人物小傳

姚駿恩，1932年4月生于上海市。應(yīng)用物理學(xué)家。中國工程院院士。北京航空航天大學(xué)教授。

1952年畢業(yè)于大連工學(xué)院（后為大連理工大學(xué)）應(yīng)用物理系。1952—1964年在中國科學(xué)院儀器館（后為中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）工作。1964—2003年，調(diào)入中國科學(xué)院北京科學(xué)儀器研制中心（后為北京中科科儀股份有限公司）工作。2003年起在北京航空航天大學(xué)任教。是我國電子顯微鏡研制和生產(chǎn)的主要開拓者之一，設(shè)計并主持完成我國第一臺大型透射電子顯微鏡、高分辨透射電子顯微鏡等，促進(jìn)了國內(nèi)電子顯微鏡制造、生產(chǎn)技術(shù)的推廣應(yīng)用。率先在我國主持研制完成掃描隧道顯微鏡和光子掃描隧道顯微鏡等十余種納米檢測儀器和器件，對有關(guān)理論和應(yīng)用研究作出了突出貢獻(xiàn)。

一 成長經(jīng)歷

1 歷經(jīng)戰(zhàn)亂，曲折求學(xué)

1932年4月9日，我出生在一個郵局職員家庭。父親姚國勲安分守己，對子女的教育非常嚴(yán)格，從小教導(dǎo)我們?nèi)齻€子女要老老實(shí)實(shí)做人、認(rèn)認(rèn)真真做事。他常講：“每人頭上都有一爿天，不要嫉妒別人；要自己努力，不投機(jī)取巧；要尊重長輩，助人為樂”。我的母親唐玉瑛生于1899年，為人正直善良，任勞任怨，嚴(yán)以律己，寬以待人。她一生跨越三個世紀(jì)，享年105歲。一直用端莊賢良深深地影響著我。正是父母的教導(dǎo)、良好的家風(fēng)激勵著我在戰(zhàn)亂中不斷成長。

1932年，在“一·二八”淞滬抗戰(zhàn)前夕，我家從上海閘北寶山路開始逃難，一路上歷盡苦難和屈辱，最后終于在“法租界”暫時安頓了下來，是年4月9日，我就在那里出生。1936年秋，在我4歲的這年，我來到上海培成小學(xué)開始接受教育。1937年8月13日清晨，日艦用重炮轟擊上海閘北，日本海軍陸戰(zhàn)隊越過淞滬路沖入寶山路，我軍予以自衛(wèi)反擊，“八·一三”淞滬會戰(zhàn)由此開始。我家不得不再次遷到“法租界”，之后我轉(zhuǎn)讀了巽明小學(xué)。

我是家里最小的一個，有點(diǎn)小“聰明”，很是貪玩，不好好讀書，常在弄堂里踢小皮球，結(jié)果小學(xué)三年級時留了一級。1941年12月8日，日本偷襲珍珠港，向美國宣戰(zhàn)，太平洋戰(zhàn)爭就此爆發(fā)。是日，路上行人稀少，形勢分外緊張，日軍占領(lǐng)了上海法租界。一天上午，我正在家中，突然聽到一聲巨響，濃煙四處彌漫，斷壁殘垣上燃燒著火焰，同時周圍哭喊聲、慘叫聲連成一片。我和哥哥急忙跑出去，才知道是日本兩架軍用飛機(jī)在演習(xí)時相撞，墜落在離我家僅二十多米遠(yuǎn)的地方，幾十間房屋瞬間倒塌，我家弄堂對面的房子后半部都被燒為了灰燼。

抗戰(zhàn)開始后，江蘇省立上海中學(xué)從漕河涇區(qū)吳家巷搬遷至“法租界”的菜市路，改名為私立滬新中學(xué)。1943年，我小學(xué)畢業(yè)后就讀于此。

1946年初，我就讀的江蘇省立上海中學(xué)遷回郊區(qū)的吳家巷原址，我第一次離家住校，開始獨(dú)立生活。是夏，我初中畢業(yè)，心想考取自己學(xué)校的高中部不會有問題，結(jié)果掉以輕心，最終名落孫山。我就先到了上海市復(fù)興中學(xué)讀高中一年級。復(fù)興中學(xué)的前身是始建于1886年的“麥瑟尼克”學(xué)校，抗戰(zhàn)勝利后學(xué)校重建，定名為“上海市復(fù)興中學(xué)”。 校名“復(fù)興”，含“復(fù)兮旦兮，興我中華”之意。復(fù)興中學(xué)的師資和校舍都很出色，離家又近，我在那里受到了良好的教育。

