杨嘉墀(1919年7月16日-2006年6月11日),江苏省吴江县人,1980年12月加入中国共产党,我国著名的航天科技专家、仪器仪表与自动化专家、自动检测学的奠基者,中国自动化学科、自动化学会、仪器仪表学会的创建人之一,863计划倡导人之一,中国科学院院士、国际宇航科学院院士,第三、四、五届全国人大代表。1985年获国家科技进步特等奖,1999年获中共中央、国务院、中央军委授予的“两弹一星”功勋奖章。2003年一颗新发现的小行星被国际小行星中心命名为“杨嘉墀星”。
中央电视台科教频道《大家》栏目杨嘉墀专题
当你抬头望向星空的时候,可能会看到一颗名叫“杨嘉墀”的星星。这颗星星将为你讲述一个“两弹一星”功勋奖章获得者的故事。
蔚然成才 归国效力
1919年7月16日,杨嘉墀出生于江苏吴江震泽镇。他相继就读于震泽镇丝业小学、震属中学。1932年,举家迁居上海,考入江苏省立上海中学,1937年高中毕业。他读书用功,尤善工科,学习成绩总是名列前茅。
1937年,杨嘉墀以工学院电机工程系第三名的好成绩被交通大学录取。这一年,日本军国主义发动全面侵华战争。日军的累累暴行,坚定了他科技救国的志向。交大毕业后,杨嘉墀穿越封锁线来到西南联大任助教。1947年,杨嘉墀赴美国留学。就读于哈佛大学工程科学和应用物理系,获得了哈佛大学的博士学位。在美期间,杨嘉墀承担的一项探索性更强的任务,是研制用来测量酶化学反应动力学过程的仪器。在跨学科学习了生物化学、数理等基础理论后,采用了电子学、光学、生物学等先进技术,进行了系统的研究、分析与设计后,杨嘉墀终于按期成功研制了一台快速记录吸收光谱仪,工作范围可从紫外光到可见光。这一研究成果结束了光谱仪手动的历史,仪器也被专家命名为“杨氏仪器”。杨嘉墀的研究成果不仅在《科学仪器评论》上发表,也获得了美国专利授权。
图|杨嘉墀与“杨氏机器”的合影
早在新中国成立之时,杨嘉墀就积极参加了留美爱国学生组织的活动,迫切想了解新中国的情况和回国的渠道。但美国却制定了阻止华人回国的“麦卡锡法案”,不允许学习医学、理科、工科的中国留学生回国。杨嘉墀也被迫先留在美国等待时机。1954年4月,周恩来总理在日内瓦举行的国际会议上,提出以在朝鲜战场上被俘的美军飞行员为交换,让美国准许中国留学生回国。同年6月,美国迫于各方压力,准予自愿回国的中国留学生离境。此后,杨嘉墀和徐斐的父亲几次写信给他们夫妇介绍新中国的面貌,并希望他们及时回国,为国家做贡献。先行回国的同学林秉南也写信向他们介绍回国应该办理的手续。祖国的热情召唤,使得早就想回国的杨嘉墀夫妇激动不已。1956年,杨嘉墀携妻女转道香港,终于回到了阔别已久的祖国。回国前,他义无反顾地变卖了在美国的所有家当,购买了示波器、振荡器、真空管等祖国科技事业发展所需要的仪器。
图|1969年杨嘉墀一家在北京的合影
上世纪50年代末,苏联成功发射了人类历史上第一颗人造地球卫星。作为具有深厚理论根基的自动控制专家,杨嘉墀参与筹建了中国科学院自动化所,率先开展了火箭探空特殊仪表等项目的研究。为将自身所学献给祖国科技事业,杨嘉墀满怀强烈危机感和使命感,多次带队参与核潜艇、原子弹、导弹等秘密试验任务。
问道苍穹 控制有功
图|1998年,杨嘉墀(中)在酒泉卫星发射中心与谢光选院士(左)和王希季院士(右)合影
在我国卫星发展规划中,返回式卫星占有特殊的位置。早在20世纪60年代初,杨嘉墀就开始注意跟踪国外空间技术的发展动向,他结合美苏返回式卫星、载人飞船的相关信息,开展了有预见性的卫星控制理论研究。他坚持卫星上天前必须充分进行地面仿真模拟实验,并亲自带队进行了三次大型模拟实验,对姿态控制系统的参数优化和可靠性的验证起到了关键作用,为日后首颗返回式卫星的成功回收奠定了基础。
我国第一颗返回式卫星于1975年11月26日发射后,也曾遇到过意想不到的惊险场面。杨嘉墀主持研制的“三轴稳定姿态控制系统”是决定卫星能否成功返回的关键所在。卫星入轨后突然出现氮气压力下降过快的紧急状况,如果气压下降是因氮气泄漏引起的话,靠喷气产生反作用力所实现姿态控制的返回式卫星,有可能永远无法回家。在紧急商讨中,多数科学家认为应当让卫星提前返回,“提前回家总比回不来强”。这时,钱学森把目光转向了正在一旁埋头计算的杨嘉墀,想听听他的意见。杨嘉墀用沉稳的语调分析说:“根据我的计算判断,气压降低是地面和外太空的悬殊温差导致,过段时间就会稳定下来,我认为实验可以按原计划继续进行。”一向决策有度的钱学森经过再三思考,果断决定采纳杨嘉墀的意见,让卫星再“飞一会儿”。11月29日,“太空游子”成功着陆,完美履行了杨嘉墀“在轨三天”的设计,标志着我国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。那一天,钱学森对身旁的杨嘉墀说了四个字:“控制有功。”
