
劉永坦(1936年— )
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中國(guó)雷達(dá)與信號(hào)處理技術(shù)專家,中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士,哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授。1936年12月出生于江蘇南京。1953年9月起,劉永坦先后就讀于哈爾濱工業(yè)大學(xué)電機(jī)系、清華大學(xué)無(wú)線電系、成都電訊工程學(xué)院二系,并于1979年進(jìn)入英國(guó)伯明翰大學(xué)學(xué)習(xí)。1981年,劉永坦回國(guó)后任哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程教研室主任;1987年起,任哈爾濱工業(yè)大學(xué)無(wú)線電系系主任,哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子研究所所長(zhǎng)。1991年,劉永坦當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1994年,劉永坦成為首批中國(guó)工程院院士。2018年,劉永坦榮獲國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng),2021年9月,被授予“時(shí)代楷模”稱號(hào)。
“向海而興,背海而衰。”中國(guó)新體制雷達(dá)理論體系奠基人劉永坦始終將筑牢海防、穩(wěn)固國(guó)家安全放在最高位置,始終踐行著獨(dú)立自主、奮斗創(chuàng)新的精神。經(jīng)歷了國(guó)家從站起來(lái)、富起來(lái)到強(qiáng)起來(lái)的偉大歷史進(jìn)程,他堅(jiān)信:“國(guó)家需要是最強(qiáng)大的動(dòng)力和信心,只要國(guó)家需要,我們就一定能干好。”
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立志:為多災(zāi)多難的國(guó)家干點(diǎn)大事
1936年12月1日,劉永坦出身于南京的一個(gè)書(shū)香門(mén)第之家,父親劉鵬超畢業(yè)于浙江高等學(xué)校,外祖父家五代從教,母親沈汝靜畢業(yè)于湖北師范學(xué)校,是一名小學(xué)老師。
20世紀(jì)三四十年代是中國(guó)苦難深重的時(shí)期,殘酷的戰(zhàn)爭(zhēng)充斥著劉永坦的童年,給他留下了難以磨滅的記憶。1937年,不到一歲的劉永坦就隨家人開(kāi)始了逃難生涯。從南京到武漢,從武漢到宜昌,從宜昌到宜昌鄉(xiāng)下,從宜昌鄉(xiāng)下再到重慶,后來(lái)又從重慶回到南京,飽受流離之苦10多年的劉永坦自懂事起就對(duì)國(guó)難深有體會(huì)。他哭著問(wèn)父親:“日本鬼子總來(lái)轟炸我們,我們?yōu)樯恫婚_(kāi)飛機(jī)打他們?”父親無(wú)可奈何地回答他:“因?yàn)槲覀兊膰?guó)家很落后,我們打不過(guò)人家……所以希望你們好好學(xué)習(xí),將來(lái)能改變中國(guó)貧窮落后的狀況,我們中國(guó)經(jīng)不起沒(méi)完沒(méi)了地侵略、瓜分。”父親的話深深刻在劉永坦的心上,積貧積弱、千瘡百孔的中國(guó)讓劉永坦立志長(zhǎng)大后要改變現(xiàn)狀,這是他走上科學(xué)家之路的起點(diǎn)。
11歲那年,母親給他淘來(lái)一些少年科普讀物,這些書(shū)打開(kāi)了他的眼界,在他心里種下了科學(xué)理想之樹(shù)。在南京大學(xué)附中高中班,劉永坦遇到了非常優(yōu)秀的教師。如物理老師陳杰夫特別善于啟發(fā)學(xué)生的思維,引導(dǎo)同學(xué)們觸類旁通,把深?yuàn)W的物理本質(zhì)揭示出來(lái),數(shù)十年后,劉永坦依然清晰記得老師所講的內(nèi)容。這種教學(xué)方法在幫助劉永坦深刻認(rèn)知物理學(xué)的同時(shí),也對(duì)他之后在教學(xué)中注重啟發(fā)與引導(dǎo)產(chǎn)生了影響。
1953年,劉永坦填報(bào)高考志愿時(shí),看到一篇文章《哈工大——紅色工程師的搖籃》,文章點(diǎn)燃了青年劉永坦的報(bào)國(guó)理想之心。那一刻,他堅(jiān)定了信念——要當(dāng)一名紅色工程師,為新中國(guó)的建設(shè)作貢獻(xiàn)。