不過由于父親畢業(yè)于江蘇省立第二師范學(xué)校（上海中學(xué)的前身），哥哥也是該校的學(xué)生，我一直希望繼續(xù)在這個享譽(yù)全國的上海中學(xué)學(xué)習(xí)。于是，半年后我又再次報考，結(jié)果還是沒有成功。我并不甘心，1947年暑期第三次報考，還記得當(dāng)時的作文題目是“你為什么要考上海中學(xué)”，我有感而發(fā)，取得了優(yōu)異的成績，終于如愿以償?shù)卦俅芜M(jìn)入了上海中學(xué)。我插班到理科高中二年級，由于我是班上年齡較小的，同宿舍的同學(xué)叫我“姚弟弟”。我所在的丁班，雖然考試成績不如其他幾班，但我們不死讀書，都有著自己的興趣愛好。我們很喜歡運(yùn)動，如短跑、跳高、墊上運(yùn)動、足球、壘球、乒乓球等，記得當(dāng)時我們在課間的時候，曾把老師的講臺臨時拉上球網(wǎng)，直接就打起了乒乓球。至今我還保留了那時的一些舊照片，這些記憶也是我一生中寶貴的財富。

2 求學(xué)大連，幸遇名師

1949年5月，上海解放，正值我高中畢業(yè)報考大學(xué)。是年，全國高校分區(qū)聯(lián)合招生。我是在受帝國主義侵略欺凌的環(huán)境下長大，日本飛機(jī)經(jīng)常在大中城市狂轟濫炸，而我們毫無還手之力，在“航空救國”的思想下，我選擇了大連大學(xué)的電機(jī)系，一方面是共產(chǎn)黨使我看到了光明，看到了希望，而大連大學(xué)是共產(chǎn)黨在解放區(qū)創(chuàng)辦的第一所正規(guī)大學(xué)，為即將誕生的新中國培養(yǎng)建設(shè)人才，哥哥也很鼓勵我去；另一方面是因為該校有一批名師，都是在解放軍渡長江前后輾轉(zhuǎn)進(jìn)入解放區(qū)的。此外，我擔(dān)心父親失業(yè)，家庭經(jīng)濟(jì)收入沒有保障，無力為我交學(xué)費(fèi)，而大連大學(xué)學(xué)生享受“供給制”待遇，不僅免交學(xué)雜費(fèi)還提供生活費(fèi)用，而且在上海首先發(fā)榜。父母雖然希望我留在上海，但最終也相信我的選擇。于是，我和上海中學(xué)的幾十名同學(xué)一起，乘坐學(xué)校包租的火車專列去了大連。

那時，直達(dá)東北的火車還未開通，路過南京時，還遭到了國民黨飛機(jī)的轟炸。到達(dá)天津后等待了十多天，考慮到坐船去大連不穩(wěn)妥，我們最后決定還是繼續(xù)乘火車。在東北廣袤的大地上，只有我們這輛“專列”，邊修路、邊行車。晚間，我們就睡在車廂頂部的行李架和座位下面的地板上。走走停停，從天津到大連竟行駛了好多天。1949年9月底，我終于到達(dá)了大連，就讀于大連大學(xué)工學(xué)院電機(jī)系。10月1日，我們這批大學(xué)生列隊在大連火車站廣場上，聆聽了毛主席在開國大典上的講話，備受鼓舞。

是年年底，為了解我們這批首屆學(xué)生的業(yè)務(wù)水平，學(xué)校組織了物理學(xué)摸底考試。有些考題我在上海中學(xué)時學(xué)過，所以答題比較順利。當(dāng)時我感到監(jiān)考老師在我旁邊站了一會兒，交卷時老師簽名，我一看像是“美術(shù)”兩字，后來才知道這是老師“王大珩”三個字的連寫。這是我第一次見到恩師王大珩先生的情景，至今仍記憶猶新。

大連大學(xué)非常重視理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)校開辦之初，就大力建設(shè)實(shí)驗室。在剛解放的大連，什么科學(xué)器材都很難買到。物理系主任王大珩先生親自帶領(lǐng)教師和實(shí)驗人員，從倉庫和舊貨市場上淘來舊秒表、天平、望遠(yuǎn)鏡、電位差計和光學(xué)玻璃等，自己動手制造儀器。不到一年時間，就建成了可同時容納130名學(xué)生做實(shí)驗的普通物理實(shí)驗室。

