《飞鸿踏雪泥》序(摘录)
中国仪器仪表学会和中国仪器仪表行业协会于2012年出版了一部中国仪表和自动化60年发展史史料《飞鸿踏雪泥》。这部史料收录的文章多是以第一人称记述的,是仪表和自动化人的亲身经历、亲手所为、亲眼所见,他们在穿越建国来的60年中,留下了难以磨灭的记忆和脚印。读了饱含深情记载历史的一篇篇文稿,看了一张张凝聚并唤起记忆的老照片,将人的思绪带回到前60年的历史进程。那些曾经的人和事,不仅让人领悟了历史赋予的深意,更让人体会到在“人”“事”之中所蕴含的规律和精神。这些文稿,这些照片是建国60年来我国仪表和自动化事业发展历史的宝贵素材。
我们首先刊出我国仪表和自动化60年史料第一辑。该辑共收录正文37篇,附文4篇,附录7篇,分宗师风范(先行篇)、学人剪影(学人篇)、锲而不舍(研究篇)、大路蹄痕(工程篇)、感叹岁月工五个栏目。
60年中国仪表和自动化事业的发展历史,文献素材之多浩如烟海,实物、典藏之富犹如宝库。希望能把这件有意义的工作有始有终地坚持下去,以精析历史,启迪未来,回报社会。
期盼《飞鸿踏雪泥》的出版能激励年轻一代的仪表和自动化工作者们在振兴中华,勇攀高峰的过程中成为参天大树,脚踏实地,展翅高飞。
是为序。
领路人的深情
——忆王竹溪先生在河南开封一次鲜为人知的讲课
作者马中元:
1943年生,河南省淅川县人,高级工程师。1962年淅川高中毕业,1964年参加工作,1965年~1989年在开封仪表厂从事技术工作,后调入开封市供水总公司,2004年退休。1967年开始从事电磁流量计的研究、设计、制造、应用。现受聘于浦瑞斯仪表(上海)有限公司,任总工程师;并任中国仪器仪表行业协会流量专业委员会顾问。与蔡武昌先生合著有《电磁流量计》。
王竹溪先生是著名的教育家、物理学家,也是诺贝尔物理奖得主杨振宁的导师;十分遗憾的是他于1983年1月30日过早地离开了我们,享年71周岁。先生学识渊博,平易近人,乐为人师,品德高尚。“文革”期间,他曾为研究电磁流量计来河南开封讲学。40年过去了,先生的音容笑貌仍萦绕脑海。我国现已成为世界电磁流量计的制造工厂,对电磁流量计已经有了深入的认知和广泛应用。抚今追昔,我们不能不感谢和怀念我国电磁流量计理论研究的领路人——王竹溪先生。
电磁流量计的原理是法拉第电磁感应定律,一种无阻力件的流量仪表,已成为近20年来发展最快的流量仪表之一。从1831年法拉第电磁感应定律出现,经过一个多世纪许多科学家不懈地研究和探索,至上世纪50年代初,工业化的电磁流量计开始投放市场。但是,从理论上系统地认识电磁流量计,应该说是剑桥大学著名的学者希克里夫于1962年创造性地提出了权重函数概念,它让我们能够将矢量的磁场和流场有机地结合到一起,是电磁流量应用、制造和创新发展的理论基础和依据。这时期,工业电磁流量计向均匀磁场和市电正弦波励磁方向发展。当时,传感器长度需要3倍以上管道直径,体大笨重,制造困难,安装使用麻烦。权重函数理论的深入研究,引导人们利用磁场和流场的分布规律,寻找解决流速分布不敏感的测量方法。于是,在上世纪60年代末到70年代中期,国际上出现了权重转换磁场流量计的研究热潮。
1967年,由上海热工仪表研究所、开封仪表厂、上海光华仪表厂、天津市仪表三厂等合作,组成我国电磁流量计统一设计工作组,开展电磁流量计的研究和设计。受“文革”影响,统一设计组中途解散,研究、设计被停止。不管怎样,我有幸参加统一设计组,有机会向吴安意、杨起行、范建文等流量仪表专家学习,对电磁流量计有了初步认识。工作中,也逐渐地对这方面的理论知识产生了兴趣。
兴趣会使人不顾一切,求知能让人不知天高地厚。为了认识和理解权重函数,我怀着忐忑的心情,走进了中国最高学府北京大学求教。1974年冬的一天,借出差机会我来到北大物理系,首先见到陈熙谋老师,他正在实验室做超导研究试验。陈老师热情地接待了我,我说明来意,并拿出英文和俄文的参考资料。陈老师看过资料后,指出这个问题比较复杂,解决需要时间。在他指引下,我见到了时任物理系主任的沈克琦先生。沈先生毕业于西南联大,是后来的北大副校长。他详细看了资料,热情地对我说:“你放心,我们一定会帮助你。”他与陈老师商量后告诉我,准备请王竹溪先生出山解决这个问题。听到王先生的名字,我兴奋得不得了。曾听我那物理系毕业的同事李瑞衡讲起过王竹溪先生,王先生是国际上颇有名望的理论物理热力学专家,国内大师级学者,“文革”前曾任北大副校长、一级教授、学部委员。许多大学物理专业的师生都希望能聆听王先生的教导,但机会难得。
