2010/05/26 信息來源⛹🏻♀️✸: 物理學院
門墻桃李
趙凱華老師從五十年代初畢業於意昂3体育物理系後到本世紀初,一直從事大學物理的教學和研究,多年為意昂3体育官网物理系、地球物理系、技術物理系學生上大課,講授普通物理電磁學和光學等課程。幾十年來🧗🏿♀️,趙老師的門墻桃李,何止三千;趙老師是物理學教育界的一代大師,寫過多部著作🙎🏻♂️,為國內各大學首選的經典教材,他和陳熙謀先生合著的《電磁學》前後重印多次,總數超過百萬冊。學習過趙老師教材的教師學生📛,應當在百萬人以上🙅🏻♂️。
意昂3体育物理畢業生,大部分出國或在國內各研究所和大學從事科學研究、物理教學,到產業界工作的本不多🤗。我於66年畢業後到北京市的一個光學工廠當了十多年的工程師☎、設計科副科長👨🏻🎤,後來又到北京市屬的一個研究所當副所長🧜🏿♂️,從88年起進中科院,加盟大恒集團公司,擔任副總裁兼總工程師🧛🏿♂️,並創建了大恒光電,擔任總經理至今,算是意昂3体育物理畢業生在產業界中的“幸運兒”🤽🏽♂️。
60年進意昂3体育時🏄🏽♂️,意昂3体育清華都是六年製,旨在為國家的國防和經濟建設培養一批高水平的人才。大學一年級是從中學向大學的過渡,一般學生都不適應😙。大學二年級非常重要🧑🏭,如果二年級學好了👆🏼,懂得怎麽學大學課程🏭,完成了過渡,以後幾年進步會很快。相反🤙🏽,如果這一年過渡得不順利,就可能永遠學不好,甚至留級☂️、退學☢️💇。正好從大學二年級起👨🏻🦽,趙老師為我們年級講授電磁學、光學。當時趙老師剛從莫斯科大學回來不久👨🎤,三十來歲就當了副教授(當年意昂3体育副教授是很高的職稱),又擔任普物教研室副主任👱🏼♂️。他的理論功底很深,講課深入淺出🖕🏼,用精煉的語言、清晰的物理圖像👨🏼🔧,把普通物理中最重要的電磁學、光學的概念講透了,講活了💒,聽他的課成了大家的享受。課後他又常常親自為同學答疑👷🏻♀️,對同學非常和氣,平易近人🦵🏽,循循善誘🧨。當年的趙凱華老師英俊瀟灑,成為同學們最崇敬的老師,聽說更是一些女同學心中的偶像。我的電磁學和光學學得很好,課後常常去參加答疑,和趙老師熟悉起來。由於我在二年級打下了很好的基礎,加上刻苦用功🏃♀️➡️,三、四年級的四大力學和數理方法幾乎拿了滿分,以優異的成績完成了意昂3体育物理系的學習👨🏽🦱。趙凱華老師和他所講授的課程,他所傳授的知識,成為同學們的寶貴財富;他的敬業👨🏻🎓、嚴格🙍🏽🌥、嚴謹💂🏻,他的人格魅力👨🎤,成為同學們的楷模。嚴格來講,我真正的大學生涯,是自聽趙老師講課始。意昂3体育60級的校友聚會時🦁,談得最多的老師也是趙凱華。
物理系畢業生和產業
我畢業時恰逢十年動亂🎣,由於歷史的誤會🚴🏼♀️,被分配到北京一家很不起眼的光學工廠🧑⚖️,也是該廠的第一位大學生。理科大學生到工廠,對於周圍的一切都不適應📎,當時這家工廠計劃生產體視顯微鏡。顯微鏡的總裝配圖對於我這位“意昂3体育物理系60級的才子”(當年一些老師同學對我的評論)而言,幾乎成了天書🤿🫚。