張洪來:一位受人尊敬的老科學家——憶張恩虬院士

 

作者:張洪來,原電子所三部陰極組專家

出處:中科院電子所五四青年節講座,2017

 

  張恩虬(1916.10-1990.5),廣東省廣州市人。電子學家。長期從事電子發射和電子器件的研究工作。他對中國陰極電子學和電子器件的發展作出了突出貢獻。20世紀50年代初,他領導的科研小組成功研制出中國第一支實驗型示波管。隨后,又研制出當時國防上急需的近爆引信用的小型氣體放電管。60年代初,為了解決“磁控管壽命”及“磁控管頻譜漏線”等問題,在他主持下,開展了氧化物陰極脈沖性能、陰極次級發射系數、殘余氣體分析及陰極活性物質在電子轟擊下的分解等課題的研究工作,為最終解決磁控管問題提供了重要的實驗數據。70年代他又對磁控管的起振過程、高頻場作用以及脈沖電流波形等問題進行了深入研究,為解決磁控管的穩定性提供了理論依據。在此期間,他對熱陰極電子發射的機制進行了深入研究,提出了熱電子發射的“動態表面發射中心”理論。這一理論解釋了許多熱陰極實驗中所觀察到的現象,對陰極電子學的發展起到了巨大的推動作用。這一理論也被編入電子發射的專著和高校的專業教科書中。曾任中國科學院電子學研究所副所長、研究所學術委員會副主任及電子物理實驗室主任等職。1978年獲全國科學大會成果獎。1980年當選中國科學院學部委員(院士)。 

  一、以國家需求為己任,攻堅克難,努力完成國家任務。以經濟發展為宗旨,想方設法,積極推廣科研成果。 

  建國初期,中國的電真空工業基礎落后,科研力量薄弱,嚴重制約中國電子工業的發展。20世紀50年代中期,開始起步的中國電子管制造工業,首先遇到的一個嚴重問題就是整流管打火的難題。張恩虬迅速組織人力對這一問題進行了研究,結果發現整流管在啟動時的冷打火是由于所使用的氧化物陰極激活不充分和發射不均勻所致,通過采取適當的工藝很快解決了這一問題。 

  20世紀50年代末,國防上急需一種近爆引信用的小型氣體放電管,張恩虬急國家之所需,迅速抽調研究室骨干力量,組成攻關小組,很快就研制出性能合格的管子,滿足了任務的需求。 

  20世紀60年代初,由于國防工業的發展,雷達上使用的磁控管需求增加,此時有關“磁控管壽命”和“磁控管頻譜漏線”等問題相繼提出。于是解決這些問題的任務下達到中國科學院電子學研究所。張恩虬接受了這項任務后,為了掌握第一手資料,他多次深入到工廠和雷達站,以了解磁控管在生產和使用過程中所出現的問題。為加快任務的進度他提出采用廠所協作的形式,充分發揮工廠和研究所各自的優勢。進行了一系列的實驗,諸如:磁控管內的殘余氣體分析、陰極次級發射系數的測量、陰極在電子轟擊下活性物質的分解等。為解決磁控管在使用過程中出現的問題積累了大量有價值的數據。 

  與此同時,在他的直接領導下,積極開展新型電子發射材料的研究工作。很快幾種新型陰極研制成功。在多種磁控管中獲得了應用,解決了脈沖磁控管脈沖前沿抖動和頻譜漏線問題。為了詳細了解新型陰極在磁控管中的應用情況,掌握第一手材料,張恩虬決定親自到生產磁控管的工廠去。20世紀80年代初,從陜西西安到甘肅平涼還不通火車,只好坐長途汽車。汽車沿著崎嶇蜿蜒的山路行駛,顛簸得非常厲害,而且正值西北的初春,天氣異常寒冷。年近七旬的他乘了6、7個小時的長途車才到達平涼。為了御寒,廠方還特意為他準備了一件羊皮大衣。到達工廠后,他不顧旅途的勞累,迫不及待地向廠方了解陰極上管的情況,向技術人員介紹他的有關磁控管陰極的研究成果,回答大家所提出的磁控管測試中所出現的問題。廠方的領導、技術人員及工人對這位知名科學家為他們解決磁控管中出現的問題深表謝意。為他對科研的執著,對事業的忠誠深受感動。 

  張恩虬對科研成果的推廣非常重視,他經常對科技人員講,科研成果必須轉化為生產力,為國防和國民經濟服務。在20世紀70-80年代,電視機成為人民的熱門貨,國外顯像管充滿國內市場。還引進了多條生產線。當長壽命氧化物陰極研制成功后,他提出與江蘇省無錫市國產顯像管合作,將長壽命氧化物陰極推廣到顯像管中運用,他多次帶領科研人員親臨指導,通過實驗進行了5000只批量生產,證明性能非常良好。19845月,通過了由中國科學院和江蘇省科委組織的聯合鑒定,鑒定委員會一致認為:長壽命氧化物陰極生產的國產顯像管性能遠遠超過現用的世界名牌產品。指標性能超過4倍,整機運用性能良好。為推廣運用國內科研成果,提高產品性能,提供了良好的事例。光明日報、經濟日報、科學報和北京日報,分別以:“航天新技術向地面轉移試驗證明:黑白顯像管使用壽命可提高四倍多”、“國產高可靠長壽命電視顯像管誕生”、“科學院電子所進行獨創性探索—長壽命儲存式陰極通過鑒定” 等進行了報道,產生了較大的社會和經濟效益。 