王大珩先生指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗，認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍，審查實(shí)驗報告也非常仔細(xì)。在給“不對”兩字時，故意不說明原因，以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和動手能力。有的同學(xué)嫌儀器設(shè)備簡陋，做實(shí)驗不順手、太費(fèi)事，王大珩先生的回答是：“告訴你們一個真理，所有精密的東西都是用不精密的設(shè)備造出來的，你們要學(xué)會用低級的儀器做出好的實(shí)驗結(jié)果?！彼f自己在清華大學(xué)物理系讀書時，有位老師經(jīng)常講，不能給學(xué)生好的東西用， 就是要逼著學(xué)生學(xué)會自己動手。后來王大珩先生告訴我：“1950年在為你們準(zhǔn)備鐘擺物理實(shí)驗時，那根掛鐘擺的吊線經(jīng)常斷，實(shí)驗課馬上就要開始了，很著急。后來才發(fā)現(xiàn)，是穿過吊線的那個小孔邊上有毛刺，把吊線割斷了。刮去了毛刺，問題就解決了。” 王大珩先生就是這樣以身作則地教會了我們實(shí)驗要認(rèn)真負(fù)責(zé)、重視細(xì)節(jié)。后來，我們這些學(xué)生能獨(dú)立思考并有較強(qiáng)的實(shí)際工作能力，與王大珩先生當(dāng)時的細(xì)心培養(yǎng)和嚴(yán)格要求是分不開的。

1950年秋，王大珩先生動員學(xué)生讀應(yīng)用物理。他說：“物理可以說是一切工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)，再冠以‘應(yīng)用’兩字，對新中國的建設(shè)更有現(xiàn)實(shí)意義。‘物理人’比單純學(xué)工科的考慮問題更深入些，雖不能解決所有問題，但知道該去找什么人?！本瓦@樣，我們二十個同學(xué)成為了應(yīng)用物理系的第一批學(xué)生，我從此開始進(jìn)入了應(yīng)用物理學(xué)科。大學(xué)一年級時，包括體育在內(nèi)，我各門成績都是5分，在全校名列前茅，因此我擔(dān)任了班長，后來當(dāng)選為校學(xué)生會數(shù)理分會主席。當(dāng)時，我的體育老師是“中國奧運(yùn)第一人”劉長春教授，他特別擅長短跑，動作步頻快、步幅大、向前性好，悉心傳授我們的短跑技術(shù)和經(jīng)驗，使我們受益匪淺。

3 投身科研，艱難締造

根據(jù)國家第一個五年經(jīng)濟(jì)建設(shè)計劃的需要，1952年全國大學(xué)物理系三年級的學(xué)生都提前一年畢業(yè)。當(dāng)時王大珩先生已受命在長春市籌建中國科學(xué)院儀器館（后改名為長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，簡稱長春光機(jī)所），從各地招收了二十名大學(xué)應(yīng)屆畢業(yè)生，我是其中之一。當(dāng)時的長春滿目瘡痍，還沒有從戰(zhàn)爭創(chuàng)傷中恢復(fù)過來。我從設(shè)計大禮堂的座椅、采購器材和實(shí)驗設(shè)備開始，日夜兼程、東奔西走，全身心的投入到中國科學(xué)院儀器館的建設(shè)工作中。

1953年，我的第一個科研項目是研制精密電阻箱。研究期間我發(fā)現(xiàn)電阻的阻值竟不是書本上所寫的固定值，而是天天在變，而且引起變化的原因有很多，這使我深深體會到了事物的復(fù)雜性。第二年，我又開始研制測量微弱電流的檢流計，僅讀數(shù)不回零的問題就經(jīng)過數(shù)十次試驗才得以解決。這些問題的答案都是書本上沒有的，必須自己找出關(guān)鍵所在，“盡信書不如無書”，正是這樣的經(jīng)歷培養(yǎng)了我獨(dú)立進(jìn)行科研工作的能力。后來看來，這些極為普通的常規(guī)儀器，當(dāng)時卻還要在中國科學(xué)院儀器館研制，可見建國初期的科技水平是何等落后。

二 投身電子顯微鏡事業(yè)

1 參與研制我國首臺電子顯微鏡

顯微鏡是人類認(rèn)識微觀世界的有力工具。光學(xué)顯微鏡的出現(xiàn)，使人們發(fā)現(xiàn)了被稱為19世紀(jì)三大發(fā)現(xiàn)之一的生物細(xì)胞，對自然界的認(rèn)識有了一個極大的飛躍。誕生于1932年的電子顯微鏡和1982的掃描隧道顯微鏡，分別作為顯微鏡發(fā)展史上繼光學(xué)顯微鏡之后的第二和第三個里程碑，促進(jìn)了納米科技的誕生和持續(xù)發(fā)展。

