——莊松林院士

科學(xué)家故事集

點擊上方聽全文

朗讀:中國科學(xué)家博物館講解隊

出身教育世家的他，以“格物致知”的家訓(xùn)熔鑄成科研基因。在激光技術(shù)初創(chuàng)期，他懷揣“讓光束精準如手術(shù)刀”的執(zhí)著，攻克醫(yī)學(xué)成像難題。他的科研生涯宛如一塊精密的三棱鏡，將科學(xué)探索的光芒分解成不同維度的光譜。他就是光學(xué)專家、中國工程院院士莊松林。

莊松林這樣評價自己：“如果用一束光來形容的話，我希望自己是可見光。因為看得見，感到很實在?！泵鎸H技術(shù)封鎖，他帶領(lǐng)團隊自主研制出首臺國產(chǎn)光刻機光學(xué)系統(tǒng)。他運用光譜分析法，培養(yǎng)出既能從事基礎(chǔ)研究，又能攻關(guān)工程的“棱鏡型”創(chuàng)新團隊。翻開他的科研筆記，泛黃的紙頁間跳動的公式與光路圖，恰似一條永不熄滅的光鏈，串聯(lián)起中國光學(xué)從跟跑到領(lǐng)跑的壯麗征程。

PART.01

·啟蒙之光：教育世家的

科學(xué)基因解碼·

莊松林年僅兩周歲時，母親便開始教他認識“方塊字”。父親則通過“雞兔同籠”問題來訓(xùn)練他的邏輯思維。得益于父母的悉心教導(dǎo)，莊松林在入學(xué)前已能識得800余個漢字，4歲便踏入小學(xué)課堂。當(dāng)同齡孩子還在擺弄積木時，小莊松林已能解三元一次方程組——這種超前教育并非揠苗助長，而是父母深諳“思維啟蒙比知識灌輸更重要”的教育理念。正如莊松林所言，這并非他天資聰穎，而是父親當(dāng)年注重早期教育的結(jié)果。

“畢竟父母都是教師，他們深知早年啟蒙教育的重要性，并懂得如何培養(yǎng)孩子正確的邏輯思維能力。父親教導(dǎo)我，即使別人已做過上百次的事，你再去做時，也要有所不同，要創(chuàng)新……”莊松林回憶道。

父親“做習(xí)題要動腦筋，不要照搬公式”的教誨，在莊松林心中播下了創(chuàng)新的種子。四年級時，他自創(chuàng)“水流速度逆向推導(dǎo)法”解應(yīng)用題，這種打破常規(guī)的思維方式，正是未來研發(fā)光刻機光學(xué)系統(tǒng)時“逆向工程”的雛形。母親精心挑選的《科學(xué)家的故事》中，牛頓從蘋果落地發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事，讓他領(lǐng)悟到“科學(xué)始于觀察，成于思考”的道理。

1957年，李政道和楊振寧榮獲諾貝爾獎的消息，如電石火花般點燃了少年莊松林的科學(xué)理想。在上海格致中學(xué)的物理實驗室里，17歲的他用自制望遠鏡觀測月面環(huán)形山，鏡片上凝結(jié)的水汽，正是他對科學(xué)探索的最初注解。這種將個人志趣與國家科技振興相結(jié)合的精神，在他日后主持國家重大光學(xué)工程時得到了完美詮釋。

青年時代的莊松林

來源：新民晚報

在莊松林的科研筆記扉頁，父親以紅筆題寫的“格物致知，守正出新”八字箴言穿越時空，與他在2019年國際光學(xué)大會上題為“光學(xué)創(chuàng)新要敢于挑戰(zhàn)經(jīng)典理論”的發(fā)言產(chǎn)生了奇妙的共鳴。教育世家的科學(xué)基因，歷經(jīng)三代人的傳承與演變，最終在這位光學(xué)泰斗身上煥發(fā)出璀璨的創(chuàng)新光芒。

PART.02

·轉(zhuǎn)折之光：命運拐點處的

光學(xué)覺醒·

1957年，莊松林懷揣著對理論物理學(xué)的向往，如愿考入了復(fù)旦大學(xué)物理系。然而，命運卻與他開了一個玩笑。在專業(yè)分配名單上，莊松林的名字意外地被標注在“光學(xué)”欄。

