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“北斗”可以用来做什么?
5月15-17日,第4届中国卫星导航学术年会在武汉召开。这是中国在这个领域最具代表性的学术会议,今年的主题正是“北斗应用——机遇与挑战”。半年之前,中国的北斗卫星导航系统(BDS)开始正式为亚太区域提供服务,据说不久有望为个人手机应用。而问题仍然是:“北斗”可以用来做什么?
中国工程院院士刘经南的回答是,“北斗”和美国的GPS一样,都是要解决一个简单却不容易的问题:什么事件、什么信息,发生在什么时间、什么地点,而且时间和地点可以定得高度精确。这类技术就是全球卫星导航系统,简称为GNSS。
精确的时空信息对日常生活有多少实际意义?
刘经南举了一个例子:假设某个煤气阀出故障,需要找到并关闭它。过去是让熟悉情况的人去寻找,而信息化时代,导航系统相比一个有经验的向导,其作用有过之而无不及,能帮助任何一个不熟悉阀门位置的人以更短时间准确地找到它。
现在的汽车完全依靠健全人主动驾驶,将来用厘米级水平定位和确定车速,就可以实现智能辅助驾驶,以帮助老年人、残疾人或突然不适的人准确控制汽车。
还有亚毫米级水平应用,比如监测大坝形变。他设计过一个无须值守、自动运行的大坝安全形变GNSS监测系统。大坝蓄水时受到极大压力,就会发生形变。这套系统在1998年长江特大洪水时测出湖北清江隔河岩大坝高水位蓄水时移动了16毫米,没有超过26毫米的安全临界点,因而坚持连续高水位蓄水一个星期,确保了大堤汛期的安全和发挥调节洪峰错峰的作用。
再以央视新大楼为例。它的有些部位在空间交会而没有支撑物,热胀冷缩时,结合部钢梁会发生形变,继而产生承受力的变化。安装上GPS接收机,可以监测温差变化下会产生多少钢结构位移。这是采用厘米级实时性监测,确保高层异形建筑物的施工和运营的安全。
中国在1990年代提出建立卫星导航系统的设想。2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统,之后便开始构建服务于全球的北斗卫星导航系统,并计划于2020年完成。现在已经发射的可用卫星有14颗,在亚太地区实现标准精度服务,也可用来进行高精度测量。预计到2020年,总共发射35颗卫星,向全球用户提供高质量定位、导航、授时服务,兼具军事和民用功能。此外,“北斗”系统已经和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统以及欧盟伽利略定位系统一起,成为联合国卫星导航委员会认可的四大供应商。
建设北斗卫星导航系统投入了数百亿元,但根据估算,2015年它将形成价值1500-2000亿元的产业,到2020年更有望超过4000亿元。而刘经南,在一段时间内,仿佛担当了“北斗”的推广大使。
“反革命家庭的孩子”
1949年,刘经南6岁,父亲的一个选择,影响了他命运的走向。
此时国共内战已进入尾声。外祖父被蒋介石派人接走,父亲和祖父却留了下来。祖父和外祖父都是长沙望城人——跟雷锋同一个县。他俩曾在同一所小学教书,都支持孙中山。1925年,湖南农民运动兴起,他们跑到农民中间去做宣传。运动是共产党组织的,就把他们当作共产党,当时程序比较简陋,上个花名册就可以了。
后来,“土豪劣绅”回过头来镇压农民运动,他们就跑了出来。外祖父胆子大一点,革命性强一点,直接跑到了广州,进了黄埔四期,跟林彪、陈明仁等是同班同学。然后他给躲在长沙的祖父写信,要他去广州。祖父比外祖父晚去了一年,此后官阶就一直没有赶上外祖父,只当到上校,外祖父却是将军。
国共内战中,程潜和陈明仁在湖南起义,得知林彪也给外祖父去信邀请他参加起义,就把外祖父的名字也写上了。他当了一周左右共产党任命的长沙市长,但最终还是上了蒋介石派来接他的飞机。飞机已经不能在长沙降落,要先坐车到衡阳的机场去。6岁的刘经南还不怎么懂事,只留下了家里一时间乱糟糟的印象。
父亲不主张继续追随国民党。在中央大学读书时他参加过共產党外围组织的活动,对共产党颇有好感。毕业时他原想到武大去教书,后来顺从两位老人的意愿参加了文官考试,在汉口法院当了检察官。汉口解放前夕,他参与了对法院档案的保护,迎接解放军接管,后来被安排在长沙当法官。1953年,公检法系统清除旧政府人员,他被安排去中学教授语文。
但他仍然想着服务社会。刘经南12岁那年,因为肠胃不好拉肚子,并没有考上理想的中学。他至今记得父亲的怪责:“你太不懂事了!读书不努力,停一年学业,就晚一年进入社会,对社会的贡献就少了一年!”
