为祖国筑起“海防长城”——记2018年度国家最高科学技术奖获得者刘永坦院士

文/吉 星 摄影/兰 锐 吉 星等


刘永坦
2018年度国家最高科学技术奖获得者,中国科学院院士,中国工程院院士,哈尔滨工业大学教授,著名雷达与信号处理技术专家,对海探测新体制雷达理论与技术奠基人和引领者,1991年和2015年两次获得国家科学技术进步奖一等奖。40年来,他领导和培育的创新团队,率先在国内开展了新体制雷达研究,技术成果领跑世界,成功实现工程应用,在保卫祖国海疆中发挥着不可替代的强大作用。
“我只是一名普通的教师和科技工作者,在党和国家的支持下,做成了点儿事。这事离开团队的力量是绝对无法做到的。荣获国家最高科学技术奖是一种无上的光荣,这份殊荣不仅仅属于我个人,更属于我们的团队,属于这个伟大时代所有爱国奉献的知识分子。”
这是2018年度国家最高科学技术奖获得者刘永坦院士谈及自己的贡献时所说的一段话。这位老人朴实谦虚的话语背后,是一段波澜壮阔的新体制雷达发展史。40年来他心无旁骛,一直致力于新体制雷达事业的发展,为我国筑起“海防长城”做出了卓越的贡献。

战火纷飞山河碎 碧血丹心图自强
1936年12月1日,刘永坦出生在南京一个温馨的书香门第。生活在内忧外患的乱世,无论什么样的家庭,都无法摆脱那挥之不去的阴霾和苦难。出生不到一年,他就随家人开始逃难。饱受10多年流离之苦的刘永坦自懂事起就对国难深有体会。“永坦”不仅是家人对他人生平安顺遂最好的祝愿,也是对国家命运最深的企盼。正因为如此,自强、强国的梦想从小就在他的心里深深扎下了根。
“‘死去元知万事空,但悲不见九州同。王师北定中原日,家祭无忘告乃翁。’‘三十功名尘与土,八千里路云和月。莫等闲,白了少年头,空悲切。’我永远不会忘记在昏暗的菜油灯下做完作业后,聆听母亲用慈祥动人的声音诵读诗词和讲解家国大义时的激情。”刘永坦很早就在母亲的“监督”下读史书、诵诗文、勤思考。父亲常常告诉刘永坦,科学可以救国,可以振兴中华。13岁那年,中华人民共和国的成立更让他坚定了刻苦学习、科技兴国的信念。
1953年,刘永坦怀着投身祖国工业化的决心,以优异的成绩考入哈尔滨工业大学(以下简称哈工大)。1958年,他走上了讲台,正式成为哈工大的青年教师和科技工作者,成为向科学进军的中坚力量之一。
1965年春,刘永坦参加了科技攻关第一战,承担了国家“单脉冲延迟接收机”研制任务,主持并提出了总体设计方案。遗憾的是,他还没来得及完成人生第一项研制任务,“文革”就开始了。
1970年,刘永坦插队落户到黑龙江省五常县,这里以出产优质大米而闻名全国。暂别雷达尖端技术的研发来到农村种水稻,刘永坦没有心灰意冷。他知道,社会在发展的过程中难免出现波折,处于逆境之中的个人必须经得起考验。繁重的水田劳作没有使刘永坦消沉下去,反而激励他做起了“合格的农民”,但也因此落下了伴随一生的腰病。
1979年6月,刘永坦到英国埃塞克斯大学和伯明翰大学进修和工作。伯明翰大学电子工程系拥有丰富的文献资料和先进的实验设备,聚集着一大批研究雷达技术的知名专家和学者——刘永坦的合作教授谢尔曼就是其中之一。刘永坦来进修之前,这里曾接收过少量中国留学生。不过,他们大多做的是科研辅助工作。
了解情况之后,刘永坦心里不是滋味。因此,他更加严格地要求自己,铆足劲去学。刘永坦常常提醒自己:“我是一名中国人,我的成功与否代表着中国新一代知识分子的形象。”

