【大家】阳光总在风雨后——记中国科学院、中国工程院院士陆元九
卫星与网络
前言
陆元九院士的一生坎坷起伏，11年在他乡求学、曲折回国。十年后白手创业。12年在“牛棚”中度过。1978年随着中国改革开放的步伐，58岁的他才真正迈出积极闪耀光辉的步伐，为祖国的航天事业焕发出青春。面对工作和生活中一个又一个难题，他没有畏惧，更没有退缩，以满腔的激情应对工作的艰难和生活的困境。他多年的积淀在中国航天事业中大展身手，成为中国航天惯导系统的“掌门人”。
他是一个运动爱好者，网球、乒乓球、桥牌、跑步、游泳样样拿手。他每天坚持跑3000-5000米，一直坚持到70岁。
不管是得还是失，他从来都是淡定自若、宠辱不惊，默默地做着自己该做的事情。《卫星与网络》杂志本期《大家》栏目的“他”就是我国著名自动控制惯性导航技术专家，中国科学院、中国工程院双院士陆元九。
他乡求学 归途漫漫
本刊记者：陆院士您好。我们知道您在麻省理工学院获得了世界上那个第一个惯性导航博士学位，这在科学史上都可以被称作是里程碑。您能回忆一下您在美国留学的这段经历吗？
陆元九：我是1945年公费到美国留学的。在此之前，我当了几年的大学助教。之所以选择到美国留学，主要是想深造自己。从国际背景来看，在上世纪40年代，第二次世界大战的战场不在美国，美国本土几乎没有战争创伤。相反，这个时期，美国的政治、经济、科学等方面都有了很大的发展，二战时期大多数的先进武器都是在高校参加下研制成功的。美国政府对高校的扶持力度非常大，美国高校的学习和科研环境当时在国际上都是非常优越的。当我得知了公费留学的消息，我就一边工作，一边努力的学习，最终考取了公费留学的名额。
本刊记者：对于您将要去学习的大学和专业您之前有所了解吗？
陆院士：我在麻省理工学院选择的是仪器专业，当时对专业的发展背景和具体的应用都不清楚，知道上世纪50年代，关于这个专业方面的资料才不断公开逐渐丰富起来。我选择这个专业主要是考虑到可以接触到一个新的领域，学到更多的东西。
本刊记者：您在美国留学碰到过比较困难的事情吗？
陆院士：单纯学习方面的困难不是太多，在学科方面，自己刻苦就可以克服。刚到时，语言方面的困难是口语比较突出，听老师讲课，现在脑中译成中文才能理解，等我理解了，老师又讲了几句，所以感觉老师讲话特别快跟不上，差不多花了三个月才渐渐适应。当然，要说比较困难的事情就是受到当地人的歧视和怀疑，比如去租房子，房东一看到是黄种人，就不愿意租给你了，这种情况经常让我憋一肚子气。
本刊记者：您从麻省理工学院毕业后，主要从事什么样的工作呢？
陆院士：拿到博士学位之后，我被麻省理工学院聘为副研究员、研究工程师，并按照美国的相关规定（允许留学生在美国实习一年半），在导师的科研小组中继续从事研究工作。当时并没有想过要留在美国，就一边工作，一边设法了解国内的情况，为回国做些准备。为了摆脱因工作涉密对回国的限制，1950年我从航空工程系转到土木系一个研究原子弹爆炸破坏效应的结构动力学实验室。1953年有了两个孩子，为了家庭，也为了便于校方为我安排工作，我就办了绿卡，但没有进一步办理加入美籍的手续。为了彻底扫清回国的障碍，1954年我又离开麻省理工学院的结构动力实验室，去到了一个民用单位，就是福特汽车公司，进行民用科技的研究。
本刊记者：您是从什么时候开始打算回国的呢？
