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丁守谦:与时代同行 为科技燃灯


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“我很幸运遇见了一个伟大的时代,遇见了一个创造奇迹的时代,我为自己能够在科技战线上尽一些力感到自豪。未来,我要珍惜时间,发挥余热,争取再为国家工作10年。”不久前,在九三学社天津市委会举办的“天津九三楷模”表彰活动中,96岁高龄的丁守谦发表获奖感言,引起全场热烈的掌声。

这位1930年3月出生在湖南攸县的九三学社老社员始终奋战在科研前沿,以传奇般的科研人生经历诠释了“把论文写在祖国大地上”的深刻内涵,为我国科技、教育事业作出了重要贡献。

半导体破冰——

13个月攻克“中国芯”基石

作为新中国培养的第一批大学生,丁守谦与共和国共成长。1950年,丁守谦进入清华大学物理系,后因院系调整,入读北京大学物理系。1956年,丁守谦研究生毕业,成为国内首批电子光学研究生,很快被选为天津公安系统单晶硅研究小组长。

当时,中国半导体领域还是一片荒原。在简陋的实验室里,丁守谦和他带领的“草台班子”面对的是连专业院所都久攻不下的单晶硅难题——这种芯片核心基材需要纯度至少达到99.999%,即相当于在每10万克单晶硅中,杂质不能超过一克。

没有现成设备,他们设计制造了中国第一台单晶硅炉;缺乏理论参考,团队便在深夜灯光下推导公式。1959年9月15日,当第一颗单晶硅被从炉中缓缓拉出时,实验室里的搪瓷杯碰出清脆的欢呼。这颗仅用13个月诞生的晶体,为新中国成立10周年献上硬核贺礼。

更惊人的突破出现在次年——丁守谦团队运用自己研制的高频区熔炉,像雕琢翡翠般将单晶硅提纯至“七个9”(即达到了99.99999%,远超“五个9”)。他发明的“四探针法普遍公式”和“Q表法最佳频率选定公式”检测单晶硅纯度方法如同一把精准标尺,被定为国家标准,至今仍在全国乃至国际半导体检测标准中闪耀。

随后,拔地而起的单晶硅生产703厂落地天津,这是中国半导体工业的第一座里程碑。当1970年“东方红一号”卫星带着703厂的芯片划破天际时,那束电子信号里,藏着“丁守谦们”用汗水、算盘和锉刀敲开的信息时代大门的密码。

显示技术革命——

超越百年经典的“中国方案”

1973年,刚回到南开大学工作的丁守谦在台灯下展开了荷兰菲利普公司的论文。当业界为25英寸彩电屏幕欢呼时,他却盯着论文角落的积分式皱起眉头——这个宣称“自会聚理论创建者”的团队,竟没算出多匝偏转线圈的场参数精度。

“科学容不得模糊地带。”丁守谦在笔记本上画下密密麻麻的马鞍形线圈,像破解密码般拆解磁场方程。后来,在那些不眠的夜晚,草稿纸堆成小山,傅里叶级数在脑海上演着数学芭蕾。忽然间的灵光一现,让丁守谦找到了钥匙:将绕线电流分布函数进行傅里叶分析,再分项积分!当H0、H2、H4的精确解析式跃然纸上时,世界彩电技术的坐标系被悄然重置。

更震撼的突破在于找到一个非常均匀的磁场来定标。为解决探测线圈定标难题,丁守谦把目光投向流行180年的亥姆霍兹线圈。他发现其磁场均匀度难以满足要求,于是他像拼魔方般叠合三个方位角特殊的马鞍形线圈,竟解出了五次方程的整数解!这种被称为丁氏马鞍形线圈的装置,沿对称轴Z方向的均匀度比亥姆霍兹线圈高了数十倍,沿X方向则比亥姆霍兹线圈更是高了数百倍。

1985年,“能产生均匀磁场的马鞍型线圈”获国家发明专利,同时获国家实行专利首日提出申请的纪念证书。1986年,“偏转磁场测量仪及软件”获国家教育委员会科技进步奖二等奖。1989年,“双线圈回归法偏转磁场测量及精度自检验系统”荣获年度国家发明二等奖(当年一等奖空缺)。该项成果还受到国内所有彩管厂及日本松下、美国惠普等国际厂商的关注和应用。丁守谦受有关单位委托,面向国内产业界开展培训。