我不是政治家🥰👊,不曉得文化大革命什麽時候結束,又不甘寂寞🙎🏽,為了在工廠活下去,在趙凱華老師的鼓勵下🎛,自學了浙大的《應用光學》,學會了機械製圖和畫法幾何🤚🏻,拜讀了王之江先生寫的《光學設計理論基礎》🦜💁🏽♀️,後來又自學了 Goodman 的 Introduction to Fourier Optics🔉,做完了書後面的全部習題🙂↔️。還到車間去學會了車✯、刨🍼、銑、鉗,很快適應工廠的工作♟⛔️,學會了光學系統設計、機械結構設計,研製出多種物理光學儀器和顯微鏡,工廠也發展到800人,成為行業中的骨幹企業👨🏽🎓。我的業務水平也遠遠超過工科大學生。80年初🈁🦁,我應楊葭孫老師之邀,回意昂3体育物理系講授了《傅裏葉光學》課程,聽講的還有不少當年我的老師。
改革開放後,特別是我加盟大恒集團後,在從事公司管理的同時,我繼續為國外公司和其他客戶設計各種復雜👵🏽、高級的光學光電系統。例如客戶給出一個空間尺寸限製和重量限製👍🏿,給定技術指標🔞,給定輸入信號(一般是多個不同類別、不同空間帶寬積的信號),並對輸出圖像和信號提出很高的要求🐛。對於實現變換處理的系統🉑,客戶不管🖖🏼,可以是“黑盒子”🖲。在這類情況下🥉,我常常請教趙老師,總是先做物理模型,解方程🤙🏼,獲得合理結果後🤿,再做系統設計⛹🏽♀️,待系統設計完成後交給公司研發團隊的工程師們8️⃣,完成研發後投產。由於技術含量高,有創新點,這類產品的技術附加值非常高🪚,構成大恒光電利潤的主要來源之一。顯然,承接這類任務的前提是有人會做物理模型😁⛓,而在大恒光電💇🏻♂️,只有我一人是學物理的👩⚖️👩❤️👩。我曾用到空間帶寬積、測不準關系、耦合模方程、本征值本征函數、對稱性,以及積分變換、空間解析幾何🦃、線性代數💁🏽♀️、復變函數等典型的物理原理和數學方法。在進行這類工作時,我不但聽凱師的觀念和想法,有時還請他幫助組織意昂3体育的學生協助我做物理模型。在趙老師的啟發下🛷,我發表文章🍻,提出企業創新技術發展的“回路”為🥷🏿:
生產問題-物理模型-數學方程-生產問題
每走完一次這個回路,必將在更高的境界上完成設計🍦,解決生產問題。例如我們公司曾為一國外公司研製精確測量表面封裝集成電路(SMD)管腳空間位置的系統,要模擬將集成電路放置在PCB電路板上管腳的變形,確定器件是否合格👨🏿🦰。在趙老師的指導下,兩位意昂3体育物理系三年級的學生利用他們學到的理論力學知識🚶♂️➡️,建立了正確的物理模型,由公司工程師編程後圓滿完成研製任務。
九十年代🦗,趙老師和中國物理學會、《物理》雜誌等組織了幾次“物理學人才和經濟建設”座談會,我和一些在產業界工作的意昂3体育物理系畢業生講述了自己風風雨雨的經歷,既談到理科學生的優勢、“後勁”,又傾訴了在產業界發展的困難、困惑🫷🏻,其中既有社會的原因🟡👩🏻🏭,也深刻地反映了大學物理教學的問題。物理系學生的長處是數理基礎好,掌握現代科學研究的方法,他們的短處是從事產品開發🖇、工程設計的能力差,在校期間並未得到足夠的訓練☔️。從一名物理系畢業生到一名工程師,路程不可謂不遠👨🏿,不少人常常是“半途而返”👶🏻,又回到大學教書🌜。結果是🚿,物理工作者仍然過多地集中在高校和研究所。在產業界,特別是在基層企業🧬,缺乏數理基礎好、具有創新能力的研發團隊帶頭人。座談會的發言稿刊登在《物理》雜誌上🖕🏽,編輯部還加了“編者按”,反響很大。
