简水生科学报国沿着光的方向前行

简水生,北京交通大学光波所所长,也是北京交大在建国以后的第一位中国科学院院士。

年幼的他就发誓一定要学有所成,为祖国富强而奋斗。

高中毕业后,简水生立志科学报国。他认为要走科学报国的路,只有靠理工。“考完通知都陆续来了,包括北方交通大学、北京铁道学院。我就毅然选择北京,北方交通大学。”

北方交通大学的历史可以追溯到1896年,它的前身是清政府创办的北京铁路管理传习所,是中国近代铁路管理电信教育的发行地。简水生来到这里时正是著名桥梁专家茅以升担任校长期间。建国初期各方面的人才都极为缺乏,中央决定本应四年毕业的大学生提前一年毕业,并选派一批优秀学生前往苏联留学。简水生就是这批留苏学生中的一员。

对于简水生来说,这次看似单纯的留学行,却又并不简单:“因为宝鸡到凤州铁路马上修,通信要连接起来。线路埋在地里头,避免不了干扰,所以要做一定的屏蔽结构。怎么做?国家就派我去学习。当时这个屏蔽结构有两个计算公式,这两者之间根本看不出任何联系。见到导师时我就把这问题提出来了。我说有两个公式,这两个公式看起来好像没有联系,究竟应该怎样算这个屏蔽体的屏蔽效应?他当时就回答,说这两个公式应该乘起来才等于这个屏蔽体的真正屏蔽效应。”

对于导师的回到,简水生并没有当即接受,“我没有相信他,我说回去找书籍看看,是不是应该乘起来。后来我找了半天没找到,我说应该是一个公式。导师说你这个学生我教不了,你另找导师吧。”

不难想像,与导师闹翻是什么后果,简水生的博士论文无法完成,满怀不平的他回到了祖国,在北京交大当起了讲师。但是在压力和挫折下,他没有放弃,而是利用自己的时间继续推导那个被苏联专家否定的理论。

就在简水生为那个公式夜不能寐时,正在建设成昆铁路的铁道部也遇到了一个棘手的问题。领导决定把这个难题交给从苏联留学回来不久的简水生。

“铁道部给我一个任务,就是电缆要过一个河,但是河那里总有雷击。电缆非得要过那个河,就要弄个钢管。那么钢管的屏蔽效果究竟有多少?这钢管能不能保里面的电缆不被雷击?我就测它的屏蔽系数,跟一般的低频系数,公式算出来就不一样。电流越大,屏蔽系数越好,越小,屏蔽效果越好,谁也解释不出来。

最后我终于解开这个谜了,就是因为电流越大,这个钢管的导磁率越高,也就是它就接近于高频了,而且是它的厚度越厚,几乎效应跟高频一样。”

在测试中,简水生隐隐约约的发觉高频干扰与低频干扰在一定条件下存在着关联。而这种关联正是当年被苏联专家所否定的。面对这样的测试结果,简水生的脑海里灵光一闪,他知道那个被他推导了三年的公式可能就隐藏在这个反复进行的测试中。

“那天晚上一晚没睡觉,一通宵就把它推出来了。”解决了理论上的推导之后,在简水生的带领下,技术人员很快就把干扰屏蔽的问题解决了。我国第一条电气化铁路屏蔽结构也就此确定。

困扰了简水生三年的难题终于被他彻底解决,但是接下来另一个新的问题又摆在了他的面前。“铁路开通后,调度电话噪声特别大。”

经过多次的实地考察,简水生发现调度通讯所采用的抗干扰模式,依据的是苏联的屏蔽理论,不但成本高,效果也不好。而如果将他之前刚刚推导出的那个公式进一步延伸,或许能另辟蹊径。

简水生于是成立一个战斗组,由他任组长,“我带他们根据我的消除螺旋效应的理论开始做起。我们跑到上海,在一间弄堂工厂做了比较长的镀锡钢带,做好后切上,整个屏蔽效果比国际上最好的还好。”

1978年全国科学大会在北京召开,在这次被科学界称为“科学的春天”的大会上,简水生凭借他的内屏蔽对称电缆拿到了重大贡献奖。

获奖对于他来说不仅仅代表着荣誉,更是一种动力。接下来他便开始了对束管式光缆的研究。“我当时就想一方面要做个又小又便宜的缆;另一方面,是核电磁脉冲炸弹,就是电磁脉冲炸弹。电磁脉冲炸弹是它在空间放出一个很大的场强,只要有任何导线,它都会在两个导线之间,只要有导体,在两个导体之间就产生很高的电压,把中间任何绝缘都烧掉。这就是我做束管式光缆的动因。”

80年代初科学家们开始关注光纤通信,光纤是光导纤维的简称,光纤的使用给人类通信史带来了革命性的变化。简水生敏感的意识到了这一点,他千方百计向铁道部和有关方面建议,加强对光纤通信的研究。为加速铁路光纤通信发展起了很大的作用。

回顾他的科研方向,无不与国家和人民的利益相关。也许这就是简水生最值得尊重的地方。

作者: 新华网   [责任编辑: 李浩]

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