侯洵：瞬态光学高峰的攀登者

中国科学院院士侯洵。（资料图片）

侯洵在作报告。（资料图片）

侯洵（中）与相关领域专家学者合影。（资料图片）

侯洵参加2008年北京奥运会火炬传递。（资料图片）

侯洵，1936年出生于陕西咸阳，是我国著名光电子学专家、瞬态光学和光电子学领域的杰出科学家，现任中国光学学会常务理事，中国物理学会理事，陕西省物理学会理事长，河南大学物理与电子学院兼职教授。1985年作为“现代国防试验中的动态光学观测及测量技术”的主要贡献者获国家科技进步特等奖。自1986年以来，先后获国家科技进步二等奖2项、三等奖3项、国家发明三等奖1项，获中科院科技进步一等奖3项，二等奖4项；先后在国内外重要期刊及学术会议上发表论文190多篇。侯洵倡议并组织建设了“瞬态光学技术国家重点实验室”，为我国瞬态光学技术的研究赶超世界先进水平做出了重要贡献。1984年获国家有突出贡献的中青年专家称号，1989年获全国先进工作者称号，1991年当选中国科学院院士。

1960年，侯洵来到北京，在中国原子能科学院（原中国科学院原子能研究所）进修一年。1979年到1981年，他赴英国帝国理工学院留学，除了这短暂的3年，他全部的热情和力量都献给了自己的家乡。
他说：“我觉得，与其到人家发达地区那里坐享其成，还不如把自己的家乡搞好一点。”
转行：国家需要就去做
20世纪60年代，科技人员普遍认为，做理论研究，只要多看文献、多思考就可以了。相对而言，要做实验，就需要仪器设备，以当时的物质经济条件，是很困难的事情。这就造成一个现在看来很怪的现象：在我国的物理学领域，做理论研究的人要比做实验研究的人多出好多。而国际学界的常见结构是，一个做理论研究的科学家，通常需要6个及以上做实验或工程的研究者支持。
侯洵原在1958年成立的中国科学院西安原子能研究所做有关磁约束受控热核反应方面的理论工作。1962年随该所进入新建的中国科学院西安光学精密机械研究所（简称“西安光机所”）不久，领导便找他谈话，希望他能从理论研究转向实验研究。
尽管从理论到实验的转化跨度较大，但侯洵当即表示：“做实验就做实验，这是国家需要！”
转行之后，侯洵参与的第一个项目是研制克尔盒高速相机。他自此进入了瞬态光学领域，参与研制了一系列电光与光电子类型的高速摄影机，包括电视－变像管高速相机及光纤－变像管毫微秒扫描相机、多种超快过程研究用的可见光皮秒扫描相机、X-射线皮秒分幅与扫描相机等。
这一系列超高速瞬态现象观测设备的研制成功，使我国超快现象研究的时间分辨率从微秒进入了皮秒，提高了六个数量级，赶上了国际先进水平，多次成功应用于我国大型试验及相关科学研究中。
创新：“独家定制”科研设备
侯洵的科研生涯，是从一穷二白的年代走过来的，因此对创新，他格外重视。他认为，科研人员自己研制仪器设备，是非常重要的。因为只有独特的设备，才能做出创新的工作。
侯洵年轻时，由于实验室的条件非常有限，自制实验设备是“家常便饭”。他们在研制克尔盒相机时需要制作克尔盒。所谓克尔盒，是一种内装一对电极板并盛有硝基苯液体的玻璃盒子。实验有个步骤，需要用火焰将光学质量的玻璃窗片熔化粘接在盒体上。但在当时，西安没有煤气，侯洵和他的同事们就找来一个汽油桶，内装部分汽油，通上两根管子。一根管子插进汽油里，拿空气压缩机向桶里打气。另一根管子在油面之上将带有汽油挥发的气体引出形成可燃气体。