陆院士：1949年毕业之后，我是打算在美国在实习一年就会回国的，而我的夫人很迫切的想要回国看父亲。但这一年，解放战争结束了，我们与国内的联系也中断了，国民党时期的护照没有了，回国就成了问题。后来，抗美援朝战争爆发，美国规定中国人作为“交战国”的公民不准离境，必须每三个月到移民局报道一次，还需带上警察局的材料，证明这三个月没有任何“步伐活动”。直到1955年，第一批中国留学人员，包括钱学森回国了，我也开始偷偷地准备回国。由于中美没有建交，手续只有通过印度大使馆办理。几经周折才办好手续，准备登船。但这时航运公司通知，为防天花，小孩必须接种牛痘，可我最小的孩子还不到半岁，有过敏问题不能接种，这样就又拖了一段时间，直到1956年4月底，我的妻子、三个孩子才从旧金山登上了返回祖国的轮船。这船先到日本，又绕到菲律宾马尼拉。当停靠在马尼拉时，其它乘客可以下船活动，唯独我们几位中国留学生不能，被集中到一间船舱里看管，全天不准离开，以防非法入境，上厕所都有人跟着。经过23天的航行，5月23日船才到香港。正常靠岸之前，大约凌晨五六点钟吧，我们几名中国留学生被叫醒去了行李，在海面上被下到一条小船上提前靠岸。港英当局我了防止我们偷渡入境，专门派警察押运，上午先到九龙火车站一个房间里等待，直到下午才被押解乘火车到罗湖口岸。最后终于回到了分隔十几年的祖国。
本刊记者：踏上国土的第一感受是什么？
陆院士：回家了，终于回到家了。一边是英属香港，一边是中国深圳，中间是罗湖桥，关口上的那道铁门隔着这两个世界。当我们一行人走过了九龙关口，铁门哗啦一声关上的时候，我当时的心里真是百感交集——这回国的路看似平常，可竟走了11年。
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为了实现回国的夙愿，陆元九先从麻省理工学院的航空工程系转到土木系，后又离开土木系到福特汽车公司科学实验室进行民用科技研究，都是为了摆脱因工作涉密对回国的限制。此间，陆元九参加了多项先进科技项目的探索，其中包括世界上第一辆气垫车。
事业的成功，并不能减弱陆元九的思乡情怀。经多年的不懈的努力，他终于辗转回到了祖国。
执着摸索 事业坎坷
本刊记者：陆院士，您回国之后，做了哪些工作？
陆院士：出国之前，由于大部分的时间都是在学校度过的，对社会了解不多。后来在国外待了几十年。回来之后，对国家各方面的情况也都不了解，至于会被安排做什么工作我自己也不清楚。到北京之后，就有人给我介绍国内的一些情况，还参观了一些高校，当时预感安排到高校工作的可能性比较大。
1956年国家科学委员会制定了12年科学发展规划，并提出了《发展计算技术、半导体技术、无线电子学、自动化和远距离操纵技术的紧急措施方案》，当时叫做“四大紧急措施”。随后经周总理批准，决定由中国科学院筹建相应四个领域的研究机构。陈毅副总理批准了组建四个研究所的筹备委员会名单，我在里面任专职委员，参加自动化筹备处工作，协助钱伟长、张劲夫等人主持筹建自动化所得工作。1960年2月，中国科学院自动化所正式成立，我担任了副所长。
本刊记者：当时四大紧急措施以及自动化所筹备处是一个什么样的情况？
陆院士：我是第三个到自动化所筹备处报到的人，之前的两个人是从力学所调过来的。抗美援朝之后，国家确定了重点发展工业自动化这个发展方向，自动化筹备处就围绕这个主题进行工业自动化的重点研究。由于我国工业的基础相当薄弱，在这一方面几乎没有经验可循，是苏联专家帮忙制定规划的。
本刊记者：您当时认为最困难的事情是什么？
陆院士：我在美国一直从事具体的技术研究，是针对一个项目或者一个工程的某个具体设备进行研究。而这个时候，我面临的是整个工业自动化领域的研究，虽然有机构、有人员，但怎样开展工作，进行哪些具体内容的研究就不清楚了。
本刊记者：面对这样的困难，您和同事是增氧开展工作的呢？
