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中國高能激光研究的早期探索
——王之江院士訪談錄

2021-04-12 14:43:22陳崇斌訪談?wù)?/span>
中國科技史雜志 2021年4期
關(guān)鍵詞:光機(jī)所焦耳反導(dǎo)

陳崇斌 訪談?wù)?/p>

(浙江師范大學(xué)科學(xué)教育系,金華 321004)

1 高能激光探索的背景

陳崇斌:(以下簡稱“陳”):王先生,您好!在中國激光科學(xué)的發(fā)展歷史中,“6403”工程的開展對中國激光科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生非常大的影響,今天想請您談?wù)勥@個工程的開展情況。

王之江(以下簡稱“王”):好的,“6403”工程主要是激光反導(dǎo)(激光攔截導(dǎo)彈)的一些探索,先給你講一下中國激光反導(dǎo)探索的背景。

中國的激光反導(dǎo)探索,是1964年在上海光機(jī)所(中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所)開始的。進(jìn)行激光反導(dǎo),是中央軍委決定的。當(dāng)時反導(dǎo)的探索,不單單是激光反導(dǎo),激光反導(dǎo)項(xiàng)目的名稱叫“6403”工程,前面有“6401”“6402”其他的反導(dǎo)項(xiàng)目,01是導(dǎo)彈反導(dǎo),02是超級大炮反導(dǎo),激光反導(dǎo)是03 。

怎么會有這樣一個項(xiàng)目呢?它的背景是:激光出現(xiàn)之后,就有人說激光有可能反導(dǎo)。這個說法非常早,美國1960年就開始有這樣的消息。中國開始這個項(xiàng)目是1964年,實(shí)際上已經(jīng)晚了。

中國開始研究激光反導(dǎo)跟中國第一臺紅寶石激光器的進(jìn)展有關(guān)。中國第一臺紅寶石激光器1961年剛研制出來的時候,效率非常低、能量非常小,離反導(dǎo)遠(yuǎn)得十萬八千里。所以在1961年、1962年這段時間,我們在努力解決效率低、能量小問題。這些工作主要是沈冠群(1)沈冠群(1940—),王之江指導(dǎo)的第一屆碩士研究生,跟隨王之江從事過紅寶石激光器、釹玻璃高能激光器研究。曾任上海激光技術(shù)研究所所長。做的,通過提高效率,紅寶石激光器輸出能量從千分之幾焦耳,變到幾個焦耳,接近了理論預(yù)定的值。

當(dāng)紅寶石激光器輸出能量提高到這個水平的時候,我們就試著用它做實(shí)驗(yàn)。那時有報道說蘇聯(lián)正在研制激光武器,說赫魯曉夫的辦公桌上放著一個用激光打了孔的鋼尺。1962年,當(dāng)紅寶石激光器能夠輸出1焦耳能量的時候,我們用它也燒穿了刀片和鋼片。于是大家就認(rèn)為,激光有可能做激光武器。

當(dāng)時長春光機(jī)所就把這個事情報告到了科學(xué)院,科學(xué)院在1963年確定要把激光研究獨(dú)立出來成立一個研究所。我們想把這個研究所建在上海,于是就有幾個人到上海來活動,當(dāng)時領(lǐng)隊是鄧錫銘(2)鄧錫銘(1930—1997),廣東東莞人,光學(xué)、激光專家。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員,中國科學(xué)院院士。1952年畢業(yè)于北京大學(xué)物理系,參與了中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所、中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所的創(chuàng)建,長期從事激光約束核聚變研究,曾高功率激光物理國家實(shí)驗(yàn)室主任,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所副所長。,有我,還有其他一些人。我們來上海,做了一些激光演示,用紅寶石激光在鋼尺上打個洞,用氦氖激光器在錦江飯店和上海大廈之間進(jìn)行空間通訊實(shí)驗(yàn),直接演示給人家看。我們要用這個東西來打動上海市。1964年,上海光機(jī)所就正式建立啦。

建立上海光機(jī)所的目標(biāo)很明確,就是激光反導(dǎo)。這么一個決策,按我的了解,主要是張勁夫(3)張勁夫(1914—2015),原名張世德,安徽肥東人。1935年加入中國共產(chǎn)黨,曾在國務(wù)院、國家部委和地方多個領(lǐng)導(dǎo)崗位任職。1956年至1975年,張勁夫任中國科學(xué)院黨組書記、副院長,主持全院的日常工作,其間曾多次到上海考察指導(dǎo)高能激光研究。做出的。當(dāng)時他是科學(xué)院的副院長、黨組書記,是他具體抓的這件事,他實(shí)際上起了非常大的作用。我個人認(rèn)為,這個決策,使中國激光在世界上不太落后。在“文化大革命”后期,有個美國物理代表團(tuán)參觀中國,他們回去后有個報告,說中國的激光是不落后的[1]。那時候中國科技整體上是很落后的,激光不落后的原因,是跟這個決策有關(guān)的。