這個看似陰差陽錯的安排，卻在四十年后為中國光學(xué)界造就了一位“光刻之父”。在周同慶教授的光譜實驗室里，莊松林發(fā)現(xiàn)了比理論物理更具現(xiàn)實溫度的科學(xué)魅力——當(dāng)他用自制干涉儀觀測到鈉雙線時，那種“光的奧秘觸手可及”的震撼，徹底改寫了他的學(xué)術(shù)軌跡。莊松林回憶道：“復(fù)旦的求學(xué)時代是我人生中最美好的時光。”周同慶教授、章志鳴、毛清獻老師等儒雅學(xué)者的風(fēng)度、對學(xué)子的諄諄教誨和學(xué)術(shù)熏陶，都深深地影響了他。

然而，命運似乎并不打算讓莊松林的求學(xué)之路一帆風(fēng)順。因肺結(jié)核休學(xué)的一年，成了他的“學(xué)術(shù)閉關(guān)期”。躺在華山醫(yī)院的病床上，他通讀《光學(xué)原理》并手繪光路圖，將病房變成了“流動的實驗室”。盡管畢業(yè)時已進入肺結(jié)核恢復(fù)期，但他仍與報考王大珩先生研究生的機會失之交臂。

復(fù)旦畢業(yè)后，莊松林進入上海光學(xué)儀器廠，初時他需要一段時間來適應(yīng)。幸運的是，他及時調(diào)整心態(tài)，在現(xiàn)實的技術(shù)工作中發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題、尋找樂趣?！拔宜鶑氖碌墓鈱W(xué)設(shè)計是一項繁雜的工作，除了對透鏡系統(tǒng)要有深刻的理解和設(shè)計經(jīng)驗外，在很大程度上還是一種技巧。不過，它的科學(xué)問題乃是一個多變量的、在一定邊界條件下的最優(yōu)化問題?！?/p>

22歲的莊松林將復(fù)旦課堂的理論轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。憑借扎實的理論基礎(chǔ)和敏銳的科學(xué)洞察力，他在兩年內(nèi)運用復(fù)旦大學(xué)的602型電子數(shù)字計算機，編制出光學(xué)系統(tǒng)初級像差的自動平衡程序，并應(yīng)用到光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計中。光譜儀設(shè)計周期從半年縮短至三天，這種“讓科學(xué)走出象牙塔”的實踐精神，正是中國光學(xué)從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。留法老教授驚嘆于中國青年的創(chuàng)新速度：“我們花了4年時間看文獻，你們居然已經(jīng)在應(yīng)用了?！?/p>

莊松林說：“對我來說，也是受惠于父母在我孩提時的教誨，得益于復(fù)旦求學(xué)時打下的扎實基礎(chǔ)，以至于有幸能在1964年的華東物理學(xué)年會上，在許多前輩面前，作了大會報告。那年我24歲。”

這個從理論物理“誤闖”光學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者，最終在光的折射與衍射中找到了人生的坐標系——就像他研發(fā)的光刻機將光的能量聚焦于納米級芯片，他的科研人生也始終聚焦于將命運的偶然轉(zhuǎn)化為科學(xué)的必然。

PART.03

·淬火成鋼：逆境中的突圍與涅槃·

在“知識越多越反動”的年代，莊松林身處上海光學(xué)儀器廠的鍋爐房，竟以煤粉為紙，推演最優(yōu)化算法。這一與紅衛(wèi)兵口號背道而馳的場景，卻成為中國知識分子科學(xué)精神的生動縮影。他與志同道合者秘密組建“地下科研小組”，白天在車間辛勤勞作，夜晚則在倉庫探討成像理論。這段“偷來的學(xué)術(shù)時光”，不僅為日后光刻機的研發(fā)奠定了堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，更在困境中賦予他前行的力量。

1979年的公派留學(xué)考試，對39歲的莊松林而言，不僅是學(xué)術(shù)生涯的轉(zhuǎn)折點，更是時代變遷的隱喻?！拔沂终湟曔@來之不易的機會?！痹谫e夕法尼亞州立大學(xué)的實驗室里，他創(chuàng)造了“兩個月8篇論文”的科研奇跡。這種“將‘文革’耽誤的時間搶回來”的緊迫感，使他在《美國光學(xué)會志》等頂級期刊上留下了中國學(xué)者的輝煌印記。當(dāng)導(dǎo)師贊譽其“數(shù)學(xué)物理直覺罕見”時，莊松林不禁回想起父親在牛棚里偷偷塞給他的《變分法》筆記——那本以紅寶書封面?zhèn)窝b的學(xué)術(shù)瑰寶，在黑暗中點亮了他的科學(xué)之光。

