【人物名片】人物简介:刘盛纲,1933年12月生于安徽肥东。1980年当选中科院学部委员(院士)。他是美国MIT电磁科学院院士,IEEE Fellow。1978年创建成都电讯工程学院高能电子学研究所,并担任第一任所长。1984 年任成都电讯工程学院副院长,1986 年至2001年4月任电子科技大学校长。他在微波电子学、 相对论电子学,电子回旋脉塞,自由电子激光、微波等离子体、太赫兹科学与技术等领域做出了国际学术界公认的原创性或奠基性的成果,他受聘为本领域全部国家重点实验室的学术委员会主任,全国太赫兹专家委员会主席。1999年获中国科学院最高奖——陈嘉庚信息科学奖。他是国际红外毫米波与太赫兹会议(IRMMW-THz)的国际组织委员会(IOC)委员和K.J.Button奖国际委员会委员,爱因斯坦世界科学奖提名人、诺贝尔物理学奖提名人、马可尼国际奖候选人、自由电子激光国际奖评委、联合国发展计划总署高级顾问。由于刘盛纲院士在本领域的杰出贡献,他于 2003年荣获国际K.J. Button奖,是我国首位获此殊荣的科学家。此外,他还受聘为美国田纳西大学,威廉玛丽学院和欧道明大学三所著名大学的杰出客座教授以及国内外几十所大学的客座教授。他于2016年获得红外毫米波领域最高奖——杰出贡献奖,是至今我国唯一获此殊荣的学者。

刘盛纲院士

01勇担重担 扎根成电

1951年,面临高考的刘盛纲迎来了自己人生中第一次重大抉择。刘盛纲想起了在抗战时期看到国家弱小而被别国欺辱的惨状,意识到要想国家强大起来必须先让科技强大起来,因此毫不犹豫地报考了浙大的机电系。那时候在浙大每一个系都有一门“把门”的课,要是这一门课没有过的话那该系的所有专业课就都不能选更别说是毕业了。电机系更是如此,电机系的“把门”课是“电磁场理论”,不仅理论性强,数学公式也是极其繁琐复杂,一向被公认为是最难学的课程。开学考试的时候虽然是开卷考试,但同学们从早上一直做到中午也没有人交卷,可见其学科的难度之大。但最后考试成绩下来有三名学生拿到了一百分,而刘盛纲就是其中之一。

为了适应国家大规模经济发展的需要,在中央的统一部署下,浙江大学工学院电机系无线电组师生及设备,全部并入南京工学院电信系,建成南京工学院无线电系,这样刘盛纲就从浙大学子变成了一名南工学子。1954年中共在大学生中发展第一批党员,当时南京工学院只有四名学生成为预备党员,刘盛纲也在其中。

刘盛纲毕业后留校任教,过着普通教职工的生活,每天都在实验室准备设备并指导学生做实验,同时也常去图书馆查阅相关资料。1956年初,刘盛纲接到组织上新的工作安排,根据中苏友好协议,苏联将派出专家在中国的大学里发展微波电子学等专业,而列别捷夫就是其中之一。组织上希望有一个懂专业知识的人去做翻译,同时也能向专家学习、提高,经过认真考虑,选中了刘盛纲。最初接到这个任务的时候,刘盛纲内心忐忑不安,心想,自己学的是英语,根本没有俄语的底子,能够胜任这样一项艰巨的工作吗?但是,面对困难,刚入党的刘盛纲也憋了一个劲儿:一定要完成党交给的这项光荣而神圣的使命。接下来的半年里, 他开始了没日没夜的炼狱一般的俄语学习,并且找到一位俄国人,天天跟着练口语,半年时间下来,他的俄语水平大大提高。