2 激光反導(dǎo)機(jī)理的探索

王:下面,我講一下上海光機(jī)所是如何進(jìn)行激光反導(dǎo)工作的。

這里要先澄清一下,激光反導(dǎo)工作,不完全是我領(lǐng)導(dǎo)的。我領(lǐng)導(dǎo)這個工作,就是開始一段時間,上海光機(jī)所成立一室做“6403”,我是室主任,這段時間我是起領(lǐng)導(dǎo)作用的。

1966年“文化大革命”開始后,我就靠邊站,完全到下面去勞動去了,因?yàn)椤?403”是保密工作,我不能參加。重新參加這項(xiàng)工作可能是1970年,那個時候我肯定不是室主任,也不是小組長,只是參加工作而已。1976年“6403”工作結(jié)束,總結(jié)報告是我做的。

陳:1976年您也不是室主任?

王:當(dāng)時我不是室主任,我好像沒有任何名義上的職責(zé)(4)王之江記憶有誤。據(jù)上海光機(jī)所檔案,1971年,王之江被落實(shí)知識分子政策,任“6403”技術(shù)小組副組長,第一研究室副主任,第一研究室“革委會”副主任。,但總結(jié)報告是我寫的。

陳:當(dāng)時室主任是誰?

王:我也不知道。反正我就是講,要澄清一條,這個事情不全是我領(lǐng)導(dǎo)的。你要準(zhǔn)確知道這件事情,有一個人可以問,當(dāng)時的黨委書記叫陸銘(5)陸銘(1923—),曾任中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所黨委書記,見證了王之江平反、入黨等重要事件。,他應(yīng)該知道,他現(xiàn)在住在華東醫(yī)院,身體還可以。這種事情,他會有直接的關(guān)系(6)筆者曾3次約請訪談陸銘,但陸銘所住上海市華東醫(yī)院18號樓因新冠肺炎疫情而一直封閉,未能成行。后經(jīng)向上海光機(jī)所參與“6403”工程的老同志多方問詢,多數(shù)人認(rèn)為當(dāng)時的室主任是蔡英時,但“6403”工程的技術(shù)工作還是王之江主導(dǎo)的。。

然后,我給你講一下我們具體做了些什么。

那個時候,無論中國還是美國,對于反導(dǎo)的激光是什么樣子,要求是什么,都不知道。因此,一個很重要的工作,就是研究激光破壞的機(jī)理,譬如說打穿一個鋼板,它有什么條件。另外,我們當(dāng)時已經(jīng)對激光器提了能量指標(biāo),提出第一年就要達(dá)到1000焦耳(7)筆者2020年10月19日訪談參與“6403”工程的姜中宏院士,姜中宏說,“指標(biāo)都是我們所里面制定的”,“我們達(dá)到100多焦耳,李明哲耍滑頭,對我說今年指標(biāo)不是100焦耳,要1000焦耳”。。

陳:1000焦耳是紅寶石的?

王:不是,是釹玻璃的。那個時候,紅寶石的輸出達(dá)到了1500焦耳,大概還沒達(dá)到1500焦耳就已經(jīng)發(fā)生了損傷。因?yàn)榘l(fā)生損傷,美國就放棄了這個技術(shù)路線,而我們覺得,損傷本身決定了單位面積上能夠承受的能量或功率是多少,并不說明它不能向下走。你要能量加大,面積加大不就可以了嘛。面積加大的話,紅寶石不好加大,但是釹玻璃很明確,容易做得出來很大的玻璃,所以就放棄紅寶石,做釹玻璃。

對于試驗(yàn)的指標(biāo),每年提高10倍,1965年達(dá)到了1000焦耳之后,馬上要求達(dá)到1萬焦耳,然后達(dá)到10萬焦耳。從1000焦耳到1萬焦耳,從1萬到10萬,開始擴(kuò)大是容易的,以后再擴(kuò)大就不容易啦。其實(shí)到10萬焦耳就不大容易,原因是器件需要的能源規(guī)模非常大。我們當(dāng)時建立的能源能夠輸出幾十萬焦耳,達(dá)不到100萬。向上做的時候,還發(fā)生了一些技術(shù)問題,所以,再擴(kuò)大有困難。我們1969年做到了32萬焦耳,這是國際上一直到現(xiàn)在已公布的最高水平。

當(dāng)時提出的指標(biāo)基本上就是能量,我是不大贊成的。我1964年就寫了篇文章,題目是“激光武器的可能性和現(xiàn)實(shí)性”[2],提出一個激光反導(dǎo)的武器,不是一個單純的能量指標(biāo)能夠解決問題的,要仔細(xì)分析一下,究竟激光反導(dǎo)有什么要求。

