院士趙淳生：研制“嫦娥”小關(guān)節(jié)的人

陳霖

他是中國科學(xué)院院士、南京航空航天大學(xué)教授。不久前，他在央視《面對面》欄目講述了如何研制超聲電機(jī)，不少人才知道“嫦娥”探月工程背后的“超聲電機(jī)”這個冷門領(lǐng)域。

“感謝你們對‘嫦娥三號的貢獻(xiàn)”

電機(jī)是用來帶動部件發(fā)生轉(zhuǎn)動的重要部件，有點兒像人體骨頭之間的關(guān)節(jié)，用來帶動手腳。傳統(tǒng)電機(jī)利用銅線圈和磁場進(jìn)行作業(yè)。20世紀(jì)60年代，蘇聯(lián)和美國學(xué)者提出“超聲電機(jī)”概念，后來日本人制造出超聲電機(jī)，利用壓電陶瓷進(jìn)行作業(yè)。這可是機(jī)械工程領(lǐng)域革命性的改變，超聲電機(jī)輕便、反應(yīng)快、超低速，在傳統(tǒng)電機(jī)無法觸及的領(lǐng)域發(fā)揮了很大作用。

21世紀(jì)初，趙淳生研制出中國第一臺能實際運(yùn)轉(zhuǎn)的超聲電機(jī)。2009年，中國正籌備“嫦娥三號”月球探測器，因趙淳生在超聲電機(jī)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，有航天研究所找到他，想用他研制的超聲電機(jī)來驅(qū)動和控制光譜儀。

“嫦娥三號”搭載的月球車有光譜儀，它是用來分析月表物質(zhì)的。超聲電機(jī)驅(qū)動和控制光譜儀的開合，決定其何時打開和關(guān)上，以及張開角度。趙淳生叫它“小關(guān)節(jié)”。

不過，彼時，超聲電機(jī)在國內(nèi)是全新領(lǐng)域，別說普通人，就算是機(jī)械工程領(lǐng)域的人也未必知曉?！斑@是國家的任務(wù)！”趙淳生馬上接了下來，但問題也接踵而至，比如，上哪兒去找月球環(huán)境來試驗？

月球表面基本上是真空環(huán)境，趙淳生必須先模擬月球環(huán)境，才能確保超聲電機(jī)適應(yīng)極端環(huán)境。于是，他和團(tuán)隊研制出一套設(shè)備，將大氣壓降為10的負(fù)5次方，這也是地球上最接近真空的環(huán)境之一。他還進(jìn)行了極端環(huán)境試驗，測試月塵、輻射等。

事實上，航天產(chǎn)品的加工體系極其復(fù)雜，出現(xiàn)一丁點問題都要“歸零”——所有零件或部件都要檢測。那幾年，趙淳生和團(tuán)隊的李華峰、丁慶軍等人反復(fù)試驗了近200個超聲電機(jī)，才提供了一批性能最優(yōu)的TRUM-30A型超聲電機(jī)應(yīng)用在“嫦娥三號”上。

2013年12月14日晚，趙淳生守在電視機(jī)前，盯著直播——月球上，“嫦娥三號”搭載的“玉兔”月球車正在移動?！坝裢谩笔侵袊谝惠v月球車，上一個登月的人類探測器是蘇聯(lián)于1976年發(fā)射的“月球24號”。

對普通人而言，畫面上是一輛月球車，然而，內(nèi)行人都知道，這臺車?yán)镉性S多起著關(guān)鍵作用的零部件：比如，月球車上的紅旗下方有個“光譜儀系統(tǒng)”，系統(tǒng)中就有趙淳生團(tuán)隊研制的超聲電機(jī)——體積比雞蛋還小，重46克，卻能自如驅(qū)動與操控光譜儀。

趙淳生記得，數(shù)天后，“玉兔”慢慢“睜開雙眼”，其拍攝的月面照片特別清晰，包含了大量科學(xué)信息，其照片和數(shù)據(jù)向全球免費(fèi)共享。

第二年，“嫦娥三號”探測器系統(tǒng)總設(shè)計師孫澤洲給趙淳生團(tuán)隊寫感謝信：“超聲電機(jī)配合紅外光譜儀完成了探測任務(wù)，感謝你們對‘嫦娥三號做出的貢獻(xiàn)！”

湖南農(nóng)村的“趙氏孤兒”

20世紀(jì)20年代，湖南衡山的農(nóng)民運(yùn)動風(fēng)起云涌，岳北工農(nóng)會、岳北區(qū)農(nóng)民協(xié)會在當(dāng)?shù)仡I(lǐng)導(dǎo)農(nóng)民打土豪、反壓迫。毛澤東在《湖南農(nóng)民運(yùn)動考察報告》中對這些農(nóng)民運(yùn)動給予高度評價。岳北的農(nóng)民運(yùn)動就爆發(fā)在趙淳生家鄉(xiāng)白果鎮(zhèn)，他的父親趙振寰則是運(yùn)動的組織者之一。

