院士趙淳生,研制“嫦娥”小關(guān)節(jié)的人

2021年7月，趙淳生在南京接受本刊記者采訪。一大早，他趕到研究所，聽取團(tuán)隊(duì)的報(bào)告會，開啟了忙碌的一天。（本刊記者 陳霖/攝）

趙淳生臉頰上方有兩團(tuán)鼓鼓的“肉球”，那是他常年熬夜工作積累下的眼袋。

他是中國科學(xué)院院士、南京航空航天大學(xué)教授。近日，他在央視《面對面》講述如何研制超聲電機(jī)，不少人才知道“嫦娥”探月工程背后的“超聲電機(jī)”這個(gè)冷門領(lǐng)域。前不久，在兩院院士大會上，他談及科研時(shí)大笑起來，眼睛瞇成一條線，登上熱搜，網(wǎng)友說：“老院士太可愛了！”

7月中旬，記者在南京航空航天大學(xué)（以下稱南航）精密驅(qū)動(dòng)與控制研究所旁聽了趙淳生組織的報(bào)告會。他戴上老花鏡，盯著學(xué)生和同事制作的PPT，時(shí)不時(shí)推推鏡架?！霸虑蛏系膲m埃是長條形的，宇航員吸進(jìn)去容易扎在肺里排不出來，很危險(xiǎn)?！眻F(tuán)隊(duì)正在向趙淳生報(bào)告最近要建立的新的模擬月球環(huán)境。

在南航，記者跟隨趙淳生的腳步，第一次深度了解這個(gè)領(lǐng)域?？梢哉f，中國超聲電機(jī)的發(fā)展是他的人生經(jīng)歷，而他更代表著一群為中國航天事業(yè)打造基礎(chǔ)設(shè)備的幕后英雄。在大家的記憶中，趙淳生組織了無數(shù)像這天的報(bào)告會，而第一次是在8年前……

“感謝你們對嫦娥三號的貢獻(xiàn)”

電機(jī)是用來帶動(dòng)部件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的重要零件，有點(diǎn)兒像人體骨頭之間的關(guān)節(jié)，用來帶動(dòng)手腳。傳統(tǒng)電機(jī)利用銅線圈和磁場進(jìn)行作業(yè)。20世紀(jì)60年代，蘇聯(lián)和美國學(xué)者提出“超聲電機(jī)”概念，后來日本人制造出超聲電機(jī)——利用壓電陶瓷進(jìn)行作業(yè)。這可是機(jī)械工程領(lǐng)域革命性的改變，超聲電機(jī)輕便、反應(yīng)快、超低速，在傳統(tǒng)電機(jī)無法觸及的領(lǐng)域發(fā)揮了很大作用。

21世紀(jì)初，趙淳生研制出中國第一臺能實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的超聲電機(jī)。2009年，中國正籌備嫦娥三號月球探測器，因趙淳生在超聲電機(jī)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，有航天研究所找到他，想用他研制的超聲電機(jī)來驅(qū)動(dòng)和控制光譜儀。

嫦娥三號搭載的月球車有光譜儀，用來分析月表物質(zhì)，超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制光譜儀的開合，決定其何時(shí)打開和關(guān)上，以及張開角度。趙淳生叫它“小關(guān)節(jié)”。

不過，彼時(shí)，超聲電機(jī)在國內(nèi)是全新領(lǐng)域，別說普通人，就算是機(jī)械工程領(lǐng)域的人也未必知曉?！斑@是國家的任務(wù)！”趙淳生馬上接了下來，但問題也接踵而至。比如，上哪兒去找月球環(huán)境來試驗(yàn)？

月球表面基本上是真空環(huán)境，趙淳生必須先創(chuàng)建模擬月球環(huán)境，才能確保超聲電機(jī)適應(yīng)極端環(huán)境。于是，他和團(tuán)隊(duì)研制出一套設(shè)備，將大氣壓降為10的負(fù)5次方，這也是地球上最接近真空的環(huán)境之一。他還進(jìn)行極端環(huán)境試驗(yàn)，測試月塵、輻射等。

嫦娥三號月球探測器搭載的“玉兔”月球車上有一面五星紅旗，紅旗下方是“光譜儀系統(tǒng)”，包括光譜儀（用來獲取月表物質(zhì)數(shù)據(jù)）和超聲電機(jī)（驅(qū)動(dòng)和控制光譜儀）。

