矢志光学七十载

2021-07-13朱玉珍倪国强

兵器知识 2021年4期

朱玉珍　倪国强

周立伟，男，1932年9月生，浙江省诸暨人。1958年毕业于北京工业学院（现北京理工大学），1966年获前苏联数学物理副博士学位。长期从事宽束电子光学、光电子成像教学与科研工作，是我国电子光学与夜视技术专家，宽电子束聚焦与成像理论体系奠基人及我国微光夜视行业由仿制走上自主创新、自行设计/研制/生产的开拓者，创造了巨大的经济与社会效益。曾荣获全国科学大会奖、国家科技进步二、三等奖、光华科技基金一等奖及部级科技进步一等奖，荣获国家级做出突出贡献的专家等称号。现为北京理工大学教授，博士研究生导师。1999年当选中国工程院院士，2000年当选俄罗斯联邦工程科学院外籍院士。

早春二月，记者如约见到这位满头银發、气质不凡的老者。当他握住我的手时，我感到了他的热情与真诚。他说话和举止都透着温和慈祥，轻言轻语却又条理清晰，年近九旬的他看起来比实际年龄要年轻的多。

他，就是周立伟院士。在他的履历上有一长串令人敬仰的职务（现任与曾任）：北京理工大学教授、博士研究生导师、首席专家：中国工程院院士、俄罗斯联邦工程科学院外籍院士;《兵工学报》与《北京理工大学学报》等众多编委会常务编委与编委;中国兵工学会理事、中国光学学会副理事长、北京光学学会理事长与名誉理事长：……。但周立伟对这一切却异常淡泊：“我只是一名普通教师，一名普通的兵器科研工作者。”

1952年6月18日，上海《劳动报》对周院士发明的绕线车进行的专门报道

刻苦学习，梦想成真

1932年9月17日，周立伟出生在上海一个贫苦家庭，父亲是一名制药工人，母亲是家庭妇女，家里还有一个姐姐和一个弟弟。他从小成绩优异，热爱学习，并对数学、物理情有独钟。少年时曾亲眼目睹过日本侵略者在上海的种种暴行，抗击侵略者、参军保国成了他当时的志向。令人遗憾的是，初中毕业时，报考军校的周立伟因身体不合格未能如愿。为减轻家庭负担，周立伟高中仅读一年后，直接报考了免收学费和膳食费的国立上海高级机械职业学校（后合并入上海理工大学），毕业后，被分配到上海华通电机厂当技术员。工作中，周立伟勤于思考、乐于助人、努力钻研。针对工厂工人当时用手工方式在电阻片上绕线圈、效率低、伤眼睛的状况，他充分运用自己所学的机械知识，冥思苦想，很快发明了一种快速精密绕线机，大幅提高工作效率达7倍以上，1952年6月18日上海《劳动报》对此进行过专门报道，那时的他，还不满20岁。在厂协助总工搞设计时，周立伟深感知识贫乏，萌生出上大学继续深造的想法，于是他利用业余时间，顽强地自学了高中的全部课程，于1953年顺利考入一所国防工业院校——北京工业学院（现北京理工大学）军用光学仪器专业，实现了自己上大学和保家卫国的理想。经过五年刻苦学习，周立伟于1958年8月以优异成绩从北京工业学院毕业，并留校任教，开始了他一生中的光学研究生涯，也由此踏上了他辉煌的光学研究事业的征程。

孤独探索报效祖国

留校后，周立伟欣然领命筹建夜视技术新专业，这门学科在我国当时是为了满足近战夜战的需要而新设置的。此时的新中国百废待兴，作为夜视器件设计的核心理论与技术——电子光学研究更是一片空白，甚至连一本电子光学的教材都没有。周立伟在大学学的是光学仪器，对夜视技术一片空白，电子光学、光阴极、荧光屏、成像器件工艺等这些专业名词更是闻所未闻，一切只能从头学起。

