“長活塞推動低溫事業(yè)，脈沖管引領(lǐng)創(chuàng)新前沿。”在中國科學(xué)院院士、低溫工程專家周遠(yuǎn)的辦公室里擺放著一個水晶杯，上面刻的這兩句話，是中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所在他80歲生日時所贈，也是對他科研人生的高度概括與肯定。

敢想敢干的實(shí)習(xí)員

   周遠(yuǎn)于1938年出生于江蘇金壇，1961年從清華大學(xué)動力系熱能工程專業(yè)畢業(yè)后，被分配到中科院半導(dǎo)體研究所工作。

   因為半導(dǎo)體研究離不開低溫技術(shù)，半導(dǎo)體所便選派周遠(yuǎn)等人到中科院物理研究所實(shí)習(xí)，師從中國低溫物理與低溫技術(shù)研究開創(chuàng)者洪朝生。機(jī)緣巧合之下，低溫制冷研究成為周遠(yuǎn)為之追隨一生的事業(yè)。

   當(dāng)時，洪朝生帶領(lǐng)的物理所低溫實(shí)驗室正在研制帶活塞式膨脹機(jī)預(yù)冷的氦液化器。開始時，膨脹機(jī)研制方案是參照科林斯型氦液化器的結(jié)構(gòu)與工藝，但當(dāng)時國內(nèi)的機(jī)械加工水平很難達(dá)到后者對于精度的要求，因此研制工作一度停滯。

   1962年底，以實(shí)習(xí)員身份參與這項研究的周遠(yuǎn)，受大學(xué)期間接觸到的內(nèi)燃機(jī)和小型斯特林制冷機(jī)活塞結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，大膽提出采用室溫密封長活塞結(jié)構(gòu)代替原設(shè)計方案的設(shè)想。由于這個方案與國際上通用的經(jīng)驗有顯著差別，因此遭到很多人的質(zhì)疑，甚至說“這根本就是個想象”。

   雖然只是一個實(shí)習(xí)員，但周遠(yuǎn)堅持自己的想法。他勇敢地敲開洪朝生辦公室的門，詳細(xì)闡述了自己的方案。看著眼前這位敢想敢干的年輕人，洪朝生慧眼識才、力排眾議，鼓勵周遠(yuǎn)做下去，并在人員和物質(zhì)上給予他支持。

   受到鼓舞的周遠(yuǎn)，帶著兩名技術(shù)工人，在簡陋的工作條件下埋頭苦干，夜以繼日地改進(jìn)、試驗，節(jié)假日也不休息。隨著工作的順利開展，越來越多的人開始認(rèn)同這個方案。在洪朝生的支持下，周遠(yuǎn)等人對膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)做出了根本性改進(jìn)，采用室溫密封長活塞結(jié)構(gòu)巧妙地繞過了對加工精度的要求。

   1964年12月，新型活塞式膨脹機(jī)預(yù)冷的氦液化器研制成功，其結(jié)構(gòu)與當(dāng)時國際上先進(jìn)的科林斯型氦液化器“不謀而合”。1965 年，這項新技術(shù)在國內(nèi)得到推廣，滿足了此后很長一段時期內(nèi)我國低溫科學(xué)的研究需求，特別是為我國超導(dǎo)技術(shù)的迅速發(fā)展提供了基本條件，大大促進(jìn)了我國低溫和超導(dǎo)研究的發(fā)展。

   由于出色的工作，作為“編外人員”，周遠(yuǎn)連續(xù)三年被評為物理所先進(jìn)工作者，這在當(dāng)時成為一樁美談。

   上世紀(jì)70年代，國內(nèi)很多高校都在使用這種氦液化器。一次，一個美國代表團(tuán)在南京某高校參觀時偶然看到了這款設(shè)備，他們感到很驚奇，直呼：“你們這個東西怎么做得這么好，結(jié)構(gòu)簡單又很穩(wěn)定，是誰做出來的！”

   經(jīng)物理所進(jìn)一步改進(jìn)后，作為20K溫度超高真空冷凝泵的冷源，這種氦膨脹機(jī)開始用于我國第一臺大型空間環(huán)境模擬設(shè)備（KM-3號）和空間輻射制冷地面模擬設(shè)備，在衛(wèi)星地面熱試驗中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，成果獲得1978年全國科學(xué)大會獎。1989年，洪朝生和周遠(yuǎn)共同獲得中國物理學(xué)會首屆“胡剛復(fù)物理獎”。

   中科院院士趙忠賢在《我國低溫物理發(fā)展三十年》一文中提到：“1964 年，又研制成我國第一臺氦活塞膨脹機(jī)，并以此為基礎(chǔ)制造了氦液化器。這個研制過程與美國麻省理工學(xué)院同時期改型研制的同類結(jié)構(gòu)的氦膨脹機(jī)是獨(dú)立并行的……低溫和氦液化技術(shù)的普及及推廣，不僅促進(jìn)了低溫物理實(shí)驗研究，更主要是為超導(dǎo)電技術(shù)的應(yīng)用、空間低溫技術(shù)、低溫電子學(xué)與低溫生物學(xué)的發(fā)展提供了條件和必要的技術(shù)儲備。我對發(fā)展我國低溫技術(shù)的先導(dǎo)者及他們的創(chuàng)業(yè)精神、從事低溫物理以及超導(dǎo)電技術(shù)研究的科技工作者，一直懷有深切的敬意。”

“在脈沖管制冷領(lǐng)域，外國人很尊重我們”