事實(shí)上，航天產(chǎn)品的加工體系極其繁瑣，出現(xiàn)一丁點(diǎn)問題都要“歸零”——所有零件或部件都要全部檢測。那幾年，趙淳生和團(tuán)隊(duì)的李華峰、丁慶軍等人反復(fù)試驗(yàn)近200個(gè)超聲電機(jī)，才提供了一批性能最優(yōu)的TRUM-30A型超聲電機(jī)給嫦娥三號應(yīng)用。

2013年12月14日晚，趙淳生守在電視機(jī)前，盯著直播——月球上，嫦娥三號搭載的“玉兔”月球車正在移動(dòng)?！坝裢谩笔侵袊谝惠v月球車，上一個(gè)登月的人類探測器是蘇聯(lián)于1976年發(fā)射的“月球24號”。

對普通人而言，畫面上是一輛月球車，然而，內(nèi)行人知道，這臺車?yán)镉性S多起著關(guān)鍵作用的零部件：月球車上的紅旗下方有個(gè)“光譜儀系統(tǒng)”，系統(tǒng)中就有趙淳生團(tuán)隊(duì)研制的超聲電機(jī)——體積迷你，比雞蛋還小，重46克，卻能自如驅(qū)動(dòng)與操控光譜儀。

趙淳生記得，數(shù)天后，“玉兔”慢慢“睜開雙眼”，其拍攝的月面照片是人類時(shí)隔40多年最清晰的月面照片，包含大量科學(xué)信息，照片和數(shù)據(jù)向全球免費(fèi)共享。

第二年，嫦娥三號探測器系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師孫澤洲給趙淳生團(tuán)隊(duì)寫感謝信：“超聲電機(jī)配合紅外光譜儀完成了探測任務(wù)，感謝你們對嫦娥三號的貢獻(xiàn)！”

有幾次，在直播畫面上，鏡頭掃過“玉兔”的“小關(guān)節(jié)”時(shí)，70多歲的趙淳生鼻子一酸，眼淚從皺紋滑過。如何理解這位老人的情緒？或許要從童年說起。

湖南農(nóng)村的“趙氏孤兒”

上世紀(jì)20年代，湖南衡山的農(nóng)民運(yùn)動(dòng)風(fēng)起云涌，岳北工農(nóng)會、岳北區(qū)農(nóng)民協(xié)會等打土豪、反壓迫。毛澤東在《湖南農(nóng)民運(yùn)動(dòng)考察報(bào)告》中對這些農(nóng)民運(yùn)動(dòng)給予高度評價(jià)。岳北的農(nóng)民運(yùn)動(dòng)就暴發(fā)在趙淳生家鄉(xiāng)白果鎮(zhèn)，父親趙振寰則是運(yùn)動(dòng)的組織者之一。

1939年，趙淳生出生不到一年，趙振寰不辭而別，從此再也沒有回來。很久之后，長輩告訴趙淳生：“你爹參加革命，犧牲了。”母親悲痛，心力交瘁，得了重病，31歲便離開人世，趙淳生的弟弟后來也病死了。一名中共地下黨員見趙淳生不容易，暗中資助他讀書。

遺孤趙淳生很是爭氣，考上了衡山二中——新中國成立后湖南省內(nèi)唯一有留蘇預(yù)備生名額的學(xué)校。高中畢業(yè)那年，他因成績優(yōu)秀被選為預(yù)備生，但因中蘇關(guān)系破裂，深造擱置，被保送到南京航空學(xué)院（現(xiàn)南航）的空氣動(dòng)力學(xué)專業(yè)，后愛上了振動(dòng)研究。畢業(yè)前，他入了黨，并以優(yōu)異成績留校任教。