微光像增强器组成

周院士在使用我国自行设计的国产微光夜视仪进行观察

周院士学术代表著作，《目标探测与识别》获国防科工委第三届“国防科技工业优秀图书奖”

学校指派周立伟到北京大学进修，要求边学边干。面对新的挑战，周立伟始终坚信，只要比别人付出更多的努力，就一定能把新专业建设好。随后，周立伟全身心地投入到这一崭新的领域。他一边进修，一边给学生上课，满脑子全是工作的事情，做梦时梦到好的想法，立刻爬起来进行推导计算，一支笔，一摞纸，夜深人静时的奋笔疾书就成了他生活的常态。短短两年功夫，周立伟便写出了《电子光学理论和设计》教材，其中包含后来进一步发展的宽束电子光学理论雏形，成为我国第一本由国内自行编著出版的脱胎于传统电子光学理论和设计的著作，也是我国电子光学专业的重要的大学教材和技术人员的参考书。周立伟不仅以非凡的授课艺术激发起一大批青年学子对光学的学习热情，而且自己也成为我国（宽束）电子光学科研、教学的奠基人和带头人。

20世纪70年代，周院士参加英国考察

1990年，周立偉（中）随北理工访苏代表团参观古比雪夫航空学院实验室

1962年11月，为了攻克夜视成像器件的电子光学理论和设计，30岁的周立伟告别家人，怀揣开创中国微光夜视探测技术的宏愿只身来到前苏联留学。刚到苏联，指导教师劝他放弃研究用于夜视器件的电子光学，转向当时全世界的热门研究课题——“超高频电子光学”，但周立伟考虑到国家的需要、出国留学的任务，婉言谢绝了导师建议，导师尊重他的选择，允许他自主学习与研究。恰逢当时中苏关系破裂，在这样的政治氛围中，周立伟只能依靠自己去完成学业。留学期间，周立伟每天早出晚归，孤军奋战，将几乎所有时间都花费在列宁格勒谢德林图书馆和苏联科学院图书馆学习。饿了，吃几片面包;渴了，喝几口凉水;困了，伏案小睡一会儿。自己暗下决心一定要学有所获、拿到学位。经过近4年的心血苦熬、不懈探索，终于在静电聚焦同心球系统的电子光学和阴极透镜的像差理论上取得重要突破。1966年4月底，苏联列宁格勒电工学院学术委员会全票通过周立伟的物理数学副博士学位论文答辩。这个有别于传统细束电子光学理论体系的突破性成果为周立伟在日后宽束电子光学研究领域进行研究打下了坚实的理论基础，迈出了他微光夜视科学人生的重要一步。1966年5月，周立伟回到了阔别3年多的祖国，他把副博士学位论文的相关内容编写成《变像管与像增强器电子光学》教材，付印后用于教学，先后为我国培养了数以百计的微光夜视技术专业人才。

辛勤耕耘，沧海变桑田

微光夜视技术的关键器件是变像管和像增强器，核心问题是如何制作高灵敏度的光阴极和如何设计出高质量的电子光学成像系统。周立伟围绕此项事业，开展了多项研究，也结出了丰硕的成果：

1972年，周立伟深入生产实际，与兵器工业部有关研究所研究人员协作，系统解决了变像管和像增强器的电子光学系统计算与设计方面的问题，为宽束电子光学系统完整的理论体系的创立打下了坚实基础，并成功应用在国产装备研发生产上。

