大師的身影 ———緬懷我的導(dǎo)師林士諤先生 樊尚春
今年是北航奠基人之一、我的博士研究生指導(dǎo)老師林士諤先生誕辰100周年,也是我校儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院成立十周年。二十多年來,無論是在學(xué)院的教學(xué)、科研工作和學(xué)科建設(shè)中,還是在學(xué)校建設(shè)發(fā)展的管理服務(wù)崗位上,林士諤先生愛國至上、追求真理、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、傾心育人、飽含理想與激情的精神,深深地影響著我的思想和行為,他崇高而偉岸的身影經(jīng)常浮現(xiàn)在我的腦海中,激勵(lì)我踏實(shí)邁步、創(chuàng)新求索、進(jìn)取不止。我在北航的成長經(jīng)歷1980年9月,我考入北航自動(dòng)控制系飛行自動(dòng)控制專業(yè),1984年9月師從劉廣玉教授攻讀碩士學(xué)位,1986年12月師從林士諤先生攻讀博士學(xué)位。1990年4月博士畢業(yè)后留校任教,1994年破格晉升為教授。2003年12月,學(xué)校為了更好地建設(shè)林先生創(chuàng)立的國家重點(diǎn)學(xué)科“航空陀螺與慣性導(dǎo)航”即今天的“精密儀器及機(jī)械”,整合資源,匯聚力量,組建了儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,學(xué)校聘我為國家重點(diǎn)學(xué)科“精密儀器及機(jī)械”學(xué)科的責(zé)任教授。
在北航學(xué)習(xí)、工作的33年中,我始終牢記導(dǎo)師林先生等老前輩們的教誨,踏實(shí)做人、扎實(shí)做事,在不斷創(chuàng)新積累中我成長為教育部“創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”的帶頭人,國家科技成果的第一完成人,國家級精品課的負(fù)責(zé)人、主講教師。這些完全歸功于學(xué)校和老前輩們的精心培育,更凝聚著導(dǎo)師林先生的心血??既×质恐@先生的博士生剛來北航,我就聽說自動(dòng)控制系有一位非常了不起的大科學(xué)家,林士諤教授。慢慢地從老師、學(xué)長那里了解到林先生攻讀博士期間在數(shù)學(xué)上的貢獻(xiàn)以及回國后的發(fā)明創(chuàng)造。
1936年,林先生在美國麻省理工學(xué)院師從世界慣性技術(shù)領(lǐng)域的奠基人,德雷珀教授攻讀博士學(xué)位,期間他創(chuàng)造性地提出了求解一元高次方程的新方法。該方法被數(shù)學(xué)界命名為“林士諤———趙訪熊”法,又稱劈因子法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是對于實(shí)系數(shù)的一元高次方程,可以通過有限次實(shí)數(shù)運(yùn)算解出包含復(fù)數(shù)根的方程近似解。該方法與著名的秦九韶法、牛頓法、穆勒法等同時(shí)出現(xiàn)在數(shù)學(xué)手冊的“代數(shù)方程”中。林先生的這一貢獻(xiàn)曾為自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性研究以及計(jì)算數(shù)學(xué)中的近似求解做出了重要貢獻(xiàn),也為中國人爭得了榮譽(yù)。
我對林先生的劈因子法有特殊情結(jié)。我本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是:轟-5飛機(jī)縱向控制系統(tǒng)分析。重點(diǎn)研究各信號傳動(dòng)比變化對控制系統(tǒng)的影響規(guī)律。按照任務(wù)書要求,我用劈因子法徒手計(jì)算了60多個(gè)4階、5階方程的根,繪制了6條根軌跡。
1939年6月,林先生在MIT博士畢業(yè)時(shí),正值中國抗戰(zhàn)的最困難時(shí)期,林先生毅然放棄了國外豐厚的待遇、安逸的生活、優(yōu)越的科研條件,婉拒了導(dǎo)師德雷珀教授的挽留,懷著滿腔報(bào)國熱血,回國投身到抗戰(zhàn)中。1942年,林先生在國際上率先發(fā)明了一種純機(jī)械式的真空膜盒空速表,為航空技術(shù)的發(fā)展做出突出貢獻(xiàn),1943年獲得當(dāng)時(shí)航空委員會(huì)頒發(fā)的“光華發(fā)明獎(jiǎng)”。抗戰(zhàn)勝利后,林先生于1946年來到廈門大學(xué)航空系,任教授和系主任。在國內(nèi)最早開設(shè)了航空儀器及設(shè)備等3門課,同時(shí)從事飛機(jī)控制研究。1951年,林先生響應(yīng)黨和國家號召,率領(lǐng)廈門大學(xué)航空系來到清華大學(xué)航空工程學(xué)院任教授。1952年林先生又從清華來到柏彥莊,作為奠基人之一,創(chuàng)建了北航,創(chuàng)辦了我校航空儀表專業(yè)。1956年,在錢學(xué)森先生提議下,他創(chuàng)建了以服務(wù)國家“兩彈一星”工程、航空工業(yè)為主的國內(nèi)第一個(gè)陀螺慣導(dǎo)研究室。