异域未敢忘报国 壮士归来获突破
来英国之初,谢尔曼给了刘永坦大量英文文献。凭借过硬的英文功底、深厚的专业知识,刘永坦很快完成了“作业”。他的勤奋、刻苦和才华赢得了谢尔曼的信赖和赏识。谢尔曼开始让他帮带博士生,并让他参与重大科研项目“民用海态遥感信号处理机”的全部研制工作。
设计,实验,失败,总结,再实验无数个日日夜夜在刘永坦的钻研中悄无声息地溜走。一年多以后,他顺利完成了具有国际先进水平的信号处理机研制工作。谢尔曼评价说:“刘永坦独自完成的工程系统,是一个最有实用价值、工程上很完善的设备,其科研成果无论在理论上还是实践上都很重要。他的贡献是具有独创性的。”
通过这次难得的科研任务,刘永坦对雷达有了全新的认识。传统的雷达虽然有“千里眼”之称,但也有“看”不到的地方。世界上不少国家致力于研制新体制雷达,从而使“千里眼”练就“火眼金睛”的本领。
“中国必须要发展这样的雷达!这就是我要做的!”刘永坦说,“我学有所成,当然要回国。在英国,无论我工作多么努力,取得了多大的成绩,终归是在给别人干活。回到祖国,我可以堂堂正正地在成果上署上自己的国籍‘中华人民共和国’,这种心情是何等舒畅!”
1981年的金秋,进修结束后,刘永坦立刻起程回国。此刻,他的心中已萌生一个宏愿——开创中国的新体制雷达之路。
新体制雷达被俄罗斯人称为“21世纪的雷达”。当今世界的千余种雷达中,新体制雷达不仅代表着现代雷达的一个发展趋势,而且对航天、航海、渔业、沿海石油开发、海洋气候预报、海岸经济区发展等领域也都有重要作用。20世纪70年代中期,中国曾经对新体制雷达进行过突击性的会战攻关,但由于难度太大、国外实行技术封锁等诸多因素,最终未获成果。
除了基本理论和思路外,刘永坦根本找不到多少资料,更没有相关的技术可供借鉴。当时有人说,大的研究院所尚且不具备这样的条件和能力,更别说一所大学了;还有人说,这样的研究风险太大、周期太长,很可能把时间和精力都搭进去了却一事无成但是刘永坦不改初衷。
1982年初春,刘永坦专程赶赴北京,向当时的航天工业部预研管理部门领导汇报,翔实地介绍了当时发达国家新体制雷达发展的动态,并畅谈了自己的大胆设想。预研管理部门的领导当场拍板支持刘永坦的设想,希望他迅速组织科技攻关力量,早日把新体制雷达研制出来。
刘永坦立即进行了细致的策划和准备。经过10个月的连续奋战,一份20多万字的《新体制雷达的总体方案论证报告》诞生了。1983年夏,原航天工业部科技委员会召开方案评审会,对这份新体制雷达方案报告做详细评审。评审会开了整整4天,最后与会专家一致表决通过该报告。有两位与会的知名老专家深有感触地说:“我们已经多年没有看到如此详细的论证报告了!”
这是一场填补国内空白、从零起步的具有开拓性的攻坚战。经过800多个日日夜夜的努力、数千次实验、数万个测试数据的获取,刘永坦主持的“新体制雷达关键技术及方案论证”获得丰硕成果,系统地突破了传播激励、海杂波背景目标检测、远距离探测信号及系统模型设计等基础理论,创建了完备的新体制雷达理论体系。这些关键技术的突破为中国新体制雷达研制成功打下了良好基础。
1986年7月,原航天工业部在哈工大举行了新体制雷达关键技术成果鉴定会。专家一致认为:“哈尔滨工业大学用两年多的时间在技术攻关中取得了重大进展,已经掌握了新体制雷达的主要关键技术,某些单项技术已经进入国际国内先进行列。由于主要关键技术已经突破,证明原定方案是可行的,已经具备了进一步完善雷达系统设计并建立实验站的条件。”从此,新体制雷达从预研项目被列为国家科技应用与基础研究项目。