第一個問題就是破壞機(jī)理。在這篇文章里面,我分析了各種可能性,得出的結(jié)論是:激光燒蝕是主要的機(jī)理。激光的燒蝕本身是要很多條件的,就像太陽光照在鋼板上,根本不會燒蝕,它一定要有一定的功率密度(單位時間內(nèi)照射到單位面積上的光能量值),不是能量密度(照射到單位面積上的光能量值)。鋼板被太陽一天到晚曬,曬個1年也不會化的,所以要有一定的功率密度。對鋼板來說,要做到有效破壞,功率密度要到106左右,這個是我們室做試驗(yàn)得出的。

第二,就是傳輸。激光反導(dǎo)是到遠(yuǎn)處去破壞,遠(yuǎn)處破壞的話,就有傳輸問題。傳輸問題,就要有望遠(yuǎn)鏡,要把這個激光束變成一個好的平行光束,在遠(yuǎn)處導(dǎo)彈的表面上形成一個功率密度。

因此,激光作為武器,第一條,要有一定的功率密度;第二條,要能夠遠(yuǎn)距離傳輸。這兩條就決定了激光要達(dá)到一定的亮度(單位面積、單位頻帶寬度和單位立體角內(nèi)發(fā)射的光功率)才行。1987年,美國物理學(xué)會在審查定向能武器報告的時候,才提出來有亮度問題,我們在1964年就已經(jīng)提出來了。

我們在做這個工作的過程中,受到很大的困擾是美國人的報道。當(dāng)時他們經(jīng)常報道什么時候打下個導(dǎo)彈。我覺得導(dǎo)彈是打不下來的,他們說打下來了,所以我們的壓力非常大。

1964年底我們提出來的關(guān)于激光反導(dǎo)的破壞機(jī)理、傳輸方式的討論,到現(xiàn)在也還是正確的,應(yīng)該說是很有遠(yuǎn)見的。

3 提高激光能量

王:我下面講一下(上海)光機(jī)所在激光反導(dǎo)探索方面做的幾件事。

第一個是釹玻璃的損傷問題。我們發(fā)現(xiàn)工作物質(zhì)損傷是1965年,美國也是1965年遇到了這個問題。發(fā)現(xiàn)損傷后,美國人組織了一個專門探討激光損傷的國際會議,每年開一次。

陳:我們參加過沒有?

王:我們后來才去參加,因?yàn)?964年、1965年中國是非常封閉的。這個會議從那時候開始一直開到最近,原因就是不斷有新的問題。舉例來說,(上海)光機(jī)所的鍍膜研究組去年就得了什么冠軍,成果就是薄膜損傷(8)2018年,在美國Boulder舉辦的第50屆SPIE高功率激光光學(xué)材料年會(SPIE Laser-Induced Damage in Optical Materials 2018: 50th Anniversary Conference)上,上海光機(jī)所薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制的多層介質(zhì)反射膜樣品在基頻反射膜激光損傷閾值水平國際競賽中獲得第一名,2019年再獲該項(xiàng)國際競賽的第一名。。

我先講釹玻璃的損傷。釹玻璃出現(xiàn)損傷,就限制釹玻璃的工作面積,面積大,輸出能量才會大,所以一定要想辦法把它消除。我們研究的結(jié)論是,損傷是雜質(zhì)損傷,因?yàn)樗墙Y(jié)構(gòu)性的,是點(diǎn)碎裂、爆炸,而且多半出現(xiàn)在激光的輸出口附近,也就是在功率密度最高的時候出現(xiàn)。這個損傷,一個是與功率密度有關(guān),再一個是跟雜質(zhì)有關(guān)。那么可能是什么雜質(zhì)呢?我們推斷可能是鉑金,因?yàn)槭怯勉K金坩堝化的玻璃。當(dāng)時做玻璃的人不相信,因?yàn)殂K金是非常穩(wěn)定的,怎么會跑到玻璃里面呢?(9)2020年10月19日姜中宏接受訪談時回應(yīng):“引起玻璃破壞的原因有很多,王之江提出來的是金屬,是金屬引起的爆炸。當(dāng)時我們都不相信,他根據(jù)計算說,玻璃之所以破壞,是由于金屬受到很強(qiáng)激光的照射,變成蒸汽,體積變得很大,就引起爆炸。當(dāng)時我們覺得玻璃不可能有什么金屬,大家都反對。后來我到情報所去查,查找到美國的確也有這樣一個說法,證明還是他說的對?!焙髞砣シ治?,確定是鉑金。這時國外也有論文發(fā)表,說雜質(zhì)是鉑金。所以我們提要求,要把釹玻璃的鉑金去掉。

第二個,我們研究器件的效率。理論上,玻璃本身不可能做到完全透明,總有一些吸收的,每1個厘米吸收1%左右。我們當(dāng)時算了一下,對于長1米到幾米的器件,由于這個原因,就使得激光的效率下降一半。吸收主要是鐵引起的,氧化鐵引起的。我們就提要求,希望改進(jìn)這個玻璃。這個是三室做的。

