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□陆士清
蔡祖泉(1924-2009),教授,杰出的电光源专家,全国劳动模范。浙江余杭人。历任复旦大学电光源研究所所长、复旦大学副校长等职。上世纪60年代初开始研发新型电光源,研制成了高压汞灯、长弧氙灯、高压钠灯和紧凑型高效节能灯等十多种新型电光源,促进了我国电光源事业的跨越式发展。先后获得包括国家科学发明二等奖等十多项奖励。曾任中国光学学会、中国轻工业学会首届副理事长,上海市科协副理事长,上海照明学会理事长、中国照明学会副理事长。
点亮中国第一盏“小太阳”
想到蔡祖泉,我就会想到星星,想到月亮,乃至想到太阳,因为蔡祖泉始终是与发光联系在一起的!虽然他已于2009年7月17日告别了人间,但他永远是一盏明灯,点亮在我们复旦人心中!
我第一次听到蔡祖泉的名字并见到他,是在1961年秋天。那时,校党委在登辉堂(现名相辉堂)召开全校干部会议,会议将结束时,主持会议的党委副书记王零同志宣布:现在我们将展示一盏新的灯给大家观赏。接着工作人员将一只似篮球大小的圆型灯具,放置到主席台的右端。随着王零一声开灯,一团柔和耀眼的莹光瞬息间即把整个礼堂照得通明!这是什么灯啊?我几乎惊叫起来。王零说,这是一种新的光源,叫高压汞灯,是学校电光源实验室蔡祖泉同志制造的。他把蔡祖泉请上主席台,介绍给大家,礼堂里爆发出了雷鸣般的掌声。
从此,蔡祖泉的名字就烙印在我的心里;然而将蔡祖泉与电光源、发光真正联系起来,那是1965年复旦大学的元宵灯会。那晚,复旦大学当时最高的物理楼顶上,点亮了蔡祖泉制造的10万瓦的长弧氙灯——“小太阳”,真可以说光芒万丈,它照亮了整个复旦校园,照亮了邯郸路,照亮了校园对面的足球场(文科大楼的前身),使站在现在的复旦工会俱乐部门口的人可以读报看书,当时三路有轨电车“当当”地驶过邯郸路校门前时,车上不少乘客都会惊讶地都站起来……在贫困清冷的年代,这盏灯也照暖了我们复旦人的心。
元宵以后,我怀着敬慕的心情参观了电光源实验室举办的灯展,展览室陈列的各款灯具,向我洞开了电光源实验室的历史。
复旦大学电光源实验室,是在复旦大学物理系玻璃工厂的基础上发展起来,最初设在登辉堂后面的三间小屋里,后来搬到500号旁边,陈旧的平房里安装着吹玻璃的设备,人员只有蔡师傅、洪永清、潘兆祥等几个人。可是,就是在这看似平凡简陋的场地上,蔡祖泉在电光源领域里迈开了创新、创业的大步:
1961年8月,新中国第一盏高压汞灯点亮了;
同年用于光谱仪器上的氢灯,也提前制造出来;
1963年9月,新中国第一盏碘钨灯——“太阳枪”闪出了银光;
1964年10月1日,上海人民广场工人文化宫的高处,挂上了两万瓦的“小太阳”——长弧氙灯。
到1966年初,西方工业发达国家能造的灯,蔡祖泉领导的实验室基本上都能造了。从30年代高压汞灯问世,到1958年慕尼黑体育场第一次采用“小太阳”照明时,中间足足经历了20多个年头。可是蔡祖泉和他领导的电光源实验室,只用了3年时间就把这20年跨过去了。这在当时实在是奇迹!
让南京路结束白炽灯照明的百年历史
蔡祖泉为什么能创造这样的奇迹呢?
