姚骏恩:我和国产电子显微镜的故事

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姚骏恩  

   一、

   1932年,日本侵略中国的“一·二八”淞沪大战前夕,我家从上海市闸北区宝通路逃难,一路上忍受苦难和屈辱,最后暂住在附近的“法租界”。是年4月9日,我就在那里出生。1936年秋,时年4岁的我就读于上海市培成小学一年级。1937年8月13日晨,日舰重炮轰击闸北,海军陆战队越过淞沪路冲入宝山路,我军予以自卫反击,“八一三”淞沪抗战由此开始。此时,我们全家又不得不再迁到“法租界”,我转读巽明小学。我是家里最小的一个,有点小“聪明”,贪玩,不好好读书,常在弄堂里踢小皮球,小学三年级时我还留了一级。1941年12月8日,日本偷袭珍珠港,向英美宣战,太平洋战争爆发,当时路上行人稀少,形势分外紧张,日军武装进驻“法租界”。一天上午,我正在家中理发,突然一声巨响,眼前一片火光,外面哭声震天。我和哥哥姚骏发急忙跑出去,才知道是日本两架军用飞机演习相撞,坠落在离我家仅20多米处,几十间楼房顿时倒塌,对面房子的后半部已成一片瓦砾。

   1945年抗战胜利,我非常高兴,以为可以不再受帝国主义蹂躏了。可是,国民党接收大员到上海,只顾抢占胜利果实,不管人民死活。1946年初,我就读的沪新中学,恢复原名江苏省立上海中学并迁回郊区的吴家巷,我第一次离家住校,开始独自生活。是夏,我初中毕业,心想考本校的高中部不会有问题,便掉以轻心,结果未能如愿。复兴中学在抗战胜利后重建,师资和校舍都很出色,离家又近,我就在那里念了高中一年级,受到了良好的教育。我父亲毕业于江苏省立第二师范学校(上海中学的前身),哥哥也是该校的学生,我一直希望继续在这个享有盛誉的上海中学学习。于是,半年后再考上海中学,但还是没有成功。我没有甘心,第三次再考。记得作文题目是“你为什么要考上海中学”,我就此发挥。终于在1947年9月,我如愿以偿地进入了上海中学,插班理科高中二年级。由于我是班上年龄较小的,有些同学就叫我“姚弟弟”。我所在的丁班,考试成绩不如其他几班,但不死读书、不临时抱佛脚。我喜欢运动,如短跑、跳高、垫上运动、足球、垒球和乒乓球等,至今我还保留了一些那时的照片。

   抗战胜利后,国民党贪污腐败,特别是1948年到1949年,物价飞涨,民不聊生。我哥哥当时在上海交通大学学习,并参加学生运动。1949年4月26日,解放前夕大逮捕,哥哥竟不敢住在家里。我深受他们进步思想的影响,对共产党有所了解。

   二、

   1949年5月,上海解放,我高中毕业报考大学。那时,高校分区联考。我自己是在抗日战争战火纷飞的环境下长大的,日本飞机经常在大中城市狂轰滥炸,而我们毫无还手之力。在“航空救国”的思想下,我报考了上海的交通大学航空工程系,还有清华大学和大连大学等。我最后选择大连大学的主要原因是共产党使我看到光明,看到希望,而且大连大学是中国共产党在解放区自己创办的第一所正规大学,为即将诞生的新中国培养建设人才,哥哥也鼓励我去。同时该校有一批名师,是在解放军渡长江前后辗转进入解放区的。此外,我担心父亲失业,家庭经济无保障,无力为我交学费,而大连大学学生享受“供给制”待遇,免交学杂费还提供生活费用,又是在上海首先发榜。虽然父母希望我留在上海,但也只好随我。于是,我和上海中学的几十名同学一起,乘坐学校包租的火车专列去大连。那时,上海刚解放,去北方的火车尚未开通,我们路过南京时,还遭到国民党飞机的轰炸。到达天津后,因为怕坐船去大连遭轰炸,我们又等了好多天,最后还是决定继续乘火车。在东北广袤的土地上,只有我们这辆“专列”,边修路、边开车。晚间,我们就睡在车厢顶部的行李架和座位下面的地板上,终于在新中国成立前夕到达了大连。我就读于大连大学工学院电机系。是年底,为了解我们这批首届学生的水平,学校进行摸底考试。有位监考老师在我旁边站了一会儿,交卷时老师签名,我一看像是“美術”两字,至今还记忆犹新。这是我第一次见到王大珩老师的情景。