陆院士：根据“规划”，工业自动化是服务性质的研究工作，需要针对服务对象进行具体的研究。而不像计算机、半导体等科学领域，可针对其自身的发展进行工作。这种情况，我们曾到当时的苏联东欧等国考察学习，也多次请外国专家来讲学指导，我们还到处去找具体的工作来做，比如去化工厂、化肥厂、热电厂等工业对象，看看我们都能做哪些相关工作。在这个过程中，也受了很多的委屈，一些不理解的人就会说既然没有任务、没有工作，就没有必要成立一个研究所。除此之外，我们还为研究工作做准备，订一些机器、设备、器材之类的。1958年，中国科学院召开一次大跃进动员会后，自动化所的大部分工作转向为国防工业服务，我的工作涉及控空火箭仪器舱及人造卫星的控制。可一年过后，由于经济和技术方面的原因，很多工作都展开不下去了，航天、卫星控制工作，很难深入下去，我们又再一次失去了方向，开始探索，开始找任务、找工作。
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1958年，毛泽东发出“我们也要搞人造卫星”的号召，陆元九在中科院的大跃进动员会上提出：要进行人造卫星自动控制的研究，而且要用控制手段回收它。这是第一次提出“回收卫星”的概念。随后，中国科学院承担了“581任务”，并决定成立三个设计院：第一设计院负责运载火箭的研制，设在钱学森任所长的力学所内；第二设计院负责控制系统的研制，称中科院自动化所二部，陆元九等位技术领导；第三设计院负责控空仪器与空间物理研究，即地球物理所二部，赵九章等为技术领导。当年10月5日至11月9日，中国科学院举办自然科学成果展览会，445家单位的近4万人参观了展览。3000余件展品中，一件尖端科技产品引人注目—陆元九和同事们组装的探空火箭仪器舱模型，当时的国家领导人毛泽东、刘少奇、周恩来、朱德、陈云、邓小平等先后参观了探空火箭模型，陆元九荣幸的担任了这项展览的讲解者。
本刊记者：那么随后您和同事们是怎样找到方向的呢？
陆院士：1959年至1965年期间，我对惯性技术的发展倾注了很大的精力。在自动化所开展陀螺和惯性导航的工作，我认为应以“元部件为主，测试设备先行”为研制方针，并对关键部件的制备进行了较为深入的研究。这期间还主持开展了飞行器自动控制方面的而研究工作，惯性器件及测试设备研制，稳定系统。惯性制导系统研究，液压、气动执行机构、天文导航和红外导引头技术研究等；参与了我国船舰惯性导航系统方案的制定和技术力量的培养。
1965年，根据国家发展的需要，中央决定人造卫星工程再度上马，代号为“651任务”，中国科学院成立了“651”设计院。同时，自动化所还承担了另一项“157任务”，研制液浮惯性平台，由我担任室主任。那时，我们开展的主要是单自由度液浮陀螺、液浮摆式加速度表以及用这些仪表组成的陀螺稳定平台的研究；同时，还进行我国第一台大型精密离心机的研制。1968年中国科学院内与国防有关的部门都转入到了国防科委，自动化研究所大部分划国防部五院，改为502所，我也就跟着到了五院。
本刊记者：我国的航天事业经历了整整一代人的艰苦探索，才有了今天的发展，您的工作大概是从什么时候开始进入正轨的呢？
陆院士：1966年和1978年是我工作的两个分水岭：1966年之前，处于对工作的方向探索阶段，多方面工作打基础，有方向没任务，1965年刚有任务，1966年因文革而断；1966年到1978年处于无工作状态阶段；1978年之后我的工作和事业才步入正轨。
本刊记者：您说的1966年—1978年处于无工作状态阶段是生么样的情况？
