风湿病,走路一拐一拐的,而且行动越来越困难,身体不堪重负。

20世纪90年代,他退休后仍然“隐身”在防空洞里,继续研制天文光学镜片。只要有人找上他,他都会应承,并做出来。

作为一名手艺强、学问高的顶流,他有很多机会“捞些福利”。可是,他始终勤勤恳恳,兢兢业业,不图名利,不计得失,不求回报,在洞里完成一项接一项的任务。

晚年,他虽有重病,但依然坚持工作,完全把研制望远镜当做神圣的使命去完成。

年过古稀之年后,身高不到1米7、貌似文弱老人的他,其手腕和手指却力超常人,能一手轻松捏碎核桃,这与他长期磨镜子所累积的深厚功夫不无关系。

他一生甘守清贫,在生活上勤俭节约,衣着简朴,在科学研究上更是精打细算,为国家节约了不少资源,是紫金山天文台众口皆碑的一位优秀人才。

2012年4月29日下午,这位将毕生献给天文光学事业的国匠专家在南京因病辞世,享年79岁。

他逝世后,同事熊大闰院士、崔向群院士等业界权威对其成就表达敬意,而国内外一批天文爱好者也纷纷自发悼念这位天文光学路的引航人。

他的同事刘炎、王思潮研究员为其撰写挽联:“掌数尺磨盘,行随日月,旋运数十载,伴紫台开启一代造镜盛世。处盈丈洞室,心怀坤舆,遥窥亿万辰,为钟山引来多少观天英杰。”,对其高山仰止的科学人生作了精辟概括。

时至今日,他虽远去,仅有本科学历,也未入选院士,但其勤奋工作、献身科学、探索创新的精神与高贵品格却仍在发光,值得后人学习和继承。

(完)


参考资料:

1、天文光学泰斗杨世杰逝世:一生清贫 隐身防空洞半世纪--现代快报--2012年5月4日

2、中国天文光学创始人杨世杰逝世--神秘的地球--扬子晚报 朱姝--2012年5月13日

关于作者: admin

无忧经验小编鲁达,内容侵删请Email至wohenlihai#qq.com(#改为@)

热门推荐