測繪儀器的更新?lián)Q代非?？臁＝馕鰷y圖儀是老劉1988年的科研成果，后來獲得國家科技進步獎一等獎。我們必須不停地推出新產(chǎn)品，才能在世界上站穩(wěn)腳跟。讓人感到欣慰的是，我國航測技術(shù)每10年一次的飛躍，基本上都采用了自主創(chuàng)新的產(chǎn)品。
1962年，劉先林從武漢測繪學院畢業(yè)。46年來，他在中國測繪科學研究院執(zhí)著創(chuàng)新，取得了一系列重大科研成果，改變了我國先進測繪儀器依賴進口的歷史，為我國測繪事業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻。
自從1994年當選中國工程院首批院士以來，劉先林一直不習慣“劉院士”這個稱呼。別人一叫劉院士，他就連忙擺手：“叫我老劉好了。”有人比喻說，如果說袁隆平是院士中的農(nóng)民，老劉就是院士中的工人。
國外產(chǎn)品其實沒什么了不起
過去很長一段時間，直到上世紀80年代中期，我國測繪事業(yè)發(fā)展面臨著極大的挑戰(zhàn)。一方面，國家經(jīng)濟建設飛速發(fā)展，對測繪工作提出了更高、更迫切的要求;同時，測繪儀器裝備落后，精密航測儀器完全依賴進口，國外產(chǎn)品占據(jù)了90%的國內(nèi)市場。由于國內(nèi)研制不出這種儀器，外商漫天要價，一臺測繪儀器要價幾百萬元人民幣，甚至把一些零部件拼湊在一起高價出售。更重要的是，真正的尖端技術(shù)是不可能買來的。測繪技術(shù)和裝備的落后，嚴重制約了國民經(jīng)濟的發(fā)展。
“我們曾經(jīng)進口一批記錄儀，每臺6萬美元，實際上是快要淘汰的產(chǎn)品，有的不能用、有的經(jīng)常壞，維修一次又要上萬美元。過去外匯稀缺，國家還要花那么多錢去購買這些所謂的高技術(shù)產(chǎn)品。”老劉說。
有一次在德國，一位外國專家演示他設計的示波器，打出復雜的波形給老劉看，不屑一顧地說：“這種復雜的光機電綜合儀器你們搞不了，還是研制單純光機型吧。”老劉當即把他要演示的下一幕提前道出來，剛才還自我感覺良好的外國專家只好尷尬地收起了儀器。
“對進口儀器的高度依賴、外國人的輕視與傲慢，一次次震撼著我的靈魂，我痛心、惋惜、窩火!中華民族是一個偉大的民族，為什么就不能研制出自己的精密儀器?研制中國人自己的測繪儀器，把國外產(chǎn)品擠出去，是我們科研工作者義不容辭的責任!”不達目的，誓不罷休，成為老劉重要的人生信念。
“我仔細研究國外的產(chǎn)品，其實沒什么了不起，我們完全做得了。有一次，國家組團出國考察談判，準備引進5臺解析測圖儀。團長問：‘什么是最需要引進的關(guān)鍵技術(shù)?’我說：‘除了油漆，我們都搞得了!’中國人并不比外國人笨，一定要有勇氣趕超世界先進水平。目前，國貨已經(jīng)覆蓋國內(nèi)市場90%以上，并成功走向國際市場。”老劉說。
老劉憑著超強的自主創(chuàng)新意識，每隔幾年就拿出一項能夠解決測繪生產(chǎn)瓶頸問題的成果——第一個發(fā)明了寫入我國航測規(guī)范的作業(yè)方法，第一次將計算機技術(shù)引入航測生產(chǎn)領(lǐng)域，第一次成功研制正射投影儀、數(shù)控測圖儀、解析測圖儀、全數(shù)字攝影測量工作站、數(shù)字航攝儀等一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。
測繪儀器的更新?lián)Q代非?？?。解析測圖儀是老劉1988年的科研成果，后來獲得國家科技進步獎一等獎。當時，所有人都為之雀躍：它結(jié)束了國外精密測繪儀器長期一統(tǒng)中國市場的局面。到1998年，這類解析測圖儀幾乎同時進了博物館。“我們必須不停地推出新產(chǎn)品，才能在世界上站穩(wěn)腳跟。讓人感到欣慰的是，我國航測技術(shù)每10年一次的飛躍，基本上都采用了自主創(chuàng)新的產(chǎn)品。”
