矢志光學七十載

朱玉珍　倪國強

周立偉，男，1932年9月生，浙江省諸暨人。1958年畢業于北京工業學院（現北京理工大學），1966年獲前蘇聯數學物理副博士學位。長期從事寬束電子光學、光電子成像教學與科研工作，是我國電子光學與夜視技術專家，寬電子束聚焦與成像理論體系奠基人及我國微光夜視行業由仿制走上自主創新、自行設計/研制/生產的開拓者，創造了巨大的經濟與社會效益。曾榮獲全國科學大會獎、國家科技進步二、三等獎、光華科技基金一等獎及部級科技進步一等獎，榮獲國家級做出突出貢獻的專家等稱號。現為北京理工大學教授，博士研究生導師。1999年當選中國工程院院士，2000年當選俄羅斯聯邦工程科學院外籍院士。

早春二月，記者如約見到這位滿頭銀發、氣質不凡的老者。當他握住我的手時，我感到了他的熱情與真誠。他說話和舉止都透著溫和慈祥，輕言輕語卻又條理清晰，年近九旬的他看起來比實際年齡要年輕的多。

他，就是周立偉院士。在他的履歷上有一長串令人敬仰的職務（現任與曾任）：北京理工大學教授、博士研究生導師、首席專家：中國工程院院士、俄羅斯聯邦工程科學院外籍院士;《兵工學報》與《北京理工大學學報》等眾多編委會常務編委與編委;中國兵工學會理事、中國光學學會副理事長、北京光學學會理事長與名譽理事長：……。但周立偉對這一切卻異常淡泊：“我只是一名普通教師，一名普通的兵器科研工作者。”

1952年6月18日，上海《勞動報》對周院士發明的繞線車進行的專門報道

刻苦學習，夢想成真

1932年9月17日，周立偉出生在上海一個貧苦家庭，父親是一名制藥工人，母親是家庭婦女，家里還有一個姐姐和一個弟弟。他從小成績優異，熱愛學習，并對數學、物理情有獨鐘。少年時曾親眼目睹過日本侵略者在上海的種種暴行，抗擊侵略者、參軍保國成了他當時的志向。令人遺憾的是，初中畢業時，報考軍校的周立偉因身體不合格未能如愿。為減輕家庭負擔，周立偉高中僅讀一年后，直接報考了免收學費和膳食費的國立上海高級機械職業學校（后合并入上海理工大學），畢業后，被分配到上海華通電機廠當技術員。工作中，周立偉勤于思考、樂于助人、努力鉆研。針對工廠工人當時用手工方式在電阻片上繞線圈、效率低、傷眼睛的狀況，他充分運用自己所學的機械知識，冥思苦想，很快發明了一種快速精密繞線機，大幅提高工作效率達7倍以上，1952年6月18日上海《勞動報》對此進行過專門報道，那時的他，還不滿20歲。在廠協助總工搞設計時，周立偉深感知識貧乏，萌生出上大學繼續深造的想法，于是他利用業余時間，頑強地自學了高中的全部課程，于1953年順利考入一所國防工業院校——北京工業學院（現北京理工大學）軍用光學儀器專業，實現了自己上大學和保家衛國的理想。經過五年刻苦學習，周立偉于1958年8月以優異成績從北京工業學院畢業，并留校任教，開始了他一生中的光學研究生涯，也由此踏上了他輝煌的光學研究事業的征程。

孤獨探索 報效祖國

留校后，周立偉欣然領命籌建夜視技術新專業，這門學科在我國當時是為了滿足近戰夜戰的需要而新設置的。此時的新中國百廢待興，作為夜視器件設計的核心理論與技術——電子光學研究更是一片空白，甚至連一本電子光學的教材都沒有。周立偉在大學學的是光學儀器，對夜視技術一片空白，電子光學、光陰極、熒光屏、成像器件工藝等這些專業名詞更是聞所未聞，一切只能從頭學起。

微光像增強器組成

周院士在使用我國自行設計的國產微光夜視儀進行觀察

周院士學術代表著作，《目標探測與識別》獲國防科工委第三屆“國防科技工業優秀圖書獎”

