器以载道丨光学“八大件”:新中国“追光者”的破晓时刻

360影视 动漫周边 2025-04-01 12:24 2

摘要:当课本里的公式化作星辰轨迹,实验室的仪器和装置便是叩问未知的钥匙。北京市科协推出“器以载道”专栏,以光学、力学、化学、生物学为经纬,系统梳理那些改写学科版图的经典仪器。它们既是丈量微观世界的标尺,更是人类思维进化的里程碑。让我们共同见证仪器革新如何叩开科技之门

当课本里的公式化作星辰轨迹,实验室的仪器和装置便是叩问未知的钥匙。北京市科协推出“器以载道”专栏,以光学、力学、化学、生物学为经纬,系统梳理那些改写学科版图的经典仪器。它们既是丈量微观世界的标尺,更是人类思维进化的里程碑。让我们共同见证仪器革新如何叩开科技之门,见证工具理性如何绽放思想的光芒。

在新中国科技发展的星空中,有一颗星始终熠熠生辉,它就是被誉为“光学摇篮”的中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(简称长春光机所)。而提到长春光机所,就不能不提其辉煌历程中的里程碑事件——成功研制出“八大件”。这八件光学精密仪器,不仅是新中国光学事业的起点,更是我国科技自立自强的生动体现。

▲中国科学院仪器馆旧址

废墟中诞生“光学摇篮”

新中国成立之初,国内光学事业几乎一片空白。我国杰出的应用光学家和光学事业的重要奠基者王大珩与物理学家钱临照提出建议:“建立光学仪器厂、培养专门人才。”

1952年,在吉林省长春市铁北区凛冽的寒风中,王大珩带领28位科研人员与工人挥舞着手中的铁锹、镐头挥汗如雨地清理废弃物,填坑平土。他们的首笔建设经费是1400万斤小米,而在当时百废待兴的局面下,国家能拨出这1400万斤小米,也实属不易。“我们这代人习惯把做事放在第一位,个人生活放其次。我们做起事来,从来不会从个人生活角度考虑问题,都是从国家考虑,从事业考虑。无论怎样艰苦的地方,大家都是高高兴兴地打起铺盖卷儿说去就去。”在回忆为新中国光学事业发展所做的工作时,王大珩曾这样说。

正是这群吃着大葱蘸酱和高粱米饭“白手起家”的年轻人干了一年的力气活,在一片废旧厂区播下了光学事业希望的种子。1953年,中国科学院仪器馆拔地而起,之后更名为中国科学院光学精密机械仪器研究所(简称光机所)。

“日不落实验室”打造“八大件”

1958年6月,国家计委提出第二个五年计划,“八大件”成为光机所的攻关项目。其实在此之前,光机所就已经着手这些精密仪器的研制工作,这得益于王大珩等战略科学家的深谋远虑。想要把光学事业发展好,就必须拥有更完备、更先进的工具,即光学仪器。因此,这八件光学仪器“必须要做”。