   大连大学非常重视理论联系实际。学校开办之初,大力建设实验室。在刚解放的大连,什么仪器都买不到。物理系主任王大珩老师亲自带领教师和实验人员,利用从旧货市场上淘回来的秒表、旧天平、望远镜、电位差计和光学玻璃等器材,自己动手制造仪器。在不到一年的时间内,建成了可容纳130个学生同时做实验的普通物理实验室。王老师认真指导学生做实验,坚守岗位,仔细审查实验报告,在给“不对”两字时,故意不说明原因,以培养学生的独立思考和动手能力。有的同学嫌仪器设备简陋,做实验不顺手、太费事,他的回答是:告诉你们一个真理,所有精密的东西都是用不精密的设备造出来的,你们要学会用低级的仪器做出好的实验结果。后来,我们同学能独立思考并有较强的实际工作能力,与老师当时的培养和严格要求是分不开的。1950年秋,王大珩老师动员学生转学应用物理。他说,物理可以说是一切工业技术的基础,再加上“应用”两字,对新中国的建设更有现实意义。就这样,我们20个同学成为中国第一个应用物理系的首批学生。由于包括体育在内,我多门成绩5分,担任了班长,后当选为校学生会数理分会主席。1951年,全国严重缺少石油,就拟派我们全班同学去前苏联学习石油勘探,后来因计划更改而未成行。

   三、

   根据国家第一个五年经济建设计划的需要,1952年全国大学物理系的学生都提前一年毕业。当时王大珩老师已受命在长春市筹建中国科学院仪器馆(现为中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,简称长春光机所),从各地招收20名大学应届毕业生,其中有大连工学院的王之江、王乃弘和我等五人。当时,刚经过战争创伤的长春满目疮痍。我从设计大礼堂的座椅、采购实验仪器和设备开始,东奔西走。1953年,我开始做科研项目,我的第一个科研项目是研制精密电阻箱,我发现电阻的阻值竟不是纸上所写的一个固定值,而是天天在变。引起变化的原因很多,使我体会到事物的复杂性。第二年,我又开始研制测量微弱电流的检流计,经过20多次试验才解决了其读数不回零的问题。这些都是书本上没有的,必须自己找出问题所在。“尽信书不如无书”,这样的经验培养了我独立进行科研工作的能力。现在看来,这些极为普通的常规仪器,当时却要在中国科学院的仪器馆里研制,可见新中国成立初期的科学技术水平是如何的落后。

   1956年我国制定“十二年科学技术远景规划”,提出要研制电子显微镜,由王大珩老师等人组成仪器规划小组。当时的苏联顾问认为:这难度太大,12年内中国是做不出来的,不要列入规划。如果要用,可向苏联买。我当时是仪器规划小组的工作人员和俄文翻译。在此期间,光机所拟送我去前苏联国家计量院学习,因视觉红绿色弱,体检不合格而作罢。1956年11月3日,我和同在长春光机所从事科技工作的闫秋兰同志结婚。

   早在1953年,德意志民主共和国的皮克总统就把一台该国生产的、代表当时国际高科技水平的电子显微镜(电镜),作为毛主席60寿辰的大礼送给中国。1957年初,长春光机所又选派我去德意志民主共和国学习,我在中国科学院沈阳干部学院学习了将近一年的德语。年底,一切去德的手续都已办妥,行李也被送上了火车,我正准备第二天出发。可是,当晚我接到中国科学院“暂不去德”的紧急通知,我们以为又发生了类似的“匈牙利事件”。后来才知道,是德国方面要分别“安排”。不久,到大学进修的都去了,而蔡司公司则不让我去学习他们的红外光谱仪制造技术。

   1958年初,我随着长春光机所的大批人员去附近的“土顶子乡”下放劳动。不久,“大跃进”开始。随后,王大珩所长大胆提出研制电镜,邀请刚从德国留学回来的中国科学院电子学研究所黄兰友博士为负责人,以武汉病毒研究所刚进口的中型电子显微镜为参考。由于夜以继日的艰苦奋斗和工作的高度协调,经过短短的72天,在1958年8月即制造成功我国第一台电子显微镜,加速电压为50kV,分辨本领达10nm,作为光机所研制成功的“八大件”(指八项具有先进水平的高档光学仪器)之一,于当年国庆节前夕在北京中关村展出。毛泽东主席参观了这个展览会,对这些科研成果倍加赞赏。是年11月,我一人去武汉送还这台日本电镜,由于是被拆成零部件后再重新装起来的,所以出现的问题不少,就连机械泵也出了问题。当时真是“初生牛犊不怕虎”,我把它拆开,清洗精密的旋转刮板后再装起来;50kV高压油箱内打火,打开这个不容许用户触动的部件进行检查,过滤高压变压器油。经反复调试,这台电镜的分辨本领终于恢复到原来的出厂指标2.5nm。

