應(yīng)懷樵寶刀不老 薪火相傳
愛因斯坦曾經(jīng)這樣講過:“大多人說,是才智造就了偉大的科學(xué)家。其實他們錯了,是人格?!钡疵?、志存高遠、腳踏實地、耐得住寂寞、受得住挫折,擁有這些可貴人格的科學(xué)家,也就有了一條通往科學(xué)大師的康莊大道。
現(xiàn)任北京東方振動和噪聲技術(shù)研究所名譽所長、北京應(yīng)用科學(xué)研究院副院長的應(yīng)懷樵,就是這樣一位具有可貴人格的科學(xué)家。這位主要從事振動噪聲控制、信號信息處理、測控技術(shù)、故障診斷、模態(tài)分析以及數(shù)采與信號分析儀器(虛擬儀器)研究開發(fā)工作的科學(xué)家,背后有怎樣的故事呢?

“樵夫”越五山
1941年7月,應(yīng)懷樵出生在浙江紹興這個人文底蘊深厚的城市?!吧倌陱?,則國強”,在那個世界局勢動蕩不安的年代里,應(yīng)懷樵在蔡元培曾擔(dān)任校長的小學(xué)里受到優(yōu)良教育,從小便立下了為民族崛起而讀書的遠大理想。
1959年,應(yīng)懷樵考入浙江大學(xué),就讀于工程物理系理論物理專業(yè)。不久之后,應(yīng)國家發(fā)展需要,這個班級被調(diào)整到數(shù)學(xué)力學(xué)系應(yīng)用力學(xué)專業(yè),他的人生也在這里拐了一個彎,開始面對不同挑戰(zhàn)。1964年畢業(yè)后,應(yīng)懷樵被分配到中國鐵道科學(xué)院,致力于高速列車風(fēng)洞課題研究,并到清華大學(xué)工程力學(xué)系流體力學(xué)專業(yè)實習(xí),學(xué)習(xí)風(fēng)洞測試分析技術(shù)。1965年,應(yīng)懷樵參與了我國西部羅布泊核試驗基地原子彈和氫彈的核爆炸防護工程研究,學(xué)習(xí)原子彈爆炸測試技術(shù),接觸了振動噪聲和頻譜分析;這之后,應(yīng)懷樵又學(xué)習(xí)了數(shù)字計算機和信號處理分析,專業(yè)涉及振動和頻譜分析。
應(yīng)懷樵常常說自己就是一名低頭砍柴的“樵夫”。五次轉(zhuǎn)換專業(yè),練就了他扎實的學(xué)術(shù)功底和研究多學(xué)科項目的優(yōu)勢,為中國后代人砍掉了科研路上的荊棘,為國家“虛擬儀器”收獲了捆捆干柴,讓中國的“虛擬儀器”研究如熊熊大火般燃燒在世界頂端。在他看來,為國家科學(xué)發(fā)展貢獻一份微薄的力量,是自己義不容辭的責(zé)任,成為世界著名的科學(xué)家,是這個時代賦予他不可推卸的責(zé)任,他將為國家虛擬儀器的發(fā)展不遺余力。
就在應(yīng)懷樵準備下刀砍柴的時候,中國的“文革”爆發(fā)了。但因其所做的國防課題和“冷門”研究,應(yīng)懷樵幸免于難,并且有了更多的時間收集資料、學(xué)習(xí)和思考。1979年11月,應(yīng)懷樵的國內(nèi)首部專著《振動測試和分析》出版了,隨后,1982年和1983年,《波形和頻譜分析與隨機數(shù)據(jù)處理》等專著又陸續(xù)出版。
以火藥、造紙術(shù)、指南針、印刷術(shù)聞名世界的中國古代四大發(fā)明為人類科技進步作出了重要貢獻,然而近代以來的科學(xué)技術(shù)卻遠遠落后于國外。應(yīng)懷樵看在眼里,急在心上,他深知科技研發(fā)對一個國家的重要性,伴隨著鄧小平“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”口號的提出,他懷著強烈的社會責(zé)任感和使命感,走過了一條不平凡的科研路,真正為人類帶來了中國現(xiàn)代原創(chuàng)的科技發(fā)明。