1953年9月,劉永坦以優(yōu)異的成績(jī)進(jìn)入哈爾濱工業(yè)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱哈工大)學(xué)習(xí)。當(dāng)時(shí)的哈工大條件艱苦,800多名青年師生響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,懷著對(duì)建設(shè)新中國(guó)的高度熱情來(lái)到這里,這批開(kāi)拓者就是哈工大的“八百壯士”。他們的奮斗精神深深影響著劉永坦,他不斷告誡自己:“一定要努力學(xué)習(xí),將來(lái)為這個(gè)多災(zāi)多難的國(guó)家干點(diǎn)大事。”
經(jīng)過(guò)預(yù)科一年的俄語(yǔ)學(xué)習(xí),劉永坦進(jìn)入本科,就讀于電機(jī)系。求知若渴的劉永坦不僅學(xué)習(xí)了學(xué)校開(kāi)設(shè)的工科數(shù)學(xué)和物理,還自學(xué)了理科數(shù)學(xué)和物理的相關(guān)部分。正因如此,年齡最小的他因?yàn)槎枚啾煌瑢W(xué)們稱作“小老師”。
1956年9月,劉永坦因成績(jī)優(yōu)異,作為預(yù)備師資被選送到清華大學(xué)進(jìn)修。在清華,劉永坦遇到了高水平的教師,比如常迥教授,他講的無(wú)線電發(fā)射學(xué)理論令劉永坦受益匪淺。
回到哈工大后,劉永坦參與組建無(wú)線電工程系,同時(shí)獲得了很多學(xué)習(xí)鍛煉的機(jī)會(huì):參加電視發(fā)射機(jī)的攻關(guān)項(xiàng)目、被派往成都電訊工程學(xué)院進(jìn)修……每一段經(jīng)歷都豐富了劉永坦的知識(shí)儲(chǔ)備,鍛煉了他的規(guī)劃與組織能力。
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奮斗:將“千里眼”煉成“火眼金睛”
上世紀(jì)60年代,哈工大雷達(dá)專業(yè)剛起步,因缺少專業(yè)教師,劉永坦主動(dòng)請(qǐng)纓,要求調(diào)到雷達(dá)專業(yè)。1965年,中國(guó)飛機(jī)機(jī)載雷達(dá)正在向單脈沖新型雷達(dá)轉(zhuǎn)型,深知雷達(dá)在軍事方面的重要作用,劉永坦立刻找到哈工大雷達(dá)專業(yè)主任崔汝豫詳談了自己關(guān)于新型雷達(dá)研制的想法。在兩人的努力下,國(guó)防科工委高度贊賞并批準(zhǔn)了“研制機(jī)載單脈沖雷達(dá)”項(xiàng)目,將該項(xiàng)目交由劉永坦負(fù)責(zé),這是他第一次獲得國(guó)家批準(zhǔn)的科研項(xiàng)目。直到這個(gè)時(shí)候,劉永坦才開(kāi)啟為之奮斗一生的雷達(dá)事業(yè)。
1972年,劉永坦作為插隊(duì)結(jié)束返回哈工大的第一批人員,一回到學(xué)校立刻投入到脈沖壓縮器的攻關(guān)中。
1978年3月,“科學(xué)的春天”到來(lái)。不久,國(guó)家決定派出第一批訪問(wèn)學(xué)者到西方國(guó)家考察、學(xué)習(xí)。當(dāng)時(shí)已經(jīng)42歲的劉永坦成為其中一員。
劉永坦選擇了英國(guó)伯明翰大學(xué)——這里是發(fā)明并最早應(yīng)用雷達(dá)技術(shù)的學(xué)校。他第一天走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí),看到那些從未見(jiàn)過(guò)的尖端設(shè)備,心里百感交集。劉永坦后來(lái)回憶道:“上世紀(jì)80年代,作為改革開(kāi)放的第一批出國(guó)人員,看到國(guó)家落后的巨大差距,更加激勵(lì)我立志科技報(bào)國(guó),奮發(fā)圖強(qiáng)。”
為接觸到雷達(dá)研發(fā)的核心部分,劉永坦在3天內(nèi)完成導(dǎo)師希爾曼教授設(shè)下的難題——將一沓不曾接觸過(guò)的、有關(guān)雷達(dá)方面的英文文獻(xiàn)整理成一份文獻(xiàn)綜述報(bào)告。這扭轉(zhuǎn)了希爾曼對(duì)他輕視的態(tài)度,并讓他獨(dú)立負(fù)責(zé)新式雷達(dá)技術(shù)項(xiàng)目中民用海洋狀態(tài)遙感信號(hào)處理器的核心部分。
設(shè)計(jì)、計(jì)算、仿真、實(shí)驗(yàn)……整整一年多的時(shí)間,劉永坦全身心投入到研究之中。1980年12月25日,劉永坦做出了仿真模型。作為核心技術(shù)的完成者,劉永坦被允許進(jìn)入威爾士海邊的雷達(dá)站(當(dāng)時(shí)按規(guī)定外國(guó)留學(xué)生不準(zhǔn)進(jìn)入雷達(dá)站的核心部分)參與聯(lián)試工作。