這樣一位在科學(xué)上、技術(shù)上同時(shí)做出世界級貢獻(xiàn)的大師,必然成為青年學(xué)子的學(xué)術(shù)偶像。在我碩士畢業(yè)時(shí)報(bào)考了他的博士生,并被錄取??删纯捎H可愛的林士諤先生1986年11月,我在林先生家進(jìn)行了博士生入學(xué)考試面試,那是林先生當(dāng)面指導(dǎo)我,影響我人生軌跡的一次難忘經(jīng)歷。面試持續(xù)了近2個(gè)小時(shí)。林先生語氣非常和緩,以討論式地問了我許多問題,其中兩個(gè)問題,我至今記憶猶新。
一是問我碩士論文的主要內(nèi)容。我回答,在劉廣玉教授指導(dǎo)下研究了一種新型高性能諧振筒壓力傳感器,林先生緊接著讓我說說這種傳感器的工作原理,與真空膜盒式壓力傳感器性能的比較。由于緊張,我只回答了傳感器的原理。還是面試小組的申功勛教授做了補(bǔ)充。他對林先生說,小樊研究的是一種工作于閉環(huán)狀態(tài)的數(shù)字式傳感器,性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于真空膜盒式壓力傳感器。我趕緊補(bǔ)充說,這個(gè)傳感器可以做到萬分之二的精度。林先生聽后很興奮。問我在飛機(jī)上用了嗎?我說現(xiàn)在還沒有。老先生說要是用上就好了。我牢牢記住了這句話。博士畢業(yè)后,跟著劉廣玉教授,和工廠一起艱苦攻關(guān),終于研制成功諧振筒壓力傳感器并批量生產(chǎn),成功裝備了我國現(xiàn)役軍機(jī),實(shí)現(xiàn)了我國飛機(jī)飛行高度測量精度由百分之一提高到萬分之五的世界先進(jìn)水平,為國防建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。
二是,林先生問我,你讀博士,打算做哪方面的研究呢?我說,4年前國際上報(bào)道美國研制出一種基于諧振原理,新型全固態(tài)半球諧振陀螺儀樣機(jī),精度高、體積小、響應(yīng)快、啟動(dòng)時(shí)間短,適用于多種飛行器的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng),我打算研究這種新陀螺。林先生高興地說,好,就是要敢于研究新的內(nèi)容。同時(shí)就研究思路、關(guān)鍵內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)、理論與實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合等,對我進(jìn)行了耐心細(xì)致的指導(dǎo)。這次面試,讓我深深感受到了一位可親、可敬、可愛的國際學(xué)術(shù)大師的魅力與風(fēng)采,我得到了一次極其難得的鍛煉與積蓄能力的經(jīng)歷,為我如何開展博士學(xué)位論文的創(chuàng)新研究以及畢業(yè)后如何當(dāng)好教師打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1986年12月30日,我與同班同學(xué),現(xiàn)為香港理工大學(xué)教授,我校光學(xué)工程長江講座教授的靳偉,正式成為了林先生的博士生。在我攻讀博士的第二學(xué)期,林先生不幸于1987年9月27日與世長辭,對剛?cè)胨T下求學(xué)的我,是個(gè)巨大打擊。我只有更加努力學(xué)習(xí),更加刻苦專研,高質(zhì)量完成博士學(xué)位論文才能告慰老先生的在天之靈。在副導(dǎo)師王振均教授和劉廣玉教授的精心指導(dǎo)下,1990年1月我順利完成了林先生支持我大膽創(chuàng)新的“諧振陀螺的研究”博士學(xué)位論文。送審的21份論文在一個(gè)月之內(nèi)全部返回了同意組織答辯的評閱意見。評閱專家有楊嘉墀院士、高為炳院士、汪順亭院士、馮培德院士等。1990年4月3日我在北航6號樓419會(huì)議室順利通過了博士學(xué)位論文答辯。以博士學(xué)位論文為主要內(nèi)容完成的“軸對稱殼諧振陀螺”作為國家重點(diǎn)圖書由國防工業(yè)出版社出版發(fā)行。由于靳偉是在英國獲得的博士學(xué)位,我就成了林先生指導(dǎo)過、又獲得北航博士學(xué)位的最后一位博士生。
