劉永坦：給海疆裝上“千里眼”

本刊綜合

兩院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授劉永坦

2019年1月8日，中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授劉永坦獲得2018年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。2020年8月3日，劉永坦和馮秉瑞教授伉儷將國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)800萬(wàn)元獎(jiǎng)金全部捐出，設(shè)立永瑞基金，用于哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息學(xué)科人才培養(yǎng)。

“作為一名普通教師和科技工作者，榮獲國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，這份殊榮不單屬于我個(gè)人，更屬于我的團(tuán)隊(duì)，屬于這個(gè)偉大時(shí)代所有愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)的知識(shí)分子?！眲⒂捞乖菏空f(shuō)，“在獲獎(jiǎng)那一刻，我就有了將獎(jiǎng)金全部捐出，回報(bào)國(guó)家、回報(bào)學(xué)校的想法，也得到了家人的一致支持。”

從20世紀(jì)80年代至今，劉永坦院士堅(jiān)持自主研發(fā)新體制雷達(dá)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)打破國(guó)外技術(shù)壟斷，建成我國(guó)第一個(gè)新體制雷達(dá)實(shí)驗(yàn)站，研制成功我國(guó)第一臺(tái)新體制對(duì)海遠(yuǎn)程探測(cè)雷達(dá)，為祖國(guó)海疆雷達(dá)打造“火眼金睛”，讓我國(guó)海域監(jiān)控面積從不足20%到全覆蓋。

“一定要讓新體制雷達(dá)走向海洋”

嚴(yán)冬時(shí)節(jié)的山東威海，寒風(fēng)蕭瑟。劉永坦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員一同檢查正在調(diào)試的新體制雷達(dá)設(shè)備，面前是一個(gè)面積約6000平方米的雷達(dá)天線陣，天線陣外就是波浪翻滾的大海。此時(shí)，年過(guò)八旬的劉永坦精神矍鑠，滿眼欣喜。

如果說(shuō)雷達(dá)是“千里眼”，那么新體制雷達(dá)就是練就了“火眼金睛”的“千里眼”，被稱為“21世紀(jì)的雷達(dá)”。它不僅代表著現(xiàn)代雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)，更對(duì)航天、航海、漁業(yè)、沿海石油開(kāi)發(fā)、海洋氣候預(yù)報(bào)、海岸經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展等都有著重要作用。

早在1991年，經(jīng)過(guò)10年科研，劉永坦在“新體制雷達(dá)與系統(tǒng)試驗(yàn)”中取得重大突破，并建成我國(guó)第一個(gè)新體制雷達(dá)站，獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

那時(shí)，身邊很多人勸他“功成名就、見(jiàn)好就收”，但劉永坦卻說(shuō)：“這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?！痹谒磥?lái)，科研成果如不能轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，就如同一把沒(méi)有開(kāi)刃的寶劍，中看不中用?！耙欢ㄒ屝麦w制雷達(dá)走出實(shí)驗(yàn)室，走向海洋?！彪S后的10余年里，從實(shí)驗(yàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)戰(zhàn)到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了更為艱辛的磨煉。由于國(guó)際上沒(méi)有完備的理論，很多技術(shù)難點(diǎn)亟待填補(bǔ)，再加上各個(gè)場(chǎng)域環(huán)境差異巨大，新體制雷達(dá)的“落地之旅”格外艱難。

“解決不了抗干擾問(wèn)題，雷達(dá)就沒(méi)有生命?！眲⒂捞拐f(shuō)，各種各樣的廣播電臺(tái)、短波電臺(tái)、漁船，發(fā)出強(qiáng)大的電磁干擾是最大的難題。設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)—失敗—總結(jié)—再實(shí)驗(yàn)……他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行上千次調(diào)整，終于找到了解決方案。

這項(xiàng)完全自主創(chuàng)新的研究成果于2015年再次獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。它不僅破解了長(zhǎng)期以來(lái)困擾雷達(dá)發(fā)展的諸多瓶頸難題，更讓我國(guó)成為世界上少數(shù)幾個(gè)擁有該技術(shù)的國(guó)家。

“依靠傳統(tǒng)雷達(dá)，我國(guó)海域可監(jiān)控可預(yù)警范圍不足20%，有了新體制雷達(dá)，則實(shí)現(xiàn)了全覆蓋?！眲⒂捞拐f(shuō)，給祖國(guó)的萬(wàn)里海疆安上“千里眼”，國(guó)防才能更安全。

