欄目介紹
為貫徹落實習近平總書記在科學家座談會上的重要講話精神和相關(guān)要求，大力弘揚科學家精神，《中國光學》期刊自2021年第1期起開辟《院士訪談》專欄。
本欄目將結(jié)合訪談、自述等多元化形式，記錄院士們在成長、教學、科研等經(jīng)歷中難以忘懷的故事，以及他們對人生、科學、教育等問題的認識與思考，以此彰顯老一輩科學家的愛國奉獻與創(chuàng)新求實精神。
《院士訪談》欄目由中國科學院院士、我國著名光學專家陳星旦先生悉心策劃和組織。陳先生雖年逾耄耋，但仍親自邀約各位院士，召集相關(guān)編輯人員進行匯編整理，逐字逐句審定終稿。陳先生的辛勤付出，實為本欄目之質(zhì)量保證，深為本刊同仁所景仰尊崇。
《院士訪談》欄目將持續(xù)開展，衷心希望廣大讀者通過本欄目，認識他們、了解他們，從而有所啟迪、有所收獲。
《中國光學》編委會
人物小傳
金國藩，男，1929 年生于沈陽。光學儀器與光學信息處理專家，中國工程院院士，清華大學精密儀器系教授。1950年畢業(yè)于北京大學機械系，后留校任教，1952 年院系調(diào)整后到清華大學工作至今，1994 年當選中國工程院首屆院士。曾任國家教育部科技委常務副主任，國家自然科學基金委員會副主任、國際光學委員會 (ICO) 副主席、中國儀器儀表學會副理事長、亞太地區(qū)儀器與控制學會主席、中國工程院電子儀器學部副主任、清華大學機械工程學院院長等。
我國光學信息處理的奠基人之一，長期從事光學信息處理及應用光學技術(shù)研究，在國內(nèi)較早地開展了計算全息、光計算、二元光學 (衍射光學) 及體全息存儲等課題研究，著有《二元光學》、《計算機制全息圖》等專著。主持研制了我國第一臺三坐標光柵測量機。獲全國科技大會獎、國家科技進步獎、光華工程科技獎、國家教委科技進步獎、教育部技術(shù)發(fā)明獎、北京市科技進步獎、清華大學突出貢獻獎等系列獎項。
一、動蕩年代的成長、求學記憶
01 殖民統(tǒng)治下的成長經(jīng)歷
我祖籍浙江紹興，1929 年出生于沈陽。1931 年九一八事變后，我隨父親來到北京，從此就一直生活在這里。1937 年日本發(fā)動全面侵華戰(zhàn)爭后，我的家庭就開始過著被殖民統(tǒng)治下的艱難生活。我的小學和初中是在北京一所教會學校——育英中小學念的，后因家境關(guān)系及日本發(fā)動太平洋戰(zhàn)爭，我就轉(zhuǎn)入離家很近的河北省立北京高中就讀。這所學校是市屬學校，強迫學生學習日語。我因在教會學校沒學過日語，幾乎次次受到日本教官的鞭打，生活在日本鐵蹄統(tǒng)治下，少年的我已經(jīng)深深嘗到了亡國奴的辛苦。
02 最好的教育——父親的言傳身教
我的父親金濤先生是庚子賠款第一期赴美的留學生，就讀于美國康奈爾大學，學習土木工程。1913 年回國，曾在北京大學、北寧鐵路、平綏鐵路工作，1929 年他正在北寧鐵路沈陽工務段工作。九一八事變后，父親被調(diào)回北京，我也就被帶到北京。后來父親轉(zhuǎn)至平綏鐵路任工務處處長，一直工作在平綏鐵路。1946 年，正值日本侵華戰(zhàn)爭以失敗告終，國民黨接收大員盛氣凌人，父親不愿寄人籬下，氣憤之下便離開了他曾效力三十余年的鐵路事業(yè)，轉(zhuǎn)入北京大學工學院任教。一個從事工程建設(shè)幾十年的人，轉(zhuǎn)而從事教學科研，其難度可想而知，但他對鋼結(jié)構(gòu)解法的科研情有獨鐘，先后著有《鋼構(gòu)解法》及《超定鋼構(gòu)解法》兩本專著。1954 年院系調(diào)整后，父親調(diào)入清華大學土木系任教授，后又被聘為清華大學圖書館館長。我的父親是一位學識淵博，為人正直，嚴于律己，樂于助人的學者，我受他的影響很深，他深諳孔孟之道又兼容西方文明。父親常教導我們“己所不欲，勿施于人”，“寧人負我，我勿負人”。對于我們的學習，父親的要求也非常嚴格，父親會親自教習我們英語，并請家教教習古文，成績不好的我有時難免要受些皮肉之苦，但受益也是一生無窮的。
03 聰敏但無心向?qū)W的少年
我自幼就對機械、電器非常喜好，經(jīng)常將家里的自行車拆了又裝，裝了又拆，又自行裝制礦石收音機、收發(fā)報系統(tǒng)、是個愛動手的孩子。但在高中二年級以前我學習并不刻苦，更喜歡打打壘球，玩玩小機械、小電氣……日復一日，年復一年就這樣馬馬虎虎地到了高中。高中二年級時，哥哥考大學受到點挫折，這對我似乎也是一記警鐘，我開始意識到我應該努力學習了?；诟赣H為我們打下的堅實基礎(chǔ)，高中畢業(yè)后，我順利考入了北洋大學機械系。