八月上旬,列别捷夫抵达北京,一场跨越国界的师生之情也就此开始,同时也令刘盛纲意想不到的是,他即将和一所远在四川的高等学府结下一生情缘。关于列别捷夫来到中国后该去哪个学校,教育部一直举棋不定,就当时的条件来看,北京的条件最好,相关的实验开展也最方便;其次便是南京工学院,相关的课程和实验都在准备阶段;最差的便是成都电讯工程学院,当时连学校都还没有建起来,更别说课程的开展和实验设施了;就连南京工学院也打电报给刘盛纲,希望他能尽快把列别捷夫邀请到南京来。但是列别捷夫认为,既然自己是被派到这里来支援中国人民搞建设的,就应该到最需要自己的地方去,成都就是最需要自己的地方!虽然列别捷夫已经表明了自己的态度但是教育部还是很犹豫,在经过多次交谈之后列别捷夫还是被调去南京,连火车票都买好了。就在他们准备去南京的前一天临时又接到通知:去成都发展超高频电子学。就这样刘盛纲与列别捷夫一起搭上最近的一班飞机匆匆赶来成电。

这一来,刘盛纲便再也没有离开过成电。

初到成电,刘盛纲的主要工作是担任列别捷夫的专业翻译。上课时列别捷夫在课堂上授课而刘盛纲就站在一旁口译,不仅如此,刘盛纲还要负责翻译专家每周三四个小时的课程讨论答疑,每周还要跟专家一起到实验室做实验研究,这又增加了他的工作量。当时有来自清华大学、上海交通大学等高校及研究所的约30名进修教师,为了不让自己的工作出现纰漏,刘盛纲还经常向他们请教,力求完美。

在与列别捷夫共事的时间里,刘盛纲发现列别捷夫治学非常严谨,在要求学生认真学习的同时,自己也丝毫不松懈。他的讲课手稿整洁得没有一点涂改,上课的时候手里只有一张写了要点的纸条,其余的公式都是直接推导。而列别捷夫也对这个勤奋好学的年轻人越来越赏识,几乎将自己的学识倾囊相授。刘盛纲顽强的工作态度和学习精神列别捷夫看在眼里,一个想法在列别捷夫心里悄然发芽——培养刘盛纲成为副博士。那时的刘盛纲连研究生都还没毕业,而距列别捷夫离开中国也只有不到一年时间,最紧张的是刘盛纲只有很短的时间来完成别人要花几年时间才能完成的论文,尤其是相关实验工作!大多数人对此都抱有质疑的态度,最令人不可思议的是刘盛纲不仅完成了这项巨大的考验,还完成了令人认可的两项实验工作,写出了博士论文和硕士论文。当时,在成都工作的十几位苏联专家全部出席了他的博士论文答辩会,刘盛纲的博士论文答辩得到了与会专家的一致好评。他成了成电的首届博士!

电子科大50周年校庆师生合影 列别捷夫教授(前排右二)、刘盛纲(前排右一)

02忍辱负重醉心学术

中国古代就有“天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,空乏其身,行拂乱其所为,所以动心忍性,曾益其所不能”的说法,对于刘盛纲来说,一场磨难也悄然而临。1966年“文革”开始, 在开始的那段日子里,刘盛纲认为这是文化革命,而自己是搞科学研究的,还没有意识到问题的严重性,仍然不断地探究微波电子学以及相关领域的奥秘。但是很快,原本平静的校园一下子就喧嚣起来,红卫兵在“革命无罪,造反有理”的口号下不断冲击着各个领域,而“停课闹革命”也在各大高校掀起一股狂热浪潮。在成电乃至各个高校原本备受崇敬的师长顷刻间被扣上“牛鬼蛇神”的帽子,通通成了被“专政”的对象。刘盛纲自然也逃不过,刚刚还在研究室专心做研究,转眼研究室的大门哐当被撞开,一群带着红袖标的人冲进来便吼道:“你这个新生的资产阶级反动学术权威,刘少奇的孝子贤孙,给我们老实交代你的罪行”,话音刚落刘盛纲便被带到了主楼广场上的批斗台上。放眼望去,除了刘盛纲之外还有许多学院的老师和领导,头上戴着高帽子、被反扭着双臂,轮番接受着革命小组和群众的批斗甚至是揪打。