唐詩(shī)宋詞里熏陶的家國(guó)情懷

1936年，劉永坦出生在南京一個(gè)溫馨的書(shū)香門第。然而，生逢亂世，出生不到一年，他就隨家人開(kāi)始了顛沛流離的逃難生涯。

飽受10多年流離之苦的劉永坦自懂事起就對(duì)國(guó)難深有體會(huì)?！半m然那時(shí)候小，但那種苦深深印在腦海里。‘死去元知萬(wàn)事空，但悲不見(jiàn)九州同。王師北定中原日，家祭無(wú)忘告乃翁……我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記在昏暗的菜油燈下做完作業(yè)后，聆聽(tīng)母親用慈祥動(dòng)人的聲音誦讀詩(shī)詞和講解家國(guó)大義時(shí)的激情。”劉永坦很早就在母親的“監(jiān)督”下讀史書(shū)、誦詩(shī)文、勤思考，培養(yǎng)出了很強(qiáng)的求知欲和愛(ài)國(guó)心。父親常常告訴劉永坦，科學(xué)可以救國(guó)，可以振興中華。自強(qiáng)、強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想從小就在他的心里深深扎下了根。這種在唐詩(shī)宋詞里熏陶出的家國(guó)情懷，此后伴隨劉永坦科研攻關(guān)一生。

13歲那年，中華人民共和國(guó)的成立更讓他堅(jiān)定了刻苦學(xué)習(xí)、科技興國(guó)的信念。1953年，劉永坦以優(yōu)異成績(jī)考入哈爾濱工業(yè)大學(xué)。早在中學(xué)念書(shū)時(shí)，他已經(jīng)在學(xué)業(yè)上初露鋒芒，尤其是在數(shù)學(xué)方面展示出超人天賦。在哈工大，他如魚(yú)得水，對(duì)于學(xué)校開(kāi)設(shè)的工科數(shù)學(xué)和物理，他覺(jué)得“不解渴”，又自學(xué)了理科數(shù)學(xué)和物理的有關(guān)部分。哈工大開(kāi)啟了劉永坦超級(jí)學(xué)霸令人敬佩的一生。

經(jīng)過(guò)一年預(yù)科、兩年本科學(xué)習(xí)，成績(jī)優(yōu)異的劉永坦作為預(yù)備師資之一，被學(xué)校派往清華大學(xué)進(jìn)修無(wú)線電技術(shù)。1958年，劉永坦回到哈工大參與組建無(wú)線電工程系。這年夏天，他走上哈工大講臺(tái)，正式成為高校青年教師，成為向科學(xué)進(jìn)軍的科技工作者。

工作中的劉永坦（右）。

1978年，被破格晉升為副教授的劉永坦作為國(guó)家外派留學(xué)生，到英國(guó)深造?！拔沂且幻袊?guó)人，我的成功與否代表著中國(guó)新一代知識(shí)分子的形象?！碧こ鰢?guó)門的那一刻，他發(fā)誓要干出一番名堂。

在導(dǎo)師英國(guó)雷達(dá)技術(shù)知名專家謝爾曼的指導(dǎo)下，劉永坦參與了一項(xiàng)民用海態(tài)遙感信號(hào)處理機(jī)的研制項(xiàng)目，并獨(dú)自完成了其中的信號(hào)處理機(jī)工程系統(tǒng)。正是這次科研，讓劉永坦與雷達(dá)結(jié)緣。

“雷達(dá)看多遠(yuǎn)，國(guó)防安全就能保多遠(yuǎn)。這樣的雷達(dá)別的國(guó)家已經(jīng)在研制，中國(guó)決不能落下，這就是我要做的事。”1981年秋，毅然回國(guó)的劉永坦帶回了一個(gè)宏愿——開(kāi)創(chuàng)中國(guó)的新體制雷達(dá)之路。

劉永坦說(shuō)：“在國(guó)外，無(wú)論做多少工作，取得多大成就，都是給別人干活。只有回到祖國(guó)，才是真正的歸屬?！?/p>

然而，要建新體制雷達(dá)，在當(dāng)時(shí)的中國(guó)簡(jiǎn)直是異想天開(kāi)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)原副校長(zhǎng)李紹濱介紹，20世紀(jì)70年代中期，中國(guó)曾經(jīng)對(duì)此進(jìn)行過(guò)突擊性會(huì)戰(zhàn)攻關(guān)，但由于難度太大、國(guó)外實(shí)行技術(shù)封鎖等諸多原因，最終未獲成功。面對(duì)重重質(zhì)疑，劉永坦始終堅(jiān)信：新體制雷達(dá)一定能做出來(lái)，只是時(shí)間和實(shí)踐的問(wèn)題。

1983年，經(jīng)過(guò)10個(gè)月連續(xù)奮戰(zhàn)，劉永坦完成了一份20多萬(wàn)字的《新體制雷達(dá)的總體方案論證報(bào)告》，在理論上充分論證了新體制雷達(dá)的可能性，得到原航天工業(yè)部科技委員會(huì)的認(rèn)可。