燃气配出来了，但是这个设备还有一个问题：不能一直往里打气，不仅浪费，还很危险，需要一个自动控制气压的器件。于是他们自制一根U形玻璃管，在U形玻璃管两个分支高低不同的位置上装上电极。U形玻璃管一端与汽油桶连通，管内充上适量水银，使之在未向桶内打气时能连通两个电极。电路通了，压缩机便开始工作。等到压力加大，水银柱子又会被压到一边，从而与电极脱离，使得电路断开。如此循环，桶内气压便得到有效控制。
“东西虽然简单，但解了燃眉之急，保证了研制进度。”说起这些时，侯洵言语里仍然透着自豪。
对今天的科研工作者而言，这样的实验传统早已成为过去。大多数研究所需的仪器设备，都可以花钱买来。但是侯洵对此有自己的看法：“应该鼓励科技人员根据自己的研究课题，研制相应的仪器设备，这样做出来的成果会更有意义和原创性。”
“如果只是花大价钱买国外设备，做点‘换汤不换药’的实验，发几篇论文了事，这种做法不但是对金钱的浪费，更是对人才的虚耗。”侯洵说：“人家早都做过的事情，能有什么创新呢？又能解决多少国家实际问题？”
“自主研制”这4个字的分量，侯洵有切身体会。1984年，侯洵与有“中国光学之父”之称的王大珩院士一起到巴黎参加国际高速摄影会议。在一间展厅里，侯洵看到了一台光纤-条纹相机，这是一台能够代替十多台高速电子示波器的设备。他向工作人员询问价格，不料对方看了他的胸牌后，说：“这个不卖给中国。”
遭遇如此无礼对待，侯洵不但没有生气反而窃喜，因为与这种条纹相机完全一样的设备，我国刚刚研制好，已经运到实验基地。后来，他们自主研发的光纤-条纹相机在基地成功运行，为国家的大型实验做出了贡献。
科普：“逢山开路、遇水架桥”
侯洵不仅对科研充满热情，对青年人才的培养也十分重视。他培养的硕士生和博士生，现在大都成了瞬态光学或半导体光电子器件领域的科研骨干。
侯洵结合自己的专业及经历，先后在西安、汉中、商州、咸阳等地的中学、大学做过多场科普报告。近年还去过重庆市的西藏中学和彭水中学为少数民族学生作科普报告。
他最爱讲的故事，是高速摄影机的发展。人们对高速摄影机的“快”，有着永无止境的追求。对于传统的光机结构的间歇式高速摄影机而言，拍摄频率的快慢，取决于底片一停一拉的速度。受底片抗拉强度的限制，全世界的技术水平，基本能达到每秒360多张。但人们还想更快，该怎么办呢？
人们想出了一个“相对静止”的办法：让底片匀速运动，而在光学系统中加一个可旋转的棱镜，调整棱镜转速可保证在曝光的瞬间，底片和图像是相对静止的。这样不仅速度上来了，成像也是清晰的，这就是棱镜补偿式摄影机的工作原理。这一技术让分幅摄影机的速度提高到了每秒1万张左右。由于将底片由静止加速到高速需要耗费大量底片，因此拍摄频率的进一步提高受到了限制。
还要更快，人们是这样设计的：光学成像系统经过可以高速旋转的镜子反射再成像，将底片沿着成像的轨迹，也就是说轨迹的这一周都是底片，再加一个旋转的镜子，前面的光学成像系统经过可以高速旋转的镜子反射再成像。照到底片上，这样镜子转得快，拍摄速度也就更快，最高达到了每秒2000万张。
一年又一年，经历了一次次的“开路”和“架桥”，高速摄影机的分辨率从皮秒、飞秒直奔阿秒。侯洵用科学家们追“光”捕“快”的故事，鼓舞了许许多多青年人才。
“我觉得年龄大一点的科研工作者，有责任传播科学知识，激励年轻人。”侯洵说。
在每次作科普报告的最后，侯洵常以“珍惜时间”结尾。鲁迅在论及“很多人常常遇到问题说没有时间想”时说：“不是没有时间想，是有时间的时候没有想。”侯洵一直把鲁迅这句并不那么有名但却充分体现了辩证思维的话作为自己的座右铭。他说：“利用时间充分思考自己的各种业务，就不会在问题来临时手足无措。”
（侯颖琳）