上世紀(jì)60年代，青年趙淳生發(fā)現(xiàn)電動(dòng)式激振器依賴進(jìn)口。這種儀器是機(jī)械工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)儀器之一，可進(jìn)行振動(dòng)和疲勞實(shí)驗(yàn)，還能輸送、篩分物料，用途廣泛?！皣颐磕暧心敲创蟮男枨?，如果都依賴進(jìn)口，要花多少外匯？”趙淳生決定自己研制電動(dòng)式激振器。當(dāng)時(shí)，法國的振動(dòng)儀器很先進(jìn)，中國從法國引進(jìn)一些振動(dòng)儀，趙淳生經(jīng)常代表中國和法國談判購買。一次，他發(fā)現(xiàn)翻譯把“隨機(jī)振動(dòng)”譯成“隨著飛機(jī)振動(dòng)”，便苦學(xué)法語，后來獲得赴法深造的機(jī)會。

臨行前的一天，趙淳生帶12歲的小女兒趙舸去學(xué)校。父女倆各騎一輛自行車，經(jīng)過一段狹窄路面時(shí)，小女兒被身后一輛自行車撞倒，還沒等爬起來，被快速駛來的大卡車碾過，當(dāng)場身亡。

那陣子，趙淳生經(jīng)常睡著了又哭醒，“總夢到她在對我笑”。親友勸他：“家里發(fā)生這種事，出國就算了吧！”趙淳生躲在房間里想啊想：“舸，我能不能帶著你去完成爸爸的心愿？”他勸妻子：“女兒再也回不來了，可日子還得過，我想為中國航空事業(yè)貢獻(xiàn)一點(diǎn)力量?！彼K于說服了妻子，遠(yuǎn)赴法國。

出發(fā)前，他到百貨大樓買了個(gè)精致的箱子，把小女兒生前用過的物品和相冊裝進(jìn)去，帶它登上了飛機(jī)。后來無論搬到哪里，這個(gè)小箱子都被他帶在身邊。

那年12月，他開始了在法國巴黎第六大學(xué)的進(jìn)修，這所學(xué)校培養(yǎng)了皮埃爾·居里和瑪麗·居里等著名科學(xué)家，后來他又到法國巴黎高等機(jī)械學(xué)院攻讀博士學(xué)位。其間，他每天泡在研究室，總因忘記時(shí)間被鎖在大樓里。后來，值班員在鎖門前一定要到他的實(shí)驗(yàn)室看一看，確定沒人才關(guān)門。趙淳生獲得博士學(xué)位，順利歸國，與家人團(tuán)聚，也成了振動(dòng)領(lǐng)域的專家。

1993年，他到美國麻省理工學(xué)院訪問時(shí)了解到超聲電機(jī)，“能把它做得極小，甚至能進(jìn)入人體血管”。他想回國開辟這片領(lǐng)域，“要搞出中國人自己的超聲電機(jī)”成了畢生目標(biāo)，也才有了后面的研制、登月。

要完成這個(gè)目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)至關(guān)重要。蘆小龍是趙淳生的博士生，跟著他學(xué)習(xí)多年，博士畢業(yè)前想回河北老家。而趙淳生想要他讀“優(yōu)博”留校，“這孩子資質(zhì)好，不搞科研，浪費(fèi)了”。趙淳生找蘆小龍談心，可他不愿意，覺得大城市壓力太大。趙淳生特倔，一次不行，就來第二次，“追”著蘆小龍談了8次，最終說服了他。后來，蘆小龍留校，隨即被選派到美國留學(xué)，又到德國研學(xué)，回國后在南航任教。在為嫦娥三號應(yīng)用的超聲電機(jī)做準(zhǔn)備時(shí)，他就負(fù)責(zé)研制模擬月球的試驗(yàn)設(shè)備環(huán)境，發(fā)揮了重要作用。

趙淳生說：“我們是第一個(gè)把超聲電機(jī)用到月球上的國家。”團(tuán)隊(duì)研制的超聲電機(jī)也隨嫦娥四號登上月球。那年，嫦娥四號實(shí)現(xiàn)人類探測器首次在月球背面軟著陸，而由這枚“小關(guān)節(jié)”驅(qū)動(dòng)和控制的光譜儀獲得月球背面的物質(zhì)數(shù)據(jù)，標(biāo)志著人類對月球的探索開啟了新篇章。此后，趙淳生團(tuán)隊(duì)研制的超聲電機(jī)也成為嫦娥五號、行云二號的1、2號衛(wèi)星、墨子號衛(wèi)星、海絲一號衛(wèi)星等的重要器件。