陳:是干福熹(10)干福熹(1933—),浙江杭州人,光學(xué)材料、非晶態(tài)物理學(xué)家,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員,中國科學(xué)院院士。1952年畢業(yè)于浙江大學(xué)化工系,1960年獲蘇聯(lián)科學(xué)院硅酸鹽化學(xué)研究所副博士學(xué)位。長期從事光學(xué)玻璃研究。和姜中宏(11)姜中宏(1930—),原籍廣東廣州,生于廣東臺山,無機(jī)非金屬材料專家,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員,中國科學(xué)院院士。1953年畢業(yè)于華南工學(xué)院化工系。長期從事光學(xué)材料領(lǐng)域研究,為高能激光、高功率激光系統(tǒng)的光學(xué)玻璃研制做出了杰出貢獻(xiàn)。他們做的?

王:這個工作主要是姜中宏做的。事實(shí)上,去鉑金、去鐵都是很艱巨的工作。通過改進(jìn),玻璃的破壞閾值提高了10倍。這是激光反導(dǎo)探索中非常重要的一個工作。

另外就是一室的工作。一室的工作,開頭主要是擴(kuò)大規(guī)模,就是把能量增大,從1000焦耳,一直到三十幾萬焦。增大能量,主要方式是加長、加粗釹玻璃棒,做出的最大釹玻璃棒直徑是120毫米、長度是5米,這個是創(chuàng)世界紀(jì)錄的,世界上沒有其他國家做出過這樣一個東西,用這個玻璃棒做出了三十幾萬焦能量。

當(dāng)規(guī)模擴(kuò)大到三十幾萬焦時,器件的效率只有3%左右,但最小的器件是可以達(dá)到6%,所以另外一方面的工作就是提高效率。大器件效率低,主要是玻璃的吸收引起的,玻璃棒的直徑加大之后,玻璃的吸收就會增加,激光的效率就要下降;玻璃棒加長,效率也要下降。所以,擴(kuò)大規(guī)模的過程,還是對各種器件做了提高效率的工作,就是努力優(yōu)化器件的結(jié)構(gòu),做到工作參數(shù)優(yōu)化,盡可能把腔內(nèi)的損耗降低,使器件效率最大化。另外,光泵效率也降低,原因是,玻璃尺寸加大后,光泵的功率密度也要下降,這也導(dǎo)致激光效率下降。

這里面還有一個工作是看不見的,就是消除寄生振蕩。一個激光器,當(dāng)它的激發(fā)功率非常高的時候,振蕩可以按照多種不同的方式進(jìn)行,不單單按照有腔的方向發(fā)生振蕩,其他的方向也發(fā)生振蕩,這種振蕩叫寄生振蕩。寄生振蕩,也影響效率。消除寄生振蕩,是靠側(cè)面磨毛加水套,我們最后做的器件,寄生振蕩是很小的。

4 提高激光亮度與打靶實(shí)驗(yàn)

王:到了做打靶工作的時候,就不再單單考慮能量啦,原因是什么呢?打靶的實(shí)驗(yàn),就是把激光聚焦在一個鋁靶上,看它能燒蝕多厚。這時候,我們與別的器件作比較,就看出來這個30萬焦耳的器件是沒用的,在同樣的條件之下,別的器件可以把鋁板打穿,它不能。當(dāng)時大家用5毫米左右的鋁板,一塊塊的立起來,激光最少要打穿5毫米才行,當(dāng)時打靶的效果是20毫米、40毫米。

陳:這個是在什么地方做的?

王:這個是在室內(nèi)打靶。對,這個我仔細(xì)說一下。

我恢復(fù)工作以后,大概是1971年之后,開始重視亮度方面的工作,要提高亮度。剛才說1969年已經(jīng)達(dá)到三十幾萬焦耳,后來沒有再提高,實(shí)際上后來的工作轉(zhuǎn)到提高亮度方面啦。

陳:轉(zhuǎn)到提高激光器亮度方面,是不是您做的決定?

王:這個是我的建議,得到了大家贊同,然后執(zhí)行的。我當(dāng)時剛恢復(fù)工作,不能夠去做決定,這個決定和后來的執(zhí)行都應(yīng)該和當(dāng)時的黨委有關(guān)。

高瑞昌(以下簡稱“高”):我要打斷一下。那個時候,我剛好參加工作不久,我來的時候,那個時候事情都不正常,下面都在批判你,批判你什么呢,就是能量和亮度的問題。我個人認(rèn)為,當(dāng)時的“四清”工作隊為了自己的功名或業(yè)績,拼命鼓吹上能量。但老王(王之江)是從科學(xué)發(fā)展的規(guī)律,超前認(rèn)識了亮度的重要性,這個非常關(guān)鍵。老王這句話看起來很簡單,但這句話就反映出老王深厚的光學(xué)基礎(chǔ)和對光學(xué)理論的清楚認(rèn)識,沒有這個亮度,是沒用的。

