国际第一位惯性导航博士:陆元九

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来源:党委宣传部

陆元九(1920— ),安徽来安县人,中国自动控制和航天工程专家。194 1年毕业于重庆中央大学航空工程系,获工学学士学位。1949年在美国麻省理工学院航空工程系获科学博士学位。1954—1956年在美国福特汽车公司科学实验室任主任工程师。1956年回国,1956—1969年任中国科学院自动化研究所研究员、副所长。1969年后历任北京控制器件研究所所长,航天工业部总工程师。陆元九长期致力于航天工程控制问题的研究,参加和领导多种航天器控制系统和导航系统的研制工作。著有《陀螺及惯性导航原理》等书。中国自动化学会常务理事,中国航空学会常务理事,中国宇航学会理事。1980年当选为中国科学院学部委员(院士),1985年当选为国际宇航科学院院士,1994年当选为中国工程院院士。第三届全国人大代表,第五、六届全国政协委员。

国际第一位惯性导航博士:陆元九

神舟飞天,嫦娥奔月,天宫升腾。人们无法忘记那一个个激动人心的时刻。世人把掌声献给发射场,献给英姿飒爽的航天员,献给日夜奋战的航天科技工作者。举世瞩目的成就中,有这样一位老者的身影,却在渐渐淡出人们的视线。他就是那个新中国成立后,冲破艰难险阻回到祖国怀抱挥洒热血的神州赤子,我国航天事业的奠基人、惯性导航巨擘陆元九。他的名字,深深镌刻在中国航天史上。

烽火连天,求学路多艰

江淮之间的安徽滁州风光秀丽,这里距离古都南京近在咫尺,自古文化发达。陆元九祖籍滁州附近的来安县,他于1920年1月9日出生在来安一个教员家庭。陆元九的父亲作为中学数学教员,已是少有的知识分子。家庭给了陆元九良好的熏陶,他5岁人小学,11岁入安徽省立第八中学读初中。初中毕业后,陆元九考取了有名的江苏省立南京中学。20世纪30年代的中国国力赢弱。1931年,日寇侵占东北三省,上初中的陆元九也上街参加学生宣传活动。他到南京读高中时,日寇更是把军舰横在长江江面炫耀武力。陆元九目睹这一切,参加了多次游行请愿。1937年,陆元九刚刚报名参加高考,就传出了北平发生七七事变的消息。8月份他赴上海参加完高考,很快又发生了“八一三”事变,日军的飞机将上海轰炸为一片断壁残垣。当时陆元九报考的志愿是上海交通大学和中央大学。上海沦陷使交通大学开学成为泡影。此时,从南京迁往重庆的中央大学向陆元九发来了开学通知书。在炮火中,陆元九逆江而上,经由武汉、宜昌到达大后方重庆。陆元九初到重庆,在山顶上搭建的平房里上课。不仅如此,为躲避日军飞机的轰炸,他们有时还在防空洞中学习。陆元九和他的同学作为中央大学航空工程系招收的首批本科生,是中国本土第一批系统学习航空技术的大学生。在大学里,陆元九学习了发动机专业的必修课,自学了空气动力学、飞机结构设计等课程,为日后深造打下了基础。毕业后,陆元九留校任助教,他广泛接触航空工程的方方面面,这对提高一个科研人员的理论基础有着重要意义。

1943年,国民政府恢复因战事中断数年的公费留学生招考,以“帮助美国工作”为名招收一批半工半读学生。消息传来,陆元九不愿失去这次机会,他白天工作,晚上努力学习,最终考取了赴美第一批公费留学生。然而他们人选后,由于种种原因当年却未能成行。几经波折,这批留学生最终于二战结束前夕的1945年8月才起程赴美国。当时,太平洋水雷密布,他只有选择印度洋和大西洋航线,从重庆飞到昆明,再从昆明飞到印度加尔各答候船,等船就等了两个月。后来,环绕半个地球的航行自然也少不了磨难,但与陆元九执着理想的胸怀相比,这些只是人生道路上的小插曲。