學(xué)院和諧創(chuàng)新發(fā)展的十年與我們的新追求學(xué)科專業(yè)60年,學(xué)院十年,經(jīng)歷了許多坎坷,更積淀了寶貴的成功經(jīng)驗(yàn)。北航成立之初,以林先生為代表的奠基者們,艱苦創(chuàng)業(yè),敢為人先,自強(qiáng)不息,在國內(nèi)創(chuàng)辦了主要面向航空航天、服務(wù)國家戰(zhàn)略需求的儀器儀表學(xué)科專業(yè)。60年來幾代人辛勤耕耘,前輩們在陀螺慣導(dǎo)、精密測量、儀器儀表、傳感器、測控技術(shù)等方面為國家培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才,在國防和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中做出了突出貢獻(xiàn),為我們留下了寶貴的精神財(cái)富,這些已固化為學(xué)院與學(xué)科的“核心競爭力”。前輩們不僅學(xué)術(shù)造詣高、在國內(nèi)外享有崇高的學(xué)術(shù)地位,而且甘于奉獻(xiàn)、傾心培養(yǎng)年輕人的高風(fēng)亮節(jié)深深影響和規(guī)范著我們學(xué)院的每一位教師。
首任院長張廣軍教授、現(xiàn)任院長房建成教授,首任黨委書記孫玉珍老師、現(xiàn)任書記趙慧潔教授,在學(xué)院建設(shè)與發(fā)展中展示出“前瞻性、戰(zhàn)略性、系統(tǒng)性、科學(xué)性、互補(bǔ)性”,以及“身先士卒、率先垂范、勇于創(chuàng)新、勇于奉獻(xiàn)”精神,堅(jiān)持“言必強(qiáng)行、行必重果”作風(fēng),以鋼鐵般意志、超高強(qiáng)度投入到創(chuàng)新研究、人才培養(yǎng)與社會(huì)服務(wù)中,學(xué)院與學(xué)科總體上進(jìn)入了又好又快發(fā)展的通道中。
同時(shí),我們清醒地認(rèn)識到,雖然國家重點(diǎn)一級學(xué)科“儀器科學(xué)與技術(shù)”在最近全國一級學(xué)科評估位居第一;雖然擁有了國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體、三個(gè)教育創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),擁有了一位院士、一位千人計(jì)劃、兩位長江學(xué)者,三位杰青,18位新世紀(jì);雖然已培養(yǎng)出了全國百篇優(yōu)博;雖然我們學(xué)科在國內(nèi)十大類陀螺中率先開展研究了7類,十年間科研經(jīng)費(fèi)增加了近10倍,獲得了以2項(xiàng)國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)為代表的一批國家科技成果,年發(fā)表SCI論文突破百篇;雖然擁有了慣性技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,精密光機(jī)電一體化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新型慣性儀表與導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室,中英空間科學(xué)與技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。但我們的科學(xué)研究主要還是處于跟蹤國際發(fā)展的狀態(tài),人才培養(yǎng)、社會(huì)服務(wù)的綜合實(shí)力遠(yuǎn)沒有充分發(fā)揮出來。在國際坐標(biāo)系中,還沒有恢復(fù)到學(xué)科創(chuàng)立之初的相對水平。與林先生70多年前做出的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)、學(xué)術(shù)影響力相比差距很大。
面對國家進(jìn)入“全面建成小康社會(huì)”,北航建設(shè)“根植于中國的空天信融合特色世界一流大學(xué)”的關(guān)鍵時(shí)期,我們學(xué)院要矢志不移地踐行UPS國際戰(zhàn)略。在進(jìn)一步提升服務(wù)國家戰(zhàn)略需求能力的同時(shí),強(qiáng)化瞄準(zhǔn)國際學(xué)術(shù)前沿。大力弘揚(yáng)“愛國奉獻(xiàn),敢為人先,開放包容,篤行堅(jiān)卓”的北航精神。在國際競爭的新征程中開始新的創(chuàng)業(yè),像高速旋轉(zhuǎn)的陀螺一樣永不停歇地追求卓越,讓學(xué)科建設(shè)的諸多要素逐漸實(shí)現(xiàn)國際坐標(biāo)系中的從“無”到“有”、從“小”到“大”,從“大”到“強(qiáng)”;完成好在“人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)”中的新使命,超常規(guī)地培育培養(yǎng)好青年接班人,傳承發(fā)展北航文化,早日建成世界一流學(xué)科,實(shí)現(xiàn)“北航儀器光電夢”,以更好地紀(jì)念學(xué)科奠基人,我的導(dǎo)師林士諤先生。
?。ㄗ髡呦祪x器科學(xué)與光電工程學(xué)院國家重點(diǎn)學(xué)科精密儀器及機(jī)械責(zé)任教授,北航發(fā)展規(guī)劃處處長)