學校指派周立偉到北京大學進修，要求邊學邊干。面對新的挑戰，周立偉始終堅信，只要比別人付出更多的努力，就一定能把新專業建設好。隨后，周立偉全身心地投入到這一嶄新的領域。他一邊進修，一邊給學生上課，滿腦子全是工作的事情，做夢時夢到好的想法，立刻爬起來進行推導計算，一支筆，一摞紙，夜深人靜時的奮筆疾書就成了他生活的常態。短短兩年功夫，周立偉便寫出了《電子光學理論和設計》教材，其中包含后來進一步發展的寬束電子光學理論雛形，成為我國第一本由國內自行編著出版的脫胎于傳統電子光學理論和設計的著作，也是我國電子光學專業的重要的大學教材和技術人員的參考書。周立偉不僅以非凡的授課藝術激發起一大批青年學子對光學的學習熱情，而且自己也成為我國（寬束）電子光學科研、教學的奠基人和帶頭人。

20世紀70年代，周院士參加英國考察

1990年，周立偉（中）隨北理工訪蘇代表團參觀古比雪夫航空學院實驗室

1962年11月，為了攻克夜視成像器件的電子光學理論和設計，30歲的周立偉告別家人，懷揣開創中國微光夜視探測技術的宏愿只身來到前蘇聯留學。剛到蘇聯，指導教師勸他放棄研究用于夜視器件的電子光學，轉向當時全世界的熱門研究課題——“超高頻電子光學”，但周立偉考慮到國家的需要、出國留學的任務，婉言謝絕了導師建議，導師尊重他的選擇，允許他自主學習與研究。恰逢當時中蘇關系破裂，在這樣的政治氛圍中，周立偉只能依靠自己去完成學業。留學期間，周立偉每天早出晚歸，孤軍奮戰，將幾乎所有時間都花費在列寧格勒謝德林圖書館和蘇聯科學院圖書館學習。餓了，吃幾片面包;渴了，喝幾口涼水;困了，伏案小睡一會兒。自己暗下決心一定要學有所獲、拿到學位。經過近4年的心血苦熬、不懈探索，終于在靜電聚焦同心球系統的電子光學和陰極透鏡的像差理論上取得重要突破。1966年4月底，蘇聯列寧格勒電工學院學術委員會全票通過周立偉的物理數學副博士學位論文答辯。這個有別于傳統細束電子光學理論體系的突破性成果為周立偉在日后寬束電子光學研究領域進行研究打下了堅實的理論基礎，邁出了他微光夜視科學人生的重要一步。1966年5月，周立偉回到了闊別3年多的祖國，他把副博士學位論文的相關內容編寫成《變像管與像增強器電子光學》教材，付印后用于教學，先后為我國培養了數以百計的微光夜視技術專業人才。

辛勤耕耘，滄海變桑田

微光夜視技術的關鍵器件是變像管和像增強器，核心問題是如何制作高靈敏度的光陰極和如何設計出高質量的電子光學成像系統。周立偉圍繞此項事業，開展了多項研究，也結出了豐碩的成果：

1972年，周立偉深入生產實際，與兵器工業部有關研究所研究人員協作，系統解決了變像管和像增強器的電子光學系統計算與設計方面的問題，為寬束電子光學系統完整的理論體系的創立打下了堅實基礎，并成功應用在國產裝備研發生產上。