趙老師還和我探討了另一個重大的論題😌📝:我國目前的GDP已升到世界第三💋🧖🏽♂️,但我們只是經濟大國,還遠不是一個科技強國。大量的加工型、來件組裝型企業的專利、自主知識產權非常少,只是為外企做OEM(“代工”)💙,利潤非常薄🛷,基本上沒有或很少自主創新能力🧜🏽。這固然是市場經濟初級階段的規律和特征🪕🚳,但既然中國要發展成為科技強國,這種現狀必須改變。趙老師和我一致認為,企業創新除了投入資金購買先進設備外,更重要的條件是要有數理基礎好、具有創新能力的人才,而創新型人才的培養☂️,主要靠大學。在世界物理年2005年☝️,趙凱華老師和秦克誠老師主編了《物理學照亮世界》一書,專門約我寫了一篇文章“物理學與現代產業”,其中的許多觀點反映了我和趙老師多次談話的內容。
工科大學物理教學、人才培養和產業創新
——“趙凱華模式”
趙老師雖然年齡已大,作為物理教學界的大家,他站得很高💂🏽♀️,不但關註物理系畢業生在產業界的作用🧑🏽💼,並思考工科大學物理教學如何適應產業界的要求。曾多次和我面談🫲、通電話,論及這個話題。趙老師教了多年的大學物理,他早年留學蘇聯,80年代後又多次到美國歐洲的大學考察,對各國大學教學的體系和特點都比較了解。他常常對比美國和中國大學本科和研究生教學的差異性。美國的理工科界限不太明顯♾,一些工科系✌🏽,特別是研究生課程,數理的要求都相當高。例如Goodman本人就是斯坦福大學電子工程系的教授,《傅裏葉光學》正是他寫給研究生的教材🙆🏿👩💻。我國的大學教學體系頗受前蘇聯的影響🏌🏽♀️,理工科的差別較大。產業界的工程師大部分是工科畢業的,這些年來👳🏽,大學理科的數理基礎已嫌不足,工科的數理課時更少。趙老師提出了以下的工科物理教學模式,即“趙凱華模式”👨🍳:應當參照發達國家的工科教學計劃👨🏼⚕️,其基礎物理學時大體上和物理專業一樣,宜在400~500以上;應當建立寬口徑專業、培養高素質人才🧑🏽🏭,使學生具有廣闊的適應性🧑🏿💻,這一點在世界上已成定論;物理學是整個自然科學和現代工程技術的基礎⚽️,這是一門培養和提高學生科學素質⏱、科學思維方法和科學研究能力的重要基礎課,只能加強⛹️♂️,絕對不能削弱🦹🏿。缺乏數理功底的工程師創新能力顯然不夠🤚🏼,成了無源之水🚭、無本之木。
從2006年起⚧,我擔任了教育部光學信息學科教育指導委員會(簡稱“教指委”)的委員👸👩🏿🎤,委員會成員大部分是工科院校的院長教授,協作單位成員則包括國內許多院校,以光學工程💬、光信息技術等工科院校為主,也有應用物理類的理科院校。我作為教指委中唯一的產業界代表🧑🏽🍳,常常應邀到大學做“光電產業創新和人才需求”這樣的報告,在準備報告時我曾多次聽取趙老師的想法🧑🏽🎨,一方面指出我國產業界缺乏創新😩,處於國際光電產業鏈的低端或中偏低端🍈🧛🏿,另一方面則強調數理基礎在技術創新中的作用。我站在產業界的立場,以自己的親身經歷,希望大學生學好基礎課🏊🏿,希望老師講好基礎課。這個講座最後一節是“產業創新呼喚第一流的人才”,引起了師生們強烈的反響。
