中國自動化工業之父楊嘉墀：用戰俘換回來的“兩彈一星”元勛

1975年11月底，中國第一顆返回衛星發射，衛星剛上天便出現了“異常”。

當時計劃是三天后返回，但如果衛星運行一天就返回，將會落在人口稠密的河南西部，損失將會無法估計。

是提前返回，還是繼續飛行？一個是與否的簡單決定，卻關乎整個項目的成與敗。

幾乎所有的專家都否認了繼續飛行的可能性，此時項目總指揮錢學森把目光投向低頭計算的楊嘉墀。

楊嘉墀用沉穩的語氣說：

“從我的計算判斷，問題不大，可以按原計劃繼續飛行。”

那一晚他獨自跑到山頂，在寒風中蹲了一宿，只為等那顆星星。當看到衛星果然如自己計算的一樣精確地出現劃過蒼穹，他放心了。

現在，人們茶余飯后，每每驕傲地談及到的“兩彈一星”、“神舟”飛天、“北斗”導航、“嫦娥”探月等國家利器，所有這些科技成就的背后，幾乎都能見到楊嘉墀的身影，他幾乎參與了中國所有衛星、飛船的方案論證和研制工作。

愛動手的“小淘氣”

1919年9月9日，楊嘉墀出生在江蘇省吳江縣震澤鎮的一個絲業世家，祖父曾擔任震澤絲業公會會長。

在當地，楊氏是個勤業愛國、開明開放的家族，他們淡化了“士農工商”的等級觀念，家風相對民主，鼓勵子孫參與競爭，尊重個性發展。為了實業救國、教育救國，家族還創辦了震澤絲業小學，這是所新式學校，教授語文算術等學科知識。楊氏的家族的孩子都不讀私塾，全都進入絲業小學讀書。

1924年秋天，剛滿五歲的小嘉墀，就進入了絲業小學讀書，在優越的人文環境中，家境殷實的他受到了很好的啟蒙教育，激發了他對對科學的興趣，總愛刨根問底，力求真相。。

在父母眼里他成了一個“小淘氣”。四歲生日那天，在上海工作的父親楊澄蔚，送給他一個小望遠鏡。小嘉墀喜出望外，拿在手里翻來覆去看。當天晚上，他就爬到窗臺上，拿著望遠鏡對著天空尋找著什么，原來他在找“牛郎織女”，因為母親給他講過鵲橋相會的故事。

有了望遠鏡后，他經常在晚上觀賞燦爛星河，尋找各種各樣的星座。這不僅培養了楊嘉墀開闊的胸襟，也讓他的腦海多了很多對于天空的疑問。這也成為日后楊嘉墀從事航天技術的第一堂啟蒙課。

小嘉墀的淘氣還體現在“搞破壞”上。喜歡拆家里手表、鬧鐘、門鎖之類的東西，但是拆開又還原不回去，嚇得父母把很多貴重的東西都收起來，不讓他碰到。

在租界里讀完大學

1932年,楊嘉墀跟隨父母來到上海，入讀上海中學，當時的上海中學已經有了明確的文理工等分科，楊嘉墀毫不猶豫地選擇學習機械工科。

工科主任按照就業學校方式安排教學，讓學生半天上課，半天勞動實習。楊嘉墀學過鉗工、鑄工、鍛工，這進一步培養了他的動手能力。

1937年7月7日，楊嘉墀參加了上海交通大學的入學考試，恰在這一天盧溝橋事變爆發，之后他也是在炮火中等來了楊嘉墀以優異成績考入當時工科教育最好的國立交通大學電機系的錄取通知書，他成為上海中學工科班應屆畢業生中被交通大學錄取的第一人。

然而入學后不足一月，上海淪陷，學校被迫搬入法租界。他的大學四年都是在外國租界中伴隨著炮聲度過的，課也是上上停停的。正是這段刻骨銘心的經歷，才造就了他滿懷報國之志的赤子之心。

1941年夏，大學畢業后，楊嘉墀不愿留在敵占區工作，便和幾個同學奔赴昆明來到西南聯大，擔任西南聯大電機系助教。

西南聯大機電系老主任倪俊非常賞識楊嘉墀，1942年他介紹楊嘉墀到中央電工器材廠工作，擔任過助理工程師。

在那里，楊嘉墀開始了單路載波電話機的試制工作。他嘔心瀝血，花了兩年多時間，終于在1945年研制出了中國第一套單路載波電話樣機，并在昆明工業展覽會上展出。

因為這一成就，同年，楊嘉墀獲得了中央電工器材廠留美考試資格，最后成功收到了美國錄取通知，但由于戰時各種原因，此事一直被擱置。經過一番周折，直到1947年1月，楊嘉墀終于登上了去往美國的輪船，前往哈佛大學深造。