學(xué)習(xí)期間,希爾曼曾多次挽留劉永坦,讓他在英國(guó)做自己的助手,被劉永坦堅(jiān)定地拒絕了:“我的生命之根深深地扎在母親的血脈當(dāng)中。”
他深知現(xiàn)代雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)和對(duì)國(guó)家安全與發(fā)展的重要性,希望中國(guó)雷達(dá)能盡快進(jìn)入世界先進(jìn)行列。于是在1981年進(jìn)修結(jié)束之后,劉永坦毅然選擇回國(guó)。
回國(guó)后,劉永坦提出了“新體制雷達(dá)”的大膽設(shè)想,要將“千里眼”煉成“火眼金睛”。雷達(dá)是“千里眼”,新體制雷達(dá)則是“火眼金睛”。在他看來(lái),雷達(dá)能看多遠(yuǎn),國(guó)防安全就可以保障多遠(yuǎn),而新體制雷達(dá)能擴(kuò)大我國(guó)海域可監(jiān)控預(yù)警范圍。
當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有這項(xiàng)技術(shù),劉永坦很清楚完成這項(xiàng)課題的風(fēng)險(xiǎn),但他堅(jiān)信“如果別人做出來(lái)了,我們?cè)俑觯瑖?guó)防安全就會(huì)受到影響”。因此,他百折不撓地向中國(guó)科研的“無(wú)人區(qū)”挺進(jìn),“一個(gè)一個(gè)地找人談,最終組成了6個(gè)人的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)”。當(dāng)時(shí),哈工大副校長(zhǎng)強(qiáng)文義陪著劉永坦一趟趟地跑北京申報(bào)項(xiàng)目。后來(lái),項(xiàng)目引起了陳芳允院士等人的重視,1986年夏,國(guó)防科工委專家領(lǐng)導(dǎo)看完十一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)攻關(guān)報(bào)告后,終于決定立項(xiàng)。
這是一場(chǎng)從零起步的攻堅(jiān)戰(zhàn)。在中國(guó)第一個(gè)對(duì)海探測(cè)新體制雷達(dá)站建設(shè)中,劉永坦及其團(tuán)隊(duì)遇到了很多困難。當(dāng)時(shí)的物質(zhì)條件較差,卻要承擔(dān)超負(fù)荷的工作。團(tuán)隊(duì)首批骨干成員之一的張寧回憶道:“沒(méi)有電腦,手寫(xiě)了700多頁(yè)報(bào)告稿紙,寫(xiě)廢的紙摞起來(lái)有半米高……沒(méi)日沒(méi)夜地寫(xiě)了幾個(gè)月,一直寫(xiě)到手指發(fā)麻、手腕酸痛,連雞蛋都捏不住。”
但最困難的還是科研中的阻礙。新體制雷達(dá)的理論“是全新的,要想驗(yàn)證它,在世界上根本找不到可以借鑒的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),需要全新的自主設(shè)計(jì)”。那時(shí),“不僅批復(fù)的經(jīng)費(fèi)不足,發(fā)射機(jī)、接收機(jī)等模擬系統(tǒng)和操作系統(tǒng)也十分落后”。
經(jīng)過(guò)上千次的實(shí)驗(yàn)、修改、再實(shí)驗(yàn),8年后,1990年4月3日,劉永坦帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)完成設(shè)備調(diào)試。中國(guó)終于具備了真正的海上監(jiān)控能力。
因?yàn)殚L(zhǎng)期伏案工作,劉永坦腰間盤(pán)突出嚴(yán)重,醫(yī)師給他按摩時(shí)勸道:“你就應(yīng)該安心養(yǎng)病,不要老想那些一個(gè)桿子又一個(gè)桿子(指雷達(dá)天線)的事情。”但劉永坦依舊堅(jiān)持在一線。可以說(shuō),不論時(shí)代、環(huán)境如何變化,劉永坦永遠(yuǎn)堅(jiān)守初心,不改科技報(bào)國(guó)之志。
劉永坦的付出為他帶來(lái)了諸多榮譽(yù)。1990年,劉永坦被評(píng)為國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的中青年專家;1991年12月,新體制雷達(dá)項(xiàng)目獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng);2000年,劉永坦獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng);2018年,榮獲國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng),等等。
