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高端訪談

左鐵釧口述:與光共舞,永不止步的追“光”人生

fun88网页下载 來源:清華校友總會(hui) 2024-04-23 我要評論(0 )   

1941年2月5日,我出生在長江岸邊恩施大山裏的一個(ge) 農(nong) 戶家裏。當時我父親(qin) 左吉身為(wei) 南京國民政府後方重傷(shang) 醫院院長,正帶領著重傷(shang) 員從(cong) 南京向重慶撤離。懷孕六個(ge) 月的母親(qin) 領著...

1941年2月5日,我出生在長江岸邊恩施大山裏的一個(ge) 農(nong) 戶家裏。當時我父親(qin) 左吉身為(wei) 南京國民政府後方重傷(shang) 醫院院長,正帶領著重傷(shang) 員從(cong) 南京向重慶撤離。懷孕六個(ge) 月的母親(qin) 領著四歲的哥哥,從(cong) 南京乘小木船去往重慶,船到中途,因身體(ti) 實在受不了路途顛簸,靠岸恩施,生下不足七個(ge) 月的我。我能活下來實屬奇跡。


父親(qin) 畢業(ye) 於(yu) 南滿醫科大學,後留學日本,回國後到北京協和醫院擔任醫生和教授,母親(qin) 為(wei) 護士。父親(qin) 是張學良的好友,“西安事變”時為(wei) 蔣介石看過病。為(wei) 消滅當時我國東(dong) 南爆發的霍亂(luan) 、鼠疫等流行病,父親(qin) 曾在福州建立了東(dong) 南鼠疫防治所,後去美國侯普研究所工作。新中國成立前夕,他被任命為(wei) 台灣衛生部部長,但因對國民黨(dang) 的失望未去台上任,幾經周折我們(men) 全家1951年從(cong) 香港回到大陸,父親(qin) 任湖北省衛生廳廳長。


我的學習(xi) 生活隨著父親(qin) 的調動而不斷變更,先後在福州、香港、武漢完成基礎教育,1958年考取清華大學機械係。


左鐵釧


北工大任教


1964年清華畢業(ye) 後,我被分配到北京工業(ye) 大學焊接教研室工作,教授“焊接原理”課程,並帶1960級和1961級學生畢業(ye) 設計。不久“文革”開始,科研教學活動全部停止。


十年動亂(luan) 結束,逐漸回歸正常的科教工作,為(wei) 寫(xie) 教材我經常伏案工作到半夜兩(liang) 三點。在編寫(xie) 焊接原理時,發現在“焊縫金屬中氣體(ti) 元素”一章中,對於(yu) 焊縫中的氧氫氮等氣體(ti) 元素的含量和形態等都不可測,後走訪北京和上海等地的氣體(ti) 分析儀(yi) 器廠,也均未解決(jue) 此難題。從(cong) 1975年開始,我帶領原理組團隊進入這一物化領域,開展“焊縫金屬中微量元素分析”研究,在工大建成了我國首個(ge) “焊縫金屬中微量氣體(ti) 元素檢測實驗室”。1984年國際焊接協會(hui) 主席、日本名古屋大學益本功教授來校參觀,在我們(men) 實驗室裏久久不願離去,他沒想到在中國這麽(me) 一所不出名的大學裏,會(hui) 看到如此高水平的實驗室。


後來我在德國參觀亞(ya) 琛和布論瑞科焊接所時,才得知焊縫金屬中微量氣體(ti) 元素的分析是其最高級別的研究項目,而其分析測定的水平遠低於(yu) 我們(men) 。采用氧氫氮分析儀(yi) ,我們(men) 研製焊條藥皮成分配方,控製熔池熔渣氣氛的物化反應,製成了新型打底焊條,由南京焊條廠生產(chan) ,為(wei) 寶鋼等冶金公司采用,取代了進口焊條。


德國七年


1990年聖誕節,左鐵釧(左)與(yu) 肖運鴻(1964屆電機)學長夫婦在不來梅“家”中


我愛人肖運鴻是清華大學電機係研究生,畢業(ye) 時遭遇“文革”,1976年調回北京,結束了八年兩(liang) 地生活。為(wei) 求更大發展,1983年他通過外語和專(zhuan) 業(ye) 的國家統考,獲得國家教委出國進修資格,1985年被派往原西德不來梅大學。此後經他聯係,我獲得不來梅工學院客座教授的邀請函,以國內(nei) 講師身份“自費公派”出國深造。