應(yīng)懷樵介紹說:“所謂虛擬儀器,并非是傳統(tǒng)的儀器,它是指以集數(shù)據(jù)采集和信號調(diào)理器、信號處理技術(shù)與PC機技術(shù)于一體的軟件為主制造儀器?!笔聦嵣?,1965年應(yīng)懷樵參加國防核爆炸防護工程課題“地下鐵道核爆炸震動噪聲與動力學(xué)測試分析的研究”,當(dāng)他遇到地鐵道床的下沉殘余位移(0HZ)用硬件無法獲得的難題時,就萌生了虛擬儀器的大膽構(gòu)想—“用數(shù)字算法和軟件取代硬件”。1973年他嘗試用數(shù)字計算機的軟件數(shù)字積分和數(shù)字譜DFT分析取代傳統(tǒng)硬件模擬積分和硬件濾波的方法解決上述難題,1979年獲得成功,成為虛擬儀器的最早成功范例。同年于杭州召開的國防科委核試驗全國防護工程學(xué)術(shù)會上,應(yīng)懷樵提出虛擬儀器的核心概念“用軟件制造儀器”,獲得主持會議的中科院力學(xué)所原所長鄭哲敏、清華大學(xué)原副校長張維、同濟大學(xué)原校長李國豪的贊揚和支持。這一概念的提出,比美國NI公司提出的“軟件是儀器”概念整整早了七年。
1983年,由于無法使用磁帶記錄儀與信號分析儀的原因,應(yīng)懷樵用身上僅有的300元錢籌建了中國東方研究所。30年來東方研究所始終堅持“創(chuàng)新是靈魂”的理念,應(yīng)懷樵還將中國24節(jié)氣中的“驚蟄”定為東方研究所每年一度的創(chuàng)新節(jié)。他希望東方所的每一個創(chuàng)新發(fā)明如驚蟄春雷一般,為國家?guī)砜萍嫉倪M步,為人類帶來先進的技術(shù)。
在應(yīng)懷樵的帶領(lǐng)下,東方所樹立了“三個提倡”:1.提倡“勤奮、創(chuàng)新、堅持、自強、和諧”;2.提倡“高、大、深、快”(即高度的智力追求,大膽的探索精神,深奧的研究內(nèi)容,快活的樂天主義)和完全自由的判斷與討論的“玻爾所”精神;3.提倡“堅持真理、自由討論、互相尊重和實事求是”的科學(xué)精神。在此基礎(chǔ)上,還發(fā)展成為涵蓋精神追求、道德情操的18條336字法則及幸福六大原則的企業(yè)文化,加強了東方所的文化凝聚力。
懷著對振興中華、造福人類的理想追求,東方研究所加強人才隊伍建設(shè),不斷加強與清華、北大等全國各大高校的合作,為國家培養(yǎng)出了一批批杰出的行業(yè)高端人才,他們是虛擬儀器領(lǐng)域研究的一支重要力量。
1988年中國虛擬儀器應(yīng)用于火箭激振錢塘江大橋模態(tài)實驗圓滿成功;1993年3月,該儀器參加北京新技術(shù)展覽會,并遠赴加拿大參展獲一致好評;1995年用于“長三捆”火箭全箭模態(tài)實驗;1996年用于神舟載人飛船移動發(fā)射平臺模態(tài)實驗;2004年用于航天員超重訓(xùn)練設(shè)備臂架系統(tǒng)模態(tài)分析。2007年,在第二屆全國虛擬儀器學(xué)術(shù)交流會上,東方所的卓越貢獻受到高度評價,應(yīng)懷樵被譽為“中國虛擬儀器之父”。
科研腳步穩(wěn)且堅