世界著名機(jī)械專家、德國工程院院士瓦拉舍克曾說：“在全球范圍內(nèi)，趙淳生領(lǐng)導(dǎo)的超聲電機(jī)研究中心是這個(gè)領(lǐng)域最有實(shí)力的科研機(jī)構(gòu)。”趙淳生寫的專著《超聲電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》是國內(nèi)外大學(xué)相關(guān)專業(yè)的教材和參考書，如今在亞馬遜上售價(jià)達(dá)1136美元（約合7356元人民幣），一書難求。

不過，趙淳生的故事不僅于此。在學(xué)生和同事眼中，他是個(gè)可愛的老頭，也是個(gè)命運(yùn)多舛的老人……

科學(xué)家搞公司，屢敗屢戰(zhàn)

在南京，記者參觀了趙淳生創(chuàng)辦的公司“航達(dá)”。在創(chuàng)業(yè)這件事上，這位早已功成名就的院士至少失敗了3次。

在趙淳生心中，一項(xiàng)技術(shù)的歸宿是“應(yīng)用”，也就是讓更多人受惠于這項(xiàng)技術(shù)，因此他想做“超聲電機(jī)產(chǎn)業(yè)化”，甚至讓全世界都用上中國的超聲電機(jī)。

除了航天領(lǐng)域，超聲電機(jī)還能運(yùn)用在多種領(lǐng)域。趙淳生曾根據(jù)不同用途，制作出大小不一的超聲電機(jī)。在研發(fā)部門，記者見到一臺用于核磁共振的超聲電機(jī)，這種成像裝置不受電磁干擾，能精準(zhǔn)帶動(dòng)針管插入病人血管;微型超聲電機(jī)直徑只有2毫米，用于腸道內(nèi)窺鏡，可供特殊藥片沿腸道或血管到達(dá)病灶處進(jìn)行治療，幾乎不傷及患者正常細(xì)胞……

左圖：趙淳生生于湖南衡山的農(nóng)村。圖為青年趙淳生。右圖：老伴王鳳英一輩子支持趙淳生。圖為兩位老人在家里聊天。（本刊記者 陳霖 / 攝）

2006年，一家公司找到趙淳生，提出一起搞產(chǎn)業(yè)化。趙淳生終于等到機(jī)會，當(dāng)天簽訂合同。不過，對方公司提出簽訂協(xié)議書，確保他們能拿到樣機(jī)及資料。趙淳生欣然同意，并將其研發(fā)的TRUM-60型超聲電機(jī)及相關(guān)驅(qū)動(dòng)器等所有配套技術(shù)交給對方。后來，這家公司憑借這項(xiàng)技術(shù)融資且申請了專利，發(fā)展得很好，卻拒絕支付銷售提成。趙淳生才知道上當(dāng)了，一氣之下將對方告上法庭。不過，將技術(shù)交給對方時(shí)他沒有讓其打收條，無法證明對方收到了技術(shù)和樣機(jī)，官司不了了之。第一次嘗試，趙淳生丟了專利，也丟了錢。

向記者回憶起來，這位老人很無奈：“我怎么知道要打收條嘛？在我們那一代，你借我，我借你，靠信任往來。做生意為什么不講誠信？我真是搞不懂?！?/p>

趙淳生不服氣，“湖南人的性格就是絕不放棄，我一定要搞成！”幾年后，他又和一家公司合作，成立了一家超聲電機(jī)公司，趙淳生負(fù)責(zé)技術(shù)，對方負(fù)責(zé)財(cái)務(wù)及管理。但緊接著，雙方的經(jīng)營、運(yùn)營理念出現(xiàn)分歧，企業(yè)再次失敗。那時(shí)，70多歲的趙淳生意識到：“搞企業(yè)與搞科研真的不一樣。”

在學(xué)生、助理眼中，趙淳生有點(diǎn)兒一根筋，太牽掛產(chǎn)業(yè)化這件事，每有機(jī)會就想抓住?！叭绻项^子申請個(gè)專利，拿錢買幾套房，現(xiàn)在不早就發(fā)財(cái)了？但他不會，他對投資、賺錢沒概念?？伤氩坏?，商業(yè)和科研畢竟是兩碼事?！?/p>