04 名師薈萃的大學課堂
1947 年北洋大學北平部被北京大學工學院兼并，我志愿轉(zhuǎn)入北京大學工學院學習。當時北大工學院的院長是馬大猷教授，著名的聲學專家。他原是西南聯(lián)大的教授，后在清華大學任教。當時教授們的生活都很清苦，所以愿到其他院校兼課，而馬大猷先生又與清華教授們都很熟，因此為我們邀請了一些名教授，如屠守鄂、王遵明、董樹平、夏震寰、唐統(tǒng)一、李丕濟、寧幌等教授授課，再加上我系又聘請了德國威廉 (William) 教授講授機器零件，德國貝斯特 (Beister) 教授講授機車設(shè)計，我系系主任李酉山教授講授機械設(shè)計，因此我們的教授都是一流的。所謂“名師出高徒”，我想我是幸運的。
圖1 在北京大學學習期間的金國藩
05 波瀾動蕩中完成大學學業(yè)
我讀大學的這幾年是處于動蕩的年代。我進入北洋大學正趕上國民黨 CC 派與胡適為爭得端王府校園而斗爭，為此曾停課一個多月；二年級以后正是解放前夕，國共內(nèi)戰(zhàn)風起云涌，大學里也是不平靜的，親共與反共學生也是斗爭激烈，沈祟事件大游行、反饑餓反內(nèi)戰(zhàn)大游行，一些同學因上了黑名單而出走解放區(qū)。國民黨政府貪污腐化，通貨膨脹，年輕人感到毫無前途，加之一些進步同學對我們的影響使我們思想發(fā)生了變化，我個人就受到我班的地下黨員李佐庭的影響參加了一些進步學生活動，如為“六?二圖書室”服務，參加北京迎接解放軍活動。解放軍進城后我積極要求進步，在黨團的教育下，我于1949 年就參加了新民主主義青年團。我在大學學習期間，一方面對專業(yè)很有興趣，一方面勤奮刻苦，后成為班上最好的學生之一。1950 年畢業(yè)就被系里留下任助教，先后輔導過“汽車學”、“工程制圖”。
二、科研與教學生涯
01 任教清華——傳道授業(yè)解惑
1952 年全國院系調(diào)整，北京大學工學院和燕京大學工學院全部被調(diào)整至清華大學，我們就轉(zhuǎn)至清華大學機械系工作。而隨著教育全面學習蘇聯(lián)的浪潮，全體老師學習速成俄語，大量采用蘇聯(lián)教材。國家開始大規(guī)模建設(shè)，急需工程建設(shè)人才，不少三年級的學生提前畢業(yè)投身到建設(shè)事業(yè)中。學校開始大量招收學生，對基礎(chǔ)課老師的需求也大大增加，我作為年輕教師就被分配去教畫法幾何與工程制圖。工程制圖是全校的基礎(chǔ)課，課程講授為大班，每班 180 人，因此現(xiàn)在的一些著名學者如張孝文、王大中、周炳琨等都曾是我的學生。
我到清華后教了兩年工程制圖，這時入學兩年的學生需要學習技術(shù)基礎(chǔ)課了，因此技術(shù)基礎(chǔ)課的教師又緊缺，我就被調(diào)到機械制造教研組。一門“金屬切削原理”沒有人教，領(lǐng)導將我送到哈爾濱工業(yè)大學去進修，我只在哈工大待了半年就回來開設(shè)了這門課。那時我國的教育已進入全面學蘇階段，學校也引進了不少蘇聯(lián)專家，我系也引進講授“機械制造工藝學”的蘇聯(lián)專家節(jié)門杰夫教授和講授“機床設(shè)計”的彼得魯哈教授。我在這段時間被任命為金屬切削實驗室副主任，我盡全力開設(shè)金屬切削原理的實驗，開設(shè)切削力、切削熱、刀具磨損等實驗，還做出我國第一臺三向切削力測試儀。
1956 年正是向科學進軍的時代，我在黨的教育下志愿投身到黨的事業(yè)中，于 1956 年 12 月加入了中國共產(chǎn)黨。隨后我國先后經(jīng)過“大躍進”“文化大革命”，我也多次受到批判，也接受過勞動改造、工人階級再教育?！八娜藥汀钡古_后，學校恢復了教研組，我擔任教研組主任。我和其他教師們都希望把丟失的歲月補回來，因此除努力做好“三坐標光柵測量機”的科研工作，同時也如饑似渴地學習一些新的知識，如請物理系夏學江教授講授“傅立葉光學”。
后來我又調(diào)至陀螺與導航教研組，主講“航空儀表與傳感器”；到了光學儀器教研組，曾主講過“物理光學”，為研究生開設(shè)過“光學信息處理”“傅立葉光學”及“科技英語”等課程。
02 訪學德國——探究“計算全息”領(lǐng)域
1978 年我國第一次與德國科學交換中心進行高訪和交換學者，首批機會給了清華大學，學校批準汪家鼎、楊津基、馮俊凱、潘際欒、史斌星和我作為我國第一批交換學者赴德國。這也是我人生第一次到外國，看到每家都有電燈、電話、小洋房、綠草地，真是豁然開朗，也看到我國和發(fā)達國家的差距。
