第26章 谦谦君子用涉大川——访杨中海教授

宽带大功率行波管是能实现微波信号放大的电子元件，被广泛地应用于雷达、电子对抗和通信等国防重点工程中，被誉为武器装备的“心脏”，同时它也是最重要的军民两用微波器件之一。高频大功率行波管的研制和生产非常困难，既有理论认识上的难度，也有工艺上的制约。多年来，杨中海教授一直默默地在这个领域探索，为设计、制造新型的行波管进行理论和设计的前沿探索，做着“造心”的工作。

学海不辍写追求

杨中海出身于书香门第，母亲教诲他从小立志“为人民服务”，做一个正直爱国、积极上进的人。少年杨中海发奋学习，是成都石室中学的优秀学生。1961年高考，他填报的志愿是刚建校五年、录取分数与清华大学旗鼓相当的成都电讯工程学院（电子科技大学前身），他说：“高中学到了原子，电子是原子的组成部分，我很感兴趣，所以就选择了五系（现物理电子学院），学习电子器件的设计与制造。”

以四年全优的成绩结束本科学习，新的机遇摆在了杨中海的面前：国家计划培养首批研究生，我校也获准招收研究生。对于学校，这是一件激动人心的大事，对于一心钻研的杨中海来说更是难得的机会。每个班只选出一两名优秀同学参加这次研究生入学考试，杨中海也在此列，可惜“文化大革命”开始，打乱了一切秩序，学校于1966年全面停课，他只好抱憾毕业。

在校待业两年后，杨中海主动要求支援三线建设，到贵州凯里山沟里的军工厂工作，这一去就是十年。在凯里，杨中海挑过土，盖过房，还当过半年的炊事员，但他回忆最多的还是他的研究和在工作中的收获。由于是军管工厂，“文革”大浪冲击较少，杨中海和一大批来自北京大学、清华大学、复旦大学、西安交通大学、合肥工业大学的年轻人一起，从挖土方开始，建厂房，安装机器，调试，试制，生产，全程经历了一座微波管厂的建设。大山沟里艰苦的生活和工作条件挡不住创造的热情，杨中海将自己的聪明才智全部用于国家最需要的电子元器件的研制工作中，他曾作为班长和技术指导带领自己的班组研制出新型高效的生产设备，还获得了“活学活用毛泽东思想积极分子”的称号。

虽身在僻乡，但杨中海随时关注着科技的发展方向。1973年，晶体管计算机刚刚引进国内，他敏锐地觉察到这种计算工具将对自己正在做的行波管理论和设计工作产生巨大的影响。他利用休息时间自学教科书，掌握了计算机的编程。第一次，他带着自己穿好的碗口粗的一大卷用来输入命令的纸带到贵州安顺试用计算机做计算。纸带命令通过光电输入计算机，高速打印机开始飞速地打印结果，“哗哗哗……”吐出来的纸堆了一大堆，计算机就是停不下来，工作人员赶紧过来强制关了机。后来他发现，计算机按照自己编的程序计算出了正确的结果，但是程序中少了一个逗号，所以机器陷入了循环。不算完美的初次试用后，杨中海与计算机技术结下了不解之缘，也为他后来进行的研究埋下了伏笔。

1978年，高考招生制度恢复，杨中海感到研究生招生也一定会在不久以后恢复，于是他重拾书本，做了充分的准备，果然，经过半年的复习，他在“文化大革命”后第一届研究生招生考试中以优异的成绩考进我校物理电子学院读研。

十年一剑锋芒露

1981年，杨中海获得硕士学位，接着又成为四川省首批、也是我校首届7名博士之一，师从刘盛纲院士。博士生毕业留校任教后，杨中海参加了中国科学院基金项目，继续完成其博士论文工作“新型准光腔及其准光腔回旋管”的研究，探索解决大功率、高功率回旋管在向短毫米波、亚毫米波发展时遇到的困难。他提出了一种新的准光腔结构，在国际上首次研制出能产生基波和二次谐波的短毫米波准光腔回旋管。以此项成果为主，他先后在电子回旋脉塞理论与实验研究方面做了一系列工作，这些成果被国际红外与毫米波会议称为“开创性工作”，先后获得电子工业部科技进步一等奖两次（1985年、1986年），国家教委科技进步一等奖（1988年）和电子部科技进步二等奖（1997年），并于1997年获得国家自然科学四等奖。

1986年到1989年，杨中海到美国加州大学洛杉矶分校做为期三年的博士后工作。在那里，他接触到了更先进、处理速度更快的巨型计算机，将巨型计算机用于“相对论性回旋管”理论和设计，他的工作如虎添翼。学成回国时，杨中海用节约下来的美金买了一台最先进的微机带回了学校。刚回国，杨中海同样面临着科研项目很少、没有自己特有的研究方向的问题。在刘盛纲院士的关心下，他接手了国家“863计划”课题“自由电子激光在生物医学与材料科学中的应用”，立即着手工作，很快获得了成果，这个项目使他在“863计划”的专家组中赢得了声誉，此后很多课题都获得了支持。辛勤付出总有收获，短短几年内，杨中海的科研工作水平就获得国内同行的肯定，1991年被国家教委、国务院学位委员会表彰为“作出突出贡献的中国博士学位获得者”，1991年起享受国务院颁发的“政府特殊津贴”，1993年被国务院学位委员会批准为博士生导师。