1986年5月2日剛下飛機,4日工學院副院長和Puenitz教授就約我麵談,Puenitz 教授一個(ge) 月後將退休,我的任務就是接替他的教學工作,用德語給大三學生講授金屬工藝學,可我僅(jin) 出國前在北京語言學院進修了三個(ge) 月德語,口語能力非常有限。


在接下來的一個(ge) 月時間裏,我每天泡在學院圖書(shu) 館補習(xi) 德語,認真聽教授們(men) 的授課。當我第一次站在講台上給六十多名德國大學生用德語授課時,還是非常緊張的。而在我用最簡單的德語慢慢講完90分鍾的課時,學生們(men) 使勁鼓掌,敲著課桌給我稱讚和鼓勵。我的第一節課就能得到學生們(men) 的認可,我想主要是我參照國內(nei) 的教案,加入了深入淺出的專(zhuan) 業(ye) 知識,使原講義(yi) 的內(nei) 容得到了極大的豐(feng) 富。


BIAS新實驗室在不來梅大學裏落成典禮. 右2為(wei) 所長 Sepord


上完幾次課後,我逐漸適應了在德國課堂上講課的模式和節奏。然而我不甘心隻做個(ge) 金屬工藝學的教書(shu) 匠,希望在科研領域裏能有更大的發展。在德國焊接協會(hui) 主席Dr. Sosenheime幫助下,我參觀了德國一些知名的焊接研究所,後決(jue) 定到不來梅射線應用技術研究所(BIAS)工作,開始在激光製造領域進行科研工作,直到1992年初回國。


在德國工作期間,我完成了多個(ge) 科研項目。其中最值得驕傲的是從(cong) 1986年底起我開始的鋁合金激光焊接研究工作。德國教研部(BMBF)一直有一項長期的科研計劃,就是“運輸裝備的輕量化”,包括汽車、火車、船舶、飛機等常見的運輸裝備,這涉及到新材料、新型製造方法等諸多方麵的研究。運輸裝備的輕量化可以極大地減少化石能源的消耗,提高這些裝備的裝載能力或運輸速度。飛機的機身大量使用高強鋁合金,但長期以來一直使用傳(chuan) 統的鉚接工藝實現飛機蒙皮與(yu) 機身骨架的固定連接,一架大型飛機通常需要使用上萬(wan) 個(ge) 鉚釘。飛機蒙皮隻有2mm厚,使用傳(chuan) 統的焊接方式會(hui) 產(chan) 生熱變形,另外飛機上的高強鋁合金在焊接過程中會(hui) 產(chan) 生晶間熱裂紋,這些對於(yu) 安全性要求極高的飛機都是絕對不允許的。


通過前期的課題研究,我希望使用激光焊接技術實現飛機輕量化的目標。後來我參加了歐共體(ti) 研究項目——運輸裝備輕金屬的激光可加工性研究,經過大量的實驗與(yu) 探索,最終完成了金屬材料鋁合金從(cong) 全反射材料成為(wei) 吸收率高達95%的可加工材料,創新了材料吸收率的基礎理論。


當我的研究成果——鋁合金激光可焊性的閾值曲線首次在巴登巴登的歐洲學術會(hui) 議上公開發表時,引起了學界的轟動,西方同行們(men) 都對一位來自亞(ya) 洲的女性科學家能夠顛覆鋁合金的激光可焊性而讚歎不已,這對物理學也是一個(ge) 極大的突破。


這個(ge) 成果公開發表後,奔馳總部(位於(yu) 不來梅)的負責人就邀請我去作報告。總部對這次學術報告非常重視,其歐洲各大分廠的技術主管全體(ti) 出席。三個(ge) 小時報告結束後,隨即奔馳的技術主管來到BIAS參觀我們(men) 的實驗裝備,觀看鋁合金激光焊接的演示實驗。當天下午奔馳就和BIAS簽訂了合作協議,共同製定全鋁結構轎車的研發方案。


奔馳的競爭(zheng) 對手,奧迪發展部主管從(cong) 此也開始長期蹲守在我的實驗室了。奧迪A8的全鋁骨架式焊接結構就出自我的實驗室,這與(yu) 傳(chuan) 統的覆蓋件車身結構有著天壤之別。