我这个没进过大学的自学青年,能聆听王先生教诲,简直不敢想象,这是上天赐予我的福气和机会。沈先生征求王先生的意见,王先生爽快地答应了。在王先生的办公室,我第一次见到他,先生已是60多岁的老者,慈眉清瘦,中等个子,一口浓浓的湖北口音,待人谦和,戴一副深度近视眼镜,一派学者风度。他告诉我,做了一辈子理论学术工作,很愿意接触实际。研究电磁流量计是一次理论和实践相结合的尝试,他愿意抽出时间去研究。他收下我带去的资料,约好下次见面的时间。就这样,王先生默默地开始了这段鲜为人知的电磁流量计理论研究工作。
大约2个月后,我再次见到王先生。他拿出整理好的厚厚一叠文稿,给我讲解权重函数。尽管在数学上我还不能完全明白,他的讲解让我基本清楚了权重函数的物理意义。拿到大师的文稿,我如获至宝,兴奋不已。文稿字迹工整,书法功力淳厚,图、文、公式非常规范,装订整齐,足见先生严谨的学风和为人师表的严肃态度。我一再感谢先生的无私教导和在百忙中所作的贡献,并代表开封仪表厂领导向先生发出讲学邀请。先生高兴地接受了,答应在春天的时候到开封去。
王先生是在赵凯华教授陪同下乘车来开封的。赵老师毕业于北大物理系,留学莫斯科大学,后任北大物理系主任,长期担任中国物理学会秘书长,著有《电磁学》等物理教材,由此赵老师也成为我终生的天赐良师。
1975年6月4日上午8点,王先生身着一件褪了色的棕色西服,拎一只提手破了皮、用黄色塑料套管缠起来的黑色人造革小提包,走下车来,看上去完全不像大名鼎鼎的教授,倒像一位朴素的工人老师傅。我和同事宗友春早早地在郑州火车站月台等候,很不凑巧,厂里仅有的小车在前一天出了事故,千方百计也未能联系到接站的小车,只好请他们坐出租车从火车站去招待所。出租车是司机自己改装的三轮摩托,开起来响声震耳,颠簸摇摆,极不舒服。住宿安排在市革委会第三招待所,条件十分简陋。两位教授同住一个房间,无卫生间,无空调,睡硬板床,晚上蚊子乱飞,只能钻进闷热的蚊帐内。至今想起那寒酸的接待还深感内疚。
晚上,技术厂长王凤飞做东,市重工局贾局长作陪,请豫菜名师做了几道开封菜,在招待所餐厅为两位教授接风。席间,王厂长、贾局长借开封名菜介绍开封,这引起了王先生的兴趣,气氛十分融洽,也算弥补一下心中的愧疚。王先生对开封历史了如指掌,谈笑间说到“黄河鲤鱼被面”这道菜是给慈禧太后的贡品,王先生就给大家讲慈禧太后逃亡西安,路过开封的历史;并说到“油炒八宝粥”这道菜是林则徐为应对英国公使的冰激凌而做的;还讲林则徐在开封治黄建立的功勋。大家对他如此熟知历史倍感佩服。王先生不抽烟,不喝酒,饭量很小;我偷偷问赵老师,才知道“文革”间王先生长期下放江西农场劳动,已患上肝病。赵老师说,若不是杨振宁1972年回国,直接向周总理寻找王先生,可能先生还在江西放牛。想到如此的学问家,在年老患病时还来开封为我们授业解惑,我感到万分敬仰和感激,也倍觉心中不安。
6月5日、6日,王先生在开封仪表厂举办了为期2天的电磁流量计理论研究专题讲座。参加听课的,除开封仪表厂20余名产品设计人员,还有开封师范学院(现河南大学)物理系和数学系的几位老师。王先生从欧姆定律的微分形式讲起,再到麦克斯韦方程组,深入浅出地建立电磁流量计微分方程。看得出王先生十分认真的科学研究态度,让我们从宏观到微观再回到宏观深刻地理解电磁流量计的工作原理。
讲座原本含有大量枯燥的数理推导,由于先生层次分明、步步相扣的讲课艺术,加上板书清晰,大家并不感到枯燥,反而觉得用数学解析能更容易地理解权重函数的物理意义。王先生对数学公式倒背如流,坐标变换准确无误,一位60多岁的老人,记忆力如此之强,思维能力如此之好,让人钦佩不已。接下来,王先生凭借其深厚的数学、物理功底,求得短管的三维权重函数表达式。这一表达式与现行的日本标准采用的三维表达式形式上基本一致,可见王先生的电磁流量计理论研究达到与世界同步的水平。