如今,在核磁共振仪的精密磁场里,在量子计算的超导环境中,在航天领域,这一超越时代的发明仍在默默发光。

行业标准之战——

联通世界捍卫自主创新

20世纪90年代初,丁守谦受国家教委委派首次赴美参加第29届国际信息显示学会(The Society for Information Display,简称SID)年会。SID成立于1962年,是由全球显示行业顶尖科学家、工程师和高级管理人员组成的国际型专业学术机构。SID年会的规模让丁守谦大开眼界,但他的心情却有些沉重,中国大陆竟不是这个国际组织的成员。

为此,凭着一腔热血和不懈努力,丁守谦最终冲破重重阻力,将我国信息显示产业组织起来,于1994年4月创立SID北京分会,让中国大陆最终成功登上了SID国际信息显示的大舞台。

北京分会成立后,丁守谦被选为第一、二届理事长。目前,北京分会已是SID中规模最大的分会。丁守谦则是北京分会授予的唯一一位“名誉会员奖”获得者。2024年4月,在SID北京分会成立30周年纪念大会上,他又被授予“SID北京分会杰出领导人”奖。

进入21世纪,我国手机产业从2G向3G转型。此时,究竟是采用中国TD制式还是采用外国制式,在业内引发了一场异常激烈的大辩论。2005年5月,中国自主创新的3G移动通信标准——TD-SCDMA获国际电联批准,成为与美国CDMA2000制式、欧盟WCDMA制式并行的世界三大标准之一。这样的成就难免遭到西方同行的各种诋毁,也导致国内业界不敢、甚至不愿冒险拥抱这个初生的中国“婴儿”。

关键时刻,丁守谦与其他两位老科学家挺身而出。为捍卫中国自主知识产权,他们不顾年迈四处奔走呼号。最终他们的建议受到重视,为中央决策提供了重要参考。

如今,中国手机实现了3G追赶,4G齐头并进,5G遥遥领先。历史证明,正是当年的坚持,避免了我国移动通信产业陷入“代代引进”的被动局面。这场没有硝烟的“标准之战”,彰显了老一辈科学家的远见卓识。

光学前沿拓荒——

在三维世界里续写高斯定律

丁守谦对三维立体可谓情有独钟。早在清华求学时,他在导师叶企孙教授家中第一次见到View Master(立体观像器),那是他平生第一次看到如此栩栩如生的好莱坞立体景象,令他眼界大开。

自20世纪90年代起,丁守谦多次赴美参加SID会议,有机会接触到更多立体显示方面的论文及实物,于是他研究3D的兴趣愈加被激发出来。

丁守谦研制的实物最初从“立体成像宫”到“视王3D”,再到“3D立体镜”“立体影院”,发明专利一项接着一项:1997年,他的第一项3D发明获国家专利。2025年4月,在他刚过完95岁生日之际,其最新一项发明专利“全彩色高清晰(5K-8K)、高亮度双竖屏立体观像装置”获批。这些专利源自他的“非近轴光学理论”,该理论被认为是对“高斯近轴光学”的重要扩充,是发展3D、VR、AR的重要理论基础。30多年来,他在3D领域不懈努力,不断创新,已在业界拥有极高声望。

这些日子,丁守谦又迷上了AI。女儿买的由多名权威专家撰写的《人工智能赋能科学研究》,让他一下子着了魔。丁守谦时常想,如果AI能够与他创建的“非近轴光学理论”及由此衍生的发明产品相结合,那一定会绽放出新时代的光芒。猛然间,他又有了一种紧迫感,他要只争朝夕,与时间赛跑。

28岁挑战单晶硅,58岁革新电磁测量,64岁搭建国际舞台,75岁捍卫通信标准,96岁仍在拓展光学前沿……丁守谦的科研人生犹如一部“行走的教科书”,见证了中国科技自立自强之路。这位九旬科学家用一生践行着“爱国、民主、科学”的宗旨,以九三风骨,铸造着科技长城。他的故事告诉我们:科学探索的激情,永远不会因岁月而褪色……

(来源:2026年6月2日《团结报》第5版,作者王攀系九三学社南开大学基层委员会社员)