1953年，德意志民主共和國的總統(tǒng)把一臺該國蔡司公司生產(chǎn)的、代表當(dāng)時世界水平的電子顯微鏡（簡稱電鏡），送給毛主席作為六十壽辰的大禮。1956年，我國制定《1956—1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要》時，由王大珩先生領(lǐng)導(dǎo)的儀器規(guī)劃小組提出要研制電子顯微鏡。而當(dāng)時的蘇聯(lián)顧問認(rèn)為這個項目難度太大，在此期間中國做不出來，不要列入規(guī)劃，中國如要用，可以向蘇聯(lián)買。但王大珩先生并未因此停止研制電子顯微鏡的步伐。我當(dāng)時是儀器規(guī)劃小組的工作人員和俄文翻譯，在此期間，光機(jī)所擬送我去蘇聯(lián)國家計量院學(xué)習(xí)，但因體檢發(fā)現(xiàn)視覺紅綠色弱，不合格而作罷。

第二年，長春光機(jī)所又選派我去德意志民主共和國的蔡司公司學(xué)習(xí)紅外光譜儀器制造技術(shù)，在中國科學(xué)院沈陽干部學(xué)院學(xué)習(xí)了將近一年的德語。年底，一切去德的手續(xù)都已辦妥，行李也送上了火車，準(zhǔn)備第二天出發(fā)?？墒?，當(dāng)晚接到中國科學(xué)院的緊急通知，“暫不去德”。我們以為又發(fā)生了類似的“匈牙利事件”。后來才明白，是德國方面要分別“安排”。不久，到大學(xué)進(jìn)修的去了德國，而蔡司公司則不接受我們?nèi)W(xué)習(xí)他們的關(guān)鍵技術(shù)，德國之旅未能成行。

1958年，在“破除迷信，解放思想”思想指引下，所長王大珩先生大膽提出在長春光機(jī)所研制電鏡，并邀請了一位剛從德國留學(xué)回來的中國科學(xué)院電子學(xué)研究所博士作為負(fù)責(zé)人，以中國科學(xué)院武漢一個研究所剛從日本訂購的中型電鏡作為參考樣機(jī)開始研制工作。研制電鏡需要解決真空問題，當(dāng)時光機(jī)所只有一臺前蘇聯(lián)生產(chǎn)的氦質(zhì)譜真空檢漏儀，在此期間，我翻譯了俄文說明書。通過夜以繼日的刻苦攻關(guān)以及高效的協(xié)調(diào)配合后，只經(jīng)過短短的72天，在1958年8月即成功制造了我國第一臺電子顯微鏡，加速電壓50 kV，分辨本領(lǐng)達(dá)10 nm。這臺電子顯微鏡作為光機(jī)所研制成功的“八大件”（指八項先進(jìn)的高端光學(xué)儀器）之一，于當(dāng)年國慶節(jié)前夕在北京中關(guān)村展出。毛主席參觀了這個展覽會，當(dāng)工作人員介紹到電子顯微鏡時，他高興地說“我們也能做這個東西（電子顯微鏡）了”，對這些科研成果倍加贊賞。

后來我獨(dú)自一人去武漢歸還之前借來的日本電鏡，由于是被拆成零部件后再重新裝起來的，問題不少，就連機(jī)械泵也發(fā)生了故障。當(dāng)時，我“初生牛犢不怕虎”，竟敢把它拆開，清洗精密的旋轉(zhuǎn)刮板后再裝起來。我打開不容許用戶觸動的50 kV高壓油箱進(jìn)行檢查維修，并過濾高壓變壓器油。經(jīng)反復(fù)調(diào)試，這臺電鏡的分辨本領(lǐng)終于恢復(fù)到其出廠指標(biāo)2.5 nm。

此后，該中型電子顯微鏡向南京教學(xué)儀器廠（后改名為江南光學(xué)儀器廠）等推廣生產(chǎn)。他們在光機(jī)所圖紙的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，于1961年實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)，至1994年共生產(chǎn)了兩百多臺。

2 共同自主研發(fā)電子顯微鏡

在成功制造我國第一臺電子顯微鏡后，有人說，你們能做電子顯微鏡，很好！但這是仿制的，自己設(shè)計行嗎？我們了解自主研發(fā)面臨的巨大挑戰(zhàn)，但更加深知這是我國科技發(fā)展的必由之路。為此，1958年9月，長春光機(jī)所決定自行設(shè)計研制100 kV大型電子顯微鏡并成立了電子顯微鏡研究小組，由我任組長和課題負(fù)責(zé)人，電子所的一位專家為技術(shù)負(fù)責(zé)人。