自古英豪成大器 功夫皆是苦中来
“没有理论指导的实践是盲目的实践,没有被实践证实并得以丰富发展的理论是空洞的理论。只有这两者紧密结合、相辅相成,才是我们完成创新性科研工作的指导方针。”刘永坦和他的团队已经完成了预研使命,完全可以结题报奖了。但是,他认为仅仅“纸上谈兵”是不够的,国家真正需要的是进一步建立有实际意义的雷达实验站。1986年,刘永坦开始主持“新体制雷达研究”,再一次出发,为研制完整的雷达系统而奋力拼搏。
从1987年开始,刘永坦和他的团队还承担了国家“863”计划项目新体制雷达研制工作。他们与我国航天领域有关研究所联合成功研制了中国第一台逆合成孔径实验雷达,为中国雷达技术的进一步发展奠定了坚实的基础。
进行雷达研制,研究人员大部分时间都要在现场做实验,常常在条件恶劣的实验现场一干就是几个月,临到春节前一两天才能回家与亲人团聚,短短几天之后又得返回实验现场。
刘永坦反复对团队成员说:“跟理论相比,实际情况会有很多意想不到的事情掺入其中,需要仔细分析各种各样的原因,一件件解决。这也是好事,因为不碰到实际问题永远也提高不了。你有的都是书本上的很漂亮的理论,但往往套到实际中去就发现不是那么回事了,只有在实际中解决问题,才能体现理论的完美。”
调试初期,系统死机频频出现。问题究竟出在哪里?几十万行的大型控制程序,再加上发射、接收、信号处理、显示等设备组成的庞大系统,任何一个微小的故障都可能导致整个系统无法运行。要从这么大的系统中找出问题的症结,工作量无疑是很大的。刘永坦率领他的团队,每天工作十几个小时,从每一个程序开始检查,发现一个问题就解决一个问题,保证了系统的稳定运行。
作为主帅,刘永坦承担着比别人更加繁重的工作。每天工作十几个小时,常常由于赶不上吃饭而用面包充饥,困了就倒在实验室的板凳上凑合一觉超负荷的脑力和体力付出,铁打的汉子也会被击倒,令人疼痛难忍的腰椎间盘突出症曾让他几个月不能行走。有一次,在攻克某个关键技术时,他因为长期劳累而倒在了现场。上不了“前线”,就“运筹”于病床之上,刘永坦躺在床上,坚持和大家一起“奋战”,终于打败了挡在必经之路上的“拦路虎”。
拨付的经费在采购完必要的仪器设备之后,可支配的资金已经所剩无几。有道是“巧妇难为无米之炊”,面对这种境况,有些人灰心了。关键时刻,刘永坦不但没有退缩,反而奋勇直前。经过反复讨论,刘永坦及其团队决定自筹资金并争取到国家有关部门的大力支持。
“有志者,事竟成,破釜沉舟,百二秦关终属楚;苦心人,天不负,卧薪尝胆,三千越甲可吞吴。”这群优秀的科技工作者顶风冒雪,日晒雨淋,终于在1989年建成了中国第一个新体制雷达站,成功研制出我国第一部对海新体制实验雷达。
1990年4月3日,对于团队所有人来说,都是一个难忘的日子。这一天,刘永坦他们首次完成了我国对海面舰船目标的远距离探测实验,标志着我国新体制雷达技术实现了对海探测技术的重大突破。当目标出现在屏幕上时,团队成员都流泪了,为的是成功后的狂喜,为的是8年来不为外人知晓的艰辛。
1990年10月,国家多个部门联合举行的鉴定会宣布:“新体制雷达研究成果居国际领先水平。”1991年,该项目荣获国家科学技术进步奖一等奖。