東方所讓應(yīng)懷樵擺脫了束縛,很快就研制出了中國虛擬儀器(VI)PC卡泰101,并在杭州錢塘江大橋火箭激振模態(tài)試驗獲得圓滿成功。那一天是1988年9月16日,一個讓應(yīng)懷樵記憶猶新的日子。1993年,應(yīng)懷樵攜INV306型東方所虛擬儀器飄洋過海赴加拿大多倫多市展出,與王選的北大方正漢字激光排版系統(tǒng)和王江民的瑞星防病毒卡一道贏得了高度贊譽?!癐NV303/306系列智能信號采集處理分析儀”、“東方科卡”與“DASP科學(xué)試驗數(shù)據(jù)自動采集處理軟件”、“PDB樁基檢測和新承載力計算系統(tǒng)”經(jīng)現(xiàn)場使用受到專家們和國內(nèi)外2000多家用戶好評;“把試驗室拎著走”,實現(xiàn)了一機多用,使科學(xué)研究的測試分析工作進入了一個嶄新的階段——微機測試分析和超大規(guī)模磁盤記錄聯(lián)階段。2007年,第二屆全國虛擬儀器學(xué)術(shù)交流大會肯定了東方所在虛擬儀器研發(fā)上的卓越貢獻。
在這些成就的背后,還有比成就本身意義更重大的東西,那就是應(yīng)懷樵的精神。1994年1月14日,應(yīng)懷樵突然腦出血,昏迷三天。兩個多月后他從醫(yī)院回來,左耳失聰,行動不便,手指冰涼僵硬,醫(yī)生診斷他半身癱瘓,但他仍然堅持工作,幾乎每晚都是1點鐘休息,早上5:50分起床。有一次爬廬山,在年輕人爬起來都感到吃力的三疊泉,常年半身麻木靠手杖找知覺的應(yīng)懷樵卻毫不懼色,像工作時一樣勇于攀登,抬轎子的轎夫見拄著手杖的應(yīng)懷樵覺得有油水可撈,一直跟著,把抬一人60元的價格漲到了280元。應(yīng)懷樵哪舍得花這么多錢,他不坐轎,一步一步往上爬,轎夫跟著也往上走,280元,200元、160元……最后應(yīng)懷樵一分錢沒花,以頑強的毅力爬到了廬山山頂。
經(jīng)歷了“三次中風(fēng)、四次心梗,七至閻王殿”的生命挑戰(zhàn),但面對這些險些奪命的疾病,他以超乎常人的堅定信念戰(zhàn)勝病魔,執(zhí)著奮斗在中國科研第一線,跋涉在為中華崛起而奮斗的科學(xué)高峰上,為“虛擬儀器”的研發(fā)鞠躬盡瘁。
應(yīng)懷樵的科研工作五十年如一日,嘔心瀝血,他將自己的最大精力投入到虛擬儀器(VI)科學(xué)研究之中,自主創(chuàng)新121項新技術(shù),攻克十大世界性難題并填補國內(nèi)空白。特別是對“傳遞函數(shù)的測試及實時控制和反演關(guān)鍵技術(shù)”的成功突破,為提高虛擬儀器測量精度和范圍開創(chuàng)了新途徑,被認為“可與光纖之父諾貝爾獎的獲得者高錕教授的‘光纖通信’相提并論”,使中美兩國同步創(chuàng)造的虛擬儀器達到可獲得諾貝爾物理獎的水平,是具有世界性重大意義的成果。
截至目前,該成果產(chǎn)品累計銷往2000多家用戶,經(jīng)濟效益超過兩億元,打破了此類儀器長期依賴進口的局面,為國家節(jié)省外匯數(shù)億美元;已廣泛用于國防軍工、航空航天等許多部門,參與完成上百項國家重大項目測試。如能在國內(nèi)全面推廣,其經(jīng)濟價值按中國2007年儀器產(chǎn)值估算,按軟件取代硬件30%到一半計算,將產(chǎn)生600億元/年到1000億元/年的巨大價值,為促進技術(shù)變革和推動新興產(chǎn)業(yè)形成發(fā)揮重大作用。