由于我在研制檢流計時熟悉了磁路設(shè)計，加上具備相關(guān)的光學(xué)知識和英、德、俄文的基礎(chǔ)，參考了國外有關(guān)經(jīng)典文獻(xiàn)和當(dāng)時世界上最先進(jìn)的德國西門子公司的Elmiskop型電子顯微鏡產(chǎn)品樣本，很快就完成了電子顯微鏡總體設(shè)計和電子光學(xué)系統(tǒng)、電磁透鏡的設(shè)計，并提出了對加速電壓及紋波、透鏡電源和真空系統(tǒng)等的要求。經(jīng)過全體人員十個月不分日夜的辛勤勞動、協(xié)同合作，終于在1959年9月末，我們研制成功了我國第一臺自行設(shè)計的電子顯微鏡（XD-100型），分辨本領(lǐng)優(yōu)于2.5 nm、加速電壓100 kV、放大倍數(shù)達(dá)10萬倍以上。

為參加國慶十周年全國工業(yè)交通展覽會，我們特別包租了一節(jié)火車車皮，我和負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)計的同志就坐在電子顯微鏡的包裝箱上，星夜奔赴北京。在北京展覽館安裝好后，卻發(fā)現(xiàn)冷卻水漏進(jìn)了物鏡線包造成漏電，導(dǎo)致電子顯微鏡無法工作。當(dāng)時已是放假前夕，我抱著十幾公斤重的物鏡找到兄弟單位，用真空烘箱烘干，又花了一天的時間抽真空，終于及時解決了問題。10月1日，這臺10萬倍電子顯微鏡作為一項重大科技成果，在北京展覽館按時展出，并且擺在了中央大廳的顯要位置。觀眾十分好奇地排起長隊等待著用電子顯微鏡來觀看蚊子翅膀上的“汗毛”，這個場景至今令我難以忘懷。當(dāng)天，天安門前舉行國慶十周年慶祝大會，這臺XD-100大型電子顯微鏡的巨大模型排在中國科學(xué)院游行隊伍最前面，接受了檢閱。

這臺電子顯微鏡被列為我國儀器儀表行業(yè)從仿制到自行設(shè)計研制的一個里程碑標(biāo)志，被列入了“中華人民共和國四十年重大科學(xué)技術(shù)成就”之一，并收入了記載古今中外自然科學(xué)大事的《自然科學(xué)大事年表》。

長春光機(jī)所發(fā)揚(yáng)當(dāng)時提倡的“全國一盤棋”和“共產(chǎn)主義大協(xié)作精神”，1958年和1960年先后將仿制的中型電鏡和自行設(shè)計制造的XD-100大型電子顯微鏡的全部設(shè)計資料和機(jī)械圖紙無償?shù)亟唤o南京教學(xué)儀器廠和上海精密醫(yī)療器械廠（后改名為上海電子光學(xué)技術(shù)研究所）。我也多次到上海、南京毫無保留地向他們介紹電鏡設(shè)計及調(diào)試技術(shù)。就這樣，我國逐步建立起了自己的電子顯微鏡制造領(lǐng)域。

1960年9月，國家科委在北京召開第一次全國電子顯微技術(shù)交流會，我作了題為“ XD-100大型電子顯微鏡研制”的學(xué)術(shù)報告。會議期間我被確診得了肺結(jié)核，11月回到上海家里，肺部已有嚴(yán)重的“空洞”，在接受近一年住院治療后，才得以再次回到長春工作。

上海精密醫(yī)療器械廠在XD-100型基礎(chǔ)上制成了DXA2-8型電鏡，分辨本領(lǐng)達(dá)2.0 nm。當(dāng)時，為了慶賀全國八個具有代表性的新產(chǎn)品問世，郵電部特別發(fā)行了一套紀(jì)念郵票（8張），其中一張就是DXA2-8型電子顯微鏡。這是世界上最早的以電子顯微鏡為主題的郵票。1965年7月，研制成功DXA3-8型一級電子顯微鏡，分辨本領(lǐng)提高到0.7 nm，通過了國家鑒定。1968年定型了DXA4-10（0.7 nm，100 kV），到1977年共生產(chǎn)了72臺。中國科學(xué)院新疆化學(xué)研究所購置了第一臺DXA4-10商用高分辨率電子顯微鏡，并利用這臺儀器發(fā)現(xiàn)了四百多種動植物病毒，不但為我國動植物病毒研究作出了重要貢獻(xiàn)，也培養(yǎng)了一批優(yōu)秀人才。這也印證，我國自主研發(fā)電子顯微鏡的能力取得了長足進(jìn)步。