1939年，趙淳生出生不到一年，趙振寰不辭而別，從此再也沒有回來。很久之后，才有長輩告訴趙淳生：“你爹參加革命，犧牲了?！蹦赣H悲痛交加，心力交瘁，得了重病，31歲便離開人世，趙淳生的弟弟后來也病死了。一名中共地下黨員見趙淳生不容易，暗中資助他讀書。

趙淳生很是爭氣，考上了衡山二中——中華人民共和國成立后湖南省內(nèi)唯一有留蘇預(yù)備生名額的學(xué)校。高中畢業(yè)那年，趙淳生因成績優(yōu)秀被選為預(yù)備生，但因中蘇關(guān)系破裂，深造擱置，他被保送到南京航空學(xué)院（現(xiàn)南航）的空氣動力學(xué)專業(yè)，后愛上了振動研究。畢業(yè)前，他入了黨，并以優(yōu)異的成績留校任教。

20世紀(jì)60年代，青年趙淳生發(fā)現(xiàn)中國的電動式激振器卻依賴進(jìn)口。這種儀器是機(jī)械工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)儀器之一，可進(jìn)行振動和疲勞實驗，還能輸送、篩分物料，用途廣泛?！皣颐磕暧心敲创蟮男枨?，如果都依賴進(jìn)口，要花多少外匯？”趙淳生決定自己研制電動式激振器。當(dāng)時，法國的振動儀器很先進(jìn)，中國從法國引進(jìn)一些振動儀，趙淳生經(jīng)常代表中國和法國談判購買。一次，他發(fā)現(xiàn)翻譯把“隨機(jī)振動”譯成“隨著飛機(jī)振動”，便苦學(xué)法語，后來獲得赴法深造的機(jī)會。

20世紀(jì)80年代初，趙淳生開始了在法國巴黎第六大學(xué)的進(jìn)修，這所學(xué)校培養(yǎng)了皮埃爾·居里和瑪麗·居里等著名科學(xué)家，后來他又到法國巴黎高等機(jī)械學(xué)院攻讀博士學(xué)位。期間，他每天泡在研究室，總因忘記時間被鎖在大樓里。后來，值班員在鎖門前一定要到他的實驗室看一看，確定沒人才關(guān)門。后來趙淳生獲得博士學(xué)位，順利歸國，與家人團(tuán)聚，也成了振動領(lǐng)域的專家。

1993年，趙淳生到美國麻省理工學(xué)院訪問時了解到超聲電機(jī)，“能把它做得極小，甚至能進(jìn)入人體血管”。他想回國開辟這片領(lǐng)域，“要搞出中國人自己的超聲電機(jī)”成了他的畢生目標(biāo)，也正因此才有了后面的研制、登月。

趙淳生說：“我們是第一個把超聲電機(jī)用到月球上的國家。”團(tuán)隊研制的超聲電機(jī)也隨“嫦娥四號”登上月球。2018年，“嫦娥四號”實現(xiàn)人類探測器首次在月球背面軟著陸，而由這枚“小關(guān)節(jié)”驅(qū)動和控制的光譜儀獲得月球背面的物質(zhì)數(shù)據(jù)，標(biāo)志著人類對月球的探索開啟了新篇章。此后，趙淳生團(tuán)隊研制的超聲電機(jī)也成為“嫦娥五號”、“行云二號”的1號和2號衛(wèi)星、“墨子號”衛(wèi)星、“海絲一號”衛(wèi)星等的重要器件。

世界著名機(jī)械專家、德國工程院院士瓦拉舍克曾說：“在全球范圍內(nèi)，趙淳生領(lǐng)導(dǎo)的超聲電機(jī)研究中心是這個領(lǐng)域最有實力的科研機(jī)構(gòu)。”趙淳生寫的專著《超聲電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》是國內(nèi)外大學(xué)相關(guān)專業(yè)的教材和參考書，在亞馬遜上售價曾經(jīng)達(dá)1136美元一冊（約合7356元人民幣），而且一書難求。

科學(xué)家搞公司，屢敗屢戰(zhàn)

在趙淳生心中，一項技術(shù)的歸宿應(yīng)該是“應(yīng)用”，也就是讓更多人受惠于這項技術(shù)，因此他想做“超聲電機(jī)產(chǎn)業(yè)化”，甚至讓全世界都用上中國的超聲電機(jī)。

除了航天領(lǐng)域，超聲電機(jī)還能運(yùn)用到其他領(lǐng)域。趙淳生曾根據(jù)不同用途，制作出大小不一的超聲電機(jī)。在研發(fā)部門，記者見到一臺用于核磁共振的超聲電機(jī)，這種成像裝置不受電磁干擾，能精準(zhǔn)帶動針管插入病人血管;微型超聲電機(jī)直徑只有2毫米，用于腸道內(nèi)窺鏡，可供特殊藥片沿腸道或血管到達(dá)病灶處進(jìn)行治療，幾乎不傷及患者正常細(xì)胞……