王:提高亮度方面的工作,我開始提出,亮度與發(fā)散角有關(guān),首先把實(shí)驗(yàn)參數(shù)測量準(zhǔn)。我們就想辦法測量發(fā)散角,這個中間花了很大的功夫,得出的結(jié)論是,這個東西很難測準(zhǔn)。

由于這個困難,后來我就建議了一件事情,就是把打靶的條件規(guī)范化。此前打靶,器件的孔徑有粗有細(xì),出來的光束有大有小,當(dāng)時就規(guī)范成輸出孔徑都是100毫米;打靶的距離規(guī)范成10米。為什么是10米呢?主要是這樣,高能量的幾千焦耳到上萬焦耳的激光,打靶的時候,在靶上面散出來的金屬顆粒濺有10米遠(yuǎn),會損傷透鏡,所以至少要10米遠(yuǎn)。規(guī)范這么一個條件,相當(dāng)于孔徑1米、距離100米進(jìn)行打靶。按照規(guī)范,我們打靶最高的水平,曾經(jīng)一次打穿過80毫米,很厚的一個鋁板。規(guī)范的這么一個條件,成了打靶實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn),室內(nèi)打靶都是按這個標(biāo)準(zhǔn),用這個標(biāo)準(zhǔn)去檢驗(yàn)。剛剛說的32萬焦耳的器件,它只能夠融化,5毫米的鋁板都不能打穿,所以亮度低的是沒有意義的。有規(guī)范性打靶這么個結(jié)果以后,大家相信亮度是主要的,這個時候,大家的意見都統(tǒng)一了,就用心地研究怎么能提高亮度。

在提高亮度方面,上海光機(jī)所做了很多工作,考慮到了各種各樣的可能。第一個是玻璃的形變。玻璃被光照后就變形了,變得不均勻。我們就考慮,怎么解決這個形變,怎么把工作條件變得合適一點(diǎn),讓它形變小一點(diǎn)。過去做到32萬焦耳的時候,因?yàn)橐竽芰扛撸獗脮r間拉得很長,大概20個毫秒,我們發(fā)現(xiàn)這樣形變累積太大,就把實(shí)驗(yàn)縮到10個毫秒,就這樣想方設(shè)法限制一些工作的條件,讓它形變小一點(diǎn)。另外,我們還從振蕩器的角度,研究了怎么能減小形變對激光器的影響。這些都做了實(shí)驗(yàn)。

此外,就是發(fā)現(xiàn)了彌散現(xiàn)象。這個是沒有想到的,光泵自然是能夠使玻璃發(fā)生形變,激光會不會使玻璃發(fā)生形變?這是陳守華提出來的。他提出來,激光也有可能產(chǎn)生形變。如果用實(shí)驗(yàn)來證明,用已經(jīng)產(chǎn)生的激光,讓它通過一根玻璃棒,旁邊沒有光泵照射,看這個玻璃棒在激光照后有沒有變形。一做,確實(shí)有變形,所以大家就肯定了。為區(qū)別于上面的形變,我們給它一個名字叫彌散。于是想盡辦法要把彌散降下來,這主要有兩個方面的工作。第一要檢測,做好激光參數(shù)測量;第二要把方向性的影響因素找出來。還有一個是激光的模式結(jié)構(gòu),就是腔的模式結(jié)構(gòu),什么樣的腔能夠有好的模式結(jié)構(gòu),這方面也做了很多工作。

通過這些工作,最后形成一個方案,叫105方案,希望把形變、彌散的影響都做到最小程度,這個是結(jié)束之前做的最后的工作。這個工作,應(yīng)該說沒有做到底,因?yàn)?976年工程就結(jié)束了。這個是有點(diǎn)遺憾,但也不是非常遺憾,因?yàn)樽鱿氯刮覀儺?dāng)時的亮度水平提高幾倍,甚至提高一個量級都有可能,但這個器件真的不是武器,而花費(fèi)呢,每年要一兩億元。

陳:一兩億元?

王:是的,是一兩億元。到 1976年左右,我們每年花費(fèi)的經(jīng)費(fèi)是1億元左右。所以,有點(diǎn)遺憾,但結(jié)論還是有的。結(jié)論是什么呢,就是:有好多限制亮度提高的因素,當(dāng)中最主要的是彌散,就是激光功率密度高的時候,它本身就會使激光束的發(fā)散性加大,讓亮度不能再提高上去。事實(shí)上,損傷就是這個時候發(fā)生的,因?yàn)閺浬⒌木壒试诓Aе行纬闪藷峋劢?。就是說,在不均勻的激光加熱玻璃的時候,高功率的地方折射率高,低功率的地方折射率低,介質(zhì)本身變成透鏡一樣,使光束發(fā)生聚焦作用,所以叫熱自聚焦。只要激光不均勻,就會發(fā)生熱自聚焦這種現(xiàn)象,這是限制激光亮度提高的最主要因素。這就是當(dāng)時我們的結(jié)論。

陳:您剛才說的打靶是室內(nèi)打靶,室外打靶是不是也做了?