3 調(diào)入北京繼續(xù)從事電子顯微鏡研發(fā)

1964年4月，根據(jù)中國科學(xué)院集中力量的決定，將長春光機(jī)所電子顯微鏡研究室包括我在內(nèi)的13人調(diào)并到北京的科學(xué)儀器廠（后為北京中科科儀股份有限公司）。當(dāng)時全廠召開聯(lián)歡會熱烈歡迎我們的到來。

之后，我出任了電子顯微鏡研究實(shí)驗室副主任，負(fù)責(zé)研制DX-2型100 kV透射電子顯微鏡，主要負(fù)責(zé)總體設(shè)計和電子光學(xué)系統(tǒng)計算。在此期間，我重點(diǎn)解決了電子顯微鏡的“心臟”——物鏡極靴的研制和高穩(wěn)定度100 kV高壓電源的問題。

1965年底，中國科學(xué)院組織成果鑒定，結(jié)論為：“根據(jù)在鑒定過程中所拍攝的鉑銥粒子照片，測得最小可分辨距離為0.4 nm和0.5 nm 的五對點(diǎn)子。按國外常見的表示方法，DX-2電鏡的分辨本領(lǐng)可達(dá)0.4 nm。按國內(nèi)采用從嚴(yán)的分辨本領(lǐng)鑒定方法 （以第五對最近點(diǎn)中心間的距離計算），評定該電鏡的分辨本領(lǐng)為0.5 nm ，電子光學(xué)放大可達(dá)25萬倍以上。由此可以認(rèn)為DX-2電鏡在分辨本領(lǐng)和放大倍數(shù)方面已達(dá)到國際先進(jìn)水平” (原結(jié)論中以埃為單位，1 nm = 10埃)。1966年1月，DX-2型電鏡作為重點(diǎn)展品參加了北京全國儀器儀表新產(chǎn)品展覽會。 此后，我參與了6臺DX-2型電子顯微鏡的小批量生產(chǎn)。

我指導(dǎo)并參與研制完成了我國第一臺掃描電鏡（DX-3型），負(fù)責(zé)人是我的第一位研究生。這臺掃描電鏡性能達(dá)到了1973年我國進(jìn)口的日本掃描電子顯微鏡的水平，并且實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。同年，科學(xué)儀器廠掃描電子顯微鏡組獲得了國務(wù)院總理親筆題詞的榮譽(yù)證書，給了我們莫大的鼓舞。

我還負(fù)責(zé)研制X射線波譜儀，并將其和同軸光學(xué)顯微鏡一起配裝在掃描電鏡上，發(fā)展成DX-3A型分析掃描電鏡。該型掃描電鏡先后生產(chǎn)了近百臺，并向國內(nèi)幾家單位推廣生產(chǎn)。

1982年出現(xiàn)了掃描隧道顯微鏡（縮寫STM)，橫向分辨本領(lǐng)達(dá)0.1～0.2 nm，縱向分辨本領(lǐng)高達(dá)0.01 nm，這是其它顯微鏡難以達(dá)到的。更重要的是STM克服了電鏡試樣必須處于真空環(huán)境的限制，可在大氣、真空、甚至液體環(huán)境中觀察物體在自然狀態(tài)下的表面結(jié)構(gòu)和實(shí)際狀態(tài)。1986年的諾貝爾獎物理獎即授予了掃描隧道顯微鏡的兩位發(fā)明人和50年前（1932年）第一臺電子顯微鏡的創(chuàng)制者。

后來，中國科學(xué)院成立了北京電子顯微鏡（開放）實(shí)驗室，依托在中國科學(xué)院北京科學(xué)儀器廠，我被任命為副主任。我認(rèn)識到STM大有發(fā)展前途，自己又有研制電子顯微鏡的經(jīng)驗，于是提出自行研制STM，得到了實(shí)驗室主任的大力支持，由我兼任STM研制小組組長并且赴美調(diào)研，不久我確定了設(shè)計方案，經(jīng)過半年多的刻苦攻關(guān)得以研制成功。

北京電鏡室工作者用自制的STM首次獲得了石墨表面原子圖像，橫向和縱向分辨本領(lǐng)分別達(dá)到了0.1 nm和0.01 nm，達(dá)到國際先進(jìn)水平。1987年12月22日，《人民日報》頭版上的報眼以“我國制成新型掃描隧道顯微鏡”為題，對此進(jìn)行了專題報導(dǎo)。該型電鏡后續(xù)實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。