在德國我選擇去了愛爾蘭根-紐倫堡大學。此前我已開始做計算全息工作，而愛爾蘭根大學阿道夫?羅曼教授是計算全息的發(fā)明人。我在德國期間開始學習“光學信息處理”與“計算全息”，掌握了計算全息的基本原理和編制程序，在愛爾蘭根大學工作了近半年，收獲很大。最后我被介紹到德國蔡司光學儀器廠參觀計算全息檢測 2 米的非球面鏡。加工設(shè)備有四層樓高，看完加工與檢測，我想要看他們的計算全息圖時卻被拒絕，這使我認識到國外的關(guān)鍵技術(shù)是學不到的，因此暗下決心回國后一定要自己做。
弱國的公民常常受到歧視，不被尊重。記得有一次我們?nèi)诹_曼教授的帶領(lǐng)下參觀慕尼黑西門子光學研究所。到了地方，該所稱不歡迎中國人和日本人參觀而將我拒之門外，羅曼教授說“他是我的朋友”，但仍不允許我進入。說來也很巧，沒過多少日子，正值愛爾蘭根大學 300 周年紀念，我正好遇到西門子的董事會成員卡迪閣博士。他一見有來自中國大陸的客人，主動套近乎和我說“我們西門子公司自清朝就和你們有商業(yè)來往，現(xiàn)在我們也正為你們武鋼提供成套的軋鋼機，我們與中國有良好的關(guān)系”。我則對他說“前些日子我們?nèi)鶇⒂^你們在慕尼黑的光學研究所，非常遺憾由于我是中國人，就被拒之門外”。這使他非常尷尬，對他夫人說“怎么會有這種事”。后他打電話給我所羅曼所長，并邀請我們到慕尼黑西門子總部，又表示要邀請我去參觀他們的光學所。不久他派一輛高級奔馳車及一位工程師送我到慕尼黑光學所參觀，有意思的是門口還寫了橫幅“熱烈歡迎金教授來參觀”，而且讓那位原來拒絕我的副所長接待。
我是大陸第一位去愛爾蘭根市的學者，因此市長還特意接待了我。在愛爾蘭根期間也發(fā)生了一些不愉快的事。一次，愛爾蘭根市日報的記者要來訪，我對記者訪問有些畏懼，但羅曼教授說報社對中國態(tài)度是好的，我才同意，但請他們先給我一個訪問提綱。記者來了后，因他不會英語，而我德語也不行，于是請了我的朋友作為翻譯。一上來他就問我“你為什么選擇德國愛爾蘭根來訪問？”我說“因為愛爾蘭根有羅曼教授，他是計算全息的發(fā)明人”。接著又問“你是否認為西方要比你們的國家更好？”我說“西方的科學技術(shù)的確比我們先進，但就社會而言很難說。譬如前幾天我就和這位朋友到市里逛逛，在街上就看到了乞丐，而在我們國家沒有 (當時真沒有)”。接著問我在德國待多久，我說“三個月”。訪問后我要求他寫好登報前一定要先把稿件給我看一看，他答應了。但這個訪問一直未見報，直到三個月后按原定計劃我應該已經(jīng)離開德國的時候，報紙上突然登出“中國大陸清華大學教授說西方比中國好”，而且寫了我的名字，我看了極為驚訝。他以為我已經(jīng)回國了才刊出，其實我又延期了。為此我給報社寫了一封信，要求他糾正錯誤。我說我的朋友在場翻譯，可以作證。報社先送我一本畫冊，但我說不行，為了政治需要編造新聞，一定要道歉，來回折騰一陣，最后他才同意將我的信全文刊登。
圖2 1978-1979，金國藩在德國愛爾蘭根大學進修期間
03 開辟國內(nèi)“光學信息處理”學科
回國后，我校邀請了羅曼教授和維格特博士來華講學。這是我國第一次講授“光學信息處理”一課，全國三百多位教授與科技工作者參加。當時大家的英語都不太好，因此由我和戚康男兩人做翻譯，從此我國“光學信息處理”的教學和相關(guān)研究工作開始起步。
此時我仍繼續(xù)做“計算全息”研究，并指導一名碩士研究生的論文工作。他為 218 廠做了一臺利用計算全息檢測光學透鏡的儀器，并與上海光學儀器廠一起研制了“利用計算全息制作凹面光柵的方法”，該項目獲得“國家科技進步三等獎”。他和我一起寫的《計算機制全息圖》是國內(nèi)第一本此類專業(yè)書籍。
國家 863 計劃啟動后，在信息領(lǐng)域設(shè)置了“光計算”項目。由于我是第一個到國外學習過此內(nèi)容的，因此率先獲得了此項目。對“光計算”，我認為光的特點是并行性高、速度快、不受外界電磁場影響。但目前空間光調(diào)制器轉(zhuǎn)換速度還不夠快，再加之計算后的精度不夠高，因此在靈活性、精度上仍不能和數(shù)字計算機比擬。但是我總感到，將光學處理與數(shù)字計算相結(jié)合是一個很有前景的方法。為此我們做了景像匹配器，就是先由光學相關(guān)做粗匹配，后用計算機去做精匹配，得到很好的結(jié)果。
04 進入“二元光學”新領(lǐng)域