王:室外打靶也做了,是在合肥董浦水庫,董鋪島,在安徽光機(jī)所的地盤。當(dāng)時我們設(shè)想要打1公里的距離,上海沒有這樣一個地方,激光要傷人的。董浦水庫有個湖,湖的這邊到那邊是1公里。安徽光機(jī)所有一個大實(shí)驗(yàn)室,門打開,對面是湖的另外一邊,非常適合做室外打靶。這個是誰找來的,我也不知道,反正不是我找的。

陳:可能是干福熹找的?

王:不是,是一室的一批人干的。在那個地方做了一些實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn),我覺得唯一的意義,是確定了大氣的影響非常嚴(yán)重。

關(guān)于大氣的影響,我在1965年的一篇文章中已經(jīng)提出來了。為什么當(dāng)時會提出來呢?當(dāng)時中國不是要發(fā)射導(dǎo)彈嘛,需要測量200公里的導(dǎo)彈軌跡,來看看理論跟實(shí)際符合不符合。長春光機(jī)所承擔(dān)做這個東西,叫“150”經(jīng)緯儀(工程名稱是“150工程”,目標(biāo)是研制出能夠測量導(dǎo)彈飛行軌跡的大型光學(xué)電影經(jīng)緯儀),我負(fù)責(zé)做“150”的設(shè)計和工作條件。我當(dāng)時讀了一些書,調(diào)查了一下大氣光學(xué)的情況,得出的結(jié)論就是,大氣的抖動是很嚴(yán)重的,只有清晨和傍晚兩段很短的時間大氣是穩(wěn)定的,于是確定了“150”工作的條件應(yīng)該是清晨和傍晚。對于激光遠(yuǎn)距離傳輸,這是我們做得不夠的一個地方。美國人做了一個努力,就是大氣抖動時,可以進(jìn)行補(bǔ)償,叫自適應(yīng)光學(xué)。

陳:成都光電所的姜文漢就是做這個的。

王:對,他就是做的這個。自適應(yīng)光學(xué),后來美國人在20世紀(jì)70年中期就解密了,沒公布解密的原因。我們的判斷是什么呢?微弱的湍流是可以補(bǔ)償?shù)?,湍流真正厲害的時候是沒有辦法補(bǔ)償?shù)?,因此,作為地基的激光武?12)反導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)部署位置分地基、天基、海基等,天基的反導(dǎo)系統(tǒng)是指建在太空空間站或衛(wèi)星上的反導(dǎo)裝置,地基的反導(dǎo)系統(tǒng)建在陸地上,?;姆磳?dǎo)系統(tǒng)安裝在軍艦或潛艇上??隙ㄊ遣豢尚械?,美國20世紀(jì)70年代就確定了地基的激光武器是不可行的,當(dāng)時也就解密了這個自適應(yīng)光學(xué)。我們根本就沒有想起,還可以補(bǔ)償啊,我們沒做這個事情。這是跟美國相比,我們沒做的事情。

5 工程下馬

王:“6403”的最高主管是錢學(xué)森(13)錢學(xué)森(1911—2009),原籍浙江杭州,生于上海。空氣動力學(xué)家,中國載人航天奠基人,中國科學(xué)院院士、中國工程院院士,中國“兩彈一星”功勛獎?wù)芦@得者。1934年畢業(yè)于交通大學(xué)機(jī)械工程系,1939年獲美國加州理工學(xué)院航空、數(shù)學(xué)博士學(xué)位。曾任美國麻省理工學(xué)院和加州理工學(xué)院教授、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系主任、中國科學(xué)院力學(xué)研究所所長、第七機(jī)械工業(yè)部副部長、國防科工委副主任等職務(wù)。本文所述“6403”反導(dǎo)系統(tǒng)是其領(lǐng)導(dǎo)開展的。。1976年,錢學(xué)森組織在上海開會,全國很多單位都來了。

實(shí)際上,“6403”這個任務(wù)不是我們所一家單位在做,科學(xué)院就有幾家單位參加,其中主要有力學(xué)所(中國科學(xué)院力學(xué)研究所)、大連化物所(中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所)等。力學(xué)所是做氣動激光的,大連化物所是做化學(xué)激光的。他們開始這個工作,實(shí)際上都是受美國的影響。美國在激光反導(dǎo)的探索中間,最早也做過釹玻璃激光、紅寶石激光器,1965年發(fā)生損傷時他們就放棄了。放棄的原因,就是當(dāng)時美國的二氧化碳激光做得很成功,美國奧斯特公司用氣動的方式來產(chǎn)生二氧化碳激光,一下子做到了幾萬瓦、幾十萬瓦,所以重點(diǎn)就放在二氧化碳激光上啦。這個工作,美國開始是保密的,沒有公開說氣動激光,氣動激光做了幾年,1967年才解密,公開發(fā)表,說做出了氣動激光。中國人大概20世紀(jì)70年代看到氣動激光,就開始做,我們所也在做,做得好的是力學(xué)所,力學(xué)所的氣動激光也做到幾萬瓦、幾十萬瓦,也做到了這個水平。美國人也做化學(xué)激光,化學(xué)激光倒是公開的。1964年,美國國防規(guī)劃局要開始做化學(xué)激光,那時化學(xué)激光還根本沒有呢,他們就開個化學(xué)激光的會,開這個會,就是鼓勵大家做化學(xué)激光,所以化學(xué)激光是公開的。美國做出的第一個化學(xué)激光是氟氫激光,中國做化學(xué)激光也是跟著美國做的,是大連化物所做的。到1976年左右,大連化物所的化學(xué)激光器也做到了十萬瓦以上。這些,都是“6403”的范圍。