身处异邦,归途何漫漫

到美国后,陆元九被分配进麻省理工学院航空工程系,一开始就面临专业的选择。当时多数留学生根据国内的学习基础通常选择理论方面的专业。但陆元九觉得既然到了美国,就要学习一些新东西。他看到在专业名录中有一个仪器学专业,此前还从来没有听说过。经了解,这个专业是著名自动控制专家C.S.德雷伯教授开设的。二战后,自动控制技术得到了迅速发展,惯性技术已在航空和地地导弹上开始应用,但作为导航尚处于萌芽阶段。德雷伯教授力主将自动控制的理论和方法应用于惯性测量技术领域,即依靠控制技术来提高惯性测量系统的精度,创立了惯性导航技术。这项技术十分关键,美国政府将其列为重要军事研究项目。仪器学专业,学习的其实就是惯性导航。这个专业需要学习新课程,完成论文前还要进行合格考试,它的高难度使得报名者寥寥。喜欢挑战的陆元九毅然选择了仪器学,成为德雷伯教授的首位博士生。从此,在这位世界“惯性导航技术之父”的引领下,陆元九走进了前沿技术的最前沿。

陆元九聪明刻苦,再加上他功底扎实,成绩突出。在两年内,他一直是这门学科唯一的博士生,导师对这位来自中国的学生十分喜爱。从1945年到1949年间,陆元九埋头学习,并担任助教,开展了大量工作,取得了丰硕成果。1949年,身在美国的陆元九迎来了两桩喜事:一是获得博士学位,二是与留美硕士安徽同乡王焕葆喜结良缘。获得博士学位后,29岁的他被麻省理工学院聘为副研究员、研究工程师,在导师的科研小组中继续从事研究工作。在今日美国麻省理工学院的校园里,不知还有多少中国年轻学子知道,这里曾有一位他们的前辈,获得了世界上第一个惯性导航博士学位,让美国同行刮目相看。然而,也正是因为这个具有历史意义的博士学位,让陆元九的归国之路充满艰辛。

1949年10月,中华人民共和国国诞生,新生的祖国百废待兴。陆元九知道,到了回国为祖国贡献本领的时候了。他一边工作,一边参加了进步组织,为回回祖国。不过即使有了协议,回国手续还是相当麻烦。中美没有建交,只有让印度大使馆帮忙。几经周折,陆元九才办好了回国手续,准备登船。但在这时航运公司通知,为防天花,小孩必须接种牛痘,可他最小的孩子还太小不能接种。这样又拖了一段时间,直到1956年陆元九和妻子、3个孩子才从旧金山登上了返回祖国的轮船。这艘船先开到日本,又绕道菲律宾马尼拉。当船停靠在马尼拉时,其他乘客可以下船活动,唯独中国人不能,被集中到一间船舱里看管。船从马尼拉开到香港,快靠岸时几名一起回国的留学生半夜就被叫起来,下到一条小船上才准许靠岸。陆元九一家在港英当局派出的警察押解下穿过九龙,步行穿过罗湖桥。当押解他们的警察离去时,陆元九站在深圳河边祖国的土地上,回望短短几十米的罗湖桥,不禁百感交集:这回国的路看似平常,可他竞走了11年!回想在国外没有身份、受人欺侮的经历,他无比畅快,真想大喊一声:“祖国,我回来了!”

几经辗转,陆元九抵达北京。早已在站台迎接他们的父母和兄弟姐妹一大家子,相拥而泣。自1937年离家赴重庆读大学起,陆元九与父母一别就是19年,历经抗日战争、解放战争、新中国成立、抗美援朝战争,其间他与家人几度失去联系……

后来说起回国的选择,陆元九并不认为是人们惯常所说的思想境界使然,他只是有自己至为朴素的想法:自己是中国人,回去给中国人做点事情;近20年没回家,应该回去看看父母;孩子逐渐长大,希望将来别再像自己那样受歧视。

心系中华,才智献航天

回国后,新中国的巨大变化让陆元九耳目一新,建设祖国的远大抱负催人奋进。在20世纪50年代,惯性导航堪称世界一流技术。陆元九带着这一先进技术和炽热的爱国心回到了祖国,准备大干一番。当时,中国科学院正在筹建自动化所,国家分配在这方面有专长的陆元九到自动化所任研究员、研究室主任,后任副所长,参加筹备和惯性导航技术有关的研究开发工作。那时陆元九除了做总体规划,一些杂活也亲自过问。在自己的祖国工作,再苦再累他都觉得是快乐的。不久,陆元九还请在他之后归国的留美人员杨嘉墀、屠善澄一同到自动化所工作。陆元九对我国的自动化研究起了开拓性的作用。这期间,陆元九除进行工业生产自动化研究外,还主持了飞行器自动控制研究、稳定系统研究等,都取得了成果。