在做光計算項目中，需要發(fā)揮光的并行性。這時我發(fā)現(xiàn)一種叫“二元光學”的達曼光柵很有用，深入學習后感到“二元光學”完全建立在衍射光學的基礎(chǔ)上，并可用微電子加工工藝來制作微光學元件，的確是一門新的領(lǐng)域。因此就領(lǐng)導我們的科研小組對二元光學進行研究。我們也邀請率先提出“二元光學”的麻省理工學院 (Massachusetts Institute of Technology) 教授威爾德坎普 (Veldkamp) 教授來華講學。我們研制出光束分束器——達曼光柵，做出 5×5、25×25 寸分束器、微光學透鏡陣列、光束整形器、濾波器等元件，獲得國家科技進步三等獎，并寫出全國第一本《二元光學》專著。
三、社會兼職
01 國家自然科學基金委員會
——開創(chuàng)與國外大企業(yè)合作先河
1993 年至 1995 年，我被任命為國家自然科學基金委員會副主任，分管材料與工程科學部、財務、重點實驗室和成果轉(zhuǎn)化等工作。在組織國家重點實驗室評估檢測時，遇到美國著名的三大汽車公司之一福特公司的 Danis Schutzle 博士。我和他談起我們基金委員會也支持技術(shù)基礎(chǔ)研究。而福特一直想調(diào)動中國科研人員為公司的研究作出貢獻，特別是具有應用前景的研究。經(jīng) Schutzle 博士聯(lián)系，福特研究院非常支持，于是在 1993 年 10 月 28 日基金委與福特汽車公司簽訂了“福特——中國研究發(fā)展基金”協(xié)議，從而開創(chuàng)了我國國家自然科學基金與國外大企業(yè)合作的先河。我主持了這個項目并擔任管委會主任，規(guī)劃了實施管理和制度。此基金從模式上與自然基金截然不同，重點是支持技術(shù)基礎(chǔ)和應用研究。在合作方式上發(fā)揮雙方各自的優(yōu)勢，福特投入現(xiàn)金，中方則投入人力資源和相關(guān)支撐條件。在管理模式上考慮中國的實際情況，調(diào)動各方面的積極性，吸收了科技部、中國科學院和機械聯(lián)合會等有關(guān)部門參加管理委員會。在項目組織實施上，按照雙方確定的資助領(lǐng)域和項目指南，由中方受理中國科技人員申請，按基金委程序進行初評，遴選的項目再由中美專家進行復評。該基金的宗旨是支持中國的大學和科研機構(gòu)從事與汽車工業(yè)有關(guān)并且雙方共同感興趣的研究項目。福特公司先后投入 170 萬美元，在代用燃料與混合動力系統(tǒng)、計算機輔助設(shè)計、汽車制造與新材料、汽車排放系統(tǒng)控制與環(huán)境保護、車輛動力學的測量與模擬、汽車電子系統(tǒng)等方面，先后資助了 40 個項目，資助強度高于當時的面上項目?；痦椖坑芍忻离p方專家進行評審，從而提高了學術(shù)質(zhì)量。受資助項目每年要進行進展情況交流，促進不同領(lǐng)域研究人員創(chuàng)新思想的交互碰撞。此項基金的實施，取得令人矚目的成績，為我國汽車工業(yè)的發(fā)展與人才培養(yǎng)發(fā)揮了顯著作用。如中國科學院物理所陳立泉的“電動汽車用鋰離子電池研究”不僅在我國汽車電池工業(yè)中起到帶頭作用，而且其本人后來也當選為中國工程院院士。清華大學郝吉明教授承擔的“典型城市消滅汽車污染物排放量的對策研究”為北京市環(huán)境治理提出了寶貴的建議，他本人后來也當選為中國工程院院士。
02 中國工程院
——推進科學普及與學術(shù)交流
1994 年中國工程院成立，我被選為工程院首屆院士。朱光亞被選為工程院院長，師昌緒作為副院長之一，主管出版工作。由于我們曾在國家自然科學基金會一起工作過，他要我做工程院出版委員會副主任，負責編輯出版《中國科技前沿》系列叢書。該書每年出版一冊，主要反映我國在科技方面的新成就，并以高級科普形式向國內(nèi)外介紹。在我的領(lǐng)導下，共出了十三本“前沿”叢書。在這里特別要感謝劉靜同志，她認真負責，為“前沿”的出版發(fā)行嘔心瀝血，功不可沒。
我是信息電子學部的院士，曾一度做過學部副主任工作，負責學術(shù)交流工作。曾組織學部內(nèi)部學術(shù)交流和兩院學術(shù)交流的部分報告。我由學部推薦至工程院主席團，連任兩屆主席團成員，參加工程院的領(lǐng)導工作。2000 年經(jīng)學部推薦獲得“中國工程科技獎”(后稱光華工程科技獎)。