1976年開會的時候,這些單位都參加了。我做了個報告,我的意思是不能往下做,做的話,提高1個數(shù)量級也是可能的,但這個東西不是反導(dǎo)武器,頂多是幾公里,10公里也達(dá)不到。大連化物所張存浩(14)張存浩(1928—),原籍山東無棣,生于天津,物理化學(xué)家和激光化學(xué)家,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員,中國科學(xué)院院士。1943年考入廈門大學(xué),1947年畢業(yè)于國立中央大學(xué)化工系,1950年獲美國密歇根大學(xué)碩士學(xué)位。長期從事化學(xué)激光研究。曾任中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所所長,2013年獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎。先表態(tài)說,你這個都不行,我那個更不行,所以他也不做。他那時的器件,按照我的標(biāo)準(zhǔn)去做,也只能在鋁靶上打個斑,打不穿5毫米。力學(xué)所的也是一樣。所以我定的這個標(biāo)準(zhǔn)很起作用。這樣,“6403”的工作基本上在1976年就結(jié)束了。

那時候,錢學(xué)森是希望做下去,但是我認(rèn)為,當(dāng)時器件的水平是不可能打下導(dǎo)彈的。美國人是氣動激光、化學(xué)激光,水平可能比我們高一點(diǎn),但是高不了太多,那個水平的東西是打不下導(dǎo)彈的。我這個判斷現(xiàn)在得到了肯定,美國這些文件都解密了。那時候國防科委情報所非常相信人家的報道,認(rèn)為是打下了導(dǎo)彈,有一個希望做下去的意見。我認(rèn)為不值得做,最后也就決定下馬了。

6 激光反導(dǎo)探索的意義

陳:毛主席說過:“死光(原書中注“即激光”),要組織一批人專門去研究它。要有一小批人吃了飯不做別的事,專門研究它。沒有成績不要緊?!盵3]您了解中央高層做出這個決策的過程嗎?

王:我覺得是這樣,應(yīng)該是張勁夫?qū)χ醒氲臎Q策有較大影響。他或者是了解中央最高層的決策思想,也可能了解到軍委會要開展激光反導(dǎo),或者說他直接去匯報過,得到軍委的首肯。我原來覺得這個所是1964年才決定成立的,其實(shí)不是,是1963年。成立這個所,就是專門做激光反導(dǎo)的。

陳:毛主席說這那段話時是1963年底,中央做出決策應(yīng)該是1963年底前。

王:是年底?我不知道。我們到上海做活動是1963年年終,那時就已經(jīng)決定要成立上海光機(jī)所了。

陳:您前面說過,“6403”工程每年花費(fèi)約1億元的經(jīng)費(fèi),我曾聽一位激光專家說高能激光一共花了6000萬元,我覺得60年代那時候國家沒有多少錢,是不是6000萬元?

王:上海光機(jī)所的經(jīng)費(fèi)這個事,你應(yīng)該去查,我給你解答靠不住的。我的記憶是這個樣子,大概是在1965、1966年建立能量庫這個階段,光機(jī)所每年的經(jīng)費(fèi)大概是1億元,是光機(jī)所的經(jīng)費(fèi),不是“6403”的經(jīng)費(fèi)。1年大概是1億元,這個是準(zhǔn)確的,因?yàn)榻茉磶煜氖呛艽蟮模S玻璃這個投資也是蠻大的。所以,你這里的估計是不對的,13年一共6000萬元,我們1年 就1億元(15)據(jù)上海光機(jī)所檔案:1964年至1966年三年間中國科學(xué)院撥款上海光機(jī)所總額約為4000萬元人民幣,與當(dāng)時主管部門所宣的一年一億元的經(jīng)費(fèi)數(shù)有較大差距。。

陳:因?yàn)?964年那個時候國家還沒有多少錢,我覺得1年1億元有點(diǎn)多。

王:1年就是1億元。

高:我插一下,在我的印象當(dāng)中,那個時候,我們光機(jī)所的費(fèi)用,是整個上海分院各個所的費(fèi)用總和還要大。我們光買電容器就花1000多萬元,在能源方面花費(fèi)的錢也很多。

王:所以,這個經(jīng)費(fèi),你那個量級是不對的,我的量級是對的。

陳:為什么“6403”工程叫100#任務(wù)?編號的根據(jù)是什么?