“沒(méi)有誰(shuí)會(huì)告訴你關(guān)鍵技術(shù)，只有咬牙向前走，不能向外面的封鎖低頭。”一場(chǎng)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白、從零起步的具有開(kāi)拓性的攻堅(jiān)戰(zhàn)從此開(kāi)始，劉永坦立志要向國(guó)家交上一份滿意的答卷。

“不能給科研留死角”

“這件事可能要干一輩子，不光我自己，要集結(jié)全系的力量，甚至更多的力量。”劉永坦說(shuō)，相對(duì)于一些短平快的科研項(xiàng)目，新體制雷達(dá)是十足的“冷板凳”。團(tuán)隊(duì)骨干許榮慶、張寧、鄧維波等人都說(shuō)，劉老師是學(xué)術(shù)上的干將，更是團(tuán)隊(duì)里的帥才，他懂得如何調(diào)動(dòng)大家一起攻關(guān)。

雷達(dá)調(diào)試初期，系統(tǒng)死機(jī)頻頻出現(xiàn)。幾十萬(wàn)行的大型控制程序，再加上發(fā)射、接收、信號(hào)處理、顯示等諸多設(shè)備，任何一個(gè)微小的故障都可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。

“不能給科研留死角?！眲⒂捞咕吐暑I(lǐng)團(tuán)隊(duì)每天工作十幾個(gè)小時(shí)，從系統(tǒng)的每一個(gè)程序開(kāi)始檢查，發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題就解決一個(gè)問(wèn)題。

1990年4月3日，對(duì)于團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)是刻骨銘心的日子——這一天，新體制雷達(dá)技術(shù)終于使目標(biāo)出現(xiàn)在屏幕上。團(tuán)隊(duì)所有成員都流淚了，是成功后的狂喜，也是多年壓力的釋放。

40年里，劉永坦的團(tuán)隊(duì)從最初的6人發(fā)展到30多人，成為新體制雷達(dá)領(lǐng)域老中青齊全的人才梯隊(duì)，建立起一支雷達(dá)科研“鐵軍”。

劉永坦深知，科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，科研活動(dòng)不可能再允許一個(gè)人去單打獨(dú)斗。新體制雷達(dá)研制隊(duì)伍就是一個(gè)相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)。更艱苦的下一步，他要聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)科研力量組建一個(gè)更大的團(tuán)隊(duì)，走一條產(chǎn)學(xué)研結(jié)合之路。

1997年，新體制雷達(dá)被批準(zhǔn)正式立項(xiàng)，哈工大作為總體單位承擔(dān)研制工作，這在國(guó)內(nèi)高校中尚屬首次。劉永坦團(tuán)隊(duì)深知，這是一條只能進(jìn)不能退的路?！澳転閲?guó)家的強(qiáng)大作貢獻(xiàn)是我們最大的動(dòng)力和使命。國(guó)家把這么重要的項(xiàng)目交給我們做，這是我們最大的榮耀。”

回憶起從實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地轉(zhuǎn)戰(zhàn)到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)地的歲月，團(tuán)隊(duì)成員都唏噓不已：很多理論、技術(shù)上的難點(diǎn)和空白仍然需要去解決、去填補(bǔ)，再加上地域環(huán)境的差異，實(shí)際工作中又產(chǎn)生了許多新的問(wèn)題和困難。

寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來(lái)。歷經(jīng)10余年的艱辛努力和刻苦攻關(guān)，劉永坦和他的團(tuán)隊(duì)又一次圓滿完成了任務(wù)，2011年成功研制出我國(guó)具有全天時(shí)、全天候、遠(yuǎn)距離探測(cè)能力的新體制雷達(dá)——與國(guó)際最先進(jìn)同類雷達(dá)相比，系統(tǒng)規(guī)模更小、作用距離更遠(yuǎn)、精度更高、造價(jià)更低，總體性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，核心技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先地位，標(biāo)志著我國(guó)對(duì)海遠(yuǎn)距離探測(cè)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破。

哈工大副校長(zhǎng)韓杰才院士說(shuō)：“劉永坦團(tuán)隊(duì)研制的新體制雷達(dá)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)自主可控，不向國(guó)外封鎖低頭，不懼卡脖子，靠不服輸?shù)膭蓬^通過(guò)完全自主創(chuàng)新，技術(shù)成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。劉永坦團(tuán)隊(duì)敢于碰硬，敢于啃硬骨頭，40年堅(jiān)持圍繞一個(gè)方向一個(gè)領(lǐng)域，取得成就，獲得兩項(xiàng)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，這種價(jià)值導(dǎo)向和科技精神，非常寶貴?！?/p>