2010 年我成為資深院士后經(jīng)工程院推薦任“兩院資深院士聯(lián)誼會”副主任。兩院資深院士聯(lián)誼會是根據(jù)中國科學院、中國工程院資深院士特點，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展和科技進步建言獻策的咨詢機構(gòu)，本著“老有所為、老有所學、老有所教、老有所樂”的精神，充實、豐富、跟蹤資深院士的生活，構(gòu)建資深院士活動的平臺，了解資深院士的需求，做好資深院士的服務工作。圍繞科技、經(jīng)濟和社會熱點問題，開展了多種形式的咨詢調(diào)研工作，如我們曾開展過“三農(nóng)問題”“教育改革”“微電子產(chǎn)業(yè)”的調(diào)研和咨詢，對科技熱點問題進行過研討，如“科學誠信”“能源問題”“長江資源研究”“稀土資源的開發(fā)與利用”“核能的應用新時期科技體制改革”“轉(zhuǎn)基因作物”等。組織與中學生面對面交流，言傳身教，講述科學家的人生經(jīng)歷，追求真理的執(zhí)著精神，科學道德修養(yǎng)......這對年輕一代樹立正確的人生觀、價值觀具有重要的現(xiàn)實意義。此外也組織了資深院士對農(nóng)場、工廠進行了考查，如華威電子、成都飛機廠、西安飛機廠、中芯國際、華虹電子等。
03 中國計量科學院
——推進我國計量研究領(lǐng)域發(fā)展
計量作為當代經(jīng)濟發(fā)展的必要支撐條件，在社會經(jīng)濟發(fā)展中至關(guān)重要，可以說沒有計量就無法進行現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)。王大珩先生一直非常重視計量工作，曾代表我國參加“國際計量委員會”，王老也常常帶我參加計量院的多項活動。
為了能使科技界對計量院有所了解，我們于 2001 年曾組織了 28 位院士考察了中國計量院，了解計量工作的現(xiàn)狀。院士們深有感觸，就聯(lián)名向國務院呈送了《面向 21 世紀社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需求，加快建設(shè)我國現(xiàn)代化計量體系的建議》的報告，并建議由科技部牽頭會同財政部、教育部、國家自然科學基金委和國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局提出加快建設(shè)我國現(xiàn)代化體系的具體措施。
此后我多次主持計量院科技項目評審與驗收工作。2008 年為貫徹落實科學發(fā)展觀、提高自主創(chuàng)新能力，計量院設(shè)立了中國計量科學研究院計量科學咨詢委員會，并聘請我作咨詢委員會主任。
經(jīng)與計量院領(lǐng)導商量，雙方本著優(yōu)勢互補、共同發(fā)展的原則，充分利用計量院計量研究綜合優(yōu)勢與研究條件，和清華大學的智力、人才和信息優(yōu)勢，培養(yǎng)一流科研人才，創(chuàng)造一流科研成果，由計量院和清華大學精儀系、物理系共同建立了“精密測量聯(lián)合實驗室”?，F(xiàn)該聯(lián)合實驗室在頻率標準、原子鐘和絕對重力儀研究等方面已取得許多重要成果。
圖3 金國藩與中國計量院領(lǐng)導合照
04 國際光學委員會
——提升國際知名度與影響力
國際光學委員會 (International Commission for Optics, ICO) 附設(shè)在聯(lián)合國國際純粹與應用物理學聯(lián)合會 (International unio for Pure and Applied Physics, IUPAP)，是聯(lián)絡各國光學學會的一個組織。現(xiàn)在有 50 個國家的光學學會和 5 個國際學會參加。
我是我國第一個接觸 ICO 的人。我在德國愛爾蘭根大學訪問時，有一天，時任 ICO 主席羅曼(A.Lohmann) 教授將 ICO 秘書長弗蘭克納 (Frankena) 也請來和我說“中國是一個大國，從事光學科學與工程的人很多，中國光學學會應該參加 ICO”。翌年我回國就向中國光學學會理事長王大珩先生匯報了此事。王先生組織常務理事會開會，一致同意要參加 ICO。可哪知經(jīng)了解臺灣光學工程學會已經(jīng)參加了 ICO，并是會員國之一。根據(jù)我國科協(xié)的政策，在國際組織中不能出現(xiàn)兩個中國，因此給了 ICO 一個難題。此后我作為中國光學學會的外事負責人，不知給下一屆 ICO 主席石內(nèi)順平 (Tsujiuchi) 寫了多少封信，石內(nèi)順平也不知做了多少工作，最后臺灣方面同意臺灣光學工程學會以地區(qū)性學會參加，這一問題才得以解決。1987 年 ICO 在加拿大 ICO-14 大會上通過中國光學學會為其會員，其后 1993?1999 年母國光院士被選為 ICO 副主席，2002?2008 年我被選為 ICO 副主席。