蔡祖泉原来是复旦物理系玻璃厂的技术工人,先期随物理系周同庆、方俊鑫教授研制X管,解决了铜与玻璃泡壳封接的技术问题。1955年,研制成了中国制造的第一只X光管,填补了国产医疗仪器的空白。在担任玻璃仪器厂厂长后,他在华中一教授等的支持下,致力于学校理化系科需要的玻璃真空仪器的开发研制,先后研制成了4级卧式玻璃油扩散泵和3级直式玻璃油扩散泵,这是国内首创。在此基础上,他又相继开发了成套玻璃真空系统,其中有活塞真空计和扩散泵冷阱、以及大型钢铁真空分析仪、高精度真空分馏池等等。从此,他也从一个普通技术工人进入了创造者的行列,并获得了很高的荣誉。1956年复旦大学校庆大会上,陈望道校长亲自给他颁奖;同年,他被评为上海市劳动模范;1958年,他被共青团上海市委评为“青年突击手”;1960年,又被评为全国先进工作者,参加全国文教群英大会。然而荣誉没有使他自满,而是更加激励了他充满创造欲望的一颗火热的心,使他在1961年初春的一个雪夜里,作出了进入电光源研制领域的决定。
这天晚上,西北风越刮越紧,阴沉的天空,霎时扬起了鹅毛大雪,纷纷扬扬,它像伸展开去的偌大的地毯,把复旦校园染成了银色的世界。这时玻璃工厂厂长蔡祖泉反复把弄刚从国外买来的两只高压汞灯。高压汞灯是高强度气体放电灯,光效高、寿命长。蔡祖泉边把弄,边心里发毛发热,似乎跟自己生气似的独自走出了实验室。忽然,他停住了脚步,呆呆地望着前面悬在灯柱上的路灯。路灯原来就是昏黄的,在白雪的映衬下,泛着红光,显得特别刺眼。蔡祖泉侧着脸,眯缝着眼,仰望着这泛红的光球。雪花飞来,打在他眉毛上、嘴唇上,化成了冰凉的水。蔡祖泉感慨地喃喃自语:“这样的路灯,有些国家三十年代就不用了,可是我们呢?……城市在扩展,新的工厂在增加,新的建筑群在拔地而起,而用的仍然是落后的白炽灯。”“先进的建筑,落后的照明”,外宾对当时北京人民大会堂等建筑的讥评声又响彻在他的耳边,使他感到揪心的痛。“什么时候才能把这昏黄的路灯摘了?”这个大问号,像秤砣一样挂在他的心上。他朝昏黄的路灯狠狠地瞪了一眼,“把它摘了,今年就要把它摘了”。他点燃了一支烟,但马上又将它揑熄,狠狠地扔进了垃圾箱,好像它就是落后的白炽灯泡似的。
第二天,他把洪永清、潘兆祥召到一起,拿着那灯对他们说:“这是高压汞灯,国外买来的样品。发达的资本主义国家,三十、四十年代就用它作为街头照明了,同样的电,它可以比白炽灯多发几倍的光……人家三十年代的光源,我们六十年代还不会造,这样的落后,你们受得了吗?”