陆院士：文化大革命开始的时候，我被划分为“反动学术权威”，1968年清理阶级队伍时我又被划分为“特务”之类的，直到1978年，我一直都没有被安排工作，70年以前经常被批斗。
本刊记者：对于这个12年的空白期，您怎样看待？
陆院士：这个时期，我46岁到58岁，对工程技术人员可以说处于人生一个黄金阶段，但是却被浪费了，对此，我感到非常遗憾和痛惜，尤其是最珍贵的《陀螺及惯性导航原理（下册）》手稿因抄家而遗失，造成了无法挽回的而损失。
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正当陆元九准备以最高热情投入到工作中，十年浩劫开始了，造反派给他编出“特务”的罪名，在1966年到1978年的12年间，陆元九被剥夺了一切工作。粉碎“四人帮”之后，担任七机部部长的宋任穷来到陆元九家中，了解他的情况，陆元九就表示希望继续从事自动控制和惯性导航方面的工作，并希望到国内相关单位考察。1978年初，陆元九得到通知参加全国科学大会，闭幕式的时候还你上了主席台。在他赴长沙国防科大考察期间，又街道参加第五届全国政协会议的通知。接着，陆元九被调往北京控制仪器研究所任所长。这时陆元九只有一个念头：努力工作，把“文革”中失去的时间尽可能补回来。
追赶时间 奉献航天
本刊记者：您是航天控制的专家，在您看来，航天控制与一般的工业控制，主要区别是什么？
陆院士：我所从事的这行叫控制与导航，导航就是通过一定的路线从一个地点到达目的地。可以说，在日常生活中，每个人都是导航专家，随便去什么地方，都会有路线，沿着路线到达目的，这就是典型的导航。有导航就有控制，对运行的方向，路程之类的进行控制，所以说，几乎每个人每天都在进行着导航与控制。而我所从事的专业方向，简单说，就是把耳朵堵住、把眼睛蒙起来，不同外界接触，通过特定的仪器设备随时随地的测量物体的方向、速度，从而达到目的地。从控制理论来讲，航天控制与一般的控制差不多。比如控制一个热电站、化工厂与航天控制的区别在于所控制的对象不同，从而使用的方法也就相应的不同。
本刊记者：曾经有一种说法，认为航空主要靠材料，航天主要靠控制。材料需要长期经验积累，很难迅速突破；而中国人的聪明才智可以很快突破航天的控制。因此要大力发展航天，解决国家战略武器问题。您是如何看待这种看法？
陆院士：在一般情况下，无论是航空还是航天。材料、控制等都要好，但各有各的特色和难点。在特定的环境和背景之下，这个说法还是有一定道理的。早在上个世纪30年代我国的航空就早已起步，40、50年代就有了一定的基础。而到1956年制度“十二年科学技术发展规划”的时候，应说航空的技术比航天要好得多。当时曾经针对是优先发展航空还是优先发展航天展开一定的争论。现在看来，当时决定优先发展航天的战略决策非常了不起。就武器来说，航空是格斗性质的，飞机的性能的优劣是关键。而五六十年代航天只能攻不能防，解决了有无问题。纵然性能稍差也能起到威慑作用。时至今日，无论是军用还是民用我们也要大力发展航空事业。
本刊记者：这次天宫一号和神舟八号的交会对接任务，控制问题的难点在哪里？
陆院士：交会对接，简单就是天宫一号先上天，过一段时间，再发射神舟八号上去，两者碰上并合在一起。说起来简单，实施起来有很大难度。两个物体都在太空，之前并没有路，各自都以每秒近8千米的速度飞行，这就要求两者处于同轨道，使两者在接近时要互相对准，而且要有一定的接近速度，接近速度过大，就撞坏或撞飞了；接近速度太小，又碰不上。这些都对控制技术提出很高要求。大致相距50千米，神舟八号就开启雷达等设备自主测量二者的相对距离和速度，并控制二者逐渐接近；到了相距140米，又要利用CCD等敏感器测得更精确的相对运动参数，直到两个飞行器相互接触。接触后，还要靠精准的对接机消除二者之间位置、姿态等的最后偏差，并耗散由于接近速度而产生的能量，直到相互锁紧。