出國只有一種理由
上世紀80年代曾涌動出國潮。“我在美國、日本、德國的老同學、老朋友多次邀請我去國外，我都謝絕了。有人說，你這樣的人在國外，成為千萬富翁不是難事。但我從來沒有想過要成為千萬富翁，我不能為了個人待遇去為洋人打工。我是一個中國人，要為中國人爭氣。我不但要證明中國人不比外國人差，而且要證明中國人在國內(nèi)干一樣能夠成功!有一次隨團訪歐，我在給哥哥的信中自豪地說，我只出一種國：講學、培訓外國人、推銷我的成果。我后來赴美國、加拿大是宣傳介紹我們的設備，赴日本是安裝設備、培訓日方人員，赴俄國是轉(zhuǎn)讓技術(shù)，赴芬蘭是去培訓，赴巴基斯坦、澳大利亞是裝設備。”老劉說。
老劉的成果從根本上改變了我國測繪工作的落后面貌，極大地提高了測繪生產(chǎn)力水平。過去，測繪地圖需要做大量的野外工作，測繪工作者跋山涉水，風餐露宿，非常艱苦，有時甚至要冒生命危險?，F(xiàn)在，利用他主持研制的全數(shù)字攝影測量工作站，航空照片、衛(wèi)星照片上普普通通的高山、河流、房屋，由平面變得立體了。以前大量艱辛的野外測繪工作，現(xiàn)在坐在電腦前就能完成了。過去測繪一幅1∶1萬比例尺地形圖需要一年多時間，現(xiàn)在不到一個月就可以完成，地圖更新速度大大加快。僅此一項，就為國家節(jié)約資金約2億元。
老劉的成果徹底打破了國外產(chǎn)品在中國測繪市場上的壟斷。僅以全數(shù)字攝影測量工作站為例，價格只有國外同類產(chǎn)品的1/10，不僅占領(lǐng)了60%的國內(nèi)市場，而且批量出口到美國、日本等國家和地區(qū)。
科研就像在地獄里爬行
“我大學畢業(yè)分配到國家測繪總局測繪科學研究所(現(xiàn)在的中國測繪科學研究院)，老所長語重心長地說：‘祖國需要什么，一線需要什么，我們就要研究什么。要到生產(chǎn)第一線去，解決生產(chǎn)一線的問題，這是研究所的責任，也是研究人員的責任。祖國的希望寄托在你們身上。’用自己的科研成果武裝測繪生產(chǎn)、提高生產(chǎn)力，是我一直堅持的人生追求。”
回憶當年，老劉說自己研制航測儀器，一無現(xiàn)成圖紙，二無參考資料，三無資金支持。每走一步都要付出更大的代價。
“1985年，根據(jù)航空測量儀器的發(fā)展趨勢，我們結(jié)合實際提出了研制解析測圖儀的總體方案與設計思路。這個課題不僅難度大，包括了光、機、電、航測、電腦技術(shù)在內(nèi)的多種學科，而且時間緊，要在兩年四個月內(nèi)完成總體設計和光、機、電部件加工以及上百個程序的編制、總體調(diào)試等工作。課題組每位同志都以忘我的熱切情懷，夜以繼日地工作。研制過程中，我們采取結(jié)合生產(chǎn)分階段研制的辦法，經(jīng)過1000多個日日夜夜的艱苦鏖戰(zhàn)，1987年成功研制出JX-3解析測圖儀，并很快在國內(nèi)得到大規(guī)模應用，一舉奪回解析測圖儀國內(nèi)市場。德國一家公司的香港銷售公司一再降價仍難挽回市場，只得關(guān)張大吉。”老劉說。
“JX-3解析測圖儀開始用的計算機是單板機，沒有操作系統(tǒng)。為了能夠推廣應用，必須及時把單板機提升到系統(tǒng)機上面去。這是非常重要的一環(huán)。那段時間我?guī)еP記本電腦，把原來單板機上面的驅(qū)動軟件，一個個移植到系統(tǒng)機里面去。春節(jié)期間，助手們回家探親，就剩下我，時間不等人，工作不能停!我拉著10歲的兒子幫忙，爺兒倆整個春節(jié)期間在實驗室連續(xù)苦干，一共焊接了幾百個焊點，累得幾乎直不起腰來。就在這一年，JX-3解析測圖儀實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，并出口國際市場。”