黄沙百战穿金甲 不破楼兰终不还
“一定要把实验室里的成果变成真正的应用。”研究成果虽然获得了国家科学技术进步奖一等奖,但刘永坦觉得远远不够。他认为这些成果倘若不能变成真正的应用,那无疑就像是一把没有开刃的宝剑,好看却不中用,这对国家来说是一种巨大的浪费和损失。
一切为了国家的需要。面对人生的又一次重要抉择,刘永坦又一次做出了继续勇往直前的决定。在得知他的决定之后,团队成员义无反顾地做出了全力支持的决定。
由于在雷达、制导技术方面的创造性科学成就和突出贡献,刘永坦1991年当选为中国科学院学部委员(1993年改称院士),1994年当选为中国工程院首届院士。刘永坦说:“我这个‘双院士’称号,是整个研究所集体智慧的结晶。”的确,科学技术发展到今天,科研活动不太可能再允许一个人单打独斗。新体制雷达研制队伍就是一个相互协作的团队。
任何一支团队都有自己的“精神”。这精神是什么?是一种性格,也是一种情怀。刘永坦所秉承的性格和情怀是敢于迎难而上、挑战自我的气魄,是困境之中勇往直前、毫不退缩的决心,是难题面前义无反顾、敢于亮剑的斗志。他的性格和情怀早已润物细无声般深深植根于团队每一个成员的心中。
“新体制雷达项目得到了国家高度重视。它对国家、学校和专业都意义重大,我们压力很大,但必须做好。”1997年,新体制雷达被批准正式立项,哈工大作为总体单位承担研制工作,这在国内高校中尚属首次。
“能为国家的强大做贡献是我们最大的动力和使命。国家把这么重要的项目交给我们做,这是我们最大的荣耀。”刘永坦说,“钱对一个知识分子来说有什么意义?情怀和理想才是最重要的。所以我们团队成员尽管清贫,尽管每次去外场常常要干两三个月后才能回来休整几天,却依然干得有劲、觉得光荣。”
为了解决国家海防远程探测的迫切需求,必须研制具有稳定、远距离探测能力的雷达,然而,从原理到工程实现涉及电磁环境复杂、多种强杂波干扰等国际性技术难题。面对世界各国均难以逾越的技术瓶颈,刘永坦带领团队,历经上千次实验和多次重大改进,对长期以来困扰雷达的诸多威胁提供了有效的对抗技术措施,终于在21世纪初形成了一整套创新技术和方法,攻克了制约新体制雷达性能发挥的系列国际性难题。
回忆起从实验场地转战到实际应用场地的岁月,团队成员都唏嘘不已:很多理论、技术上的难点和空白需要去解决、去填补,再加上地域环境的差异,实际工作中又产生了许多新的问题和困难。这类项目一般由专业院所才能完成,对于一所高校的团队来说太不容易了。
宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。按照国家有关部门提出的继续提高雷达性能的要求,又是10余年的艰辛努力和刻苦攻关,刘永坦和他的团队又一次圆满完成了任务,2011年成功研制出我国具有全天时、全天候、远距离探测能力的新体制雷达——与国际最先进同类雷达相比,系统规模更小、作用距离更远、精度更高、造价更低,总体性能达到国际先进水平,核心技术处于国际领先地位。这标志着我国对海远距离探测技术的一项重大突破。2015年,团队再次获得国家科学技术进步奖一等奖。

三尺讲台哺新秀 学为人师育群星
“一年之计,莫如树谷;十年之计,莫如树木;终身之计,莫如树人。”刘永坦既是成就卓著的雷达技术帅才,同时又是善于教书育人的优秀教师。无论获得什么荣誉和头衔,他最看重的还是“教师”这一身份。作为人民教师,他觉得培养创新人才责无旁贷。
在60年的教育生涯中,虽然科研任务繁重又兼多项社会职务,但他一直坚持在创新人才培养上下功夫,不仅为我国科技队伍的建设和人才培养做出了重要贡献,也获得了当之无愧的荣誉。他1992年、1993年连续被航空航天工业部评为“人才培养先进个人”,1993年被评为全国教育系统劳动模范并获人民教师奖章,1995年获哈工大“伯乐奖”,1997年获香港柏宁顿教育基金会“孺子牛金球奖”
“必须志存高远,大胆创新,走别人没走过的路,攻占世界前沿高地,打败那些科研实践中遇到的‘拦路虎’;必须实事求是,脚踏实地,不畏艰险,沿着陡峭山路攀登,一步一步达到光辉的顶点。”基于这样的教育理念,他培养的学生都获得了较强的分析和解决问题的能力。他认为,科研和教书育人是相辅相成的,重大科研课题为培养高层次科技人才提供了丰富生动的课堂,思想活跃的青年学生是科研中十分重要的生力军,也是创新思想的重要源泉。
刘永坦带出了一支作风过硬、能攻克国际前沿难题的科研队伍。面向国家未来远海战略需求,自“十五”开始,刘永坦还带领团队规划实施了对海远程探测体系化研究,逐步开展了分布式、小型化等前瞻技术的自主创新,为构建由近海到深远海的多层次探测网、实现广袤海域探测提供有效的技术手段。
在一穷二白、一无所有之时,很多人都可以为了梦想去战斗、去拼搏;可是,当有了一定积累、功成名就之时,还有多少人能够心甘情愿为了伟大的事业艰苦奋斗,为了最初的梦想继续前行?真正考验一个人的不仅是逆境,还有顺境。国家科学技术进步奖一等奖得两次了,“双院士”的头衔也早早拿到了,中国的新体制雷达已经是世界领先,刘永坦却从来没有“因为走得太远而忘记为什么出发”。
“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。”投身教育科研事业60周年的刘永坦始终有一种强烈的紧迫感和使命感。他始终不忘初心,一直践行着身为知识分子的强国梦想和爱国情怀,凝聚了一支专注海防科技创新的“雷达铁军”,培养了包括两院院士在内的一批科技英才,耄耋之年仍奔波在教学、科研一线,继续为我国筑起“海防长城”贡献力量。

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