20世纪80年代起，我国设计研制的一代（左上）、二代（左下）、超二代（右下）、三代（右上）微光管

北方夜视技术股份有限公司生产的光纤倒像器和微孔光学元件

2007年，周院士（右2）作为俄罗斯萨马拉国立航天大学名誉博士参加校庆

2007年，周院士（右1）与俄罗斯萨马拉国立航空航天大学校长索伊夫（中）进行交谈

1974年，为积极发展微光夜视产业，我国从荷兰全套引进第一代像增强器生产线。由于西方国家对我国进行技术封锁，引进中的核心技术“电子光学系统设计软件包”不予转让。为尽快解决这个难题，周立伟亲自上阵，带领兵器部下属研究所相关科技人员在一无经验、二无参考资料的情形下经历10余年的艰难摸索，最终在1990年成功编制完成了可供推广应用的ODESI-V像管电子光学系统优化设计软件包，使用人员只需根据要求填写相关参数表，就能设计出具有复杂结构的成像电子光学系统，开创了我国独立自主设计开发新型夜视器件的先河，实现了像增强器自产。至今，该软件包经历了机器代码、汇编、Basic、Fortran、C++等各种语言的不断移植升级，仍服务于兵器系统的研究所和工厂。使用该软件包设计研制的一代、二代、三代微光管，早已超过数百万支，销售收入达数百亿元，并出口到亚洲和欧洲地区，取得了良好的经济效益和社会效益。

1977年，周立伟在留苏研究工作的基础上，开始向更加复杂的电磁聚焦系统的电子光学问题挑战，出版了《夜视器件中的电子光学》的教材，探讨并实证了夜视技术设计应用的新方向，推动我国夜视理论与技术的学术研究跃上一个新台阶。

1978年，周立伟受邀率团出国参加由伦敦帝国理工学院召开的光电子成像器件国际学术会议和由兰克集团召开的电子成像国际会议，会上宣读了一篇令他在国际光学界崭露头角的学术论文《同心球电磁聚焦系统的电子光学》，该论文被收入国际一流学术期刊Advances in Electronics and Electron Physics（《电子学与电子物理学的进展》），向全世界展示了我国在夜视光学设计研发方面的雄厚实力。

随后，中国进入全面改革开放新时代，科学的春天来临，周立伟抑制不住内心的激动，决定在这个千帆竞发、百舸争流的时代，奋勇搏击，不负时代。

1982年，为创造敢于提出问题、不怕提错问题的学术环境和氛围，培养青年学生提出问题、解决问题的能力，周立伟把青年时代的种种想法整理成10个问题，写成《成像系统电子光学若干问题的探讨》，带领研究生，奋力攻关。到上世纪90年代初，全部解决，包括电子光学优化设计、电磁聚焦成像系统逆设计等前沿问题。他用实际行动向学生诠释了什么是严谨、准确、可靠、求真的科学研究方法和大胆探索、开拓创新的科学精神。

1987年，以周立伟为首席學术带头人的“军用光学”博士学科被评为国家重点学科。在此基础上获得了世界银行贷款支持，在北京理工大学工程光学系（现光电学院）内建立了颜色科学与工程国家重点学科专业实验室。

锲而不舍自创学派

为更好更精准地服务国防建设和武器装备建设，20世纪80年代起，周立伟带领他的学生们，从静电同心球、电磁同心球、多电极系统等省略了某些高阶误差的较特殊系统的电子光学出发，向具有普遍意义的宽电子束聚焦像差理论发起进攻。在研究中，周立伟引入张量分析的方法研究空间旋转运动曲线坐标系下的电子运动轨迹方程，最终在普遍意义的基础上建立了曲轴宽电子束聚焦与成像的新理论体系。这套新理论体系被诺奖获得者与美国科学院院士等国际学界评议为，在世界上是独创的。

采用北方夜视技术股份公司超二代18mm像增强器生产的高性能多功能微光夜视仪

20世纪80年代，周院士在指导博士研究生

21世纪，周院士与青年学生在一起交流

1993年，满载周立伟独特学术见解、涵盖曲轴宽电子束聚焦与成像的新理论体系的周立伟标志性学术专著《宽束电子光学》问世，忽如一夜春风，国内外同行纷纷给予高度评价，许多国家的专家要求将该书翻译成英文、俄文，该书被学界公认为是一部具有科学性、创新性与系统性的著作。该书的出版，标志着周立伟的宽束电子光学学派体系建立。

