伍少昊:用“璀璨之光”呈現“人間天穹”


——迎接建校80周年“北理故事”系列報道之五

【編者按】2018年,為搶救、挖掘寶貴的校史資料,黨委宣傳部組織力量啟動校史“口述史”采集工程,并委托圖書館具體實施。兩年多來,采集工程共記錄保存80位離退休教師口述史資料15058分鐘,形成文字資料160萬字。為紀念學校建校80周年,黨委宣傳部、圖書館結合“口述史”采集成果,精心策劃制作,推出《北理故事》系列。希望廣大師生校友能從精彩的故事中汲取力量,傳承紅色基因,為建設中國特色世界一流大學而努力奮斗!


 

  從1958年,新中國第一臺大型天象儀原理樣機研制成功,到1976年,國產大型天象儀取代德國蔡司天象儀,在北京天文館正式投入使用。日月星辰,斗轉星移,北理工的“璀璨之光”將“人間天穹”刻畫在幾代中國人的記憶中,生動演繹了中國科研工作者獨立自主、自力更生的創新之路,展示了北理工人創校以來胸懷壯志、創新包容的開拓精神。

講述者:伍少昊

光電學院退休教師

  北京天文館,座落在北京西直門外,1957年建成,是我國第一座大型天文館,也是亞洲第一座大型天文館。

北京工業學院(現北京理工大學)牽頭設計制造的中國第一臺正式投入使用的大型天象儀

  在天文館新館的地下二層,靜靜安放著一臺淡藍色的大型設備,這就是由北京工業學院(現北京理工大學)牽頭設計制造的中國第一臺正式投入使用的大型天象儀。從1976年到2007年的31年里,這道北理工的“璀璨之光”為兩千多萬觀眾展示了宇宙萬象,成為了幾代中國人的集體記憶。

  鮮有人知,大型天象儀的研制工作,從提出到正式“登臺”展示,經歷了整整二十年的艱難探索,凝結了一大批矢志強國的北理工人的夢想與情懷。

 為國獻禮,百天鑄就“新中國第一”

  1958年7月1日,北京工業學院儀器系黨支部書記馬志清,帶領青年教師、8531班全體應屆畢業生以及低年級學生一百多人,在黨旗下莊嚴宣誓:大干三個月,做一臺天象儀,向建國9周年獻禮!

  這次宣誓,對剛剛參加工作兩年的伍少昊來說,可謂“刻骨銘心”,因為它是北京工業學院師生愛國情懷的真實寫照。1958年,中國社會的全新面貌,感動著全體中國人民,于是,“向國慶獻禮”成為師生們愛國情懷的最強烈表達。與此同時,“自力更生,高速度攀尖端”成為學校工作的主旋律,在這樣的背景下,儀器系的師生們把目光投向了當時世界上最復雜的光學儀器之一——大型天象儀。

北京天文館于1957年落成,其最初使用的天象儀為蔡司Ⅲ型,由著名的中國天文科普學者李元先生從位于耶拿的東德蔡司公司訂購

  大型天象儀集光學系統、機械結構和電氣控制于一體,堪稱世界上最復雜的大型光學儀器之一,在上世紀50年代,全世界只有德國具備設計制造能力。1957年,北京天文館建成,這是我國第一座大型天文館,也是亞洲第一座大型天文館,天文館中使用的天象儀就來自德國。對于當時的中國來說,在短短三個月時間里,就想造出一臺天象儀幾乎是一件無法完成的任務。然而,北京工業學院的師生卻“欲與天公試比高”,“我們四系就想找一個我們系里專業里最世界尖端的(科技成果)”,師生們“白手起家”,從天文基本知識和天象儀的基本原理入手,展開了一場轟轟烈烈的大科研和大學習。

  年輕的伍少昊們做的第一件事就是掃“天文盲”,他們到北京天文館去近距離地觀察和研究天象儀,了解它的結構、工作原理。回到學校后再仔細分析研究。為了爭分奪秒完成獻禮,他們經常熬夜攻克技術難關,“大家不睡覺是經常事,我們當時研究問題開會,四五個人站著開會,站著站著就睡著了。”伍少昊這樣回憶道。后來,他們索性把行李搬到造天象儀的車間里,“有事叫起來干一會兒,沒事就在那睡了”。

  功夫不負有心人,在北京天文館支持下,儀器系師生夜以繼日地工作,從1958年7月到1958年10月,僅用三個月時間,就成功研制出了新中國第一臺大型天象儀原理樣機,并在北京天文館進行了演示,引發社會各界的廣泛關注。北京電影制片廠特意到學校將天象儀的制作和安裝過程拍攝制作成紀錄片,廣泛播放。

左:學校師生研制的中國首臺大型天象儀(1958年首臺原理樣機);右:中國首臺大型天象儀原理樣機在北京天文館進行演示

  大型天象儀的成功演示引起了天象儀的原產地原民主德國的注意,他們無論如何也想不到,在這么短的時間內,科技水平十分有限的中國竟然能獨立做出一個天象儀。原民主德國駐華使館特意派人來觀看演示,并對北京工業學院師生的壯舉贊嘆不已。“看了以后在那轉來轉去的,圍著就不走,提好多問題。”伍少昊回憶起來滿是自豪。

 

 1959年1月,中國第一臺“大型天象儀”登上了《人民畫報》新年首期封面

  1958年的首臺大型天象儀原理樣機雖然在研制水平上還尚顯稚嫩,性能也未能達到實際使用要求,但這是中國人獨立自主完成的對大型天象儀整套技術體系的探索與實踐,成功填補了該領域空白,實現了從無到有的歷史突破。