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前進(jìn):攻克國(guó)際性難題
劉永坦沒(méi)有止步于此。他認(rèn)為,新體制雷達(dá)必須要轉(zhuǎn)化成為國(guó)家服務(wù)的裝備。當(dāng)時(shí),劉永坦已是兩院院士,很多人勸他歇一歇,他只是說(shuō):“科研成果不能轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用,就如同一把沒(méi)有開(kāi)刃的寶劍,中看不中用。”他在開(kāi)會(huì)時(shí)叮囑團(tuán)隊(duì)成員:“新體制雷達(dá)項(xiàng)目得到了國(guó)家的高度重視,它對(duì)國(guó)家、學(xué)校和專業(yè)都意義重大,我們壓力再大,也要堅(jiān)持下去。”
從此,他們轉(zhuǎn)戰(zhàn)到條件更為艱苦的環(huán)境中,一干就是20年。新體制雷達(dá)要能夠全方位監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)距離目標(biāo),必須要解決分辨監(jiān)控目標(biāo)和電離層干擾兩大難題。
為攻克難題,劉永坦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在威海雷達(dá)站一次次分析、研判,最終發(fā)現(xiàn)能走的路只有一條——“做大幅調(diào)整改動(dòng)”。于是,劉永坦與團(tuán)隊(duì)一起分析雜波的來(lái)源、特性,組建若干研究小組,用各種技術(shù)手段進(jìn)行試驗(yàn),終于解決了兩大難題。
1997年,對(duì)海探測(cè)新體制雷達(dá)研制正式立項(xiàng),劉永坦及團(tuán)隊(duì)再次遭遇巨大的困難。大型新體制雷達(dá)站建成后,在威海站試驗(yàn)通過(guò)的項(xiàng)目,到這里運(yùn)行測(cè)試時(shí)卻失效了。原因是新體制雷達(dá)越往赤道方向移動(dòng),受到客觀環(huán)境的干擾就越嚴(yán)重,這也是國(guó)際上大多數(shù)開(kāi)展新體制雷達(dá)研究的國(guó)家,基本上都停留在驗(yàn)證階段的原因。劉永坦意識(shí)到,前期在威海所構(gòu)建的原系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)不完善,軟件、硬件都存在問(wèn)題。因此,必須對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行徹底返工。
這次挫折不僅考驗(yàn)著項(xiàng)目帶頭人的毅力及知識(shí)儲(chǔ)備,考驗(yàn)著團(tuán)隊(duì)的凝聚力和核心人員解決問(wèn)題的能力,同時(shí)也考驗(yàn)著每位團(tuán)隊(duì)成員的抗擊打能力及素質(zhì)。
縱觀劉永坦的一生,他個(gè)性中有一個(gè)最大的特點(diǎn),就是遇到再大的困難都能表現(xiàn)出沉穩(wěn)、理性。此刻的困境,更加激發(fā)了他的堅(jiān)強(qiáng)斗志。2004年起,劉永坦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)試驗(yàn)、改進(jìn),實(shí)施了有效的對(duì)抗技術(shù)措施,終于形成了一整套創(chuàng)新技術(shù)和方法,攻克了制約新體制雷達(dá)性能發(fā)揮的一系列國(guó)際性難題。
那時(shí),團(tuán)隊(duì)成員每天三班倒,日夜奮戰(zhàn)在新體制雷達(dá)課題攻關(guān)的崗位上。他們不僅承受著項(xiàng)目受挫的打擊,還要克服惡劣的自然環(huán)境帶來(lái)的影響,甚至連住宿也是難題。團(tuán)隊(duì)只能住在廢棄多年的房屋里,門(mén)窗破爛不堪。
劉永坦則背負(fù)著更大的壓力:妻子被撞,拄著雙拐;雷達(dá)工程在初樣轉(zhuǎn)正樣中失敗,無(wú)法按合同期限向合作方交付;向哈工大借了800萬(wàn)元錢(qián),重新購(gòu)置設(shè)備……不過(guò)此時(shí)更重要的是,要調(diào)動(dòng)大家的積極性,帶領(lǐng)大家從失敗的低谷中走出來(lái),重新開(kāi)始攻關(guān)。