我任職 ICO 副主席時，向王大珩院士建議爭取 ICO 的大會在我國召開一次。王先生非常同意并讓長春光機所申請。2004 年時任光機所所長的曹健林率領(lǐng)有關(guān)人員前往委內(nèi)瑞拉，向 ICO 理事會陳述條件與準備情況，會議同意 2005 年在中國長春召開 ICO-20 大會。為了辦好會議，為祖國光學事業(yè)增光，我曾四次去往長春。在 ICO-20 會上，我任程序委員會主席，從主要外賓的邀請與接待到大會報告人的確定，從會場選址、來賓住宿條件到會后考查路線的勘查等工作，都親自主持與組織。
這次大會開得很好，參會人員一千多人，外賓 150 余人。更為引人注目的是美國加州大學教授、諾貝爾物理學獎獲得者查爾斯?湯斯 (Charles H. Townes) 也來參加指導。王大珩先生不顧身體衰弱多病也為大會作了主旨發(fā)言。ICO 主席團曾寫信來說“這是 ICO 歷史上最大與最成功的一次大會”。
四、對若干問題的個人看法
01 關(guān)于教學制度
我從 1950 年畢業(yè)后就在學校工作，至今已經(jīng) 70 余年了，經(jīng)歷了不同的歷史階段。我在大學學習時，學校的教學制度基本上是學習美國的。在校學習完全是學分制，學生每個學期要選 15~16 學分。低年級必修課較多，高級的備選課往往設(shè)有先修課程，不修先修課程，不得選學此課。自選課程由學生自由選取。為了將來的工作有更多的機會，像我當時就選了內(nèi)燃機、機車設(shè)計、熱工學、機械設(shè)計、機械制造和化工原理簡介。
1952 年院系調(diào)整后，全面學習蘇聯(lián)。學生按專業(yè)學習課程。但蘇聯(lián)的教育體系是嚴格的，教學管理是嚴密的，專業(yè)訂有教學計劃，規(guī)定應學全部專業(yè)課程。講課需由教學小組通過教學的學時與教學大綱。老師講課必須嚴格地完成計劃的日程。而考試是采用口試制，學生考試時，先抽簽，抽完自行準備半小時?？谠嚂r兩個以上的教師聽其答辯，老師不時再提問，最后給出成績。當時的學制較長，是五年制。但我感到蘇聯(lián)的體系更重視實踐環(huán)節(jié)，教學計劃中就有“認識實習”一個月，“生產(chǎn)實習”一個半月，“畢業(yè)實習”一個月。每種實習的要求也是不一樣的。認識實習是為了讓學生認識專業(yè)，培養(yǎng)學生對專業(yè)的了解與熱愛。生產(chǎn)實習要求學生以工長的身份處理生產(chǎn)中的問題，解決一些力所能及的技術(shù)問題。而畢業(yè)實習要根據(jù)畢業(yè)設(shè)計題目的需求去工廠進行調(diào)研和搜集資料。實踐環(huán)節(jié)的另一方面是重視設(shè)計。像我們光學儀器專業(yè)的就要做光學設(shè)計、機械設(shè)計和儀器設(shè)計。
后來我又到英國做高訪，了解到英國大學的教學體系。英國大學規(guī)定的是三年，加上在高中有一個A-level 一年，實際也是四年。但在英國大學的課程主要是基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課，只有念碩士才學到專業(yè)課。他們的專業(yè)課學時都不多，主要講授基本原理及專業(yè)內(nèi)容介紹，告訴你何處可查到何資料，最后可取得 MSc. Degree。我也在德國考察過他們的教育制度，他們理工科學制為五年，有一年在工廠實習，也很重視實踐，最后拿到“文憑工程師學位”。
我曾于 1991 年在美國波特蘭州立大學講授一門暑期專題課。了解到美國的教學體系和我在大學學習時基本相同，全部采用學分制。我講的這門課，本科生和研究生都可選，但要付學費，因此學生對做作業(yè)和考試都很重視。學生都認真做題交作業(yè)，很怕課程不及格，拿不到學分。其次是提的問題較多，比較活躍。我想學生思想活躍，啟發(fā)創(chuàng)新是培養(yǎng)學生的基本要求。學生的誠信態(tài)度也比較好，做習題很少發(fā)現(xiàn)有抄襲的。更令我感動的是有一次我們期中考試，突然拉起火災警報。我讓大家不要慌，待我去探聽是否真是失火了。我雖離開現(xiàn)場，學生仍若無其事地答卷，也并未出現(xiàn)抄襲或討論。待我探明是一場虛報后，他們都按時交卷，這種誠信精神和不愿失去所應得的學分的態(tài)度更使我感到我們的教育如何育人、如何培養(yǎng)誠信精神、如何提高人的素質(zhì)要比我們教的業(yè)務內(nèi)容更為重要。
