匡定波 红外及遥感专家

匡定波 红外及遥感专家。江苏无锡人。1952年毕业于上海交通大学物理系。中国科学院上海技术物理研究所研究员。1991年当选为中国科学院院士（学部委员）。

    在红外应用及遥感技术领域进行了系统性的开拓，负责研制了航空红外扫描相机、卫星姿态测量红外地平仪、导弹弹道测量红外捕获跟综系统等先进装备。

    作为一名红外及遥感研究领域的科研工作者，我认为搞科研的人，一定要思维敏锐，坚持开拓，不能自满保守，要善于博采众家之长，我们的科研工作只有不断更新目标，才能追赶世界先进水平。如果说在我几十年的科研生涯中还取得了一些成绩的话，我想这就是关键所在。

    在艰难中起步

    我学习物理专业有很大的偶然性。当年考大学填报志愿时，是我大姐帮我选的专业。虽然我在小学时经历了抗日战争，中学时代又是在无锡乡下度过，但学习数理化对我来说一直都是很轻松的。

    1952年，我从上海交通大学物理系毕业后分配到华东师范大学当老师。刚到华师大时，我是担任助教。白天教授讲课，我要随堂听课，然后课下批改作业、辅导答疑。尤其是答疑过程是学生考老师的过程。这个过程对老师来说，是很好的训练，在解答学生问题的过程中可以启发自己。这是我在华师大最大的收获，对我以后处理事情打下了很好的基础，是一件终身受益的事情。

    就这样，我在华师大一呆就是七年。其间，有一段时间跟光学老师郑一善教授一起用德国进口的Q24石英紫外光谱仪进行研究，还管理过普通物理实验室。

    1958年，华师大与中科院合办电子所，我就被派到电子所做研究。在那个年代里，我认为自己应该做一些实实在在的事情。电子学是比较热门的，但电子所的科研方向很多。我从那时起搞过水声和红外研究。我们去铁道研究所调研，铁路货车的轴承是用金属瓦做成的，铁路运行时轴承如缺油和车轱辘上的车轴摩擦会发热，热量超过一定程度车轴就会断掉。这样我们就开始了红外线应用研究。当时，我每天的生活非常简单，大多时间都和同事们一起做科研项目。一切都刚刚开始，没什么基础，全靠自己摸索。如果稍微做出一点成绩，我们就会非常开心。我们在电子所的时候要做一个红外探测系统，红外探测元件不会做，就从科学仪器公司买来一个硫化铅探测器做模型。当时做的红外仪器，拿着一根点燃的香烟头，站在十米外，如果探测器能接收到信号，我们就非常有成就感，一点点的进步不知道凝聚了多少时日与心血。

    不能忘却的

    实验室大爆炸

    也许很多人不会想到，科学也会有牺牲。在技术物理研究所历史上发生过的最大事故中，我们失去了两位非常优秀的同事……

    1960年，上海提出了“保钢、保粮、保尖端”的口号，设想在嘉定建造一个科技城，很多科研单位都搬到嘉定。电子所也搬到了嘉定，当时电子所有雷达、微波管、水声、红外等研究方向，我那时和薛永祺搞水声，1961年科学院对地方研究所有所调整，上海电子所各方面分别调整，我随红外研究室调到了技术物理所，技术物理所既为我们提供了一个展示才华的平台，也是一个奉献毕生精力的平台。

    有时候，为了完成国家交给的任务，付出的甚至是生命的代价。1965年1月份，我国在山西获得的U2飞机残骸上有红外扫描相机。相机上的红外探测器和制冷机被拿到技术物理所进行分析。其中锗掺汞探测器是红外扫描相机的核心装置，只有火柴梗一般大小。残骸的制冷机拿回来的时候已经被损坏了，而制冷机使用的气体是锗掺汞，该红外探测器工作温度是零下235摄氏度。液氢的工作温度比较适合，但有燃烧的危险性，可惜我们对其危险性认识不足。当时技术物理所在复旦大学拥有专门生产液氮的低温车间，研究人员就在车间里改装后生产出了液氢，然后把液氢放在杜瓦瓶中。杜瓦瓶这种容器底圆口长，里面的冷气出来后，容器口会结冰，要把容器表面的冰融化掉并非易事。4月9日晚上，几位同事在四楼做试验时，有人就建议用火烤杜瓦瓶。由于室内温度高，液氢蒸发为氢气，一段时间后室内空气中就积累有氢气。烤火时遇到明火，就发生了爆炸事故。当时声音非常大，墙都被打穿了，门也震飞了，四层楼的二间实验室炸了，我的一位同事当场遇难。因为该实验室上面五楼还有气瓶，去拿气瓶的两个同事随倒塌的墙壁一起掉了下来，其中一人因为碰到架空的电线而幸存。我当时在北京出差，这在技术物理所历史上是最大的事故，是血的教训。事后，我们在实验室废墟中，一点点地找到了锗掺汞探测器原件，又把制冷机的机械部分和电子学部分修复。然后把液氢改成液氖，一两年后又研制出了中国自己的探测器。失去了两位优秀的人才，更加重了我们身上的责任感和使命感，我们就是这样一步步走向成熟，一步步完成国家的任务。