激光焊接的全鋁結構汽車骨架成了我前期研究成果的副產(chan) 品,主產(chan) 品還是激光焊接取代鉚接在機身輕量化上的應用。在我的研究成果基礎上,德國空客前後用了近二十年時間終於(yu) 在世界上最大的客機A380上全麵實現了激光焊接的商業(ye) 應用,實現了A380飛機蒙皮與(yu) 筋板結構采用激光焊接取代傳(chuan) 統鉚接的新工藝,改變了飛機製造的工藝流程,並減輕了自重。為(wei) 此德國政府對我表示尊敬和感謝,德國宇航院發展部負責人Dr. Laran說:“你在德國實現了飛機製造的技術大革命。”


在德期間我還被邀在宇航院、金屬學會(hui) 、歐洲激光材料加工會(hui) 議等做學術報告。當我回國後重訪德國時,德國教研部光學部門負責人Dr. Ruerich,對中方訪問團團長、國家科技部馮(feng) 司長說:“感謝左教授為(wei) 德國所做出的貢獻!”作為(wei) 一位來自中國的女性科學家,在高手如林、技術領先的西方能完成多項開創性的科研工作,能為(wei) 祖國爭(zheng) 光,感到無比自豪。


在國外時間久了,我和愛人都很思念祖國和親(qin) 人,決(jue) 定回國。我向所裏提交了辭職信,來自各個(ge) 領域、不同層麵的挽留、勸說和阻攔紛至遝來,可以說是“軟硬兼施”。尤其是航空航天領域的合作者,大家長期在一起共事,他們(men) 很認可我在德國期間所做的重要貢獻,認為(wei) 我是個(ge) 難得的人才,為(wei) 我的決(jue) 定感到非常惋惜。


前前後後我參與(yu) 了很多航空航天領域的技術改造,掌握了太多企業(ye) 發展的技術機密,臨(lin) 走前簽了數不清的保密協議,各種限製,事無巨細。所裏麵我帶的這一批實驗員和技術員對我的離開也是依依不舍,臨(lin) 別的聚會(hui) 上有的人還掉了眼淚。經過這麽(me) 多年的磨礪,在我的帶領下這些人的業(ye) 務水平在兄弟單位中早已首屈一指。想想真是令人感懷,剛開始在BIAS做實驗時,沒有誰願意幫我搭把手,焊接用的保護氣瓶都要我自己搬運。後來大家彼此熟識了,他們(men) 對我的工作都是傾(qing) 力相助,所裏的其他小組碰到了實驗難題,他們(men) 的第一個(ge) 建議就是“去問左女士”。


在眾(zhong) 多挽留勸說下,我依然滿懷在中國發展現代激光事業(ye) 的信念,告別了工作七年的德國。


回國創業(ye)


1992年初我回到了闊別多年的祖國,迎接我的既沒有鮮花,也沒有掌聲,擺在我麵前的創業(ye) 之路異常艱難。在一年多時間裏,我沒有工資,沒有任何辦公場所和設備,連計算機及軟件等都是從(cong) 德國帶回國的。當時的工大領導對開展激光學科沒有興(xing) 趣,而彼時德方力勸我返回,BIAS更是許諾以更高的薪酬。


老實說我下決(jue) 心回國的目的就是想帶著一批人,讓中國的激光製造技術走出一窮二白的境地,個(ge) 人的待遇根本不是我優(you) 先考慮的事項。最開始,我一門心思想的都是如何在最短的時間內(nei) 建立起自己的激光製造實驗平台,因為(wei) 如果沒有先進的加工手段,改造企業(ye) 落後的技術就無從(cong) 談起,更別說激光製造技術的應用推廣了。


當時我估算了一下,最基礎的科研實驗平台大概需要2100萬(wan) 。激光製造技術的前期投入都是很大的,最先進的加工設備隻能從(cong) 德國進口,由基礎的科研到最終企業(ye) 應用的成果轉化也不是個(ge) 短期行為(wei) 。一直到現在我還清楚地記得Sepord所長在我回國前夕坦誠地告誡我:你回去隻有具備了三個(ge) 條件才能白手起家,闖出一片天地——第一是要有資金和投入,否則實驗平台和研究團隊都無從(cong) 談起;第二是要有話語權,要能主導自己的研究方向和研究計劃;第三是要有成果,這是能持續發展的必要條件之一。我很讚同他的說法。