第二年，在英國召開的第三屆STM會議上首次報導(dǎo)了我國研制成功的STM，并選入了會議論文集。我們還在國際上首次用實(shí)驗驗證了一個重要論斷，即STM圖像不只是試樣的像，還與探針有關(guān)。

之后，在1989年又誕生了光子掃描隧道顯微鏡（PSTM），分辨本領(lǐng)突破了傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡光束半波長的衍射限制，引起世人矚目。1991年我又提出研制PSTM，在與大連理工大學(xué)物理系的合作下，于1993年6月研制成功我國第一臺光子掃描隧道顯微鏡，圖像橫向分辨本領(lǐng)優(yōu)于10 nm，縱向分辨本領(lǐng)為1 nm，達(dá)到國際先進(jìn)水平，與此同時還開展了應(yīng)用研究，不斷推動我國的電鏡事業(yè)跟上世界發(fā)展的腳步。

我從中國科學(xué)院北京科學(xué)儀器研制中心退休后，也未停止科學(xué)研究的腳步，繼續(xù)從事發(fā)展原子力顯微鏡的工作。我之前與一位專家合作共同發(fā)展了一種國際上分辨率最高的MoS2固體徑跡探測器，研制生產(chǎn)了我國第一代激光檢測原子力顯微鏡。

2001年我當(dāng)選為中國工程院院士后，老師王大珩先生告誡我“要更加謙虛謹(jǐn)慎，發(fā)揮作用”。還有位院士朋友對我說：“當(dāng)選院士的最大好處是可以繼續(xù)工作”。這些我都銘記在心。2003年我受聘到北京航空航天大學(xué)任教，重新獲得了工作的機(jī)會。1949年上大學(xué)我報考的就是航空工程系，后來因為種種原因而轉(zhuǎn)為應(yīng)用物理專業(yè)，在應(yīng)用物理領(lǐng)域一干就是半個世紀(jì)，這一次可謂實(shí)現(xiàn)了我54年前報考大學(xué)時為祖國航空事業(yè)服務(wù)的愿望。對此，我十分珍惜，兢兢業(yè)業(yè)，只爭朝夕，把這份工作當(dāng)作自己再一次“創(chuàng)業(yè)”的機(jī)遇，盡自己最大的努力工作。

我積極開拓學(xué)科方向、組建科研團(tuán)隊、引進(jìn)優(yōu)秀人才、培養(yǎng)青年教師和研究生，先后任教授、校學(xué)術(shù)委員會副主任、航空科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗室（籌）首席科學(xué)家和理學(xué)院物理研究所所長。主持組建 “北航微納測控研究中心”，籌建“微納測控與低維物理教育部重點(diǎn)實(shí)驗室”，任籌備主任和名譽(yù)主任。負(fù)責(zé)完成了國家自然科學(xué)基金和科學(xué)技術(shù)部等多項專項課題。開展了近場光學(xué)顯微學(xué)、離子束納米級加工、原子力顯微視頻成像、高次諧波及多頻激勵成像、頻率調(diào)制原子力顯微術(shù)以及智能化便攜式原子力顯微鏡等研發(fā)工作。

我曾在《科學(xué)儀器》雜志上發(fā)表我國第一篇系統(tǒng)論述電鏡設(shè)計制造的文章“XD-100型電子顯微鏡”；撰寫了數(shù)十篇科普與綜述文章，以推動顯微鏡領(lǐng)域科學(xué)傳播；多次組織國際和全國學(xué)術(shù)會議并編輯出版論文集；組辦學(xué)習(xí)班，編寫教材，在全國普及電子顯微學(xué)知識等等。始終致力于促進(jìn)國內(nèi)電子顯微鏡的研制生產(chǎn)和應(yīng)用。

1980年中國電子顯微鏡學(xué)會成立，我是主要創(chuàng)辦人之一；1982年《電子顯微學(xué)報》創(chuàng)刊，我作為副主編、主編主持日常工作。

三 漫漫電鏡路，汲汲求索心

我們實(shí)現(xiàn)了多種電子顯微鏡的國產(chǎn)化，多項產(chǎn)品的主要指標(biāo)接近或達(dá)到當(dāng)時的國際水平，這些國產(chǎn)電子顯微鏡為促進(jìn)我國的科學(xué)技術(shù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)，創(chuàng)造了屬于自己的輝煌。