有项目还不够，对于出色的科学家来说，重要的还是要有自己特别的方向。杨中海发现，对于科学工作来说，解析理论、实验研究和计算机模拟是三大基本手段。而且随着计算机技术的进步，现代微波电真空器件的设计越来越多地依赖精确而强大的建模和模拟技术，这些模拟技术可以在很大程度上节约硬件实验的时间和费用。但由于行波管民用军用的重要性，其设计程序软件多属西方发达国家禁运的产品。拥有自己的行波管设计软件，对于国家的战略发展有重要意义，杨中海决定自己来做这项工作。

1995年，电子科技大学作为牵头单位，杨中海教授主持了军事电子预研项目“微波管的计算机辅助设计软件平台”的开发。电子工业部非常看重这项工作，相关研究所和两个生产厂共同参与了这个项目。

项目的开展并不是一帆风顺的，研究工作难度很大，同时多个单位的参与带来了复杂的协调工作，项目一度进展缓慢甚至停滞。在最艰难的时刻，杨中海教授“痴心不改”，他带着自己的团队通过艰苦的努力，独立完成了大部分的模块开发，在1999年底取得初步的成果，争取到“十五”计划支持。到2005年底接受“十五”验收，项目已经取得了阶段性成果：在提出理论模型和计算方法的基础上，开发出了基于Unix平台和基于Windows平台的宽带大功率行波管CAD集成环境，被认为是国内功能最齐备、系统最完善、有重要实用价值的“宽带大功率行波管CAD集成环境”软件包，实现了二维实时动态显示功能，软件界面友好并具有开放接口。目前项目继续获得“十一五”计划支持，课题组继续对软件包进行完善和3D功能的开发。

评估鉴定专家们认为，该软件的完成对于提高我国微波管的设计能力，缩短开发周期，减少整管硬件实验，改善微波管性能，固化已有经验，起到了重要的作用。这个我国自主开发的软件系统在国内微波管行业迅速推广应用，“神舟”系列飞船上使用的行波管就是使用该软件进行了模拟设计。国家相关管理部门明确规定：今后研制新型号行波管，必须首先使用该软件进行模拟计算。

赤子丹心图报国

儒雅、谦和是杨中海教授给人的第一印象，在他的同事和学生眼里，杨教授是一个有“谦谦之风、君子之态”的敦厚长者。在他的身上，科研工作的严谨求实与做人的谦和宽厚相得益彰。他对待自己的工作一丝不苟，为完成任务废寝忘食。20世纪80年代，计算机的计算速度比较慢，为了随时监控实验数据，他常常是用一张行军床睡在实验室里，由家人送饭；排队到其他单位的大型机上做计算，时间往往安排在周末和晚上，孩子没人管，他只好带着孩子去工作。在给自己的学生上课时，他总是讲起过去的艰苦环境，对同学们、也是对自己说：“条件更好了，我们要做出更好的成绩。”对待同事和学生，他始终是宽厚温和的态度，在担任物理电子学院院长期间，他根据学校的发展战略做好学院的学科部署，为学院的持续发展打下了坚实基础，同时他也很关心改革过程中教师的前途，尽自己的能力考虑学院老师们的个人发展。他的同事和学生说，工作再忙压力再大都没见杨老师发过火，如果大家学习工作松懈了，杨老师总是温和地叮嘱：“你的进展太慢了，加把劲啊！”

多年来，杨中海教授一直从事物理电子学的科研和研究生教学工作，研究电子与波互作用理论、非线性理论、计算机模拟及CAD技术、真空微电子学等。数十年如一日的辛勤工作，杨中海教授的学术履历上硕果累累，著作等身。但他却说：“我对自己做过的所有工作，都不是最满意。”他解释道：“觉得自己做得都不够好，总是有所欠缺，一直告诫自己要自强不息，不断改进、完善工作。精益求精，尽善尽美是我追求的目标。”

如今的杨中海教授已是两鬓斑白，但为着理想，他仍然带领着青年学子孜孜不倦地在科研之路上忙碌着。他说，自己最遗憾的是，40年从事基础理论研究和开发，国家和学校给予了大力的支持，但工作成果都并不具备显著的实际效用。如今他希望，能在自己的有生之年，带领团队继续做好“宽带大功率行波管CAD软件包”，使中国有自己的行波管3D设计软件，真正赶上国际先进水平，为国家战略行业的发展作出具体的贡献。

（张娜　刘媛）