于是,蔡祖泉他们开始了高压汞灯的研制。
就在这时,化学系一台进口光谱分析仪的氢灯损坏了,影响了教学实验。教学设备科想请外商赠送一只。外商以为奇货可居,刁难我们,说要送灯就必须再买一台仪器。一台仪器,几万美金,在三年经济困难时期,那是一笔不小的支出,设备科咬着牙关准备进口。蔡祖泉知道后心里十分气愤,他心情凝重地说:“我们要加紧工作,要为社会主义祖国填补空白。空白真是太多了。我们要踏踏实实、埋头苦干,一个一个去填补。”
蔡祖泉没有让人失望,他说到做到,1961年秋,几乎是在造出高压汞灯的同时,他就把研制成的氢灯交到了教学设备科。高压汞灯,则经过他与灯具厂的合作,很快实现产业化。1963年,上海南京路结束了白炽灯照明的百年历史,点上了蔡祖泉研制的高压汞灯。
有条件要上,没有条件也要创造条件上
上世纪60年代初,是我国经济困难时期,国际上处于冷战时代,两极对峙,帝国主义、霸权主义对我国实行经济、技术封锁。在这样的环境里从事科研创造,的确困难重重;但是不信邪的中国人民,就是从此时开始成就了伟业,蔡祖泉在电光源领域也实现了井喷式的研发。靠的是什么?靠的是不甘落后和为国争光的意志。他有一句名言:“有条件要上,没有条件也要创造条件上。”他研制高压汞灯,没有参考资料,也没有测试条件,凭着他对应用光源基本原理和积累的玻璃真空技术,边琢磨、边研究、边试制,实践总结,再实践,逐步积累经验,创造了达到成功彼岸的条件。新光源的灯管一般都是石英做成的,蔡祖泉他们只会吹玻璃,石英怎么烧,他们心里没有底。石英的熔点非常高,普通的炉火根本奈何不了它,氢氧混合气体才能将之烧熔和塑型,而这两种气体混合弄得不好很容易爆炸,怎么混合?蔡祖泉他们向化学系老师请教,终于掌握规律,突破了烧石英和灯管塑型这一关。那么,怎么才能把电流通进灯管,把高压汞灯点亮呢?蔡祖泉反复解剖样品,发现关键是将电流通进灯管的导线,而这导线是高熔点金属做的。这是什么金属?外国人不告诉你。蔡祖泉就跟理化系科的老师一起实验分析,终于揭示了真相,那是一种钼箔。而且只有用像香烟锡纸一样薄的钼箔,才能将灯丝和石英封接起来。到哪儿去找这样的钼箔?到1961年,中国还没有生产过钼箔。
蔡祖泉拿来一包钼丝,朝地上一倒,对他的合作者说:“钼箔,我们自己来造。”
“自己造?”洪永清有些意外。
“不行,把钼丝变成钼箔,要用轧机。我们没有机器,也没有钱”。潘兆祥有点失望。
蔡祖泉说:“我们没有机器,也没有钱,可是我们有手。”他把一双带有茧花的手往小潘面前一伸,自豪地说:“这个,我有一双,你有一双,小洪也有一双。我们就用它来造,用小锤来敲。”说着,就打开喷灯,给钼丝加热,把它烧红,然后举起锤子,当当当地敲了起来。钼丝是一种坚硬易裂的金属,只有火柴梗粗细,要把它敲成极薄极薄的钼箔能行吗?但是蔡祖泉那清脆的锤声回答了这个问题。在当当的锤声中第一张细小的钼箔出现了!在当当锤声中,蔡祖泉创造条件,制服了研制高压汞灯的拦路虎。
研制高压汞灯是这样,研制“太阳枪”——碘钨灯也是这样。
在研制碘钨灯之前有这样的故事:1963年4月,刘少奇主席访问缅甸时,我们随行的新闻记者用的是旧式的放炮灯,有排球那么大,携带不便,还发生了爆炸,伤了人。缅甸新闻记者用的是国外新研制的碘钨灯,钢笔那么大小,却能发很强的光。刘主席回国后,寄语科学家,要研制自己的新闻灯。
1963年上半年,北京新闻电影制片厂的负责人专程来到上海,找蔡师傅研制新闻灯,蔡师傅接下了这个任务,实验室的同事觉得有点不可思议,因为碘钨灯在当时是一项尖端技术,没有成功的经验借鉴是不可能研制出来的。然而蔡师傅则凭着“有条件要上,没有条件创造条件也要上”的精神,创造了奇迹。半年以后,我们自己的碘钨灯生产出来了。