2天的讲座,不仅让我们学到知识,更亲见大师严谨的学风、渊博的学识和乐为人师的高尚品德。直到今天,先生讲课的情景仍历历在目,使人难以忘怀。
讲课之余,厂领导安排两位教授参观、游览开封一带的名胜。能陪同王先生游览,也是增长知识的好机会。游览柳园口黄河大堤,在当年毛主席号召“把黄河的事情办好”的地方,看着波涛汹涌的悬河流经宽阔的黄河大堤,王先生赞叹具有优良水力结构的黄河大堤是我们祖先的创举。王先生对中国古代建筑艺术研究也有很高造诣,游览少林寺和中岳庙,对那里的飞檐古建筑大加赞赏,并以物理学观点向我们讲解其力学特性。更令人惊奇的是,游览开封禹王台,走进古吹台大殿,右墙上有一大幅苍劲有力的碑文映入眼帘,王先生远远惊呼这是康有为的书法。我快步至碑文后面,看到果然题有“南海康有为”的落款。赵老师给大家介绍,王先生不仅对书法有研究,也是汉字文字学家。他1943年就发明新的部首汉字检索方法,是中国文字改革委员会委员,为汉字改革作出过很大贡献;他数十年坚持不懈,以个人之力编纂了五六万字,多于《康熙字典》的《新部首大字典》。在与我的同事廖蜀德回忆起陪同王先生游览大相国寺的往事,至今遗憾因找不到管理人员,只能让王先生坐在大殿门外拍照纪念,未能参观藏经楼和大雄宝殿,没能见到大相国寺内世上少有、难得一见的千手千眼佛。
因王先生当时正带有一个瑞典研究生,每周必有一次面授,所以6月9日王先生和赵老师就结束了这次短暂的旅行。我送两位教授到郑州,王先生提出先到郑州大学看望霍秉权先生。因事先没联系,在郑大图书馆内才找到已70多岁的霍先生。他们不期相见,异常兴奋。霍先生也是物理界有名望的老教授,因早年在英国威尔逊云室作出重要贡献,成为英国皇家学会会员。王先生和霍先生是西南联大和清华的同事,多年的老朋友,“文革”期间能在郑州见面,有说不完的话。直到该上火车的时候,才依依不舍地道别。他们那种以学交友的真挚感情让我感动,永远激励我做人做事。
尽管王先生在开封的时间不长,却给我们留下终生难忘的记忆。随后几年,他不断通过书信指导我们开展非均匀磁场电磁流量计的试验研究工作。直到粉碎“四人帮”,“文革”结束后,王先生才恢复了学术和教学的领导工作。时间越来越紧,他还委托赵老师指导我们的工作。长期带病繁忙地工作,使先生于1983年过早地仙逝。党和国家对他的一生做出高度的评价,北大师生和他的学生含泪为他送行,杨振宁先生也专程回国吊唁,我默默地在心中为他祈祷,先生永远活在我们心中。
王先生在开封的讲座,很快就在全国流量仪表行业内和一些工科院校传播开来,引起流量仪表界的高度重视。上海热工仪表研究所、我的同行朋友潘详明,华中工学院邝硕老师和我合作带着五个毕业生;上海光华仪表厂黄宝森、沈海津与上海交大合作;天津市仪表三厂和天津大学邝剑虹老师合作,分头开展非均匀磁场电磁流量计的研究。开封师范学院周德民老师利用研制的130计算机,参与解王先生的短管三维权重函数方程。东北工学院鲁崇恭老师也和我合作,带学生毕业设计开展电磁流量计研究。这些研究,提升了我们对电磁流量计的认识水平,对后来成功引进国外先进技术,发展我国电磁流量计做好技术准备,起到了重要作用。
30多年来,王先生的手稿和书信不断在同行朋友中辗转流传,加上工作调动、多次搬家,最终没能保存下来,这也成为我一生对不起王先生的憾事。2004年,趁与蔡武昌先生合作编著《电磁流量计》一书的机会,经赵凯华先生核对,把王先生的讲稿放进了该书的第二章附录。
随着技术和市场的发展,对电磁流量计不断提出新的理论研究课题。先生的这次讲座影响和激励后学者继往开来。清华大学张小章教授从上世纪80年代读博士起就开始电磁流量计理论研究,其间,他不仅向我索求过王先生的讲稿,还把王先生给我的书信借去阅读。2010年,他出版了《流动的电磁感应测量理论和方法》一书,书中还记述了此事。天津大学张涛教授和北京航空航天大学徐立军教授正组织科研队伍,继续走王先生电磁流量计研究之路,努力攻克电磁流量计新的理论难关。这是在告慰先生的在天之灵,表明我国的电磁流量计发展大有希望。
作者注:本文经赵凯华先生审阅修改,特此致谢。