我要回中國工作，那里是我的家

在哈佛大學工程科學與應用物理系學習期間，楊嘉墀如魚得水，不僅可以輕松應付哈佛的課程，甚至還選修了幾門麻省理工學院的課程。一年不到的時間，他便以優異的成績取得了哈佛的碩士學位。

但他并未就此止步，他喜歡做有挑戰性的工作，決定繼續攻讀博士學位，向新興科研領域進軍。

在博士導師Lecorbeiller的建議下，楊嘉墀以研究一臺計算傅里葉變換的模擬計算裝置為題目作為博士論文選題。當時，世界上第一臺電子模擬計算機剛剛在1946年研究成功，有關這一領域的研究才剛剛起步，諸多技術尚待開發。楊嘉墀將從麻省理工學院學到的頻率域網絡綜合方法，創造性地擴展到時間域，僅在半年內就成功研制出一臺傅里葉變換器，受到了導師的高度贊許。

1949年4月，楊嘉墀也因此順利通過了哈佛大學的博士論文答辯，他又僅用了一年時間輕松地拿到了博士學位。

就這樣，楊嘉墀的才華嶄露頭角。

博士畢業后，導師建議楊嘉墀在雷達領域深造，然而由于美國當局的阻撓未能如愿。

1950年5月，楊嘉墀去了賓夕法尼亞大學生物物理系工作，該系系主任是當時在學術界頗有名望的B·Chance教授。

楊嘉墀入職后就創造性地設計出處于領先地位的高速電子模擬機，受到高度評價。

緊接著，楊嘉墀又承擔了一項探索性更強的任務------研制用來測量酶化學反應動力學過程的儀器。

在跨學科學習了生物化學、數理等基礎理論后，他采用了電子學、光學、生物學等先進技術，進行了系統的研究、分析與設計后，終于在1954年成功研制了一臺快速記錄吸收光譜儀，工作范圍可從紫外光到可見光。

吸收光譜儀

這一研究成果結束了光譜儀手動的歷史，儀器也被專家命名為“楊氏儀器”。研究成果不僅在《科學儀器評論》上發表，也獲得了美國專利授權。

洛克菲勒醫學研究所（現為洛克菲勒大學）很快向他拋來橄欖枝。該研究所與B·Chance教授多次溝通后，聘請楊嘉墀為該所高級工程師，每周在該所工作三天。

不久，楊嘉墀就成功研制出了生物化學的二色光譜儀、視網膜仿真儀，成為生物醫學電子學的創始人。楊嘉墀還幫助了該所的H·K·Hartline教授在建立側抑制公式的過程中，為其試驗室構造了第一個模擬計算機，在這計算機上驗證了側抑制的可加性，即模擬幾個互相作用的感受器群的反應所產生的抑制性影響，從而為建立Hartline公式提供了方便的工具。后來，由于H·K·Hartline教授在視覺研究中發現了側抑制和感受野這兩個重要概念，榮獲諾貝爾醫學與生理學獎，可以說楊嘉墀對此也有一份貢獻。

當時在紐約工作期間，楊嘉墀還和幾位從事醫學電子學工作的朋友們共同發起成立了醫學電子學專業委員會（屬美國無線電工程師學會），編輯出版了醫學電子學雜志。他在洛克菲勒研究所做的微電極放大器，研究成果在他回國后的 1958 年還在該雜志上發表。

正因為他在醫學電子儀器及仿真計算機方面的開拓和貢獻，才有了醫學電子學這門學科的建立。

留美近十年，在美國先進的實驗室里，楊嘉墀研制出了高速模擬計算機、高速自動記錄吸收光譜儀等生物醫學專用電子儀器，開創了“生物醫學電子學”，在美國引起不小轟動。

在美國，楊嘉墀絕對是人才，他可以用最先進的儀器設備和最充足的科研資金，當然，美國也給他提供了足夠優越的生活條件。

但楊嘉墀雖然身在美國，卻每時每刻都牽掛著祖國。

早在新中國成立之時，楊嘉墀就積極參加了旅美愛國學生組織的活動，迫切想了解新中國的情況和回國的渠道。但美國卻制定了阻止華人回國的“麥卡錫法案”，不允許學習醫學、理科、工科的中國留學生回國。

歸國之路被阻斷了，但楊嘉墀那顆熾熱的愛國心始終堅定，他拒絕了成為“美國公民”的誘惑，也拒絕了其他同學、同事給他介紹臺灣、南美洲等地區的工作，他說：

“我要回中國工作，那里是我的家。”