1971年6月1日,在这个原本是要陪着孩子欢乐的日子里,刘盛纲却和一群教师、干部们踏上去米易“五七干校”的火车。“五七干校”是“文革”期间为贯彻《五七指示》和让干部接受贫下中农再教育的精神,将党政机关干部、科技人员、大专院校教师等下放到农村进行劳动改造的场所。成电的“五七干校”坐落在半山腰上,原来是个劳改农场,在他们去的前三天才把犯人转移腾出房间给成电的老师住。刘盛纲先是被安排种田,后来又去放牛。要说搞研究做实验刘盛纲自然不在话下,但放牛可是一点经验没有。最初放牛的时候牛群总是东奔西跑,一会儿这个山头一会那个山头的,弄的刘盛纲没有半点招架之力,更何况湾丘背靠山,地势陡峭、茂林密竹、云腾雾起,根本不好辨别方向。有一次为了追上几头乱跑的牛不小心走进了密林里,天色眼看就要暗下来了,加上雾气又大,刘盛纲完全辨不清方向,最后还是听着牛的叫唤才跟着一起回到了农场。后来,他请教了一位老农民,老农民告诉刘盛纲,把带头的牛看好,其他的牛就会都跟着这头牛;他还告诉刘盛纲,这群牛的带头牛是那头老母牛,很多牛都是它生的。只要把带头牛看好了,牛群就不会到处乱跑。赶牛这项技术逐渐轻车熟路后,刘盛纲慢慢地也会带上一些书上山,牛在一边吃草,刘盛纲就在一旁安心的看书学习或者推导公式,这是刘盛纲在干校里度过的最惬意的时光。

时间总是在不经意间流逝,一晃刘盛纲在“五七干校”就待了一年,一直到“913”事件林彪等反革命集团的阴谋败露,他们才得以重回学校。从“五七干校”回来后,刘盛纲立即着手自己的研究工作。有一天,刘盛纲偶然看到一篇验证另一篇论文的文章,再仔细一看,被验证的那篇论文正是自己在1965年发表的《一类新型复合式静电聚焦系统的分析》,看到自己的论文引起了国内外学者的重视,刘盛纲内心觉得欣喜不已,自己总算是有了用武之地,他心潮澎湃,下定决心要与时间赛跑,夺回那已然荒废的十年,向着科学的顶峰攀登!

03生命不息 探索不止

50多年来,刘盛纲30多次荣获国家级及省部级科技奖,成为了享誉世界的科学家。他在环圈结构理论、电子回旋理论、相对论电子学、微波电子学、自由电子激光、太赫兹等多个学术领域都做出了创新性的探索和贡献。他著书4部,分别为《微波电子学导论》,《相对论电子学》,《电子回旋脉塞及回旋管的进展》,《刘盛纲学术论文集》。目前《相对论电子学》、《微波电子学导论》两部书已被公认为本领域的经典著作,并已被推上国际互联网。取得这一系列成果的刘盛纲似乎不知疲倦,古人云:“古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚韧不拔之志”,或许说的就是刘盛纲身上的那种对科学永无止境的追求,不断攀登科学高峰的精神品质吧!

