四大光机所是我国光学事业的发源地,也是最早的光学体系根基。他们像母亲河一样,源源不断地向全国各地输送着光学人才。在四大光机所里,有很多有趣的人和事,正是他们的努力,奠基了我国光学事业的如今蓬勃发展。我们将从祖国的西边开始探寻。本期,让我们一起走近中国科学院西光所首任所长龚祖同院士。
我是一个科技工作者,一生求学科研,耳闻目睹,在我心灵中形成这种观念:年寿有时而尽,荣乐止乎其身,唯有科学技术是建国的大事,不朽的盛业。
——摘自龚祖同1979年1月《入党志愿书》
1984年8月,龚祖同审查设计方案
西渡东归:所学所研专业为国所需所用
龚祖同,1904年11月10日生于上海市川沙县一个小学教师家庭。幼年随父亲上小学常过黄浦江,看到满江都是外国轮船,心里很难过,总想着哪一天江上的船能飘扬中国国旗。此时的他已在幼小的心灵里埋下了科学救国、实业兴国的种子。1926年龚祖同考入清华大学物理系,带着母亲以土地作抵押借来的钱和科学救国的强烈愿望迈入清华园。1930年,他以优异成绩毕业,留校任教。1932年进清华大学研究生院,师从我国实验核物理先驱赵忠尧。
1930年,赵忠尧完成实验的结论震惊了当时的物理界,在人类历史上,第一次观测到正电子,后来的实验更让他成为世界上首次发现反物质的物理学家。
1932年到1934年,龚祖同作为赵忠尧的研究生,对二次γ辐射做了深入研究,发表了《伴随硬γ射线反常吸收的二次γ辐射的波长》和《赵忠尧、龚祖同致Nature杂志》,对赵忠尧发现伴随硬γ射线反常吸收的二次γ辐射之后国际学术界在理论上所做的不同推测和解释做了实验验证,并指出Thcγ射线的瑞利散射并不存在。
正当龚祖同在实验核物理的前沿取得初步成绩并满怀信心开拓前进时,祖国的需要改变了龚祖同的科学生涯。
“九一八”事变后,战争的乌云笼罩华北。时任清华大学物理系主任的叶企孙,看到对军事极为重要的应用光学国内尚属一片空白,十分焦急。1934年,留美公费考试中恰好有一名应用光学名额,他决定动员刻苦钻研并初露锋芒的龚祖同去报考。他对龚祖同说,应用光学在国防上很重要,我国还是空白,留美公费考试中有一个应用光学名额,望能报考。
“是空白,我就去填补。”龚祖同毅然接受了这个决定他一生专业方向的提议,被录取为美国罗彻斯特大学应用光学直读博士学位的公费生。但后来,导师赵忠尧指出,德国光学在世界上领先,不一定去美国。龚祖同接受了这个建议,于1934年夏,经西伯利亚去德国柏林技术大学(现称柏林工业大学),开始了他研究应用光学的生涯。
1936年,龚祖同以 “优秀毕业生”的荣誉自该校毕业并获特准工程师称号,随即在应用光学专家F·维多特教授的指导下从事工程博士学位的论文工作,题目是“光学系统高级球差的研究”。这项研究的意义在于开始了我国高级像差的研究,并为把光学设计引入我国奠定了基础。
1937年底,他博士论文完成且行将答辩。这时抗日战争全面爆发,国内要他尽快回国筹建军用光学仪器工厂。1938年初,他放弃获得博士学位的机会,毅然回国,投身抗日战争,参加我国第一个光学工厂——昆明兵工署22厂,也称为昆明光学仪器厂的组建工作,决心为前线将士制造一批双目望远镜。
开创众多第一:为中国应用光学领域
第一批军用望远镜。龚祖同采用德国的设计技术,使用当时国内仅能找到的一台电动计算机,很快完成了制造双目望远镜的光学设计的第一关,在克服日本侵略带来的物质条件上的种种困难后,仅用了半年多时间就制造出了中国第一批军用双目望远镜,有力地支援了抗日战争。龚祖同的这项工作不仅实践了他科学救国的理想,也与当时迁到昆明的北平研究院物理研究所的严济慈、钱临照等试制显微镜的工作一起,开创了中国近代光学设计与光学仪器制造的历史。
在完成双目望远镜的试制、生产后,他又试制了机枪瞄准镜,参与试制了倒影测远机。
第一架红外夜视仪。1958年,依据新中国的国防安全急需,龚祖同指导研究生王乃弘试制成功中国第一只红外变像管并制成了中国第一架红外夜视仪,随后推广至云南光学仪器厂,武装了火炮及重机枪。1960年又试制成功使用多碱阴极的可见光静电聚焦三级串联像增强器,用于被动式微光夜视,即一种无需照明、仅依靠微弱的月光及星光观察的夜视技术。这开创了中国的夜视技术的历史,为我国微光夜视技术的发展奠定了基础。
1958-1960年,龚祖同主持研制成我国第一台透射式电子显微镜。