1999年，周立伟当选中国工程院院士;2000年，当选为俄罗斯联邦工程科学院外籍院士。诺贝尔奖获得者、俄罗斯联邦工程科学院院长、国际顶尖科学家普罗霍洛夫院士发来贺信，并盛赞道：“您创立了您自己的科学学派！”

进入新世纪后，周立伟以70岁高龄还连续承担国家自然科学基金项目，把成像系统的静态电子光学理论拓展到到动态电子光学领域，将动态电子光学和静态电子光学统一起来进行研究，并提出了直接积分法求解成像系统的时间像差理论，从原有的空间聚焦像差进一步拓展并给出了时一空像差的一套新的表达式，继续推动宽电子束成像系统理论体系的发展。

在50余年的教学与科学研究生涯中，周立伟从血气方刚的青年知识分子成长为一名德高望重的科学家、教育家，他发表了论文230余篇，专著10余部。

此外，他还积极参与我国夜视技术一系列规划制定工作，在改进二代薄片管性能、发展中国第三代微光夜视与红外成像技术、研究蓝延伸与红延伸光阴极以及电子轰击CCD（EBCCD）像管等方面，都做出了重要的贡献。

《宽束电子光学》获1993年全国优秀科技图书一等奖和1994年中国图书奖

原Varo公司的标准三代管，标准蓝光加强三代（高光响应）与超蓝光加强三代管的光谱响应曲线

北方夜视技术股份公司生产的通用微光枪瞄镜

2013年，周院士捐资50万元人民币在北京理工大学光电学院设立立伟奖学金和吉民助学金

成立周院士工作站，为企业提供咨询服务

育德育人桃李天下

周立伟院士不仅是一位卓有成就的科学家，同时更是一位优秀的教育家，在传授专业知识的同时，他始终关怀学生思想品德建设，“做学问中学做人，学做人中做学问”是他多年来对学生、更是对自己不变的要求。他希望所有学生能够立大志，但要脚踏实地。而所谓的大志并非追求多高的奖项和荣誉，而是踏踏实实地为祖国、为人类做贡献，追求的是学问而非学位、学衔。他强调：做学问要有自己的思考和见解，要敢于质疑，不要迷信导师的思想和观点;做研究，要有科学研究的方法和途径。他以自己走过的科学研究之路告诉后人他是如何探索、如何治学的。1998年，在结合自己指导研究生多年的实践的基础上，出版了《一个指导教师的札记》，由于深受学生、教师、同仁们喜爱，2007年，他又补充、修改、完善，再版了《科学研究的途径——一个指导教师的札记》，以期对青年学子掌握科研方法、学习方法、治学和思想方法以及科学论文写作方法有所借鉴。周立伟以渊博的知识、严谨的学风、孜孜不倦的治学精神为我国培养了一批又一批优秀人才，最令他感到欣慰的是，这些青年学者现在都已成为我国光学领域科研教学工作中的中坚，其中不少人已成为国家级有突出贡献的专家和重要单位的领导，他的许多学生都做出了重要贡献。

特别说明的是周立伟用一颗真诚、善良的心，支持学校教育事业的发展。2013年，他捐资50万元人民币，在北京理工大学设立了立伟奖学金和吉民助学金，并每年继续注资，以鼓励和帮助光电学院的学子们发奋学习。

老骥伏枥志在千里

如今，年近九旬的周立伟从未放弃过工作，从未停止过思考。他的内心深处从来没有忘记祖国的需要，他时刻关注着科学发展的前沿，常常思考如何发展高效、准确的目标探测与识别技术，如何让视觉图像在工业4.0中唱好主旋律等问题，他每天依然读书、记笔记、写论文，参加院士工作站活动，为企事业单位创新需求提供咨询服务，并受邀到小学、中学、大学做报告。相信周立伟不朽的伟绩和高尚的人格，必将鼓励今天的人们去努力奋斗，继承与继续发展他未竟的事业。