    卫星的“眼睛”

    比自己的眼睛更重要

    我国风云一号和风云二号气象卫星都是世界气象卫星组织确定的业务卫星。这两代卫星的红外遥感仪器都是国际公认的先进水平，应该说这都是我们研究所的成功。

    中央电视台每天新闻联播后的天气预报收视率高，观众可看到的一些云图就是从“风云”气象卫星多通道自旋扫描辐射计上获取的。红外扫描辐射计说得形象些，就是卫星的“眼睛”。我和技术物理所的同事们就是给“风云”气象卫星安装“眼睛”的人。

    “风云一号”扫描辐射计在20世纪70年代初立项时定的指标是以美国第二代气象卫星的指标为目标，我们采用了类似方案，并在1977年初，研制出样机。1977年11月，在上海召开的“气象卫星工程大总体方案论证会”上，通报了一条重要信息——美国将于1978年发射TIROS-N气象卫星。新的卫星将提供甚高分辨率扫描辐射计数字云图，因此，我们面临这样的局面：如果为了使完成任务的把握大一些，则坚持原有方案，这样较稳妥、风险也小。但如果按计划1980年如期将这样的卫星送上天，卫星传送下来的云图分辨率为8000米，届时可能除了中国外，再没有其他国家或地区会接收这些数据。坚持发射这种卫星将没有太大的实际意义。但我们当时的技术水平与美国存在着很大差距，在短期内要达到它的水平有很多困难，也有相当大的风险。

    当时，我和项目组主要成员经过细心对比分析认为：差距是实际存在的，但从国家气象部门的需求和国际发展的趋势考虑，我们可以努力一下，通过采用新的器件和技术，尽快缩短差距。为此，我们提出建议：“我国第一颗气象卫星的探测仪器的扫描速率改为120r/min，与TIROS-N的APT体制相一致，采用碲镉汞探测器和辐射致冷技术。”这个建议随即被会议采纳，从而为跟上国际先进水平跨出了关键一步。

    我国气象卫星风云一号和风云二号都是世界气象卫星组织确定的业务卫星。日本、澳大利亚都能免费接收到我国气象卫星的信息。这两代卫星的红外遥感仪器都是国际公认的先进水平，应该说这都是我们研究所的成功。而最让我感到骄傲和欣慰的是：我们研究所在气象卫星和扫描仪方面的发展水平，已经不仅仅代表了自己的水平，而且真正能代表国家和世界发展的水平。这是整整一代人用自己毕生的精力努力的结果。在这个过程中，我个人只是出了一点力而已。

    在极轨气象卫星同类业务应用的仪器，可以说我国和美国处在同一水平。他们的同类扫描辐射计一般是6通道的，而“风云”卫星有10个通道，获取信息能力更强，而且图片清晰度可以保持在1000米范围内。

    1988年国庆节，对我们来说是一个难忘的日子。在庆祝新中国成立39周年的同时，我国的气象卫星首次上天。那一刻，我感觉太空中的那对“眼睛”比自己身上的更要紧。

    最少经济投入

    收获最大科研价值

    许多人认为从事科研工作是比较艰苦和单调的，我却不这样认为。在我看来，只要调节好自己的生活，就能在枯燥的工作中找到乐趣。

    我今年虚岁八十，但身体各方面的指标都很正常。每天早上七点钟，我准时从师大一村出发，七点一刻左右到所里，我就开始爬楼梯，现在一般是三四个来回。然后再绕着所里草坪走几圈，这样身体就得到了适当的锻炼。