创新超越,永不止步
蔡祖泉说过:我们国家科技上的“空白真是太多了。我们要踏踏实实、埋头苦干,一个一个去填补,为国家承担压力,把无变成有。”正是这种为国家承担压力的责任感,驱动着蔡祖泉创新创业不止步。即使在“文革”内乱的十年中,他也冲破政治运动干扰,从事新光源的研制。这里另有一张成功的时间表:
1969年,蔡祖泉应邀参加国家人造地球卫星筹备组,率领电光源实验室研制大型太阳模拟器。1979年太阳模拟器——25千瓦水冷电极短弧氙灯研制成功,并在航天工业部511试验站投入使用。
1969年,蔡祖泉和电光源实验室受命研制新光源电影摄影灯。1973年,适用于电影内景拍摄的1万瓦和2万瓦的大功率卤钨灯研制成功。
1978年国内外首创的适宜于电影外景拍摄的光源——2千瓦、3千瓦的直流镝灯研制成功。此前,蔡祖泉还组织人力,完成了无极荧光灯的研制。
1971年,蔡祖泉开始电影放映新光源的研制。这种新光源国外已经有了,我国还不知道它使用的是什么发光材料;但是蔡祖泉揭开了它的秘密。经过120个昼夜试验和研制,在1972年5·1劳动节前夕,中国第一盏电影放映新光源——铟灯,在复旦电光源实验室点亮了。它的泡壳只相当于蚕豆那么大,发光体小得像粒米,可是它能发出上千瓦的光亮,配上放映机,白天室内放电影可以不遮窗帘;配上显微投影仪,它可以把显微镜下的切片化验放大成一米左右的投影图,让更多的医生会诊。铟灯是金属卤化物灯的一种,铟灯的研制成功,拓开了一代新光源——金属卤化物灯的领域。
1976年,毛主席逝世后,蔡祖泉承担了毛主席纪念堂水晶棺内照明光源的研制。他怀着崇敬的心情,与工作团队奋战了10个月,最终制定了科学的方案——光电采用当时最先进的光导纤维传导;以使用寿命长、亮度高、色温好的冷光源氙灯作为照明;照明系统则以多个微型镜头分别固定在棺床两侧,投出不同颜色的光钱,反射到遗体的面部,以达到光学整容的效果,保证部分灯一时熄灭时也不会显露出棺内灯光的突变。
进入了改革开放的年代后,蔡祖泉走出去请进来,学习先进技术,进一步走创新超越之路。继铟灯这种特殊的高压气体放电灯——即金属卤化物之后,进一步研制出了高压钠灯。蔡祖泉还通过产学合作、中外合作,使之产业化,现在用于高架路照明的就是高压钠灯。
1980年,当蔡祖泉看到飞利浦研发的PL、SL节能灯后,他就认定,这是未来一种新的光源体,有可能取代白炽灯而成为室内主流光源。他自费买来样品,组织研制成了中国自主的卤粉节能灯。但是,卤粉节能灯的光效不及稀土荧光粉节能灯高,后者是新光源的趋势和大势,将带来革命性变化。于是,蔡祖泉就与化学系徐燕等教授合作,经过三年的努力,研制生产出了这种荧光粉,并通过产学合作,使之量产。1984年他着手我国紧凑型高效节能灯的研制。他说:“我们已经研制成功SL灯和H灯都是仿人家的,我们搞这个项目不能仿人家,要学习国外先进的技术,继承加创新,走我们自己的路”。经过申请国家立项、落实经费、成立杨根源领衔的项目研发小组,夜以继日的苦干加巧干,终于制成功了紧凑双U形和3U形荧光灯管。杨根源研发成功的电子镇流器,以及后续产品。完成了紧凑型高效节能荧光灯研制开发,申请了10多个发明专利。1987年7月16日通过了国家教委主持的国家级鉴定后,新华社报导指出:“紧凑型高效节能荧光灯诞生,使中国八十年代民用新型光源在总体上达到了国际水平。”《人民日报》发表专论,着重指出“学习国外先进技术,不能忘了自己的创造,技术上要创新,理论上也要有突破”。