1954年4月，周恩來總理在日內瓦舉行的國際會議上，提出以在朝鮮戰場上被俘的美軍飛行員為交換，讓美國準許中國留學生回國。美國迫于各方壓力，準予自愿回國的中國留學生離境。

1956年8月，留學美國近十年的楊嘉墀攜妻女歸國。

歸國之前，他變賣汽車、 鋼琴等家產，購買了示波器、振蕩器、真空管、電壓表等當時國內急需的科研設備，其中一種光電倍增管，在測量中國第一顆原子彈爆炸火球亮度時，到了至關重要的作用。

在離境時，移民局工作人員詢問是否自愿時，楊嘉墀理直氣壯地大聲回答：“是自愿的！”

依靠自己的力量發展尖端技術

回國后，楊嘉墀作為海外留學歸來的專家，多家單位都盛情邀請他前去。根據自己已取得的成果，結合所學專業和國內考察、參觀，經過分析、考慮，楊嘉墀最終選擇了中科院自動化及遠距離操縱研究所。

楊嘉墀的強項是電子學、半導體、自動化和計算機這些高精尖技術，而這些，恰恰是國家當時最需要的。

1957年，蘇聯成功發射世界上第一顆人造衛星。翌年，毛澤東發出“我們也要搞人造衛星”的號召，中科院立刻組織考察團前往蘇聯學習航天技術。

當時中蘇關系已經開始惡化，這次考察并不順利，楊嘉墀等人并沒有接觸到核心技術，合作更無從談起。經過對比兩國國情，楊嘉墀冷靜分析后認為現階段我國并不具備發射人造衛星的工業基礎和科技水平，只靠一腔熱血是不能讓火箭上天的。他建議我國空間事業應該立足于國內現狀，堅持自力更生，一步一個腳印，從探空火箭搞起。

后來的事實證明，正是由于當時選擇了獨立自主研發的道路，蘇聯撤走全部專家后，不僅沒有影響我國尖端技術的發展進度，還加快了某些領域前進的步伐。

在中科院提出“以探空火箭練兵，高空物理探測打基礎，不斷探索衛星發展方向”的發展步驟后，楊嘉墀帶領自動化所投身于導彈、原子彈、核潛艇等項目的協同攻關研究任務中，并取得了一系列成果。

在原子彈試驗用測試儀器研制工作中，自動化所具體承擔著三項任務：火球溫度亮度測量儀、沖擊波壓力測量儀、現場地面振動測量儀。

目的是通過這幾項測量確定原子彈實際威力。

這是一項艱巨的任務，楊嘉墀帶領團隊沒日沒夜地攻堅，在核試驗測量儀器的研制過程中，楊嘉墀在幾乎無任何資料可供借鑒的情況下，創造性地利用太陽光的能量作為替代，收集了大量實驗數據，為整個研制工作開辟了一條全新的道路。

1964年10月16日，我國第一顆原子彈爆炸成功，測量儀器記錄準確，獲得大量實驗數據。緊接著，楊嘉墀又帶領團隊完成了應用于首枚氫彈試驗和首次地下核試驗測量儀器的研制工作。

“兩彈”研制成功后，毛主席說：

“原子彈和氫彈都有了,我們還要有衛星！”

從此，中國科學家們將目光轉移到了天空。

1965年，楊嘉墀被任命為人造衛星總體設計組副組長，參與衛星總體方案設計以及確定衛星的姿態控制和姿態測量方案。

為更好地制定發展規劃，楊嘉墀通過實地調研和走訪征詢，掌握了大量一手資料。在全面分析了各類衛星亟須解決的關鍵技術等問題后，提出了以科學實驗衛星為起點，以返回式衛星為重點，全面開展各領域衛星研制工作的發展設想。這一設想為之后中國航天事業的技術發展指明了方向。

衛星研制期間，正值“文革”期間，很多科學家的生活受到波及，楊嘉墀也不例外。

但楊嘉墀一點也沒放在心上，依然日以繼夜地工作著。

“東方紅一號”研制過程中，楊嘉墀參加了衛星發展規劃、技術協調和系統的研制任務。他反復強調衛星要上天，試驗設備必須先行的看法，提出相關實驗室的建設方案。

為解決用來測定姿態的“紅外地平儀”低溫適應難題，楊嘉墀奔波于北京、上海、長春等地，協調各方力量，統籌攻關，成功攻克這一難關，確保該儀器可以在-100℃至50℃的溫度環境中工作。

1970年，4月24日，我國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”發射成功，楊嘉墀領導研制的姿態控制系統圓滿地完成了任務。