但是改革開放后各種電鏡大量進(jìn)口，促進(jìn)了外國公司的發(fā)展，而國產(chǎn)電子顯微鏡因使用性能等不如進(jìn)口產(chǎn)品而競爭力有限，只剩下一個研制單位——北京中科科儀股份有限公司還在艱苦奮斗，小批量生產(chǎn)中檔掃描電鏡。但先進(jìn)的技術(shù)是買不來的，“工欲善其事、必先利其器”，為建成創(chuàng)新型國家，我國必須掌握高端顯微裝備的核心技術(shù)，必須自主發(fā)展新的納米測量方法和納米加工技術(shù)。

50余年來，我有幸負(fù)責(zé)自行設(shè)計制造了我國第一臺大型透射電子顯微鏡；指導(dǎo)、參加研制完成我國第一臺掃描電鏡，并在國內(nèi)推廣電子顯微鏡的設(shè)計制造技術(shù)；率先在我國主持研制完成掃描隧道顯微鏡和光子掃描隧道顯微鏡等十多種納米檢測儀器和器件，對有關(guān)理論和應(yīng)用研究作出了一些貢獻(xiàn)，為發(fā)展我國納米科技提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，起了先導(dǎo)作用。我對于發(fā)展電鏡事業(yè)心堅如磐，走過的這條路踏實(shí)而又厚重，不斷的為我國高端電鏡的自主可控貢獻(xiàn)自己的力量。

本世紀(jì)初，由于種種原因，國產(chǎn)電鏡和掃描探針顯微鏡的質(zhì)與量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足全國的廣泛需求。為此，我與王大珩先生等在2003年1月，向國家呈交了“建立我國自己的納米測量儀器和納米加工裝備制造業(yè)”的“工程院院士建議”，2006年初又提出了“振興我國的電子顯微鏡制造事業(yè)”的建議：

（1）發(fā)展具有自己特色、先進(jìn)的多功能亞埃(＜0.1 nm)分辨率、亞eV級像差校正電子顯微鏡，實(shí)現(xiàn)我國在納米尺度表征與度量的髙端突破；

（2）整合國內(nèi)現(xiàn)有基礎(chǔ)，形成有市場競爭力的電子顯微鏡規(guī)模產(chǎn)業(yè)；

（3）創(chuàng)建電子顯微鏡研發(fā)團(tuán)隊，建立具有國際競爭力的電子顯微鏡研發(fā)平臺和基地。

國家科技部考慮了這個建議，并將“場發(fā)射槍透射電子顯微鏡的研制”列為“十一五”國家科技支撐計劃的重大課題，推動了電鏡產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展。

其實(shí)不僅是國產(chǎn)電鏡和掃描探針顯微鏡，整個中國科學(xué)儀器制造行業(yè)都面臨極大的挑戰(zhàn)。國外廠商對中國的策略往往是，你不能制造的精密儀器，他要高價，甚至不賣給你；當(dāng)你有能力制造時，他以低價銷售給你，打垮你，讓你難以發(fā)展。

因此，我們必須自立自強(qiáng)。電子顯微鏡，從1958年開始我國就做出來了，但穩(wěn)定性、可靠性不如國外產(chǎn)品。要解決這些問題不是一日之功。生產(chǎn)高質(zhì)量儀器的關(guān)鍵在于建立一條完整的科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)鏈。從材料的選擇、加工工藝，到整機(jī)的裝配調(diào)試，每一個零部件都需要注意，每一個細(xì)節(jié)都需要精益求精，這需要一整套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能實(shí)現(xiàn)高指標(biāo)、高可靠性。我們需要一個打基礎(chǔ)的過程，一個積累的過程，而這樣積累的過程是難以一蹴而就的。只有選擇性地把某些儀器做到滿足國內(nèi)需求以減少對國外的依賴，在打好基礎(chǔ)的情況下逐步發(fā)展我們的技術(shù)特色，利用我國己領(lǐng)先的新原理、新材料等來制造新儀器，爭取一部分先超越。這樣，中國的科學(xué)儀器制造事業(yè)才能逐漸強(qiáng)大起來。

現(xiàn)在國內(nèi)已研制生產(chǎn)了有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高質(zhì)量掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡原位觀察測試研究的開發(fā)與應(yīng)用研究等。時至今日，我仍在為發(fā)展我國的超顯微鏡制造事業(yè)繼續(xù)努力，展望未來，我必將為這項事業(yè)奮斗終生。

回首過去的人生軌跡，有成長的曲折，成功的喜悅，也有未竟的遺憾。從失望到期望、從惴惴不安到信心滿懷。我相信，只有經(jīng)歷磨難，生命方有厚度！