正在我猶豫之時,清華大學從(cong) 事激光技術研究的周炳琨院士約我到清華一敘。周院士早年在美國斯坦福大學做過訪問學者,他非常理解出國人員回國後所麵臨(lin) 的各種困惑。他認為(wei) 我是焊接專(zhuan) 業(ye) 出身的,國內(nei) 焊接技術領域的同僚對我都很了解。但在激光製造領域,我與(yu) 國內(nei) 光學界幾乎沒什麽(me) 交往,這可能是問題的症結。應該讓國內(nei) 光學領域的同行了解我在德國的科研成果,我也應該了解國內(nei) 光學界的發展現狀。一周後,周炳琨院士在中國電子11所為(wei) 我組織了一場專(zhuan) 場學術報告會(hui) ,他把我引薦給國內(nei) 的光學界,為(wei) 我打開了一扇門。


報告一結束,11所的所長就單獨找我,表達了想讓我來11所工作的意向。11所是搞紅外的,與(yu) 我研究的激光製造密切相關(guan) ,他們(men) 的總工和所長為(wei) 了把我從(cong) 北工大調到11所來,真是不遺餘(yu) 力。隨後,作為(wei) 當今中國光穀發源地的華中理工大學,前前後後7次請我去武漢作報告,他們(men) 的目的不言自明。不久,清華大學第二次請我去作報告,這次是在清華剛落成的新圖書(shu) 館報告廳,正副校長全部出席。清華是我的母校,清華機械係為(wei) 了能把我留住,連住房和職稱都給我準備好了!我的知名度在國內(nei) 慢慢打開了,我夢想的科研實驗平台也漸漸有了眉目。


那時國務院下設有一個(ge) 產(chan) 學研辦公室,負責組織和協調國家經貿委、國家教委和中科院三家單位在合適的領域開展產(chan) 學研相結合的技術合作。其中國家經貿委是投資方,代表的是企業(ye) 方麵。印象深刻的是,國家經貿委技術進步與(yu) 裝備司江旅安司長對建立激光製造的產(chan) 學研中心很感興(xing) 趣,最初他想把這樣一個(ge) 中心建在首鋼。當時我對他講,這個(ge) 中心不能建在首鋼。因為(wei) 如果建在一個(ge) 大企業(ye) 裏,無論什麽(me) 樣高水平的科研實驗平台最終都會(hui) 變成為(wei) 一部加工裝備,就沒有任何科研的價(jia) 值了,更別提在其它領域的技術應用與(yu) 推廣了。後來他決(jue) 定在機電部裏選落腳點,北京機床所、11所,北京機電研究院等都是參選對象。由研究所投入實驗室場地建設,國家經貿委則負責出資,完成實驗平台的引進。這麽(me) 大一筆資金的投入引來了各方博弈,籌建過程也是一波三折。最終國家經貿委出資140萬(wan) 美元平價(jia) 外匯,地點選在了北京市機電研究院。機電院將一座原來裝滿機床的車間騰退出來,上下兩(liang) 層,一共800平米。我全部按照德國標準進行了水電氣改造。


1995年在北京市機電院正式建成“國家產(chan) 學研激光技術中心”(NCLT),150名專(zhuan) 家學者和官員參加中心成立大會(hui) 。這是國務院產(chan) 學研辦公室組織籌建的第七個(ge) 產(chan) 學研中心,我是中心的主任。彼時德方對我在華的科研工作給予了極大支持,1998年德國宇航院激光所贈送我們(men) 兩(liang) 套激光設備,並派技術人員幫助設備拆裝工作。我們(men) 在北工大“知新園”建成了“國家產(chan) 學研激光技術中心研發部”。


1996年在北工大物理係支持下,建立了中國第一個(ge) “激光微技術(即激光光刻)實驗室”,我們(men) 用三年積攢的60萬(wan) 科研經費,購置了德國準分子激光器,實現了最早的微米級齒輪的微光刻。同時我支持研究生陳濤開展生物芯片和微流控生物芯片的研發項目,在非典期間被封閉在校園裏時,迎來芯片鍵合成功的巨大喜悅,給我留下深刻的印象。