这“八大件”分别是万能工具显微镜、大型水晶摄谱仪、电子显微镜、晶体谱仪、高精度经纬仪、高温金相显微镜、多倍投影仪和光电测距仪。

01

万能工具显微镜是一种高精度、多功能的测量仪器,广泛应用于机械、电子、仪表等行业的精密测量。它能够测量各种形状复杂、尺寸微小的工件,如螺纹、齿轮、凸轮等。

02

大型水晶摄谱仪是一种用于光谱分析的高精度仪器。它利用水晶的衍射效应,将光分解成不同波长的光谱线,从而实现对物质成分的分析。

03

电子显微镜主要用于观察金属结构、高分子结构和各种细菌,是现代科学技术中不可缺少的重要工具。

04

晶体谱仪是一种用于研究晶体结构和性质的仪器。它利用X射线或中子的衍射效应,揭示晶体的内部结构。在材料科学、物理学以及化学等领域,发挥着不可替代的作用。

05

高精度经纬仪是一种用于测量地理坐标和高程的仪器。它在测绘、地质勘探、军事等领域有着广泛的应用。

06

高温金相显微镜是一种用于研究材料在高温下微观结构和相变的仪器。它能够在高温环境下对材料进行观察和分析,为材料的研发和应用提供了重要的实验手段。

07

多倍投影仪是一种用于放大和投影微小物体的仪器。它在科研、教学以及工业生产等领域都有着广泛的应用。

08

光电测距仪是一种利用光电技术测量距离的仪器。它具有测量准确、速度快、操作简便等优点,在测绘、建筑、交通等领域有着广泛的应用。

可以说,这“八大件”不仅可以填补国内光学仪器的空白,更能为中国光学事业的后续发展奠定坚实的基础。

有了“八大件”项目的攻关目标,光机所从此诞生了“日不落实验室”。有困难一起上,一套铺盖卷轮流休息,原本两年完成的工作计划硬是半年就做完了。所有人都只有一个目标,就是要争口气。

就拿电子显微镜来说,它是“八大件”最典型的代表之一,其加速电压为50千伏、分辨率达10纳米,是一台中型电子显微镜,前后历时72天研制完成。

光机所在1956年就曾提出电子显微镜试制计划,但被苏联专家一口否定。苏联专家认为,项目难度太大,中国没有12年做不出来,如果需要用,可以向苏联购买。

靠进口不是长久之计,中国还是要自主制造出来。1958年4月,毕业于美国富兰滋大学物理系,又获得了联邦德国图宾根大学应用物理博士学位,主修电子显微镜专业的黄兰友初次到访长春时,谈起了他的梦想——研制中国自己的电子显微镜。当领导们转告远在外地的王大珩时,王大珩兴奋地回答:“马上做!”

电子显微镜作为重点排在攻关项目第一号位置,得到了全力支持。1958年8月19日凌晨,黄兰友等人在荧光屏上得到了第一个电子显像,那是一个海洋古生物硅藻土的图像。我国第一台自行试制的中型透射式电子显微镜就此诞生。而电子显微镜只是光机所创造的八个奇迹之一。黄兰友在一篇回忆文章中这样写道:“每个项目都是以前没有搞过的新东西,免不了都有大量的返工。在我看来是一团乱哄哄的事,光机所是怎么组织得如此有条理……对我一直是个谜。”

1958年10月,“八大件”亮相中国科学院成果展览会,这些产品在性能、工艺方面均达到或超过了当时世界先进水平。毛主席参观时赞赏“八大件”是我国自力更生的生动体现,它们标志着光机所实现了从一般光学仪器向高精度光学精密仪器的飞跃。更为重要的是,研制“八大件”过程中所体现出的“从预研、方案论证、研制,直至造出产品,一竿子插到底”的精神,已经深深刻入光机所的基因,影响着后来一代代人。

1999年,光机所与中国科学院长春物理研究所整合成长春光机所。如今,几十年过去了,“八大件”已经成为历史的见证者,然而,它们所代表的精神和力量却永远镌刻在中国光学事业的丰碑上。随着科技的飞速发展,光学技术已经广泛应用于各个领域。而长春光机所作为新中国光学事业的摇篮,依然保持着旺盛的生命力和创新力。它将继续为我国的光学事业发展贡献自己的力量,为实现中华民族伟大复兴而不懈奋斗。

参考资料:

1.“中国科学报”网站.“八大件”奠定中国光学基石

2.“中科院之声”公众号.新中国“光学摇篮”的故事,从“八大件”讲起

3.“中国科学院院刊”.建院75周年之中国科学院长春光机所:凝心聚力,攻坚克难;创新科技,报国为民

4.“今日科协”公众号.追光者——“长光人”的报国故事

5.“中国科学院长春光机所”公众号.听王院士讲中国光学的发展历程

制作:北京市科协融媒体中心

记者:孙燕燕

来源:北京科协一点号

相关推荐