除了條件簡陋之外，從事測繪研究還面臨許多挑戰(zhàn)。老劉說：“科研工作就像在地獄里爬行，而且背上還壓著一口鍋，一不小心很可能會被扣在地獄里。誰最能吃苦，誰最能堅持，誰就能最后爬出去!否則，沒有頑強拼搏的意志和堅忍不拔的毅力，就會前功盡棄、一事無成!”他牽頭搞的幾個重大項目，從開始到成功每次都歷時10年左右，經(jīng)過上百次的失敗、無數(shù)次的起起落落。但他從不氣餒，從未放棄。
老劉說：“早在1968年，我們在四川編制空中三角測量程序，為了解決一個難點問題，我三天三夜在機房度過，連續(xù)上機時間最長的一次達8個小時。1980年國慶節(jié)，為了調(diào)試等高線擬合程序，3天假期我從始至終待在計算機房，每天連續(xù)工作10多個小時。”
產(chǎn)業(yè)化最成功的科學家之一
如果說矢志報國是老劉科研的動力，那么結(jié)合生產(chǎn)搞科研就是他的準則。他不贊成從紙面到紙面的科研工作，也不單純追求填補空白。“搞科研要向兩種人學習，在創(chuàng)新方面要向作曲家學習，永遠拿出新東西;在產(chǎn)業(yè)化方面要向廚師學習，你做的每頓飯都能被吃掉?？蒲谐晒绻鄙賱?chuàng)新的成分，沒有自己獨到的東西，就不會有人應用，怎么談得上產(chǎn)業(yè)化?創(chuàng)新從何而來?只能是生產(chǎn)實際。”
“剛參加工作時，國家測繪局從經(jīng)濟建設需要出發(fā)，從1∶5萬比例尺地形測圖轉(zhuǎn)向1∶1萬大比例尺地形測圖。原來的那種方法精度比較低，不能用于1∶1 萬比例尺測圖。我深入生產(chǎn)單位與作業(yè)員一起作業(yè)，對測繪生產(chǎn)有了充分的了解。通過潛心研究，不到一年時間就發(fā)明了坐標法解析輻射三角測量，解決了精度低的問題，為航空測量內(nèi)業(yè)平面加密開創(chuàng)了新途徑。用這種方法，精度提高了一倍以上，而且省去了大量野外作業(yè)，滿足了測制1∶1萬比例尺地形圖的需要。”老劉說。
JX-3解析測圖儀的實用性來源于實踐。老劉在研制儀器時，特意邀請生產(chǎn)單位的作業(yè)員來參與，生產(chǎn)作業(yè)需要什么功能，就在儀器上設置什么功能，想用戶所想，急用戶所急。用戶感慨說：“這儀器太好用了，真不知道劉先生是怎么知道測圖中那么多細微環(huán)節(jié)的!”
長期以來，許多用戶對國產(chǎn)設備信心不足，甚至認為基本不能用，于是老劉把大量精力用在搞好產(chǎn)品服務上——經(jīng)常帶領(lǐng)課題組同事走進測繪儀器工廠，深入用戶單位，上門服務，傳送經(jīng)驗，免費解決各種問題。不僅完善了產(chǎn)品，而且感動了用戶。JX-4銷售至今，每年都銷售150套左右，覆蓋了整個國內(nèi)市場。三四年前就有人預測市場已經(jīng)飽和了，但JX-4的銷售勢頭一直旺盛不衰。
老劉最近研制成功的數(shù)字航空攝影相機，從設計研制、生產(chǎn)到試驗，始終以用戶需求為第一目標，并針對進口產(chǎn)品的不足加以改進。因此，這一儀器在多個方面性能超過國外同類產(chǎn)品，引起瑞士、美國、日本、巴基斯坦等國技術(shù)同行的高度關(guān)注。
從事科研工作40多年來，老劉發(fā)表的論文加起來不超過20篇，而他所有的科研成果沒有一個變成保險柜中的常駐圖紙，也沒有變成無人問津的“鐵疙瘩”，每個項目都在實際中應用，轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力?？萍疾扛咝录夹g(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司一位負責同志曾說：“劉院士的成果，做出一個應用一個，他是產(chǎn)業(yè)化最成功的科學家之一。”