諾獎:科研者的中國夢
從1973年從事該行業(yè)以來,應(yīng)懷樵始終走在國際前列,1979年他編纂的具有該領(lǐng)域應(yīng)用成果的國內(nèi)首部專著《振動測試和分析》出版發(fā)行,1982年《CZ測震儀與測震技術(shù)》出版發(fā)行,1983年出版了具有中國虛擬儀器早期構(gòu)思實例框圖的《波形和頻譜分析與隨機數(shù)據(jù)處理》,1985年提出了卡泰儀器和“把實驗室拎著走”的目標(biāo),并將其變?yōu)楝F(xiàn)實。
面對日益多變的國際市場競爭,應(yīng)懷樵認為中國虛擬儀器產(chǎn)業(yè)化道路寬廣又艱辛,“達到世界普及”,是一種目標(biāo),更是一種信念。憑借這種堅定的信念,應(yīng)懷樵和他的虛擬儀器必將迎來光明的前途。
智慧城市的建設(shè)是中國復(fù)興夢里不可缺少的部分。作為一名科學(xué)家,應(yīng)懷樵時刻瞄準行業(yè)前沿,2009年又提出了“云”智慧儀器概念,即“VI+互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+網(wǎng)絡(luò)高性能數(shù)采儀+智能傳感器+云計算”,真正為智慧城市的建設(shè)提供了可行性目標(biāo)。我們相信“云智慧時代”一旦來臨,必將推動儀器領(lǐng)域的重大變革,開創(chuàng)當(dāng)代儀器儀表和測試技術(shù)的嶄新未來。
2012年12月8日凌晨零點30分,中國諾貝爾文學(xué)獎得主莫言在瑞典學(xué)院發(fā)表領(lǐng)獎演講,應(yīng)懷樵感慨萬端。對于奮戰(zhàn)在科研戰(zhàn)線上的應(yīng)懷樵來說,獲得諾貝爾物理學(xué)獎是一生的夢想,他為實現(xiàn)這一夢想孜孜不倦、艱苦執(zhí)著,他將自己的一生奉獻給了科研領(lǐng)域。應(yīng)懷樵說“只要技術(shù)能夠不斷突破,心里就是快樂的?!彼蚪驑返赖睾陀浾哒?wù)撝袊摂M儀器技術(shù)的現(xiàn)在和未來,從他的眼神里,我們看到了他對這份事業(yè)的熱情與堅定,同時,從他的話語里,我們也聽出了他對于現(xiàn)在還沒能申報上諾貝爾獎的遺憾。
作為科學(xué)家,應(yīng)懷樵取得了諸多全球領(lǐng)先的科學(xué)成就,2001年獲得全國優(yōu)秀科技工作者榮譽稱號;評為科學(xué)中國人2009年度人物;2010年獲得了北京市科學(xué)技術(shù)二等獎等。這么多年來,應(yīng)懷樵的科技產(chǎn)業(yè)報國心愿從沒有停止過。他認為,諾貝爾不僅是一位科學(xué)家,還是杰出的企業(yè)家,憑借巨額財富設(shè)立的諾貝爾獎成功塑造了一代又一代的科學(xué)大師,為人類科技文明進步作出了不朽的貢獻,因此,以中國科學(xué)家重大原創(chuàng)成就獲得諾貝爾獎是他多年科學(xué)人生路的奮斗目標(biāo)。
獲得諾貝爾獎是無數(shù)科研工作者,也是應(yīng)懷樵的中國夢。一生一夢,一夢一生。應(yīng)懷樵這一生都攀爬在自然科學(xué)的崇山峻嶺之中。人生只做一事又何妨,鮮花與掌聲的背后,是靈魂與信念的千百次排演,科學(xué)家人格是這追夢之旅中的閃亮星光。
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