    我的包里始终放着一个相机，每次去外地开会，其他同事早上还没起床，我就一个人背着个照相机去拍风景照，我把自己满意照片在电脑中分成几张小照片，然后拿去照相馆洗6英寸的相片，再把这些小照片拼到一起，贴到相框里，就做成了一张完整的放大照片。小照片印一张是8毛钱，四张小照片加在一起才 3元2毛钱，得到一张12英寸的照片，而放大一张完整的照片至少要二三十元钱。不仅是为了省钱，我更享受其中的过程。科研其实也是一样的道理，我们要用尽量低的经济投入创造出最大的价值，这是符合我们国家国情的科学理念，同样也需要我们下更大的功夫。

    我的科研工作少不了家人的支持和理解。1957年，我和爱人结婚，当时总共就花了七块钱，去淮海路的旧货市场买了一个圆的茶几。另外买了一个花瓶，花瓶里插了几朵花，就算是新家具了。房子是学校的宿舍，家里的床、书桌等，都是问学校借的。一直到现在，我们还在用那些家具。当时结婚也没有办酒席的风气，就给同事发发糖。那时年轻人结婚并没有太多的讲究。大家都是因为共同的理想而走到了一起。

    众所周知，科学探索的过程异常艰辛，需要付出努力、耐心和执著。应用研究虽然不像基础研究如在黑暗的隧道中摸索前行，但涉及航天工程项目需要长时间严格、认真，不断提高，不放过一个疑点，经历许多艰难过程，而且要发挥好群体的努力，才能取得成果。作为一个长期工作在第一线的科研人员，我一直叮嘱我的学生们：可以选择的方向很多，但不要随波逐流。要对准目标，努力地走下去！

    相关链接

    上世纪70年代以来，匡定波在国内开创了红外和多光谱技术在航空遥感中的应用，并研制出一系列具有国际先进水平的航空红外及多光谱遥感仪器，为中国航空遥感体系的建立奠定了基础。

    他参与研制的“风云一号”气象卫星甚高分辨率扫描辐射计在轨性能达到了当时的国际先进水平，也为我国发展各类红外观测仪器起了开拓作用。目前他正在关注遥感技术在环境监测方面的新需求。匡定波 红外及遥感专家。江苏无锡人。1952年毕业于上海交通大学物理系。中国科学院上海技术物理研究所研究员。1991年当选为中国科学院院士（学部委员）。

    在红外应用及遥感技术领域进行了系统性的开拓，负责研制了航空红外扫描相机、卫星姿态测量红外地平仪、导弹弹道测量红外捕获跟综系统等先进装备。

    作为一名红外及遥感研究领域的科研工作者，我认为搞科研的人，一定要思维敏锐，坚持开拓，不能自满保守，要善于博采众家之长，我们的科研工作只有不断更新目标，才能追赶世界先进水平。如果说在我几十年的科研生涯中还取得了一些成绩的话，我想这就是关键所在。

    在艰难中起步

    我学习物理专业有很大的偶然性。当年考大学填报志愿时，是我大姐帮我选的专业。虽然我在小学时经历了抗日战争，中学时代又是在无锡乡下度过，但学习数理化对我来说一直都是很轻松的。

    1952年，我从上海交通大学物理系毕业后分配到华东师范大学当老师。刚到华师大时，我是担任助教。白天教授讲课，我要随堂听课，然后课下批改作业、辅导答疑。尤其是答疑过程是学生考老师的过程。这个过程对老师来说，是很好的训练，在解答学生问题的过程中可以启发自己。这是我在华师大最大的收获，对我以后处理事情打下了很好的基础，是一件终身受益的事情。

    就这样，我在华师大一呆就是七年。其间，有一段时间跟光学老师郑一善教授一起用德国进口的Q24石英紫外光谱仪进行研究，还管理过普通物理实验室。

    1958年，华师大与中科院合办电子所，我就被派到电子所做研究。在那个年代里，我认为自己应该做一些实实在在的事情。电子学是比较热门的，但电子所的科研方向很多。我从那时起搞过水声和红外研究。我们去铁道研究所调研，铁路货车的轴承是用金属瓦做成的，铁路运行时轴承如缺油和车轱辘上的车轴摩擦会发热，热量超过一定程度车轴就会断掉。这样我们就开始了红外线应用研究。当时，我每天的生活非常简单，大多时间都和同事们一起做科研项目。一切都刚刚开始，没什么基础，全靠自己摸索。如果稍微做出一点成绩，我们就会非常开心。我们在电子所的时候要做一个红外探测系统，红外探测元件不会做，就从科学仪器公司买来一个硫化铅探测器做模型。当时做的红外仪器，拿着一根点燃的香烟头，站在十米外，如果探测器能接收到信号，我们就非常有成就感，一点点的进步不知道凝聚了多少时日与心血。