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1959年-1966年期间，陆元九在自动化所参加陀螺和惯性导航及自动化控制等多项研制工作，非常注意人才培养，在自动化所建立了研究生制度。1958年，陆元九参加了中国科技大学的筹备工作并兼任自动化系副主任。为了完成好这个教学任务，陆元九把自己的陀螺、惯性导航方面多年学习的知识和积累的经验作了梳理和规划，编成了教材《陀螺及惯性导航原理（上册）》。过去这方面的著作都是以力学的观点和方法来对陀螺及惯性导航原理进行论述，而这本书却采用的是自动控制的观点和方法进行论述，视角和观点也就比较新颖和独特，据说，这是我国惯性技术方面最早的专著之一。有了它，陆元九的教学任务能够顺利完成，学生们也系统的了解陀螺及惯性导航方面的知识。
1978年调入第七机械工业部工作后，陆元九先后主持开展了先进惯性导航技术的预先研究和产品研制工作，为各类型号任务的顺利完成做出了重要贡献。针对惯导技术和惯性技术发展的需求，先后领导开展了液浮陀螺仪、液浮摆式加速度计、误差标定与补偿技术等多项预先研究课题，从提高运载火箭入轨精度的角度出发，力主中国的惯性器件应该把提高精度作为长期的主攻方向。他提出根据不同的使用要求和管道系统的特点确定运载火箭、导弹武器采用惯导方案的原则意见，多年来依旧被众多型号所遵循。陆元九还充分利用对外开放的机会，多渠道聘请专家，组织国际会议，进行技术交流，引进人才，促进了我国惯性导航技术的发展。
在航天部门工作的不同时期，陆元九针对当时国内惯性技术研制情况，提出从全局出发、统筹规划、明确分工、分头突破、成果共享、加速发展的策略，主持制定了“1981-1990年航天惯性器件专业发展规划”、“1985-1999年全国惯性技术专业发展纲要”，确定惯性系统技术方案、知道技术攻关，推动了一些重大项目与关键技术的发展，对中国惯性技术的发展起到了重要作用。
陆元九坚持从元部件抓起，在自动化所、控制仪器研究所工作期间，针对高精度惯性器件的需求，提出了集中力量攻克关键技术、组织智力引进、借鉴国外先进经验。随着一系列先进技术的逐项突破，标志着中国惯性技术攀登上了新的技术高峰。
陆元九提出，测试技术是高精度惯性器件研制的重要环节之一，并组织开展测试技术的研究。为实现误差系数的分离，需要多种专用的测试设备和与之配套的设施，这些都是发达国家掌握的先进技术。还在他担任自动化所副所长期间，就主持了精密仪器的自行研制并取得成功；在担任控制仪器研究所所长后，又申请国家批准，主持筹建惯性仪表测试中心。该实验室的主要设备的论证和技术方案的审定，都体现了他的技术水平和研究成果。
华丽蜕变 收获爱情
本刊记者：天赋对一个人的成功所起到的作用还是蛮大的，您能回忆一下自己的少年时代吗？
陆院士：小时候，有我比较贪玩，学习成绩平平，字写得不太好，作文也写得不好。那时候，我父亲在外地教书，没有人监督和辅导我学习，我下了课就听别人唱戏，看别人练功，总之老喜欢往热闹的地方凑。我属于那种智力中上等，平常学习不爱用功，成绩马马虎虎的学生。一直到初三，我的学习成绩才有了比较明显的进步。
本刊记者：在您的求学路上，有没有让您至今还记忆深刻的人和事？