  科學探索,創建復雜系統研究體系

  雖然,北京工業學院師生以驚人的干勁創造了又一個“新中國第一”的歷史成就,但是,探索的征程才剛剛開始,追趕世界水平的腳步遠沒到停歇的時候,要制造真正滿足應用需求的高水平天象儀,還有太多的技術難題等待他們解決。

  1959年,在學校的支持下,天象儀項目改由儀器系和院工廠共同承擔。并制定了第二階段三臺大型天象儀的研制計劃,隨即拉開了六十年代天象儀“三兄弟”的研制大幕。

  在對原民主德國進口的天象儀的技術資料和實物仔細分析研究的基礎上,項目組發現其精度、效果均有可改進之處,于是從原理入手,大膽探索,創造性地提出了天象儀運行的“太陽系地心模擬方案”,使太陽系的行星運動更符合實際觀看習慣,從而得到更高的精度。這一創新,使國產天象儀根本區別于世界上一切采用“日心”模擬方案的天象儀而獨樹一幟,并最終走出了一條屬于中國人的獨立自主、自力更生的“天象儀之路”。

 

  在研發的過程中,項目組一直秉承學校“追求卓越、求實創新”的科學精神,力求在每一個細節上精益求精。由于師生們要對原理進行重新設計,在研制過程中遇到了無數困難,“但是這些問題都解決了。中間確實花了很大的力量,但是覺得很值得。我們提的方案也不是為了新而新,方案在精度上、結構上都比它(德國天象儀)有優勢,我們也走通了。”伍少昊這樣說道。

 

  從1959年到1965年,項目組經過六年的努力,在對天象儀的“太陽系機構”進行第三次全面改進后,1965年春,北京工業學院研制出性能相當出色的天象儀樣機,實現了預期的研究目標。

  對大型天象儀的艱苦攻關,提升了學校在光電、控制和機械等諸多領域的教學和科研水平,使得相關領域的科研水平處于全國領先。

  為國鑄器,成就跨世紀輝煌

  雖然,1965年的天象儀達到了實際使用水平,但是仍然是停留在實驗室中的實驗設備,始終無緣真正投入實踐。1973年,國家決定要開發能反映中國古代天文學成就的國產大型天象儀。環顧全國,這個任務當仁不讓地落在了在該領域擁有傲人實力的北京工業學院。這一次,北京工業學院牽頭組織北京光學儀器廠、北京電源設備廠和北京天文館,調集全國資源開展大協作,又開啟了新一輪的研制工作。

  1976年,北京工業學院設計制造出了具有國際領先水平的大型天象儀,并正式在北京天文館進行實際演示。這臺天象儀也是新中國第一臺正式投入實際使用的大型天象儀。

北京科技教育電影制片廠1976年攝制的紀錄片《大型天象儀》

  進駐天文館后,天象儀仍面臨著隨時被德制天象儀取代的情況,于是,時任中國光學協會名譽理事長王大珩牽頭組織了一場高水平的天象儀鑒定會。評審的第一個工作就是要在會議之前,測出并提供100年的天文數據。“100年的天文數據根本就沒有,”面對這一難題,項目組只得向行業求助,紫金山天文臺歷算組專門為師生們計算了前后一百年的金木水火土、太陽、月亮的位置。師生們根據得到的數據,用自己研制的天象儀連續測試了一百年。測試的結果讓大家非常振奮:“這一百年的數據還真是很爭氣,誤差全部都在很小的范圍內,這個范圍小到什么程度?小到比蔡司的儀器的原理誤差還小,實打實的,絕對超越你的!”

  “我們經過再三的推敲,認為盡管我們這個設備,有自己創造性的方面,有的部分指標比國外好。”王大珩在鑒定會上講到。會議認為:國產大型天象儀的研制成功,填補了國內這方面的空白,進入了世界上少數幾個能夠制造大型天象儀的國家行列。此后,北京工業學院研制的大型天象儀取代了原民主德國的天象儀,正式入駐北京天文館。

北京市科學技術委員會《國產大型天象儀鑒定書》

  

1976年正式在北京天文館應用的大型天象儀

  這臺飽含著京工人心血,集全國之力制造的大型天象儀,不僅填補了我國在這一領域的空白,其在光學、機械、控制和天文等領域體現的綜合技術水平,成為我國光學儀器科研領域的標志性成就,也成為北京理工大學歷史上耀眼的“新中國第一”系列科技成果之一。

  1976年到2007年,這臺大型天象儀在北京天文館連續服役31年,接待了2000多萬觀眾,成為幾代人的集體記憶。

大型天象儀研制大事記

  “我們之所以能夠有一定的成長,就是因為黨和國家,包括學校給我們創造了這樣的實踐機會。我們抓住了機會,在完成國家任務的過程中也提高了自己,使得自己有更大的能力為國家各項工作服務。”在回首大型天象儀的成功研制,伍少昊深感黨和國家、以及學校對他的精神品格的成長影響深遠,歷久彌新。

  在二十年的研制歲月里,師生們始終牢記學校的期待與教誨,虛心學習、勇于創新,走前人沒有走過的路;團結互助、鼎力合作,發揮社會主義大協作的巨大優勢;不斷改進、不斷進步,二十多年如一日鍥而不舍。正是這樣的品質與信念,激勵著一代代北理工人在科學探索的道路上始終服務國家重大戰略需求,始終瞄準世界科技前沿,矢志一流,無私奉獻,書寫了與黨和國家同向同行的精彩篇章。

  

  二十年探索不止,成就北理工自主創新的“天象儀之路”;三十年為民服務,書寫北理工忘我奉獻的報國情懷;八十年弦歌不輟,鑄就北理工矢志強國的使命擔當!面向未來,建設中國特色世界一流大學,北理工人永遠奮斗!

 

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