早在20世纪50-60年代第四机械部就委托刘盛纲先生牵头编辑《微波电子管设计手册》,1977年开始,18册《微波电子管设计手册》陆续出版。在编辑期间,他注意到环圈结构是一种新型慢波系统,对提高行波管性能具有重要作用,但国内还是一片空白,他决心攻破这一理论难题。1976年正值唐山地震,即使晚上住在临时的地震棚里,刘盛纲先生也要点上蜡烛,在闷热和众多的蚊子侵袭中心无旁骛地思考和验算。1977年,刘盛纲先生关于环圈结构的论文《环圈结构理论》就发表在《中国科学》杂志外文版第五期,这是国内外首次在这方面发表的系统性理论,并在次年召开的全国科学大会上获得全国科学大会奖。

第一届深圳先进科学与技术国际会议

也就在同一时期,国家把发展高能物理作为我国科技规划发展的八大重点项目之一,聂荣臻元帅和上级部门对于刘盛纲先生的能力非常赏识,在他们的支持下获得80万元专项资金,建立起高能物理研究所,刘盛纲担任首任所长。他带领全所人员经过四年多的艰苦努力, 成功研制了国内第一只回旋管,并且这一成果的取得早于美国海军研究所(NRL)。1984年,回旋管顺利通过国家鉴定并获得专家的高度评价,填补了我国在该领域的空白。

1980年,刘盛纲当选中国科学院学部委员(院士),是当时最年轻的学部委员之一。

在荣誉面前,刘盛纲依然不断

新的未知领域发起冲锋,他将目光聚焦到相对论等离子体电子学,经过艰辛探索

他建立起了磁化等离子体波导中电磁波传播的严格理论,发现了一种新的

波形,解决了磁化等离子体波导中色散曲线不连续的难题,建立了磁化等离子体波导中电子与波相互作用的基本理论, 被公认为是相对论电子学的奠基性工作。

太赫兹中心师生

在自由电子激光方面,刘盛纲先生开展的研究也同样取得了很高的成就。清华大学的孟昭英院士盛赞刘盛纲是我国培养的第一代物理电子学家,在电子回旋受激辐射、自由电子激光等方面的研究工作均处于世界先进水平。他还是国际自由电子激光奖五人评审委员会委员之一。

上世纪90年代,刘盛纲又把目光锁定到太赫兹研究领域。太赫兹是一个新的频段,覆盖了包括很多物质和生物大分子在内的各种转动和集体振动频率,其在高空间和时间分辨率成像信号处理的信息科学方面、分层成像技术等材料科学方面以及电子、信息、通信、生命、航天、国家安全等方面都蕴藏着巨大的应用前景,2005年,他主持召开了以太赫兹科学技术为主题的第270次香山科学会议,这次会议被公认为是我国太赫兹科学技术发展的里程碑。

刘盛纲和学生在一起

一直以来,太赫兹源都是制约其学科发展的关键瓶颈技术。经过长期的钻研,刘盛纲发现,由于太赫兹的量子能量很小(1THz≈4.1mev),国际学术界一直未发现任何能级差在“毫电子伏”的物质(气体除外)。因此,利用能级间跃迁的激光原理不可能产生,经过长期的钻研,刘盛纲发现仅仅依靠电子学或仅仅依靠光子学都难于解决太赫兹间隙(THz gap)的问题。为了解决太赫兹间隙的一系列问题,刘盛纲提出将电子学与光子学二者结合起来研究。

除此之外,刘盛纲在深圳市委领导的邀请下,积极筹办我国第一届太赫兹国际会议——深圳先进科学与技术国际会议(SICAST),并建立太赫兹协同创新中心、申报太赫兹重大专项……成为我国太赫兹研究走向国际的重要推手。与此同时,刘盛纲和他率领的电子科技大学太赫兹研究中心也在太赫兹领域成果频出——我国首个0.22THz千瓦级高功率回旋管,首只输出功率达250mW、0.11THz的太赫兹orotron样管,国际上率先提出双电子注回旋脉塞概念并实现回旋器件双频工作机理,重点突破了太赫兹通信接收机系统结构等关键技术,研制出0.22THz高效倍频源,初步形成了0.22THz通信系统的雏形。