王:100#任務(wù),這個是上邊下達(dá)的任務(wù),建所就是為這樣的任務(wù),這個是很明確、很明朗的一件事情。但是我們看到,國際上激光方面的發(fā)展,除了激光武器之外,激光聚變也是人家努力的一個方向,所以我們有一批人就想研究激光聚變。這樣,研究所的任務(wù)就此分開,一部分人做激光反導(dǎo),一部分人做激光聚變,編號是我們自己隨便定的,激光反導(dǎo)叫100#,激光聚變叫71#。從我本身的愛好來說,我是想做激光聚變的,但鄧錫銘也想做聚變,所以他去管這個,就把激光反導(dǎo)推給我做啦。

陳:“6403”工程前后經(jīng)歷10多年,最終在1976年下馬,如何看待這個工程的下馬?

王:“6403”工程下馬,主要原因在于,當(dāng)時的技術(shù)路線是無法實(shí)現(xiàn)激光反導(dǎo)的目標(biāo)的,這個是我們經(jīng)過探索得出的結(jié)論。實(shí)際上,美國國防部2007年的DSB(美國國防科學(xué)委員會Defense Science Board的縮寫)報告,也是這個觀點(diǎn)。DSB是什么呢?是美國國防部的專家委員會對新技術(shù)做評估的報告,是很權(quán)威的。2007年DSB報告的題目叫Defense Science Board Task Force on Directed Energy Weapons,報告明確指出,用現(xiàn)在的這些技術(shù)路線反導(dǎo)是不行的。美國2001年也有個DSB報告(Defense Science Board Task Force on High Energy Laser Weapon Systems Applications),那個報告說還有可能性。這兩份DSB報告,都是公開的,是美國國防部自己組織專家來做的評估,你可以看出來他們的態(tài)度顯然在變化。所以,美國人到2007年才意識到現(xiàn)有技術(shù)路線反導(dǎo)是不可能的。這個結(jié)論,我1976年就做出啦,比他早了幾十年。

這個事情,我覺得張勁夫的意見是非常中肯的。我記得張勁夫?yàn)椤?403”,專門到上海光機(jī)所開現(xiàn)場會,不只一次。按照我的記憶,他對于“6403”的意見是比較客觀的。他說,按客觀規(guī)律,這個事情可能做成功,也可能做不成功。他明明確確是這么說,并沒有像有些人講的你非做成功不可(16)據(jù)中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所檔案(零散檔案、無檔號)記載:一、1965年8月,張勁夫曾專門到上海光機(jī)所就激光武器研究召開座談會,他在會議結(jié)束時總結(jié)說道:“我們是希望成功,但也不怕失敗……要準(zhǔn)備兩手:成!不成!不成再暴露問題,暴露出問題也是成就。我認(rèn)為100萬焦耳是搞個實(shí)驗(yàn)裝置,不要搞武器……來驗(yàn)證激光的破壞力和實(shí)現(xiàn)武器的可能性?!倍?、鄧錫銘1989年初寫的“關(guān)于6403工程的歷史片斷”檔案文獻(xiàn):1964年5月,張勁夫親自起草給國防科委的報告,主要內(nèi)容:(1)激光炮的研制與兩彈不同,后者國外已有,前者全世界均未實(shí)現(xiàn),存在成功與失敗的兩種可能性,其指導(dǎo)方針是“摸著石頭過河,走一步看一步”……。我對于張勁夫的印象是很好的。

陳:您覺得開展“6403”工程的意義主要有哪些?

王:我覺得“6403”工程是有意義的。一個是科學(xué)上的事情,假使沒有這么一個激光反導(dǎo)的目標(biāo)的話,很難會去探索激光發(fā)展過程中間亮度發(fā)展有沒有極限、有沒有限制,什么東西限制了它的亮度,不會有機(jī)會去探索這件事。第二,在做這個事情的中間,許多東西都有進(jìn)步,釹玻璃、燈,這些東西后來都在激光聚變中應(yīng)用了。因?yàn)?00#的工作留下了這么一個基礎(chǔ),所以激光聚變發(fā)展才能比較容易。在這個過程中間,也培養(yǎng)了一批懂激光的人才。另外,因?yàn)檫@個“6403”,中國激光工業(yè)、激光科學(xué)都得到了發(fā)展。這就是我對這個事情的理解。

陳:好的,關(guān)于“6403” 工程,今天先請您講到這兒,以后有問題,再向您請教。

王:我的意見是這樣,別的事情你研究不一定要深入,但激光反導(dǎo),你可以深入研究一番。這個事情,我覺得還是蠻有價值,蠻有意義的。

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