德國政府代表團訪問中德激光技術中心 


1997年我提出由中德雙方在北工大共同組建“中德激光技術中心”的建議,得到雙方政府讚同,並簽署了合作備忘錄。據此,中方在北工大主樓後麵新建了激光技術中心大樓,期間德方派出工程師進行指導。此外每年接待中方激光代表團訪德,其在德期間全部費用由德方承擔。此後我中心每年挑選國內(nei) 有關(guan) 科研院所及企業(ye) 15人,訪問德國激光研究和製造單位。


中德政府簽訂激光技術合作備忘錄 


為(wei) 培養(yang) 我國激光科技人才,2000年北工大正式成立“激光工程研究院”,這是我國第一個(ge) 以培養(yang) 研究生為(wei) 目的的激光工程研究院。至此,通過我和同事們(men) 的努力,在中德雙方政府的共同支持下,在北京工業(ye) 大學先後建立了“中德激光技術中心”“國家產(chan) 學研激光技術中心”“激光工程研究院”等科研教學平台,以及現代激光製造、激光微技術和能量光電子三個(ge) 方向的十二個(ge) 實驗室。


中德激光技術大樓落成 


除此之外,回國後我和同事、研究生們(men) 還完成了多個(ge) 科研項目,其中包括帶領團隊解決(jue) 了某國防重大裝置封裝泄露與(yu) 汙染難題,用激光焊接取代了電子束焊接,該項目的設計方案和裝備質量的水平堪稱世界一流;在60周年國慶檢閱的全新大紅旗轎車的生產(chan) 過程中,帶領研究生在一年內(nei) 研發成功使用激光製造技術的相應軟件,這是世界上第一套激光製造的專(zhuan) 用CAD/CAM係統軟件,它為(wei) 轎車製造節省了幾十上百套的模具;指導研究生研發完成大功率CO2激光傳(chuan) 輸係統過程光流密度的變化機理,該研究成果指導了德國通塊公司開發飛行光束跟蹤望遠鏡光學係統,以及德國米巴哈公司在寶鋼采用激光焊接取代傳(chuan) 統電弧焊接,並提高了對激光武器的認知水平。


2003年我提出建立中國的激光輻射安全標準,以便與(yu) 國際標準接軌的建議,得到國家質檢總局領導、政協委員王風青的大力支持,後在11所組建了“全國光輻射安全和激光設備標準化技術委員會(hui) ”。


教書(shu) 育人


為(wei) 2023年入學研究生上課


2024年我即將84歲了,每年都站上講台,為(wei) 從(cong) 各個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 招進的一百多名研究生講授“激光科學與(yu) 工程導論”,為(wei) 培養(yang) 他們(men) 的科研能力而貢獻我的一份力量。我真心希望通過我的講座,啟發研究生們(men) 了解和進入我國激光製造行業(ye) ,讓他們(men) 能在這個(ge) 領域發光發熱。


近年來我心髒不好,曾留住ICU病房兩(liang) 個(ge) 多月,今年我仍然站在講台上,堅持站好最後一班崗!


在研究生教學工作中,我始終把培養(yang) 他們(men) 的科學研究能力放在第一位,這些能力包括探索未知的能力,追求真諦的能力,以及實現改善人類社會(hui) 環境的能力等,為(wei) 此,我竭力把研究生放在科研項目第一線進行指導。當初我們(men) 自己的實驗室尚未建成時,我也盡力為(wei) 他們(men) 創造優(you) 越的科研條件,通過與(yu) 德國教研部(BMBF)協商,我一個(ge) 個(ge) 地把研究生陸續送往德國最好的研究所,參加一流的課題研究,並由德方負責他們(men) 的生活費用。我從(cong) 不把研究生當打工仔對待,也絕不讚成現在有的人把對研究生的培養(yang) 變成為(wei) 導師服務的打工仔的做法。


在我從(cong) 事教學與(yu) 科研60年前夕,《與(yu) 光共舞——左鐵釧從(cong) 教六十年文集》出版,它真實記錄了我的人生經曆、遭遇和感悟,算是為(wei) 我這一輩子留下的一個(ge) 寶貴紀念吧!



在新中國成立75周年之際,

校友總會(hui) 特別策劃

“向祖國報告”係列報道。


時代洪流中,

清華人在各自崗位上篤行奮鬥,

始終與(yu) 祖國同向同行。


行動是最好的表白。

向祖國報告,

清華人準備好了!


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