   四、

   当时有人说,你们能做电子显微镜,很好!但这是仿制的,自己设计行吗?为此,1958年9月,长春光机所决定自行设计研制100kV大型电子显微镜,成立电子显微镜研究小组,我任组长和课题负责人,电子所黄兰友负责技术。由于我在研制检流计时熟悉了磁路设计,再加上有相关的光学知识和一点阅读英、德、俄文的能力,在参考了国外相关的经典文献和当时世界上最先进的德国西门子公司Elmiskop型电子显微镜产品样本介绍后,我很快就完成了电子显微镜电子光学系统和电磁透镜的设计,并提出了对机械设计、高压电源和电子线路等方面的要求,并由上海精密医疗器械厂负责制造高压电源和电子线路等。经过10个月的努力工作,1959年9月末,分辨本领优于2.5nm、加速电压100kV、放大倍数达10万倍以上的我国第一台自行设计的XD-100型电子显微镜研制成功,这是中国仪器仪表行业从仿制到自行设计制造的一个标志,也是“中华人民共和国40年重大科学技术成就”之一,被收入到记载古今中外自然科学大事的《自然科学大事年表》之中。

   为参加国庆十周年全国工业交通展览会,我们包租了一节火车车皮,负责机械设计的王宏义就和我坐在这台电子显微镜的包装箱上,星夜奔赴北京。在北京展览馆装好后,发现冷却水漏进了物镜线包,无法工作。我立即抱着十几千克重的物镜,找到兄弟单位用真空烘箱烘干,解决了问题。1959年10月1日,这台10万倍电子显微镜作为一项重大科技成果,终于在北京展览馆中央大厅显要位置按时展出。曾朝伟用抓来的一只蚊子做样品,观众十分好奇地排长队等待着用电子显微镜来观看蚊子翅膀上的“汗毛”。这种场面至今令我难以忘怀。当天,天安门举行国庆十周年庆祝大会,这台电子显微镜的巨大模型列在中国科学院游行队伍最前面,接受了检阅。

   随后,长春光机所发扬“共产主义大协作精神”,分别将中型电镜和自行设计研制的XD-100大型电镜的全部图纸无偿地交给南京教学仪器厂和上海精密医疗器械厂,我也多次到上海、南京毫无保留地向他们推广电镜设计及调试技术。

   1964年,上海精密医疗器械厂改名上海电子光学技术研究所,在XD-100型基础上制成的DXA2-8型电镜,分辨本领达2.0nm。为了庆祝当时全国的8个新产品,1964年邮电部发行了一套8张的纪念邮票,其中一张就是DXA2-8型电子显微镜。据说,这是世界上最早的以电子显微镜为主题的邮票。1965年7月,改进成DXA3-8型一级电子显微镜,分辨本领提高到0.7nm,并通过了国家鉴定。1968年定型为DXA4-10(0.7nm,100kV),到1977年止,共生产此款电子显微镜72台。著名科学家彭加木在中国科学院新疆化学研究所安装好我国第一台DXA4-10高分辨率电子显微镜,并用此研究发现了400多种动植物病毒,这不但为我国动植物病毒研究做出了重要的贡献,也培养了一批人才。为此,该研究所的李维琪在1984年举行的第一届国产电子显微镜应用成果经验交流会上荣获一等奖。

   南京教学仪器厂也用光机所的图纸,不断改进,于1961年小批生产了中型电子显微镜,1965年改名为江南光学仪器厂,成为我国生产透射电子显微镜最多的厂家。

1964年4月,根据中国科学院集中力量的决定,长春光机所的电子显微镜研究室调到在北京的科学仪器厂(1991年改名中国科学院北京科学仪器研制中心,(点击此处阅读下一页)

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文章来源:姚骏恩.我和国产电子显微镜的故事(下)[J].今日科苑,2016(10):28-34.

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