楊嘉墀在中關村家中從廣播里聽到這一振奮人心的消息時，激動之情難以言表，他知道，他和同事們的努力沒有白費。

1986年，“原子彈和氫彈的突破與武器化”榮獲國家科技進步獎特等獎，自動化所承擔的“核爆試驗檢測技術及設備”作為分項目也同時獲獎。對于這一殊榮，楊嘉墀認為：

“值得慶賀的不僅僅是榮譽的獲得，而是這些成果再一次證明了中華民族完全可以依靠自己的力量發展尖端技術”。

他和其他三位科學家促成了“863計劃”

20世紀80年代是世界各國科技集中發力的時代，各國爭相占領技術高地，美國的“星球大戰”計劃、歐洲的“尤里卡”計劃、蘇聯和東歐各國的“科技進步綜合綱領”、日本的“科技振興基本國策”等等，都旨在率先把握和控制世界經濟和科學發展未來。

當時國內很多人認為中國的高科技起步晚、底子薄，還不宜加入這一行列，更適合做一些短期項目，但楊嘉墀不那么想，他有更為長遠的考慮。

1986年，楊嘉墀和王淦昌、王大珩、陳芳允四位科學家聯名致信中央，提出“要抓住當前世界新技術革命的時機，瞄準高技術的發展前沿，積極跟蹤高技術”的倡議。

隨后，鄧小平迅速作出指示，國務院主持制定了《國家高技術研究發展計劃》，整個計劃描繪了我國7個大項目、15個主題項目的發展藍圖。這就是我們熟知的“863”計劃。

提到當初國家的支持力度，楊嘉墀回憶說：

“當時國務院領導要張勁夫提出經費預算，張勁夫早期是中國科學院黨組書記兼副院長，他就通知我們四位‘863’計劃的倡議者到中南海去討論這個問題。我們四個人都是搞科學的，沒有經費概念。王淦昌同志原來當過二機部副部長，稍微有些經費的概念。他提了個數字,說這項計劃大概需要幾千萬塊錢，沒想到張勁夫聽后跟我們說,國務院已經初步決定，準備撥款100個億作經費，當時我們都嚇了一跳……”

該計劃實施以來，我國高技術領域成果頻出，進一步縮小了與發達國家的差距。

幾十年如一日的科研生涯中，楊嘉墀始終站在航天技術和自動控制的最前沿，緊跟科技發展趨勢，做一步想三步，不斷提出具有戰略意義的建議。他曾說：

“搞研究的要看到20年之后，光看眼皮底下的，不是好科學家。”

1989年，他又牽頭航天器智能自主控制的研究規劃，提議建立空間智能自主控制國家重點實驗室，不過由于該項研究過于超前，直到15年后年才正式獲批。

對于提出這項建議的原因，楊嘉墀曾解釋說：

“航天器在天上，出了故障不能總依靠地面分析和控制，而且未來如果幾百顆衛星都在天上需要多少管理人員、地面設備和經費？因此必須研究自主控制技術。”

懷著對祖國前途和命運的高度責任感和使命感，從20世紀90年代起，深謀遠慮的楊嘉墀又先后針對我國載人航天和探月工程作出專題報告，對進入21世紀后的月球探索和開發作了全方位的分析，并提出切實可行的建議和實施步驟；針對北斗導航的專利化、產業化和商業化，他與其他五位院士討論后，牽頭起草了《關于促進北斗導航系統應用的建議》，受到國務院的高度重視；之后他又與王大珩等多位院士一同向國務院建議振興儀器儀表工業，對促進相關行業發展起到了重要作用。

楊嘉墀還致力于高技術產業化、科技成果轉化以及知識產權保護等方面的對策研究，他認為一個國家高科技產業水平的高低，知識產權保護意識的強弱，成果轉化的便利程度，將直接決定其是否具備持續且良性的創新能力。

1999年9月18日，中華人民共和國成立五十周年前夕，黨中央、國務院、中央軍委隆重表彰為我國“兩彈一星”事業作出突出貢獻的23位科技專家，授予“兩彈一星功勛獎章”。楊嘉墀是其中之一。

2003年，國際小行星中心向世界各國天文臺發出通知，將中國科學院國家天文臺興隆觀測站1996年12月24日發現的一顆小行星命名為“楊嘉墀星”，聲明此星以中國科學院院士、國際宇航科學院院士楊嘉墀的名字而榮譽命名。

2006年6月11日，楊嘉墀在北京病逝，享年87歲。

楊嘉墀一生為國，八十七載的人間歲月，他還是看不過中華大地，于是化作天上的“楊嘉墀星”。

在漫漫太空中，楊嘉墀星也許是一顆普通的星，并不明亮，也不吸引眼球，但他會永遠看著我們、關注我們，而我們也應當永遠記住這顆明星。