留學(xué)期間最動人的篇章，隱于莊松林給妻子的家書之中：“我在實驗室的每一分鐘，都是你在國內(nèi)獨自承擔(dān)家庭重擔(dān)換來的。”幸運的是，妻子給予了他深切的理解與堅定的支持?！叭绻f我曾取得一些成績的話，有一半應(yīng)該屬于她的?！边@份相濡以沫的支持，幫助他在1982年以70個學(xué)分和3.95的平均積分，順利獲得博士學(xué)位。歸國時，他不僅帶回了先進的科學(xué)技術(shù)，更懷揣著“科技報國”的堅定信念。當(dāng)他在浦東張江實驗室調(diào)試首臺國產(chǎn)光刻機時，那些在‘文革’倉庫中推演的公式、在異國他鄉(xiāng)撰寫的論文，皆化作了照亮中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的光輝。

莊松林獲得博士學(xué)位

來源：上海理工大學(xué)

在莊松林的履歷表上，“‘文革’期間堅持科研”與“留美獲博士學(xué)位”兩行字看似尋常，實則是一代知識分子用生命書寫的“淬火傳奇”。正如他所說的：“科學(xué)的春天，總是在嚴寒之后到來。而我們這代人，既是破冰者，也是播種機?！边@種家國情懷在他指導(dǎo)博士生時仍在延續(xù)——就像他研發(fā)的光刻機將光束聚焦于納米級芯片，他的科研人生也始終聚焦于將時代的挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新的機遇。

莊松林在做實驗

來源：上海理工大學(xué)

PART.04

·育人之光：薪火相傳鑄光魂·

“長江后浪推前浪，培養(yǎng)后繼者是我人生一項不能間斷的任務(wù)?！边@是莊松林常掛在嘴邊的一句話。在莊松林的科研生涯中，“育人”始終與“創(chuàng)新”如光束的雙折射般共生共榮。

從1988年在上海理工大學(xué)開設(shè)第一堂光學(xué)課起，他就將講臺視為“播種光量子的試驗田”。每周雷打不動的“學(xué)術(shù)下午茶”，他與學(xué)生圍坐實驗室討論最新論文；每篇畢業(yè)論文的致謝頁，都留有他用紅筆修改的“科研倫理批注”。這種“潤物無聲”的育人智慧，讓他培養(yǎng)的團隊在國際光學(xué)工程領(lǐng)域嶄露頭角。

莊松林在給本科生上課

來源：上海理工大學(xué)

“每年大一新生開學(xué)之際，我總會為他們講授第一堂課，旨在幫助新同學(xué)迅速適應(yīng)大學(xué)生活，樹立正確的專業(yè)理念，明確職業(yè)發(fā)展目標。作為上海理工大學(xué)‘未來光學(xué)超級團隊’的隊長，除了具備學(xué)術(shù)能力和廣闊視野這一基本要求外，我對團隊發(fā)展還有兩點深刻感悟：一是秉持公平原則，對每一個小團隊都要公平對待；二是堅守?zé)o私精神。唯有如此，方能更好地促進團隊的良性成長與高效運轉(zhuǎn)?！鼻f松林恰如其分地闡述了他的管理哲學(xué)。

當(dāng)他將“未來光學(xué)超級團隊”的管理重任交付給青年學(xué)者時，那句“你們放手去闖，我來守好學(xué)術(shù)底線”的承諾，成為中國光學(xué)界最溫暖的注腳。他的16字團隊文化精神——“心比天高，腳踏實地，堅持耕耘，必有收獲”，如同光的波動性與粒子性一般，在青年人才身上實現(xiàn)了完美統(tǒng)一。

莊松林帶領(lǐng)團隊在光學(xué)設(shè)計、光學(xué)測量、光學(xué)信息處理等領(lǐng)域取得了多項創(chuàng)新性成果。尤其在新冠疫情防控初期，面對核酸檢測效率低下、醫(yī)護人員感染風(fēng)險高等嚴峻挑戰(zhàn)，團隊迅速研發(fā)出新冠病毒快速全自動檢測系統(tǒng)，以每小時200樣本的高效運轉(zhuǎn)，化作守護生命的光束，顯著降低了醫(yī)護人員的工作負擔(dān)和感染風(fēng)險。正如他所言：“科學(xué)家的奉獻，不僅要體現(xiàn)在論文中，更要銘刻在國家需要之處?！?/p>

莊松林給學(xué)生講解實驗原理

來源：上海理工大學(xué)

在指導(dǎo)學(xué)生方面，莊松林傾注了極大的心血。他時常激勵學(xué)生勇闖科學(xué)前沿，并強調(diào)科研工作必須緊密結(jié)合國民經(jīng)濟發(fā)展的重大目標。這位畢生致力于光學(xué)事業(yè)的科學(xué)家，以實際行動詮釋了真正的科學(xué)家精神：不僅在于點亮自身的科研星辰，更在于培育出一片璀璨的星河。