    不能忘却的

    实验室大爆炸

    也许很多人不会想到，科学也会有牺牲。在技术物理研究所历史上发生过的最大事故中，我们失去了两位非常优秀的同事……

    1960年，上海提出了“保钢、保粮、保尖端”的口号，设想在嘉定建造一个科技城，很多科研单位都搬到嘉定。电子所也搬到了嘉定，当时电子所有雷达、微波管、水声、红外等研究方向，我那时和薛永祺搞水声，1961年科学院对地方研究所有所调整，上海电子所各方面分别调整，我随红外研究室调到了技术物理所，技术物理所既为我们提供了一个展示才华的平台，也是一个奉献毕生精力的平台。

    有时候，为了完成国家交给的任务，付出的甚至是生命的代价。1965年1月份，我国在山西获得的U2飞机残骸上有红外扫描相机。相机上的红外探测器和制冷机被拿到技术物理所进行分析。其中锗掺汞探测器是红外扫描相机的核心装置，只有火柴梗一般大小。残骸的制冷机拿回来的时候已经被损坏了，而制冷机使用的气体是锗掺汞，该红外探测器工作温度是零下235摄氏度。液氢的工作温度比较适合，但有燃烧的危险性，可惜我们对其危险性认识不足。当时技术物理所在复旦大学拥有专门生产液氮的低温车间，研究人员就在车间里改装后生产出了液氢，然后把液氢放在杜瓦瓶中。杜瓦瓶这种容器底圆口长，里面的冷气出来后，容器口会结冰，要把容器表面的冰融化掉并非易事。4月9日晚上，几位同事在四楼做试验时，有人就建议用火烤杜瓦瓶。由于室内温度高，液氢蒸发为氢气，一段时间后室内空气中就积累有氢气。烤火时遇到明火，就发生了爆炸事故。当时声音非常大，墙都被打穿了，门也震飞了，四层楼的二间实验室炸了，我的一位同事当场遇难。因为该实验室上面五楼还有气瓶，去拿气瓶的两个同事随倒塌的墙壁一起掉了下来，其中一人因为碰到架空的电线而幸存。我当时在北京出差，这在技术物理所历史上是最大的事故，是血的教训。事后，我们在实验室废墟中，一点点地找到了锗掺汞探测器原件，又把制冷机的机械部分和电子学部分修复。然后把液氢改成液氖，一两年后又研制出了中国自己的探测器。失去了两位优秀的人才，更加重了我们身上的责任感和使命感，我们就是这样一步步走向成熟，一步步完成国家的任务。

    卫星的“眼睛”

    比自己的眼睛更重要

    我国风云一号和风云二号气象卫星都是世界气象卫星组织确定的业务卫星。这两代卫星的红外遥感仪器都是国际公认的先进水平，应该说这都是我们研究所的成功。

    中央电视台每天新闻联播后的天气预报收视率高，观众可看到的一些云图就是从“风云”气象卫星多通道自旋扫描辐射计上获取的。红外扫描辐射计说得形象些，就是卫星的“眼睛”。我和技术物理所的同事们就是给“风云”气象卫星安装“眼睛”的人。

    “风云一号”扫描辐射计在20世纪70年代初立项时定的指标是以美国第二代气象卫星的指标为目标，我们采用了类似方案，并在1977年初，研制出样机。1977年11月，在上海召开的“气象卫星工程大总体方案论证会”上，通报了一条重要信息——美国将于1978年发射TIROS-N气象卫星。新的卫星将提供甚高分辨率扫描辐射计数字云图，因此，我们面临这样的局面：如果为了使完成任务的把握大一些，则坚持原有方案，这样较稳妥、风险也小。但如果按计划1980年如期将这样的卫星送上天，卫星传送下来的云图分辨率为8000米，届时可能除了中国外，再没有其他国家或地区会接收这些数据。坚持发射这种卫星将没有太大的实际意义。但我们当时的技术水平与美国存在着很大差距，在短期内要达到它的水平有很多困难，也有相当大的风险。