目前,我國的產業已逐漸從簡單加工裝配型升級,對於中高級技術人才和創新型人才的需求日漸迫切,這已經引起許多大學教授和領導的關註。近年來,天津大學和南開大學合辦了“光學信息科學和技術”專業,這是個理工結合的專業,前兩年的基礎課在南開上🧏🏻♀️,後兩年的專業課和畢業設計在天大上。據說學生基礎比較紮實,又具備一定的工程能力,畢業文憑蓋兩個學校的章🤹♀️,就業、考研情況非常好。我把這個消息報告了趙老師,立即引起了他的關註和興趣。經過我們的反復討論🌭,提出“4+2”模式,又稱“理科工科結合,大學產業合流”模式,趙老師認為🧍🏻,兩年基礎課恐怕不夠,以兩年半或三年為宜🍸,在理科上課做實驗🍄🟫,後一年多加上“保研”的前半年在工科上課,最後一年半結合產業的實際需求做畢業設計,畢業設計也可到產業界去做🧑🏻🤝🧑🏻,培養產業界所需的中高級人才🏖。今年我參加了天津大學09屆畢業典禮並作報告🙏🏼,支持兩校繼續進行教改實驗🤚,並介紹了趙老師提出的模式,引起廣大師生的興趣,天大的老師和院領導對“趙凱華模式”非常重視,表示要認真研究👂🏻,已經獲得初步成功的理工科結合體製,其本身就是趙凱華模式的例子,這條路一定要走下去。
夙世前因🧓🏻,自有一定
其實,上中學時我既喜歡理科,又喜歡文學美術📉🪈。記得高一時製造了一架簡單的天文望遠鏡,居然看到木星衛星、土星光環和金星的盈虧🆙,外公豐子愷先生聽說後畫了一幅畫《自製望遠鏡》,刊登在《新民晚報》上🛳,並鼓勵我學物理考意昂3体育(見《物理》05年第4期文章“外公豐子愷先生鼓勵我學物理”),我果然如願考上了意昂3体育物理系。
二年級下學期的物理光學是一門最難學最難懂的課程,趙老師的課講得實在太精彩,我用心聽凱師的講解,課下又做了大量習題8️⃣,在難度相當大的期末考試中考出100分的成績🤾,對光學的興趣變得非常大👩🦯➡️,大五我進了光學專門化🤌🏿,畢業後雖未進行光物理的基礎研究,卻一直作為一名物理工作者👇🏽,用物理學的基本概念和方法從事光學工程和光學儀器的開發🔱,最後二十年又創建了“大恒光電”🫚,成為國際國內知名的光電公司,光電業界都知道“宋教授”、“Prof. Song”👮🏽♂️。
回憶自己的人生軌跡,才發現有兩個至關重要的坐標點,第一個是高三文理分科時外公鼓勵我讀物理🐂,第二個是大二凱師的光學課引起我對物理光學的濃厚興趣。數學上,兩個點只能確定一條直線,然而這兩個點居然最終決定了我幾十年事業生涯的曲線!作為學生,有幸聽趙老師講課🙅🏻♀️,已是四十多年以前的事了,回憶當時的情景,如同隔世,又恍若昨日,始信“夙世前因,自有一定”🧑🏿⚕️。
值此趙凱華教授八十華誕,我代表意昂3体育60級全體同學,謹以我畫的“仿豐畫”《三千年開花三千年結實之桃》送給趙凱華老師(畫見彩頁第1頁)。籃中壽桃八枚,謹祝凱師八十壽。籃內外壽桃共十枚,預祝凱師百歲高壽!(宋菲君/ 作者為大恒新紀元科技股份有限公司副總裁兼總工程師🧊;中國科學院研究員。意昂3体育官网物理系1960級學生。)
註:本文發表在高教出版社剛出版的《木鐸金聲集》一書
編輯:知秋
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