“超聲電機(jī)的應(yīng)用范圍太廣了，時(shí)日不多，要抓緊！”這是趙淳生常掛在嘴邊的。大家心疼他屢戰(zhàn)屢敗、四處借錢開公司、打官司，卻也不敢勸阻他，因?yàn)樗麄兌加浀?0年前的場景。

2000年末，由于長期高負(fù)荷工作，趙淳生被查出患有肺癌，被切除一塊肺葉后不久，他又被查出患有胃癌，切除了2/3的胃。

史從云跟隨趙淳生20年了，長期幫忙處理行政檔案事務(wù)，在她印象里，大多數(shù)學(xué)生總躲著趙淳生，“他一見面就問‘實(shí)驗(yàn)做得怎么樣了，如果做得不好，他就直接批評，劈頭蓋臉的。”可當(dāng)時(shí)，趙淳生躺在病床上，突然蔫蔫地說：“我可能真的不行了?！?/p>

“他就是一個(gè)鋼鐵直男，突然說這么一句，我們當(dāng)時(shí)就繃不住了，才發(fā)現(xiàn)他已經(jīng)是個(gè)老人了?！笔窂脑葡蛴浾呋貞洉r(shí)，眼睛紅了。

越感覺時(shí)間不夠，越想做得更多。生病那段時(shí)間，趙淳生讓學(xué)生帶資料到病房，趁家人睡了，埋在被窩里寫報(bào)告。一次，妻子撞見，生氣道：“你要超聲電機(jī)，還是要命？”趙淳生倔強(qiáng)地說：“兩個(gè)都要！”從此，大家再沒勸過他。

那幾個(gè)月，趙淳生接受了6次化療，瘦了26斤?；熀螅蠖鄶?shù)人會惡心嘔吐，吃不下東西。趙淳生想：“不吃飯?jiān)趺椿謴?fù)身體？”湖南人愛吃辣，他就拿老干媽，拌在飯里，硬是吞下去?！盎熀?，別的病人通過吃藥增加白血球，而我是通過吃飯，哈哈！”趙淳生對記者說，樂呵呵的。就這樣，他從兩種癌癥中恢復(fù)過來，未曾復(fù)發(fā)，也才有了最近那條熱搜：八旬院士堅(jiān)持健身做科研。

吸取幾次教訓(xùn)后，趙淳生決定把企業(yè)的財(cái)政權(quán)掌握在自己人手中。2016年底，他發(fā)動(dòng)研究所同事，成立一家有限責(zé)任公司，讓團(tuán)隊(duì)成員持有股份，共同決策。如今，80多歲的趙淳生仍在學(xué)習(xí)市場邏輯，他有一個(gè)愿望：在90歲實(shí)現(xiàn)超聲電機(jī)的百萬年產(chǎn)。

趙淳生和妻子王鳳英住在一套100多平方米的老房子里，這是2005年趙淳生當(dāng)選院士后學(xué)校獎(jiǎng)勵(lì)給他的。在他心里，總覺得有點(diǎn)對不起老伴兒?！八偸抢斫馕抑С治?，讓我出國深造，也讓我忍著病搞科研?！?/p>

臥室墻上掛滿了王鳳英的照片，趙淳生指著它們向記者介紹：“她大我一歲，是我的老鄉(xiāng)，也是北師大1958級校友，學(xué)數(shù)學(xué)的高材生！”結(jié)婚時(shí)，兩人想拍照留念，趙淳生借來一束花，王鳳英搖搖頭：“太花哨啦！”趙淳生堅(jiān)持捧在胸前：“要給你儀式感。”

“在墻上掛滿照片，這樣就算老伴不在身邊，我也能一睜眼就看到她，重溫二人世界，免得以后得了老年癡呆，不記得啰！”隨后，又是他那沙啞爽朗的開懷大笑。

趙淳生

1938年生于湖南，中國科學(xué)院院士，機(jī)械工程專家，南京航空航天大學(xué)教授，是中國電動(dòng)式激振器與超聲電機(jī)的開拓者，多次獲國家科技發(fā)明獎(jiǎng)，其研制的超聲電機(jī)已應(yīng)用到嫦娥系列、行云二號有關(guān)衛(wèi)星、墨子號衛(wèi)星、海絲一號衛(wèi)星等航天器，現(xiàn)任南航精密驅(qū)動(dòng)與控制研究所名譽(yù)所長、機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室戰(zhàn)略顧問。