刘盛纲的发明专利、部分获奖证书和荣誉证书

2012年10月,刘盛纲在世界顶尖物理期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上发表论文,公开团队的新发现,公布的主要内容是利用物质的表面等离子体激元(SPPs)可以实现把电子学和光子学结合起来产生电磁辐射的新机理。利用银、金等贵金属薄膜产生的辐射成功覆盖了从红外直到紫外线的波段。对这一重要成果,国际著名科学家、德国洪堡大学的理学院院长Michael von Ortenberg教授评价道:“这是震动本领域的具有革命性意义的原创性成果。”

2014年,刘盛纲团队应用二维材料石墨烯的表面等离子体波产生辐射,得到了覆盖整个太赫兹频段的辐射源,该文章在美国《应用物理快报》(Applied Physics Letters)发表后,该领域内专家认为这种可以覆盖太赫兹间隙的原理和方法,已经被理论和实验验证确定。根据这个原理,相干的、可调谐的功率密度高105W/cm2以上的太赫兹辐射源的科学问题已经解决。”石墨烯是一种曾获诺贝尔奖的新型材料,有许多重要应用。用石墨烯来产生太赫兹辐射,刘盛纲及其团队是国际上的首位。

同年,IRMMW-THz国际主席,美国加州理工大学教授Peter H.Siegel在IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology 刊物首页发表文章刘盛纲功过,称赞刘盛纲是“太赫兹先驱”、“中国电真空和微波电子学之父”。

“对于太赫兹的研究,希望国家给予更多的重视和支持,我们会做得更好,使我国在本领域取得更多的创新性成果和实际的应用。”刘盛纲坚定地说道。

80岁后, 刘盛纲依然没有停止科学研究的步伐,经常一个人出差,参加各种学术会议,亲自指导研究生。

“科学的界限,像地平线一样你越接近它,它挪得越远。”布埃斯特的这句话,刘盛纲一直记在心中。今年86岁的刘盛纲先生依然像一个永远不知疲倦的攀登者,在科学的道路上不断披荆斩棘,向着未知的科学领域不断探索。

04一生一诺,只为成电

回顾成都电讯工程学院建院以来的历史,如果说文化大革命前的刘盛纲还只是一名积极参与学校建设,推动学校学术声誉提高的重要成员的话,那么1984-2001年逐步成长为科学家和教育家的刘盛纲,则是学校发展的重要推动者和开拓者。

“我热爱成电,我的家在成电,我就在成电工作。”这一句对中央领导的承诺已成了刘盛纲在数十年工作中的不竭动力和准则。1984年组织选拔,电子工业部任命刘盛纲为成都电讯工程学院副院长,主管研究生工作。

刘盛纲与学生们探讨问题

刘盛纲特别重视教育教学改革,他考虑到学生在德智体美、社会实践、第二课堂方面的培养和锻炼,制定了本科生多种能力培养方案和一系列的教学改革方案。例如,他非常重视师资队伍建设,通过在教师中开办各种训练班、提高班,派出大量教师出国进修、对口培养、老教师一对一指导以及在科研项目和经费上倾斜等一些措施,提高师资素质和水平。其次在学生工程训练能力培养方面,也制定了较为完善的培养措施,如对优秀的本科生给予直接参加导师科研活动,对全部研究生实行助教和助研制,大批实验室向学生开放。再次,在教学方面,刘盛纲提出教学改革和教学法的研究要经常化、制度化,各系、教研室要经常开展活动,加强对学生的独立能力的培养。最后在加强学生基础科学素养培养方面,重点抓数学、物理、英语课程建设,并在教学管理中纳入学分制体系,创造多种条件满足同学们学习方面的要求,使成都电讯工程学院形成了良好的教风学风和校风。

1988年是学校历史上具有里程碑意义的事件。在这一年,学校由成都电讯工程学院更名为电子科技大学,这一改变,提高了办学层次,实现了办学实力和办学水平的跨越式发展。刘盛纲自1986年担任校长至2001年,长达15年,其间为学校发展付出了巨大的心血。