總的感覺，蘇聯(lián)與德國的工科重視實踐環(huán)節(jié)，學制長，基礎(chǔ)打得好。比較一下我們文革前的學生，我感到學生的外語水平差，雖學了不少俄語，但無鍛煉機會。幾年后沒有用大多都忘記了。但實踐知識學得多，不像現(xiàn)在的學生外語水平要比過去要好，閱讀不成問題，經(jīng)短期訓練就可在技術(shù)上與外賓交流。另一點是計算機運用較為熟練，愿做數(shù)字模擬。這是他們的優(yōu)點，但實踐環(huán)節(jié)過少，學了光學設(shè)計，你問他“這透鏡是怎么做出來的？”他啞口無言。
我感到我們的教育制度仍受前蘇聯(lián)的影響較大，前蘇聯(lián)當時完全是計劃經(jīng)濟，大學內(nèi)專業(yè)分得很細，像現(xiàn)在的精密儀器、光學儀器專業(yè)在歐美的大學中都是沒有的，只有研究生才會選此類有關(guān)專業(yè)，他們的研究生大多來自物理系或電機系，基礎(chǔ)較好。
02 關(guān)于研究生的能力培養(yǎng)
我一直認為培養(yǎng)研究生最重要的是培養(yǎng)他們的能力，包括創(chuàng)新能力、閱讀能力、寫作能力和表達能力。學生做什么題目并不重要，不可能課題做了幾年就成為此領(lǐng)域的專家，也不可能將來就一定繼續(xù)做這方面的工作。但學生發(fā)表論文從培養(yǎng)能力的角度是必要的，同時讓學生在國際著名雜志上發(fā)表論文也能表明他的工作具有創(chuàng)新性。著名雜志登載文章一定要看你的文章是否在原理、方法或技術(shù)上有所創(chuàng)新。只是描述了你做了什么工作，或者照葫蘆畫瓢有點改進，一般是不會刊登的。只有數(shù)字模擬而無實驗結(jié)果的文章也是不會登的，對于工科的學生，一定要做出實際的成果。數(shù)字模擬是一種重要的工具，它可預知可能的結(jié)果。但你的模型或假設(shè)的邊界條件如不符合實際，將導致你的結(jié)論錯誤。因此要有實驗數(shù)據(jù)加以證實。學生做工程性課題，所做的設(shè)計一定要有理論根據(jù)。
研究生的閱讀能力通過幾年鍛煉肯定是提高一大截。因為研究生一定要大量閱讀前人所做的工作并加以分析提煉，找出自己的工作方向。研究生被要求寫一些文章，他的寫作、邏輯思維、表述方法、文字簡潔性均會有所提高。至于表達能力，我們要求學生經(jīng)常匯報他的工作，就需要做 PPT，要求在短時間內(nèi)將自己的工作講得讓聽眾了解，這點我感到很重要。我經(jīng)常參加一些國際學術(shù)會議，看到一些外國學生和學者講述的真是引人入勝，而我國學生以前甚至將文章全部投影在屏幕上，照本宣科從頭到尾念一遍，效果極差。有人說外國學生知道七、八分，能講出九、十分，我想這是與他們的培養(yǎng)有關(guān)的。美國一些大學在研究生階段有一門課叫 Speech(演講、演說) 可以選。我以前覺得又不是學法律、政治，這是為什么？后來了解，課程內(nèi)容包括如何做 PPT，講述時如何起、承、轉(zhuǎn)、合等一些技巧。我感到這種訓練很重要，學生畢業(yè)后總要對別人講述你的工作，不能葫蘆中有貨，像個茶壺似的倒不出來。
03 關(guān)于學術(shù)創(chuàng)新氛圍
1989 年，我得到英國皇家學會的資助去愛丁堡赫瑞瓦特大學 (Heriot Watt University) 進行高訪。當時正是美國提出“星球大戰(zhàn)”，其中有個項目就是“光計算”。我打聽了一下，德國愛爾蘭根羅曼教授就因想做“光計算”，而被學生及外界以要參加“星球大戰(zhàn)”項目威脅而出走美國。但 Heriot Watt 大學卻愿做些“光計算”項目，他們正需要一個人做計算全息圖，我因此獲得資助去該校工作。我的目的是學習一下光計算，到了那里他們希望我給他們做計算全息圖，并教他們?nèi)绾巫鲇嬎闳D，因此我給研究生和教師開設(shè)了專題課“計算全息”。
在英國 Heriot Watt 我工作了半年，感到英國人與德國人很不同。德國人勤奮、按部就班，每天上班后并無茶歇時間。而英國人上午 10：00 茶歇，下午 3：30 又有茶歇。系里有關(guān)人員湊在一起，聊天并進行學術(shù)交流，學術(shù)氛圍濃厚。就是在這些漫談迸發(fā)出許多新思考、新觀念。我想這也是為何英國學術(shù)創(chuàng)新和諾貝爾獎獲得者比較多的原因。