图|1975年11月29日,第一颗返回式卫星在太空飞行三天后,安全返回到预定回收区域
杨嘉墀反复强调要认真总结经验,更要将当前遥测数据的处理工作指导好,因为所得之结果还要为今后卫星设计的改进提供依据。自1975年至1992年,在连续成功地发射了13颗返回式卫星中,姿态控制系统都圆满地完成了它所承担的各项任务,从未发生任何故障,性能指标均满足使用要求。通过对遥测数据和恒星相机数据的处理与分析,表明所设计的姿态控制系统中的方案设计与技术设计都是正确的,所研制的各部件性能亦良好,整个系统运行正常。返回式卫星姿态控制系统的研制成功,为我国填补了卫星三轴姿态控制系统的空白,为其他型号卫星的研制增强了信心,亦为今后研制类似卫星提供了宝贵的经验。
战略前瞻 创新航天
我期望我国航天技术将不断占领科技高地,到21世纪中叶,能够与世界空间大国在航天科技领域并驾齐驱,为人类作出更大的贡献。
——杨嘉墀
20世纪80年代初,国际科技竞争白热化:美国“星球大战计划”、西欧“尤里卡计划”、日本“科技振兴基本国策”相继出台,而中国科技界却因种种原因尚未跟上。
此时,中国4位杰出的科学家——核物理学家王淦昌、电子学家陈芳允、航天技术专家杨嘉墀、光学家王大珩,以深邃的洞察力和远见卓识,联名撰写了一封具有划时代意义的信件《关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议》。这封信如同一道闪电,划破了时代的长空,为中国高科技的发展指明了方向。
图|“863计划”4位倡议者合影(左起:王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允)
“当时国内有人认为应先搞短期见效的项目,但我们深知,若不抢占科技制高点,中国将错失历史机遇。”杨嘉墀接受采访时回忆。1986年初的一个夜晚,同样为此事焦虑的陈芳允敲开了王大珩的家门。两人彻夜长谈后并达成共识:中国必须尽快提出自己的高科技发展计划!他们写出方案初稿后,又找到王淦昌和杨嘉墀修改完善。
1986年3月3日,四人联名上书中央。信中写道:“高技术问题事关国际上的国力竞争,我们不能置之不理……必须‘突出重点,有限目标’,争取在优势领域突破。”为使得这封信尽快送到领导人案头,他们通过一位相关人士直接递交建议书。
两天后,邓小平批示:“此事宜速作决断,不可拖延。”这一批示不仅是对科学家战略眼光的认可,更折射出政治家对国家命运的深远考量。
1986年3月至8月,国务院组织124位专家分12个小组论证,明确“以民为主、军民结合”的方针,最终选定生物、航天、信息、激光、自动化、能源、材料七大领域作为突破口,形成《国家高技术研究发展计划纲要》。11月,中共中央、国务院批转了这一纲要。至此,一个面向21世纪的中国战略性高科技发展计划正式公之于世。由于促成这个计划的建议提出和邓小平批示都是在1986年3月,人们便习惯地称之为“863计划”。
图|杨嘉墀手稿《倡议高技术发展计划的回忆》对“863计划”应运而生的细节做了纪实描述(中国空间技术研究院档案馆提供)
今天,当中国高铁驰骋世界、量子通信领先全球时,我们仍需铭记:正是39年前的那封信,点燃了民族科技复兴的火种。正如杨嘉墀所言:“‘863计划’不仅是技术积累,更培养了一代人的自信——中国人有能力站在世界科技的前沿。” 这份自信,将始终照亮中国迈向科技强国的征程。
参考文献:
1.张蕾.永不落幕的功勋科学家精神——写在杨嘉墀诞辰100周年之际[N].光明日报,2019-7-17.
2. 王光荣.访杨嘉墀院士:“863计划”出台始末[N].光明日报,2004-08-20.
3.中国科学院院士工作局主编.中国科学院院士画册:技术科学部分册[M].济南:山东教育出版社,2006.
4.杨照德,熊延岭.杨嘉墀院士传记[M].北京:中国宇航出版社,2014.