1958年,毛泽东主席发出“我们也要搞人造卫星”的号召。陆元九提出:要进行人造卫星自动控制的研究,而且要用控制手段回收它。这是世界上第一次提出“回收卫星”的概念。与此同时,我国第一个探空火箭仪器舱模型在陆元九和同事们的手中组装出来。有一张照片航天人都很熟悉,那是1958年国庆节后,毛泽东、周恩来等国家领导人参观探空火箭模型的情景,陆元九荣幸地担任了这次展览的讲解工作。

20世纪60年代初,陆元九在中科院、中国科技大学同时负责多项工作,每天都要工作十几个小时。这期间,他还坚持撰写专著,把自己在陀螺、惯性导航方面的所学所用编撰成书。1964年,他的著作《陀螺及惯性导航原理(上册)》出版。这是我国惯性技术方面最早的专著之一。此书一改过去著作都以力学的观点和方法进行论述的情况,而采用自动控制的观点和方法对陀螺及惯性导航原理进行了论述。这本书对我国惯性技术的发展起了重要的推动作用。1965年,陆元九主持组建了中科院液浮惯性技术研究室并兼任研究室主任,主持开展了我国单自由度液浮陀螺、液浮摆式加速度表和液浮陀螺稳定平台的研制。在长春,我国第一台大型精密离心机也在他的主持下诞生了。

正当陆元九准备以更高的热情投入到工作中时,“文革”开始了。造反派给他编造出“特务”的罪名。那些“小将”问陆元九:“美国的条件那么好,你干吗还回来?不是做特务还是做什么?”听到这些,陆元九不说什么。他的爱国之情源自从旧中国到新社会的亲身经历,对于那些“挨批斗、蹲牛棚”的日子,陆元九只是一笑了之。在1966年到1978年的12年间,陆元九被剥夺了一切工作。令他遗憾的不仅是这12年的时光,还有他最珍贵的《陀螺及惯性导航原理(下册)》手稿因抄家而遗失,造成了无法挽回的损失。粉碎“四人帮”之后,担任七机部部长的宋任穷来到陆元九家中,给予他慰问并表达了歉意;宋任穷还了解到陆元九希望继续从事惯性导航研究工作,并希望到国内相关单位考察。此后没过多久,一纸调令下来,陆元九被调往北京控制器件研究所任所长。很快,在他赴长沙国防科技大学考察期间,又接到参加第五届全国政协会议的通知。这时陆元九只有一个念头:把“文革”中失去的时间尽可能补回来。担任所长期间,陆元九积极参加航天型号方案的论证工作。他根据国外惯性技术的发展趋势和国内的技术基础,对新一代运载火箭惯性制导方案的论证进行了指导,即确定采用以新型支承技术为基础的单自由度陀螺构成平台的计算机方案。陆元九一直倡导要跟踪世界尖端技术,并在型号工作中贯彻“完善一代、研制一代、探索一代”的精神。在他的领导下,中国航天先后开展了静压液浮支承技术等预先研究课题以及各种测试设备的研制工作。陆元九极力主张改善试验条件和设施,以便研制高精度惯性仪表。由于他的努力,国家批准建立了惯性仪表测试中心,为我国惯性仪表研制打下了坚实基础。1982年他作为全国惯导与惯性技术专业组副组长、技术咨询分组组长力主统筹规划,明确各研究单位的发展方向,防止低水平重复。他明确提出,应用于运载火箭的惯性器件应突破铍材料应用、动压马达等技术关键,应用于战术导弹的惯性器件要解决快速启动、末段导引等技术,应用于卫星的惯性器件则要突破长寿命技术。陆元九还充分利用对外开放的机会,多渠道聘请专家,组织国际会议,进行技术交流,引进人才,促进了我国惯性技术的发展。

陆元九非常看重人才培养,这在航天专家里是出了名的。在中科院期间,他就组织科研人员进行学习。在航天工业部北京控制器件研究所担任所长期间,他仍亲自给中青年科技人员讲授英语和专业技术课。航天系统培养研究生,也是陆元九积极倡导的结果。在他的努力下,控制器件研究所获得了硕士学位和博士学位授予权,在其后的数年中,该所人才不断涌现。1984年,陆元九担任了航天工业部总工程师、部科技委常委的职务。在他的过问下,航天系统自己培训高学历人才已成风尚,航天人才断层问题逐步得到解决。