我在英國去過劍橋大學 (University of Cambridge)、牛津大學 (University of Oxford) 、倫敦國王學院(King's College London)、倫敦瑪麗女王大學 (Queen Mary University of London)、克蘭菲爾德大學 (Cranfield University)、帝國理工學院 (Imperial College London) 和國家物理實驗室等處，收獲良多。特別是參觀劍橋大學卡文迪許實驗室給我留下了深刻的印象。該實驗室 100 多年卻向世界貢獻了 25 位諾貝爾科學獎的獲得者，有人說他們是“諾貝爾科學獎的孵化器”。由于參觀時正有我的一個學生在那里工作，實驗室主任還專宴招待了我。為何卡文迪許能成為世界物理學家的圣地？我覺得一是他們不斷找準研究方向，一旦選定在一定時間內(nèi)相對穩(wěn)定，如從固體物理轉(zhuǎn)至凝聚態(tài)物理花了半個世紀。二是有一個很好的科學環(huán)境，爭取足夠的科研經(jīng)費，建立了一個教學與科研相結(jié)合的體制。第一任主任麥克斯韋就鼓勵學生自制儀器設(shè)備。牛頓的三棱鏡、湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子用的儀器至今留存在實驗室中。三是善于把握機遇和創(chuàng)新，科學思考和成果的積累才可能出現(xiàn)創(chuàng)新。麥克斯韋培養(yǎng)學生的原則就是“最好讓學生用他自己的力量去努力克服各種困難，老師與其把這些困難移開，不如鼓勵和它們奮斗?！边@種指導思想一直主導我對研究生的培養(yǎng)與教育。
04 關(guān)于“敢為人先”
1985 年至 1990 年，我擔任清華大學精密儀器與機械學的系主任，原副校長張維院士曾對我說：“清華所處的地位，要不怕為人先”。這對我一生做事都有很大影響。
由于環(huán)境和條件所限，我們不能以體量大與別人相比。但我一直本著“有所為，有所不為”的原則，凡是要為的，一定要“為人先”。對待我們的教研組也是如此，因我們不能和浙江大學、北京理工大學的光儀系相比，但我們所為的如計算全息、體全息光存儲、二元光學都在全國居領(lǐng)先地位。
1995 年至 1998 年學校擬將機械類型的學科整合，發(fā)揮交叉學科的優(yōu)勢，在清華大學第一次成立機械工程學院并任命我為首任機械學院院長。當時正值學校組織和啟動“211”建設(shè)項目，我積極聽取各系意見，提出在我校 CIMS 工程中心的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡與信息技術(shù)將設(shè)計、制造與管理加以集成，以提高質(zhì)量與快捷生產(chǎn)為目的，抓住分析、測試與控制環(huán)節(jié)，將相關(guān)系組成先進制造技術(shù)學科群進行建設(shè)。這一建議得到校長的贊同和支持。
圖4 金國藩院士
05 關(guān)于團隊
現(xiàn)代科學技術(shù)的高度進步，相關(guān)技術(shù)交錯復雜，僅靠個人的聰明才智或個人奮斗很難取得像樣的成果。
我剛到光學儀器教研組，就開展“三坐標光柵測量機”研制工作。我是由精密儀器教研組轉(zhuǎn)過來的，對光學一竅不通。特別是我們做光柵測量頭部分，什么是光柵我都不知道。我組有鄔敏賢教授和嚴瑛白教授，我們在一起學習、并到上海光學儀器廠制作光柵，搭成測量系統(tǒng)。她們倆是我最初的助手和老師。后來我們?nèi)顺蔀檫@個團隊的核心骨干，在學術(shù)上相互切磋，在方向上認真討論，互相學習，取長補短，一起工作逾 30 年。隨著年長一輩的戰(zhàn)友相繼退休或離去，現(xiàn)在一支生氣勃勃、年輕有為的新的團隊又拿起她們的接力棒，奮勇前進。
我能有點成績和我有一支富有創(chuàng)新精神卻又腳踏實地地去干的團隊是分不開的。
06 關(guān)于家庭
我有一個溫馨的家庭，我的愛人段淑貞是北京科技大學教授、博士生導師，也是一位女強人。她畢業(yè)于清華大學化工系，是清華大學支援北京鋼鐵學院建校的教師。最初教授物理化學，后在冶金系下創(chuàng)建稀有金屬冶金教研組，是北科大一級教授。在家庭中她是我的精神支柱，也是我的賢內(nèi)助。總是鼓勵我奮勇拼搏，包括申請院士，一次不成，我曾想放棄，在她的鼓勵下我才繼續(xù)努力，直至成功。在家里她為我做了一切，衣食起居處處為我創(chuàng)造了最優(yōu)越的條件，幾十年來可以說我們同甘苦、共患難。她為這個家庭付出了一切，受到業(yè)務、家庭雙重壓力，其艱苦可想而知。我取得的任何一點成績和她是分不開的。老伴、老伴，一生之伴，現(xiàn)在我們老了，更能感受到她的純潔善良，細心體貼。
圖5 金國藩夫婦合照