2011年,這項(xiàng)世界頂尖的雷達(dá)技術(shù)終于獲得成功,劉永坦及其團(tuán)隊(duì)建成了中國(guó)首部新體制遠(yuǎn)距離實(shí)裝雷達(dá),具有全天時(shí)、全天候、遠(yuǎn)距離探測(cè)能力的新體制雷達(dá)投入了實(shí)際應(yīng)用。經(jīng)過(guò)20年的奮斗,劉永坦團(tuán)隊(duì)迎來(lái)了新體制雷達(dá)領(lǐng)域的重大突破。
而今,耄耋之年的劉永坦又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)朝著“讓‘21世紀(jì)的雷達(dá)’在航海、漁業(yè)、沿海石油開(kāi)發(fā)、海洋氣候預(yù)報(bào)、海岸經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展等領(lǐng)域大顯身手”的目標(biāo)進(jìn)發(fā)。
2021年9月,以劉永坦名字命名的哈工大“永坦班”迎來(lái)第一批27名“00后”本科新生。這個(gè)班面向“未來(lái)新體制雷達(dá)探測(cè)技術(shù)與智能感知等領(lǐng)域,為國(guó)家著力培養(yǎng)和輸送電子信息領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才”。劉永坦親自擔(dān)任班主任,為黨育人、為國(guó)育才,激勵(lì)青年學(xué)子投身雷達(dá)科研事業(yè),“希望你們?yōu)閲?guó)分憂、為國(guó)解難、為國(guó)盡責(zé),要與時(shí)俱進(jìn),根據(jù)國(guó)家的要求往前走,將來(lái)為國(guó)家科技自立自強(qiáng)、解決國(guó)家發(fā)展中的‘卡脖子’問(wèn)題作出貢獻(xiàn)。在時(shí)代大潮中,你們都應(yīng)該是‘弄潮兒’”。
劉永坦為中國(guó)雷達(dá)事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn),但他又是一個(gè)淡泊名利的人。他把所有獎(jiǎng)金平分給團(tuán)隊(duì)里的人。他一生最看重的,不是金錢(qián),也不是榮譽(yù),而是父親的囑咐——為國(guó)家真正干點(diǎn)實(shí)事。劉永坦常常說(shuō):“錢(qián)對(duì)一個(gè)知識(shí)分子來(lái)說(shuō)有什么意義?情懷和理想才是最重要的。”“人家不會(huì)把關(guān)鍵技術(shù)給你。也許現(xiàn)在還有距離,但只要我們往前走,就一定行。”
他的團(tuán)隊(duì)也承繼著這份理想與情懷,不斷鉆研奮進(jìn),首批6名成員之一的張寧就曾說(shuō)過(guò),“我們團(tuán)隊(duì)每個(gè)人憑自己的才能走出去都能賺大錢(qián),但因?yàn)閹煶袆⒗蠋煹木瘢@支隊(duì)伍始終凝聚在劉老師周?chē)瑳](méi)有散”。
在劉永坦看來(lái),科研項(xiàng)目的成功、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展從來(lái)都不是一個(gè)人的成就。他不止一次地說(shuō):“我這個(gè)‘雙院士’稱號(hào),并不是我個(gè)人的,而是整個(gè)研究所的。”
2019年,劉永坦在北京人民大會(huì)堂接過(guò)2018年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)證書(shū)時(shí),道出了心聲:“我只是一名普通的教師和科技工作者,在黨和國(guó)家的支持下,做成了點(diǎn)兒事。這事離開(kāi)團(tuán)隊(duì)的力量是絕對(duì)無(wú)法做到的。榮獲國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)是一種無(wú)上的光榮,這份殊榮不僅屬于我個(gè)人,更屬于我們團(tuán)隊(duì),屬于這個(gè)偉大時(shí)代所有愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)的知識(shí)分子。”

1998年1月,劉永坦(前左一)在雷達(dá)實(shí)驗(yàn)站和研究人員一起觀察分析。

耄耋之年的劉永坦(坐者)仍然帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做科研。

1980年4月,劉永坦參觀英國(guó)伯明翰植物園。

劉永坦在實(shí)驗(yàn)室工作。

1997年8月2日,劉永坦在哈工大電子工程系研究室。