2006年，一家公司找到趙淳生，提出一起搞產(chǎn)業(yè)化。趙淳生終于等到機(jī)會，當(dāng)天簽訂合同。不過，對方公司提出簽訂協(xié)議書，確保他們能拿到樣機(jī)及資料。趙淳生欣然同意，并將其研發(fā)的TRUM-60型超聲電機(jī)及相關(guān)驅(qū)動器等所有配套技術(shù)交給對方。后來，這家公司憑借這項技術(shù)融資且申請了專利，發(fā)展得很好，卻拒絕支付銷售提成。趙淳生才知道上當(dāng)了，一氣之下將對方告上法庭。不過，將技術(shù)交給對方時他沒有讓其打收條，無法證明對方收到了技術(shù)和樣機(jī)，官司不了了之。第一次嘗試，趙淳生丟了專利，也丟了錢。

向記者回憶起來，這位老人很無奈：“我怎么知道要打收條嘛？在我們那一代，你借我，我借你，靠信任往來。做生意為什么不講誠信？我真是搞不懂?！?/p>

趙淳生不服氣，“湖南人的性格就是絕不放棄，我一定要搞成！”幾年后，他又和一家公司合作，成立了一家超聲電機(jī)公司，趙淳生負(fù)責(zé)技術(shù)，對方負(fù)責(zé)財務(wù)及管理。但緊接著，雙方的經(jīng)營、運(yùn)營理念出現(xiàn)分歧，企業(yè)再次失敗。那時，70多歲的趙淳生意識到：“搞企業(yè)與搞科研真的不一樣?！?/p>

在學(xué)生、助理眼中，趙淳生有點兒“一根筋”，太牽掛產(chǎn)業(yè)化這件事，一有機(jī)會就想抓住?！叭绻项^子申請個專利，拿錢買幾套房，現(xiàn)在不早就發(fā)財了？但他不會，他對投資、賺錢沒概念。可他想不到，商業(yè)和科研畢竟是兩碼事?！?/p>

“超聲電機(jī)的應(yīng)用范圍太廣了，時日不多，要抓緊！”這是趙淳生常掛在嘴邊的話。大家心疼他屢戰(zhàn)屢敗、四處借錢開公司、打官司，卻也不敢勸阻他，因為他們都記得20年前的場景。

2000年年末，由于長期高負(fù)荷工作，趙淳生被查出患有肺癌，被切除一塊肺葉后不久，他又被查出患有胃癌，切除了2/3的胃。

史從云跟隨趙淳生20年了，長期幫忙處理行政檔案事務(wù)，在她印象里，大多數(shù)學(xué)生總躲著趙淳生，“他一見面就問‘實驗做得怎么樣了，如果做得不好，他就直接批評，劈頭蓋臉的?！笨僧?dāng)時，趙淳生躺在病床上，突然蔫蔫地說：“我可能真的不行了?！薄八褪且粋€鋼鐵直男，突然說這么一句，我們當(dāng)時就繃不住了，才發(fā)現(xiàn)他已經(jīng)是個老人了?！笔窂脑葡蛴浾呋貞洉r，眼睛紅了。

越感覺時間不夠，越想做得更多。生病那段時間，趙淳生讓學(xué)生帶資料到病房，趁家人睡了，埋在被窩里寫報告。一次，妻子撞見，生氣道：“你要超聲電機(jī)，還是要命？”趙淳生倔強(qiáng)地說：“兩個都要！”從此，大家再沒勸過他。

那幾個月，趙淳生接受了6次化療，瘦了26斤?；熀?，大多數(shù)人會惡心嘔吐，吃不下東西。趙淳生想：“不吃飯怎么恢復(fù)身體？”湖南人愛吃辣，他就拿老干媽醬拌在飯里，硬是吞下去。“化療后，別的病人通過吃藥增加白細(xì)胞，而我是通過吃飯，哈哈！”趙淳生對記者說，樂呵呵的。就這樣，他從兩種癌癥中恢復(fù)過來，未曾復(fù)發(fā)，也才有了最近那條熱搜：八旬院士堅持健身做科研。

吸取幾次教訓(xùn)后，趙淳生決定把企業(yè)的財政權(quán)掌握在自己人手中。2016年底，他發(fā)動研究所同事成立了一家有限責(zé)任公司，讓團(tuán)隊成員持有股份，共同決策。如今，80多歲的趙淳生仍在學(xué)習(xí)市場邏輯，他有一個愿望：在90歲實現(xiàn)超聲電機(jī)的百萬年產(chǎn)。