20世紀80年代起，我國設計研制的一代（左上）、二代（左下）、超二代（右下）、三代（右上）微光管

北方夜視技術股份有限公司生產的光纖倒像器和微孔光學元件

2007年，周院士（右2）作為俄羅斯薩馬拉國立航天大學名譽博士參加校慶

2007年，周院士（右1）與俄羅斯薩馬拉國立航空航天大學校長索伊夫（中）進行交談

1974年，為積極發展微光夜視產業，我國從荷蘭全套引進第一代像增強器生產線。由于西方國家對我國進行技術封鎖，引進中的核心技術“電子光學系統設計軟件包”不予轉讓。為盡快解決這個難題，周立偉親自上陣，帶領兵器部下屬研究所相關科技人員在一無經驗、二無參考資料的情形下經歷10余年的艱難摸索，最終在1990年成功編制完成了可供推廣應用的ODESI-V像管電子光學系統優化設計軟件包，使用人員只需根據要求填寫相關參數表，就能設計出具有復雜結構的成像電子光學系統，開創了我國獨立自主設計開發新型夜視器件的先河，實現了像增強器自產。至今，該軟件包經歷了機器代碼、匯編、Basic、Fortran、C++等各種語言的不斷移植升級，仍服務于兵器系統的研究所和工廠。使用該軟件包設計研制的一代、二代、三代微光管，早已超過數百萬支，銷售收入達數百億元，并出口到亞洲和歐洲地區，取得了良好的經濟效益和社會效益。

1977年，周立偉在留蘇研究工作的基礎上，開始向更加復雜的電磁聚焦系統的電子光學問題挑戰，出版了《夜視器件中的電子光學》的教材，探討并實證了夜視技術設計應用的新方向，推動我國夜視理論與技術的學術研究躍上一個新臺階。

1978年，周立偉受邀率團出國參加由倫敦帝國理工學院召開的光電子成像器件國際學術會議和由蘭克集團召開的電子成像國際會議，會上宣讀了一篇令他在國際光學界嶄露頭角的學術論文《同心球電磁聚焦系統的電子光學》，該論文被收入國際一流學術期刊Advances in Electronics and Electron Physics（《電子學與電子物理學的進展》），向全世界展示了我國在夜視光學設計研發方面的雄厚實力。

隨后，中國進入全面改革開放新時代，科學的春天來臨，周立偉抑制不住內心的激動，決定在這個千帆競發、百舸爭流的時代，奮勇搏擊，不負時代。

1982年，為創造敢于提出問題、不怕提錯問題的學術環境和氛圍，培養青年學生提出問題、解決問題的能力，周立偉把青年時代的種種想法整理成10個問題，寫成《成像系統電子光學若干問題的探討》，帶領研究生，奮力攻關。到上世紀90年代初，全部解決，包括電子光學優化設計、電磁聚焦成像系統逆設計等前沿問題。他用實際行動向學生詮釋了什么是嚴謹、準確、可靠、求真的科學研究方法和大膽探索、開拓創新的科學精神。

1987年，以周立偉為首席學術帶頭人的“軍用光學”博士學科被評為國家重點學科。在此基礎上獲得了世界銀行貸款支持，在北京理工大學工程光學系（現光電學院）內建立了顏色科學與工程國家重點學科專業實驗室。

鍥而不舍 自創學派

為更好更精準地服務國防建設和武器裝備建設，20世紀80年代起，周立偉帶領他的學生們，從靜電同心球、電磁同心球、多電極系統等省略了某些高階誤差的較特殊系統的電子光學出發，向具有普遍意義的寬電子束聚焦像差理論發起進攻。在研究中，周立偉引入張量分析的方法研究空間旋轉運動曲線坐標系下的電子運動軌跡方程，最終在普遍意義的基礎上建立了曲軸寬電子束聚焦與成像的新理論體系。這套新理論體系被諾獎獲得者與美國科學院院士等國際學界評議為，在世界上是獨創的。

采用北方夜視技術股份公司超二代18mm像增強器生產的高性能多功能微光夜視儀

20世紀80年代，周院士在指導博士研究生

21世紀，周院士與青年學生在一起交流

1993年，滿載周立偉獨特學術見解、涵蓋曲軸寬電子束聚焦與成像的新理論體系的周立偉標志性學術專著《寬束電子光學》問世，忽如一夜春風，國內外同行紛紛給予高度評價，許多國家的專家要求將該書翻譯成英文、俄文，該書被學界公認為是一部具有科學性、創新性與系統性的著作。該書的出版，標志著周立偉的寬束電子光學學派體系建立。

1999年，周立偉當選中國工程院院士;2000年，當選為俄羅斯聯邦工程科學院外籍院士。諾貝爾獎獲得者、俄羅斯聯邦工程科學院院長、國際頂尖科學家普羅霍洛夫院士發來賀信，并盛贊道：“您創立了您自己的科學學派！”