紧凑型高效节能荧光灯研究通过国家鉴定以后,在蔡祖泉的领导下,一方面努力推广,并发动相关人员深化基础理论研究,也取得了丰硕的成果;同时为了将这一成果尽快产业化,研究小组向国家有关部门提交了“紧凑型高效节能荧光灯生产设备开发的可行性报告”,争取到了300万元经费的国家立项。这个项目怎么做?这笔经费怎么用?蔡祖泉表现出了广大的胸怀和高尚的境界。他只留30万元进行紧凑型高效节能荧光灯电子镇流器自动生产线的开发,其余的钱全部划拨给了机械设备开发单位,带动了国内多个单位自动生产线设备的开发,使得更好的生产设备不断涌现,促成了优质的紧凑型高效节能荧光灯的大批量生产。目前,我国的紧凑型高效节能荧光灯已占据了世界90%的市场。
成绩巨大,贡献巨大!但蔡祖泉并没有因此止步。2008年7月24日,身患沉疴痼疾的他还应邀参加了科技部在深圳召开的国家半导体照明工程领导小组会议,会后他又同宋贤杰一起到桑达集团,与他们讨论开发LED球形灯泡用于室内照明的问题。第四代光源的时代来临了,我校照明工程系应担负怎样的责任?蔡祖泉思考着。可惜。天不假年,蔡祖泉回沪后就病重住院,无力展开研制工作了。就是在这次会后回沪时,笔者与他在白云机场相遇。在飞机上,我不时地望望他的身影,回想着与蔡师傅的几次巧遇:一次是1969年秋雾弥漫南码头;一次是1974年12月26日晚在庐山的牯岭招待所,那是他与何鸣皋等老师到庐山等雾,试验研制透雾灯。两次巧遇,促成我写了散文《穿云破雾》。再一次就是他参加毛主席纪念堂工程期间,我到北京采访他,后来我写成了报告文学《增光添色》。这次白云机场幸遇,则成了我对蔡师傅的永远的怀念!
天堂的灯,等你点亮
有人这样认为:复旦大学电光源研究所,是上世纪80—90年代中国电光源产业高速成长期的助力器。这个看法有道理,但不准确。笔者认为复旦大学电光源研究室(所),是中国跨越白炽灯走向新光源时代的发动机,而这架发动机的心脏就是蔡祖泉。是他的伟力使得我国新光源事业从起步到超越、起飞!
蔡祖泉不仅为研制新光源开辟了道路,还为复旦和社会培养积聚了电光源人才队伍,他创建了研究室、研究所,创建了了电光源专业学科。
1978年,在中国改革开放的元年,以蔡祖泉为所长的复旦大学电光源研究所正式成立,它是复旦大学四个国家级研究所中的一个。1984年,复旦大学光源与照明工程系正式成立。这是中国国内高等院校中唯一的光源与照明工程系。时年60的蔡祖泉在系成立大会上激情演说:“我的人生才刚刚进入一个新的阶段,未来要做的事情还有很多很多。”从此,他一边坚持研发新的产品,一边致力于专业建设和人才培养。二十多年过去了,复旦大学光源与照明工程系为国家培养了近千名高层次的照明电器人才(包括博士、硕士、本科、大专生),并为国内近4000名在职科技人员举办了以知识更新为目的的培训班。现在从这个系走出去的学生,已经成为国内外大型电光源企业炙手可热的人才。蔡祖泉在这个领域中成就了伟业!
在中国照明行业,无论是谈及研究上的贡献、方向上的引领,抑或是财富上的成功、魅力上的感召,有一股力量从来不容忽视,它就是“复旦力量”。向世界照明行业发出复旦的声音,无论在传统照明时代,还是LED照明新时代,“复旦力量”总是走在前沿,发出时代最强音。
2009年7月17日中午,蔡祖泉结束了光辉的一生而告别人世。他的学生说“天堂的灯,等他点亮”!
(复旦光源与照明工程系的宗国聪、陈大华、宋贤杰、胡荣生、杨根源、徐蔚等先生为笔者提供了大量资料,在此一并致谢!)
推荐人:lry 2013-07-06 执行编辑:lry 2013-07-06 责任编辑:tmy 2013.7.7 |
2016-06-23 22:25:56