老劉的成果產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟效益和社會效益。他研制的全數(shù)字攝影測量工作站已在測繪、水電、鐵道、地質(zhì)、冶金、煤炭、農(nóng)林、城建、環(huán)保等行業(yè)大面積推廣應用。第三代解析測圖儀剛剛研制出來時，四川測繪局買了3臺，用這些儀器3個月就完成了寶成鐵路復線測圖任務，比采用傳統(tǒng)方法提高工效5倍，創(chuàng)造產(chǎn)值上百萬元。
秘訣是鍥而不舍地學習
談到自主創(chuàng)新的秘訣，他說就是鍥而不舍地學習。“自主創(chuàng)新本身就是各種知識、各種技術(shù)綜合集成的結(jié)果，要求我們必須瞄準科技前沿。每一次研制新的測繪儀器，都需要大量的光、機、電、航測、電腦、外語在內(nèi)的多種學科。我不是搞計算機出身，通過學習，也照樣能掌握軟硬件;下干校前從未搞過儀器，幾年后通過鉆研，也成了光機電方面的行家。”老劉說。
1980年，我國測繪界參加一次國際會議，老劉的論文被選中大會發(fā)言，因為他學的是俄語，不懂英文，只好請人代為宣讀。隨后，測繪局派他到外語學院脫產(chǎn)學習英語一年。“我很不自信，坐在教室最后一排的角落。一次，老師讓我念26個字母，我竟然念不全，引得同學發(fā)笑。于是，我主動要求調(diào)到第一排，發(fā)奮用功，學習結(jié)束時成績是全班第二。”
2003年，老劉牽頭研制“SWDC數(shù)字航空攝影儀”，很多人認為他肯定搞不成。“我就是不服輸!我擠出盡可能多的時間學習這方面的基礎知識和發(fā)展前沿，心中有了底之后，便開始深入調(diào)研，到處請教。在四川，一個老航飛員介紹，現(xiàn)在航攝儀最常用的焦距150毫米偏長，88毫米偏短，120毫米最好。我牢記在心，現(xiàn)在SWDC-4的焦距就是等效于120毫米。在總參測繪局，一位同志介紹，要取得理想的測圖效果，數(shù)字航測儀的旁向視角必須達到90度以上，而進口產(chǎn)品的旁向視場角不到70度。據(jù)此，SWDC-4數(shù)字航測儀的旁向視場角超過了90度。經(jīng)過深入研究，我們的這一成果不僅成功出爐，而且高程精度要比國外產(chǎn)品高好幾倍，由于精度的突破，攝影測量的應用領(lǐng)域大大拓寬，過去不能做的現(xiàn)在也變成可能。”老劉說。
科研工作者不能昧著良心說話
老劉當了院士以后，請他出席的會議多如牛毛。他就一個原則：與測繪有關(guān)的去，與測繪無關(guān)又不得不去的，去了也只講測繪。有個上市公司是老劉公司的客戶，請了幾位院士去開會，宣傳他們的新概念，希望院士們認可他們的發(fā)展規(guī)劃。老劉一聽，所謂的新概念都是虛的。其他院士都簽了字，一向秉承“客戶至上”的老劉就是不簽這個字。盡管得罪了客戶，老劉說科研工作者不能昧著良心說話。
老劉為我國測繪事業(yè)的發(fā)展作出了重大貢獻，但從不躺在功勞簿上居功自傲，始終嚴格要求自己，從沒有要求組織給他解決過個人的問題。他愛人身體不好，兩個兒子都已成家，家里成了“空巢家庭”。為了不讓夫人感到孤獨，他有時出差也帶著夫人，但他公私分得很清楚，夫人的路費一定要自己出。劉先林家離單位遠，照顧愛人很不方便，院里想在單位大院里給他補一套單元房，他堅決不同意，說院里房子本來就緊張，不能再要了。前幾年，為了劉先林工作方便，院里專門給了他一套里外間的辦公室，可他把里間讓給同事搞研究、做實驗，自己辦公的地方擠了又擠。院里還提出為他配備汽車和司機，也被他一一謝絕。
老劉的椅子也很有意思，還是1973年國家測繪局恢復后的膠合板凳，沒有扶手，上面的油漆早已脫落了。有人張羅給他換個舒服的椅子，他振振有詞：換了那種搖椅似的椅子固然很舒服，可是人坐在上面搖啊搖，容易睡著了。所以不能太舒服，太舒服就不能出科研成果。他還勸下面的年輕人，你們也都坐木椅子吧。