進入新世紀后，周立偉以70歲高齡還連續承擔國家自然科學基金項目，把成像系統的靜態電子光學理論拓展到到動態電子光學領域，將動態電子光學和靜態電子光學統一起來進行研究，并提出了直接積分法求解成像系統的時間像差理論，從原有的空間聚焦像差進一步拓展并給出了時一空像差的一套新的表達式，繼續推動寬電子束成像系統理論體系的發展。

在50余年的教學與科學研究生涯中，周立偉從血氣方剛的青年知識分子成長為一名德高望重的科學家、教育家，他發表了論文230余篇，專著10余部。

此外，他還積極參與我國夜視技術一系列規劃制定工作，在改進二代薄片管性能、發展中國第三代微光夜視與紅外成像技術、研究藍延伸與紅延伸光陰極以及電子轟擊CCD（EBCCD）像管等方面，都做出了重要的貢獻。

《寬束電子光學》獲1993年全國優秀科技圖書一等獎和1994年中國圖書獎

原Varo公司的標準三代管，標準藍光加強三代（高光響應）與超藍光加強三代管的光譜響應曲線

北方夜視技術股份公司生產的通用微光槍瞄鏡

2013年，周院士捐資50萬元人民幣在北京理工大學光電學院設立立偉獎學金和吉民助學金

成立周院士工作站，為企業提供咨詢服務

育德育人 桃李天下

周立偉院士不僅是一位卓有成就的科學家，同時更是一位優秀的教育家，在傳授專業知識的同時，他始終關懷學生思想品德建設，“做學問中學做人，學做人中做學問”是他多年來對學生、更是對自己不變的要求。他希望所有學生能夠立大志，但要腳踏實地。而所謂的大志并非追求多高的獎項和榮譽，而是踏踏實實地為祖國、為人類做貢獻，追求的是學問而非學位、學銜。他強調：做學問要有自己的思考和見解，要敢于質疑，不要迷信導師的思想和觀點;做研究，要有科學研究的方法和途徑。他以自己走過的科學研究之路告訴后人他是如何探索、如何治學的。1998年，在結合自己指導研究生多年的實踐的基礎上，出版了《一個指導教師的札記》，由于深受學生、教師、同仁們喜愛，2007年，他又補充、修改、完善，再版了《科學研究的途徑——一個指導教師的札記》，以期對青年學子掌握科研方法、學習方法、治學和思想方法以及科學論文寫作方法有所借鑒。周立偉以淵博的知識、嚴謹的學風、孜孜不倦的治學精神為我國培養了一批又一批優秀人才，最令他感到欣慰的是，這些青年學者現在都已成為我國光學領域科研教學工作中的中堅，其中不少人已成為國家級有突出貢獻的專家和重要單位的領導，他的許多學生都做出了重要貢獻。

特別說明的是周立偉用一顆真誠、善良的心，支持學校教育事業的發展。2013年，他捐資50萬元人民幣，在北京理工大學設立了立偉獎學金和吉民助學金，并每年繼續注資，以鼓勵和幫助光電學院的學子們發奮學習。

老驥伏櫪 志在千里

如今，年近九旬的周立偉從未放棄過工作，從未停止過思考。他的內心深處從來沒有忘記祖國的需要，他時刻關注著科學發展的前沿，常常思考如何發展高效、準確的目標探測與識別技術，如何讓視覺圖像在工業4.0中唱好主旋律等問題，他每天依然讀書、記筆記、寫論文，參加院士工作站活動，為企事業單位創新需求提供咨詢服務，并受邀到小學、中學、大學做報告。相信周立偉不朽的偉績和高尚的人格，必將鼓勵今天的人們去努力奮斗，繼承與繼續發展他未竟的事業。

單管單目頭盔夜視鏡（使用超二代像增強器）

微光瞄具在我國部分軍用武器裝備上的應用。左為特種部隊裝備的微光觀瞄具，中為PF98式120毫米反坦克火箭配備的瞄具，右為我國85式第一架軍用微光觀察儀