    当时，我和项目组主要成员经过细心对比分析认为：差距是实际存在的，但从国家气象部门的需求和国际发展的趋势考虑，我们可以努力一下，通过采用新的器件和技术，尽快缩短差距。为此，我们提出建议：“我国第一颗气象卫星的探测仪器的扫描速率改为120r/min，与TIROS-N的APT体制相一致，采用碲镉汞探测器和辐射致冷技术。”这个建议随即被会议采纳，从而为跟上国际先进水平跨出了关键一步。

    我国气象卫星风云一号和风云二号都是世界气象卫星组织确定的业务卫星。日本、澳大利亚都能免费接收到我国气象卫星的信息。这两代卫星的红外遥感仪器都是国际公认的先进水平，应该说这都是我们研究所的成功。而最让我感到骄傲和欣慰的是：我们研究所在气象卫星和扫描仪方面的发展水平，已经不仅仅代表了自己的水平，而且真正能代表国家和世界发展的水平。这是整整一代人用自己毕生的精力努力的结果。在这个过程中，我个人只是出了一点力而已。

    在极轨气象卫星同类业务应用的仪器，可以说我国和美国处在同一水平。他们的同类扫描辐射计一般是6通道的，而“风云”卫星有10个通道，获取信息能力更强，而且图片清晰度可以保持在1000米范围内。

    1988年国庆节，对我们来说是一个难忘的日子。在庆祝新中国成立39周年的同时，我国的气象卫星首次上天。那一刻，我感觉太空中的那对“眼睛”比自己身上的更要紧。

    最少经济投入

    收获最大科研价值

    许多人认为从事科研工作是比较艰苦和单调的，我却不这样认为。在我看来，只要调节好自己的生活，就能在枯燥的工作中找到乐趣。

    我今年虚岁八十，但身体各方面的指标都很正常。每天早上七点钟，我准时从师大一村出发，七点一刻左右到所里，我就开始爬楼梯，现在一般是三四个来回。然后再绕着所里草坪走几圈，这样身体就得到了适当的锻炼。

    我的包里始终放着一个相机，每次去外地开会，其他同事早上还没起床，我就一个人背着个照相机去拍风景照，我把自己满意照片在电脑中分成几张小照片，然后拿去照相馆洗6英寸的相片，再把这些小照片拼到一起，贴到相框里，就做成了一张完整的放大照片。小照片印一张是8毛钱，四张小照片加在一起才 3元2毛钱，得到一张12英寸的照片，而放大一张完整的照片至少要二三十元钱。不仅是为了省钱，我更享受其中的过程。科研其实也是一样的道理，我们要用尽量低的经济投入创造出最大的价值，这是符合我们国家国情的科学理念，同样也需要我们下更大的功夫。

    我的科研工作少不了家人的支持和理解。1957年，我和爱人结婚，当时总共就花了七块钱，去淮海路的旧货市场买了一个圆的茶几。另外买了一个花瓶，花瓶里插了几朵花，就算是新家具了。房子是学校的宿舍，家里的床、书桌等，都是问学校借的。一直到现在，我们还在用那些家具。当时结婚也没有办酒席的风气，就给同事发发糖。那时年轻人结婚并没有太多的讲究。大家都是因为共同的理想而走到了一起。

    众所周知，科学探索的过程异常艰辛，需要付出努力、耐心和执著。应用研究虽然不像基础研究如在黑暗的隧道中摸索前行，但涉及航天工程项目需要长时间严格、认真，不断提高，不放过一个疑点，经历许多艰难过程，而且要发挥好群体的努力，才能取得成果。作为一个长期工作在第一线的科研人员，我一直叮嘱我的学生们：可以选择的方向很多，但不要随波逐流。要对准目标，努力地走下去！

    相关链接

    上世纪70年代以来，匡定波在国内开创了红外和多光谱技术在航空遥感中的应用，并研制出一系列具有国际先进水平的航空红外及多光谱遥感仪器，为中国航空遥感体系的建立奠定了基础。

    他参与研制的“风云一号”气象卫星甚高分辨率扫描辐射计在轨性能达到了当时的国际先进水平，也为我国发展各类红外观测仪器起了开拓作用。目前他正在关注遥感技术在环境监测方面的新需求。