  四川779廠生產的發射管中有些產品發射電流不夠,有時柵極打火,嚴重影響到產品的質量,進而影響到國家重點工程。為此,該廠與中科院電子所合作,在張恩虬的關心和支持下,將電子所研制的低溫大電流密度陰極推廣到該產品中。該陰極用于大功率發射管中,達到了設計性能指標,同時產品的合格率大大提高,性能良好,保證了國家重點工程按時鑒定驗收。該廠生產的發射管產品銷售歐洲許多國家,賺取了大量的外匯。實現了張恩虬使研究成果發揮巨大的社會和經濟效益的愿望。  

  二、不遺余力培養科技人才,傾盡心血打造科研團隊。 

  張恩虬深知科技人才培養的重要性,雖然他科研任務繁重,但仍然不遣余力地為國家培養急需的人才。早在1953年他就應邀到清華大學無線電系作兼職教師,講授陰極電子學課程,并指導了三名研究生。1958年中國科技大學成立,教師缺乏,張恩虬在百忙之中抽出時間每周去給科大學生上課,他深入淺出的講解,獲得了學生的好評。 

 1943年,張恩虬(右四)與清華無線電研究所同仁合影

  為了培養科研后備力量,張恩虬非常重視研究生的培養。他對研究生既嚴格要求,又講求學術民主,讓學生充分發表自己的意見。在研究生發表論文的時候,他從不讓他們署上自己的名字,唯有一篇論文上署有他的名字,還是在他逝世后由他的學生擅自加上的。他的這種高尚品行深受他的學生和科技人員的敬佩和贊揚。他培養的17名研究生中,有不少已成為科研的骨干力量。 

  張恩虬非常重視科研團隊的建設。為了讓科研人員及時了解本專業領域國內外的發展動態以及他的關于電子發射的理論,他經常給研究人員作學術報告,提高大家的學術水平。甚至在檢查出患有癌癥之后,直至去世前的兩年多時間里,他仍然堅持這樣做。為了提高大家的英語水平,有利于與國外同行進行學術交流,他有時還用英語作學術報告。他擔任研究室主任20多年的時間里,傾盡心血為中國科學院電子學研究所建立了一支聞名國內的陰極電子學的研究團隊。在他的指導下,這支科研團隊完成了多項科研課題,取得了豐碩的科研成果。其中,有三項獲中國科學院重大成果獎,有三項獲中國科學院科技進步一等獎,四項獲得中國科學院科技進步二等獎。此外,還有兩項獲得了國家發明專利。 

  張恩虬在對科研人員進行基礎理論和專業知識提高的同時,還特別重視對科研人員進行科研方法的培養。他在多年科學研究的基礎上,運用唯物辯證法總結出一套行之有效的科學研究方法-思想實驗。他在“自然雜志”上發表的題為《思想實驗-介紹一種科學研究方法》文章中詳細闡述了這一方法的內涵。他在文章中寫道:“當我們研究問題時,要把研究的對象與我們已有的知識結合起來,在腦子中形成一個理想化的圖象,或用筆描繪下來。然后我們設想某些所要研究的參數發生變化,根據已有的知識來預料其后果。這種在腦子中進行的抽象實驗,就是思想實驗?!彼信e了歷史上偉大的科學家在科學研究中運用思想實驗的例子,而他自己也是運用思想實驗這種方法來研究熱電子發射的理論和解釋磁控管的問題的。認識自然可以運用這種方法,那么,改造自然也就是創造發明是否也可以運用這種方法呢?張恩虬認為,完全可以。他寫道:“一件事物之所以被創造出來,必定有它的思想基礎和客觀基礎。人們從從客觀事物或理論(客觀的抽象形式)中得到啟發,形成新的概念。如果這個新概念是符合客觀的,將它具體地實現了,便是發明創造。這個過程其實已經包括思想實驗在內,不過有時并不自覺罷了?!睆埗黩斑@種科學實驗方法使受他指導的研究生及廣大的科技人員受到很大的啟發,會終身受益。 

  張恩虬幾十年的科研工作中,處處體現了一位老科學家對科學事業的執著。即便在不尊重知識,不尊重人才的“文革文化大革命”時代,他仍然堅信:“我們這個國家早晚還是需要知識的”。在他重病住院期間,仍然關心研究所的科研課題的進展,并向探望他的同事和學生描述他對電子學未來發展的構想。他不但自己在科學研究中作出了重要貢獻,而且還為國家培養了大批人才,為中國科學院電子學研究所培養了一支從事陰極研究的優秀團隊。 

  張恩虬為人正直謙和,平易近人??蒲猩蠂乐?,學術上民主,生活上樸實。他不僅是科學研究中的導師和帶頭人,而且也是道德修養和生活風范上的榜樣和楷模。 

誦讀人:空天院 三部黨總支第三支部書記 王建

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