第二年,刘经南如愿考入长沙明德中学。他积极表现,想争取入团。1958年搞大炼钢铁,他才15岁,为响应毛主席号召,争取最艰苦的任务,挑着矿石上坡。他说当时他挑了一生中最重的一担,足足有205斤。结果团还是没入成,组织上的结论是“跟家庭划不清界限”,这个结论一直延续到大学阶段。
外祖父离开之后,两家人失去联络。1962年,蒋介石计划反攻大陆,造成了第三次台海危机。刘经南正好高中毕业,报上的新闻把他吓了一跳:反攻大陆的总指挥竟然是外祖父。这时终于确定他是去了台湾。
刘经南考入了武汉测绘学院天文大地测量专业。5年后毕业,最想去的是中国科学院,但进科学院有出身要求;其次是想去地震队,觉得那是有挑战性和探索性的工作。1966年邢台发生大地震,国家急需做地震研究,当时还没有国家地震局,国家测绘局来武测招了二三十个人,就是不要他。据说,招聘负责人说:“国家测绘局这么保密的单位,怎么能让这样政治上不合格的人进来?反革命家庭出身的学生要是在北京,他向天安门扔个手榴弹怎么办,谁负责?” 最后,他去了对出身不过分要求的煤炭系统,在湖南煤田物测队当了名技术员,一干就是11年。做的是最艰苦的控制测量,要把20公斤重的仪器背上山顶,设置标志点,测标志点间的距离和角度,建立坐标系,再画出供勘探矿藏的地图。
人在野外,遇到危险是家常便饭,但刘经南总算幸运,几次遇险都大难不死。发生车祸,车翻倒了,一个轮子飞出去,人连轻伤也没受;在森林里,掉进四五米深的树洞,下面有厚厚一层树叶,问题变成了怎么从树洞里爬出去;跌落悬崖,下面一米多就有一棵往上长的松树,一屁股坐了上去;还有一次,他跟一个同伴在湘西大山里的深沟迷了路,两边的树木把天光完全遮没了,白昼如同黑夜一般,见到的蜻蜓竟然发着紫蓝色的光,就像大萤火虫。虽然“吓得尿裤子”,最后,还是有惊无险地走了出来。
1978年,教育部恢复研究生招生。一年后刘经南考回武汉测绘学院。毕业之后,他在湘潭矿业学院教了4年书,又回到母校(此时已改名为武汉测绘科技大学)。母校的学术环境让他如鱼得水,如鸟凌空。由于在GPS应用和卫星导航领域取得了一系列学术上的贡献,1999年他获选为中国工程院院士。2000年,武测等3所学校与原武汉大学合并,组建了新的武汉大学。
培育有文化之根的世界公民
“不是有个笑话吗?大学除了火葬场没有,其他什么都有,我们既是教育学术机构,也是社会管理机构,什么都要跟政府对接。”2003-2008年,刘经南出任武大校长5年多,期间曾“对接”到街道办事处开会,讨论计划生育(或清洁卫生)这类问题。“如果哪个(对接)部门沒成立,政府会说,你们学校怎么不重视这个部分的工作呀?”当校长似乎并不是件多么愉快的事。
但如果一切顺利,一年之后,他将重新执掌一所大学。某种意义上,昆山杜克大学校长一任,使他内心深处的理想火花又跳动起来。关于怎么办大学,他毕竟有许多心得想要实验和演绎,何况还在武大时他就有过与国外名校合作创办新型大学的策划。
当时有人跟他说,你要做有标志性的事,例如盖大楼。他想的却是,要让现在的工作,在他卸任后十年,依然会对武大有影响。他选择了推行一系列改革,为学校的长远发展打基础。
刘经南曾如此解读《三国演义》:曹操手下,谋士如云,猛将如雨,有一个很强的人才团队。刘备手下不乏顶尖人才,但没有形成团队。孙权的东吴财政很可观,可惜人才间欠缺凝聚力。在激烈的竞争中,一流队伍靠整体,二流队伍靠个别人才,三流队伍只能靠钱财。而他想使武大成为拥有完备人才团队的一流大学。
他尝试着推动人事制度改革。当时,武大宣称要引进海外一流人才资源,面向全球招聘。“按最初的设计,教师、管理人员、职工全员都要聘用,做好了才可以终身聘用。”可惜,还没将改革进行到底,他就卸任了。在他任内只是完成了教师的聘用,干部的对外招聘刚刚开始,职工的聘用制几乎完全没进行。改革如逆水行舟,不进则退。“教师人才招聘工作慢慢地有些回潮,就算形式上公布了招聘名额、条件,但实际上还是主要照顾本单位的人,不是真正在全球挑选引进人才。人才的招聘制度改革还有很多工作要深入地去做。”对此,他不无遗憾。
他也推动了财务制度的改革,实行校院两级预算制,削弱学校行政部门的财权,把经费按预算直接拨给院系;进行了教授治校的初步尝试,让教授委员会在学校和院系的学术、人才招聘事务中担当首位责任,校长、书记、院长不能担任委员会的主席。这些都是为了减少他所反感的高校管理行政化倾向。他想把行政部门从管理者变成服务者。
看来随和的刘经南本性上毕竟是个湖南人,认为对的事一定会坚持。在某次党委会上,他说,“我善于大踏步地退让。我欢迎反对意见,否则我认为我遇不到挑战,没人能促使我思考。你们反对的时候,我退让的速度比你们想象的还要快。但是过一个时期,我又会换一个方式绕回来,坚持原来我认为正确的观点。”就像一颗环绕地球一周又回到原点的卫星。
现在他大约有一半时间在昆山。筹备新学校的工作很繁琐,但他乐在其中。美国杜克大学素以“教授治校”著称,继承其基因的昆山杜克大学,一开始就使管理行政化几乎不可能。
明年,这所大学将迎来第一届学生。目前学校正式对外公布的专业有3个,除了相对常见的管理学,全球健康和医学物理这两个专业令人耳目一新。“待定”中的第4个专业是视觉艺术,取决于这一年能否准备充分。这所学校的精英属性,从招生人数就可以看出,四个专业总共招收100-150人。与众不同的是,它将先开设研究生课程。等到经验积累得差不多了,再招收本科生。
无论是课程的设置,还是讲课的方法,杜克的体系都让他印象深刻。中国学生习惯了问题有一个正确答案,而美国学生从小就有注重发掘其创造性的讨论课,没有所谓的唯一正确的答案。他觉得这才是真正的以人为本,但又希望学生对任何文化都有辨识的能力、批判的眼光,而不是一味“崇洋”。
他想培育的,是有本民族文化之根的世界性公民。