陆院士：初三的时候，我碰到一个对我一生都有很大影响的几何老师。每一次考试，他在黑板上写考题，我们学生在下面做题。基本上他一写完题目，我就做完了。老师并没有让我离开教室，他让我再看一下自己的答题，问有没有发现自己答错了的题目。我仔细检查，经常发现错误。全部检查完之后，老师还是没有让我离开教室，他又指着其他的题目要我想一想其他的解决方法。就是这个老师，让我发现了，自己的错误，学会了真正理解题目的内涵，而不是单纯的做题。至于让我记忆最深刻的事情，就是1936-1937年复读的经历，对于我一生的工作和学习影响都非常大。1936年高中毕业，因病没有参加高考，我跟着父亲在一个初级中学复读。开始就是按照做题目的方法复习，遇到不会的就向老师请教，自己没有考虑为什么不会做的知识点。老师发现这个问题，并没有直接解答我的问题，而是让我去查找相关资料，把知识点消化之后，再去做题目。这之后，我转变了学习方法，进步很快。这一次的经历让我掌握了学习的方法，知道怎样自我的获取知识，并应用这些知识去解决问题。
本刊记者：您的学习经历，让您掌握了学习方法，收获了知识。那您的爱情是怎样收获的呢？
陆院士：我在武汉大学做过一年的助教，那时候就知道了夫人是武汉大学的学生，也是校长的女儿，但是没有直接见过她，出国留学之后，我的一个女同学和她在同一个大学，介绍我们认识了。我们大概谈了一年多就结婚了，本来没有打算在美国结婚，夫人想要回国看望父亲，但是由于航路不通，我们回不了国。在美国，我一个人工作，夫人是全职的家庭主妇，一家人非常幸福。
本刊记者：回国之后的生活与之前在美国的生活有没有发生变化？您们夫妻之间的感情有没有受到影响？
陆院士：回国之初，我们很困难，尤其是小孩们特别不适应环境，经常生病，我和夫人就要经常往医院跑。后来在文革期间，我被批斗了，调查我的人去找我夫人了解情况，我夫人一直都非常地信任我，支持我。甚至有人让夫人和我离婚，划清界限，但是夫人对我的感情从来都没有变过。在文革期间，我夫人曾经动过一次手术，我也是日夜陪护她，寸步不离。由于病房里面都是女同胞，我晚上就呆在走廊里，连续好几天都是在那里过夜。应该说，我和夫人之间是共患难，见真情。
本刊记者：您夫人是名门之后，但是非常的低调，在您眼里，她是一个怎样的女人？
陆院士：我夫人性格非常的的温和，对每个人都很和善，而我的脾气就比较急躁一些，对人对事都很较真。夫人对于小孩的成长和整个家庭都做出了很大的贡献。
凭借着强烈的爱国信念，陆元九院士回到了祖国；凭借这顽强的意志力，他走过了十年的低谷期。阳光总在风雨之后，1978年，陆元九终于在政治和工作上得到了解放，他的事业也伴随祖国改革开发的步伐快速腾飞。
在陆元九院士最艰难的时候，背后总有一个人在默默地信任他，支持他，从上世纪40年代开始相知相爱，他们已经携手走过了60多年的风风雨雨。
从一个学习成绩平平的孩子到一个成就卓越的科学家，陆元九院士的人生进行了华丽的蜕变。通过对学习方法的把握，陆元九院士收获了知识。从上个世纪40年代相识相知，一直相爱了半个世纪，这是一份沉甸甸的爱。所谓患难见真情，陆元九院士和夫人相濡以沫，一起经历了千辛万苦回来建设祖国。在陆元九院士被迫害，被质疑，被批斗的时候，他夫人更是勇敢的承担家里的一切，并告诉所有人她坚信他对国家的忠诚。在夫人身体欠佳的时候，陆元九院士同样是不离不弃，呵护备至。在几十年间，陆元九也收获了最宝贵的爱情。
即使目前已经快92岁了，陆元九院士依然在发挥着余热。他虽然不能像年轻的时候那样在一线冲刺，但依然在高层次上把关，利用自己丰富的经验对年轻一代遇到的问题进行指导和补充。
（原文刊登于《卫星与网络》杂志2011年11月）