在担任校长期间,刘盛纲特别重视学科建设,并积极为之努力奔走,让一批特色学科迅速脱颖而出成为国家重点学科。20世纪80年代初期,国家开始实施《中华人民共和国学位条例》,国务院学位委员会公布了学科门类、一级学科及二级学科划分目录和细则。学校及时将原有的专业有计划有重点进行调整和组合,从此,学校学科建设进入了新时期。八十年代初,全国首次开展学位授予权申报工作,成电成为首批有博士授权的单位,电子物理器件、电磁场与微波技术、信号、电路与系统三个学科成为博士学科点,同时国务院还批准通讯与电子系统、信号、电路与系统、电子物理器件、电磁场与微波技术、半导体物理与器件,电子材料与元器件、计算机软件7个学科有权授予硕士学位。从1986年开始,刘盛纲带领全校师生申报成功一批国家重点学科,建立起一批国家重点实验室,开放办学举办一系列国际会议。他利用自己在国际学术界的影响力积极带动成电走向国际、参加国际交流、举办国际会议、邀请外来专家讲学,并利用一切可能的机会带领学生和青年教师参加国际会议,同时积极创造条件让众多的学生和青年学者出国深造。当时由于成电不是国家教委直属高校,留学名额较少,在刘盛纲担任校长后,积极开辟渠道,从国家教委、国家科学技术委员会、四川省等各处争取名额,从世界银行贷款里争取资金资助学生留学刘盛纲功过,通过校际交流争取奖学金。这一系列措施打开了电子科技大学师生出国留学进修的局面。派往国外的留学生及进修教师逐年增加。

刘盛纲通过这种“走出去,请进来”的方法和不懈努力,拉近了中国学术界与世界的距离,为中国学术研究的发展做出了巨大贡献,也为促进国际和国内的学术交流与发展做出了杰出贡献。

值得一提的是,“九五”期间电子科技大学刚进入“211工程”建设时主要归电子工业部领导,后来主管部门几次更易,先后又经历了中电总公司、信产部,因此办学的经费十分困难。为了申请经费和学校建设,刘盛纲经常向有关部门争取资金,跑到有关部门介绍学校的情况。为了节约费用刘盛纲经常坐火车、住地下室、中午常常以烤红薯充饥。在如此艰苦的条件下还是让学校“211工程”一期建设在 “九五”期间顺利通过验收,为学校后续进入“985工程”奠定了坚实的基础。专家组对电子科技大学在“211工程”取得的建设性成果表示肯定。在他和全校师生的共同努力下,在20世纪90年代实现了电子科技大学几代人的夙愿,赢得了学校崛起的世纪良机和跨越式发展,在历史性的转变中抢占了先机,让我校首批进入“211工程”建设的大学,学科点和博士生导师与日俱增。

曾经的步履艰辛虽已过去,而今步入耄耋之年的刘盛纲院士却依然老骥伏枥,仍坚守在科研教育工作第一线。先生一生育人弟子无数,他们都在各自的领域成为中流砥柱。为了培养更多的优秀学生, 刘盛纲院士于2007年设立“刘盛纲科技教育发展基金”,以此鼓励电子科技大学师生在人才培养、科学研究和努力成才方面做出的优异成绩,鼓励品学兼优的学生,同时也帮助成绩优异但经济困难的学生。

第五届刘盛纲院士基金授奖大会(2012年)

结束之际,引用先生2001年自己填写的一首词调寄“雨霖铃”来感受先生的襟怀与追求:

四十春秋,电讯园内,多少情结。孤灯斗室奈何,望长空,思绪难却。想当年师从列夫,竟只身西发。叹茫茫学海无涯,韶华匆匆霜鬓髪!

功过自古难评说,更何况书生苦求索。看静静沙河水,默默千载天府业!寸心未眠,犹老骥伏枥不停歇。科学原属勤奋人,愿终生相托!