认真严格的“怪老头”

认真、严格,是与陆元九共事过的人对他的一致评价。航天工作的特殊性质,决定了对质量、安全的极高要求。陆元九常说:“对上天产品,99分不及格,相当于零分。100分才及格,及格了还要评好坏。”这种认真、严格甚至体现在科研管理的每一个细节中。他要求大家开会准时到会,来晚的人就站在外面,说明迟到原因才能入座。

陆元九并非苛刻,他深知航天无小事,航天人如果没有事事认真的精神,很难避免失败的命运。1996年,我国“长征三号乙”运载火箭首次发射失败,点火后2秒,火箭发生倾斜,飞行20秒左右坠落焚毁。这次灾难性的事故使国家遭受巨大损失。为了尽快找出故障、查明原因,76岁高龄的陆元九临危受命。他身先士卒,不顾年事已高连日工作,两三天不睡觉是常有的事。大家都说,没有陆元九的认真精神,不一定能把问题查得这样仔细、彻底、清楚。每次参加技术问题讨论,陆元九总要说,自己是外行,先要向别人学习,遇到不懂的地方就要虚心询问。当然,解决问题的良方,还是“认真”二字。

在日常生活中,陆元九身边的人都说他好打交道,但他搞学问就是另一回事了。航天科技集团公司的惯导专家谢天怀是陆元九的门生,他说陆老师的严格让人难以置信,自己的毕业论文总共改了9次,整整写了一年。在别人那里轻松过关的事,到了他手里不是文章改个“大花脸”,就是项目卡壳。陆元九的“多重性格”也由此传开。

对于陆元九的认真劲儿,也有吃不消的人,说他太厉害,不敢接近。甚至有人觉得他是个“怪老头”,脾气倔强,有时不给人留情面。更有的人以为他是大人物,地位高,所以架子大。有人问他,为何那么大脾气?陆元九说:“大学念书时,脾气大的问题不突出。到国外学习、工作时,脾气渐渐大起来。那时候受外国人欺负,明明你做得对,他硬说你不对。这时候怕被人欺负,所以个性就变得很强,脾气不好,吵嘴、对骂都干过。”的确,无论对什么人,他都敢发脾气,哪怕面前是个领导干部,他也不怕。这让他在“文革”期间吃了很多苦头。他说,回国后应该把这个毛病改过来,但当时没有人指点,“文革”中“接受教育”,才学会了忍耐。古人说六十耳顺,陆元九也认识到自己“个性极强”带来的问题,他后来也有反思,说自己“脾气大,不是耐心不耐心的问题,而是不尊重别人”。其实,也正因为有如此鲜明的个性,才书写出陆元九的人生传奇。

2003年非典期间,陪伴陆元九一路风雨的老伴生病,出现脑萎缩。看着病痛中的爱人,陆元九焦虑难眠,有一段时间他的安眠药使用量达到正常值的四倍,各种办法想尽也无济于事,仍然彻夜无眠。后来在医院,偶然碰到的心理专家跟他说:“生病的人,并不像一部出了毛病的机器,你们搞技术工作的人,想靠外力修机器的办法来治心理上的疾病是不行的。”医生教给陆元九一些精神放松的办法,经过半年的“谈话治疗”、更换药物,陆元九完全康复了。从那以后,同事们都感到,陆元九更加乐观、豁达了。2005年,在中国航天科技集团公司举行的运动会上,陆元九还获得“返老还童奖”。

2010年,陆元九院士迎来90岁生日,学生们从全国各地跑来给他祝寿。有人惟妙惟肖模仿陆元九当年上课时的动作和表情,有人写出祝寿诗,也有人这样表达对他的敬意:陀螺这个关键的航天器件,在我们心中就是陆元九先生,它变成了一个性格独立、脾气倔强的活生生的生命。今天,陆元九先生已经年过95岁了,但他依然在发挥着余热。他虽然不能像年轻的时候那样在一线冲刺,但在“顶层设计”、高层次把关上,仍然利用自己丰富的经验,对年轻一代遇到的问题进行指导和补充。

(执笔:黄迪民)

主要参考资料

[1]《中国科学报》2013.1.11第6版.

[2]网络素材.