   洪朝生對周遠(yuǎn)這個敢想敢干的年輕人十分看重。結(jié)束在物理所的實(shí)習(xí)工作后，周遠(yuǎn)回到半導(dǎo)體所。1983年，洪朝生親自出面將其調(diào)入中科院低溫技術(shù)實(shí)驗中心，著力加以培養(yǎng)。

   “回到低溫中心之后，我就考慮換一個新的方向，就是脈沖管制冷。”周遠(yuǎn)回憶說。

   1986年，周遠(yuǎn)帶領(lǐng)團(tuán)隊在國內(nèi)率先開展了脈沖管制冷機(jī)的研究工作。我國是世界上第三個研究該技術(shù)的國家，可以說是從零基礎(chǔ)起步的，雖然沒有技術(shù)資料可供參考，但研究進(jìn)展很快，幾年內(nèi)就達(dá)到了世界先進(jìn)水平，并多次創(chuàng)下國際最低溫度。

   1988年，我國在國際上首先研制成兩級脈沖管制冷機(jī)；1990年，用實(shí)驗驗證揭示了雙向進(jìn)氣脈沖管的優(yōu)異性能；1992年在雙向進(jìn)氣的基礎(chǔ)上提出創(chuàng)新的多路旁通脈沖管制冷機(jī)方案；此外，在國際上首先對改進(jìn)型脈沖管制冷機(jī)采用緊湊實(shí)用的同軸機(jī)構(gòu)；1998年，率先將同軸結(jié)構(gòu)、多路旁通和非對稱噴嘴結(jié)合用在微型高頻脈沖管制冷機(jī)上，獲得國內(nèi)外同行的高度肯定，美國航空航天局（NASA）在一篇報道中評價該技術(shù)為“世界領(lǐng)先”。

   近年來, 周遠(yuǎn)帶領(lǐng)團(tuán)隊對制冷流程進(jìn)行了深層次的優(yōu)化革新，多次打破并迄今保持著同類結(jié)構(gòu)的最低溫度記錄。比如，研制的單級結(jié)構(gòu)獲得了14.9K的最低溫度，進(jìn)而采用二級結(jié)構(gòu)又獲得了4.4K的溫度，最近通過三級結(jié)構(gòu)又進(jìn)一步將溫度降低到了3.6K。

   “我認(rèn)為我一生都是在跟美國人比，把他們比下去。雖然一開始的方向不是我們想出來的，但后來我們做的比他們還好。”

   就這樣，在蘇聯(lián)、美國、歐洲、中國長達(dá)數(shù)年的你追我趕、爭相破紀(jì)錄的脈沖管制冷技術(shù)研究熱潮中，中國科學(xué)家以自己的創(chuàng)新實(shí)力贏得了國際同行的尊重。

親自做實(shí)驗的院士

   作為一位“本土培養(yǎng)”的院士，周遠(yuǎn)身上既有敢想敢做的創(chuàng)新勇氣，又有潛心研究的匠心精神，沒有留學(xué)經(jīng)歷的他，卻做出了領(lǐng)先于發(fā)達(dá)國家的工作。清華大學(xué)良好的知識教育、扎實(shí)的基礎(chǔ)訓(xùn)練，中科院求真務(wù)實(shí)、創(chuàng)新報國的精神傳承，都在這位一生堅守低溫事業(yè)的科學(xué)家身上得到了最好的詮釋。

   2017年7月，一張照片刷爆理化所學(xué)子的朋友圈。當(dāng)時，理化所正在舉辦大學(xué)生夏令營，幾十名同學(xué)來到低溫實(shí)驗室參觀。有位同學(xué)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗室一角有位老人，完全不受周圍的影響，正在專注地做實(shí)驗，已然沉浸在自己的世界里。深受觸動的他拿起手機(jī)拍了一張照片，后來才知道，那位老人就是周遠(yuǎn)院士。

   熟悉周遠(yuǎn)的人都知道，他從未離開過科研第一線。80多歲的他，還把去實(shí)驗室當(dāng)作自己每天必做的“功課”。

   “我睡眠很好，睡得早醒得也早，每天三四點(diǎn)就醒了，就琢磨研究的事，這么多年一直這樣。”周遠(yuǎn)說。

   他總是實(shí)打?qū)嵉赜H自帶研究生。早上8點(diǎn)，他就來到實(shí)驗室，與學(xué)生討論研究思路，查看學(xué)生的實(shí)驗進(jìn)展。有時年輕人睡懶覺遲到了，一看到老師已經(jīng)坐在實(shí)驗臺前工作，感到備受教育，會自覺地更加勤奮。

   有時，學(xué)生也會“抱怨”：周老師是個“貪得無厭”的“倔老頭”，總是鼓勵我們要做到更低的溫度�？墒敲慨�(dāng)經(jīng)過千辛萬苦達(dá)到目標(biāo)，他又不滿足，說再努力、再試試，把溫度做到更低……

   周遠(yuǎn)很少對學(xué)生講大道理，他認(rèn)為，“學(xué)生看到你怎么做，他會明白”。幾十年來，他培養(yǎng)的數(shù)十名低溫領(lǐng)域的杰出人才，已成為該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)和行業(yè)帶頭人。如今，理化所的低溫團(tuán)隊已發(fā)展成為國內(nèi)唯一的綜合性低溫科學(xué)與技術(shù)研究團(tuán)隊，為滿足國家重大需求發(fā)揮了關(guān)鍵作用�！�

(作者單位：中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所)