在起点向最终目标出发

演讲者：综艺超导 曹必松    

    有人问我，你最有成就感的时候是什么时候？是研究出新技术的一瞬间，还是拿国家大奖的时候？其实都不是，我最有成就感的是一张中国地图，这张地图上标注了全国使用我们的超导产品的省份。目前这个数字是26个，我的成就感来自于自己的研究成果能够应用于实际生活中，为人民生活，国家的经济发展和国力做出贡献。你们知道什么是超导吗？我先给大家解释一下这个看上去很酷的词。

    大家都知道，橡胶是绝缘体，铜是导体，可以导电，但是对于不同的导体来说，电阻不同，所以导电性也不同。我们所说的超导，是指在某一温度下，电阻为零的导体。这意味着，如果把超导体连成一条环，电流就会无限的流下去，电池会永远用不完，是不是意义非凡？

    人类最初发现超导体是在1911年。这一年，荷兰科学家卡末林—昂内斯用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K（﹣268.95℃）时，汞的电阻完全消失，卡末林将这种现象称为超导电性。卡末林因此获得1913年诺贝尔奖。

    请大家注意我刚才说的变成超导的条件，是温度要降到零下﹣268.95°。这接近绝对零度温度的条件限制了超导的发展和使用。

    在1911年至1986年之间，世界上发现了很多超导体，但都是低温超导体其临界温度一般低于25K。直到1986年，苏黎世IBM实验室Muller和Bednorz发现镧钡铜氧化物超导体，其后全世界形成研究热潮，陆续发展了大量氧化物超导体，其临界温度多数高于90K,称为高温超导体，制冷条件远比低温超导体容易，这是一项了不起的发现，从此开启了高温超导的新纪元。

    滤波器是各种无线通信装备用于选择有用输入信号，排除干扰信号的关键部件，用超导材料制备滤波器，可以提高灵敏度，提高选择性和抗干扰能力，增加探测距离，提高通信容量，提高制导精确度，节约频率资源。在应用方面，民用领域可以用在移动通信，卫星通信，其他微波通信，在军事方面，可以用于雷达、电子战装备、精确制导等，具有巨大的市场前景，国外权威估计市场规模在数千亿人民币，国外只有美国实现了规模商业应用，但其技术对我国封锁。

    因为其巨大的应用前景，我国也投入了大量的人力、物力、财力开展相关研究，其最终目的就是要实现高温超导材料的大规模商业应用。

    从国外留学回来后，我到清华大学物理系担任教授。清华大学以我为负责人的研究团队从1997年开始就一头扎进了该领域，在北京科技计划项目、国家“863”项目、“985”项目等的支持下，研究工作不断取得进展。

    尽管团队的研究工作起步比国内其他单位晚，但我们后来居上，在超导滤波器方面陆续取得多项标志性的成果。2001年10月，研制成功国际上第一台达到GSM动通信应用要求的高温超导滤波系统，2002年5月，系统通过技术鉴定，达到国际超导滤波器的先进水平；2004年3月，所研制的超导滤波系统在中国联通唐山分公司的CDMA移动通信基站现场通信试验成功，并投入长期使用，这是中国高温超导经过18年研究后的第一个实际应用；2007年，研制的超导滤波系统应用于我国特殊通信系统试验获得重要突破。

    2005年，我们在国家科研经费支持下，在北京大钟寺地区建成了我国第一个拥有完全自主知识产权的高温超导通信应用示范基地，基地包括了中国联通的5个CDMA移动通信基站，覆盖10余万居民，每个基站使用6路超导滤波系统，每个系统使用一个超导滤波器和一个在零下200摄氏度工作的低噪声放大器。基地于2005年11月建成并投入运行。中国联通的测试报告指出，使用超导滤波器后，手机发射功率大幅下降一半（3分贝）；显著提高基站的灵敏度，改善通话质量，扩大基站覆盖范围，提高通信容量；超导滤波系统设计合理，操作简便，性能稳定可靠。

    这个示范基地连续稳定运行了3年以上，标志着我国高温超导滤波技术完成了从实验室样机到小批量实际应用的跨越。这意味着，我国成为继美国之后第二个成功地将高温超导接收前端应用于移动通信的国家。此项成果一经公开，就在国际、国内同行中引起了强烈反响，并得到国家有关部门的高度重视。

    2008年，研究团队和综艺超导公司、中国联通公司将示范基地中的应用基站数量从5个增加到8个，超导滤波系统的数量增加到48路，覆盖居民增加到20余万人，并利用扩大的应用示范基地,对超导滤波系统提高移动通信性能的各项技术参数进行了更系统全面的测量，为超导滤波器未来在移动通信基站的推广应用打下了很好的技术基础。

    2008年11月,教育部主持召开了清华大学和综艺超导公司共同完成的“CDMA移动通信用超导滤波系统研究”成果鉴定会，与会专家对示范基地的建成和长期运行给予了高度评价。鉴定意见指出：超导滤波系统的关键技术指标处于国际先进水平，已在实际应用中实现了长期稳定运行，对于提高我国微波通信和探测技术的水平具有重要意义。

    为了把技术更好的推向市场，2006年，以清华大学的超导滤波技术为依托，我建立了高科技公司——综艺超导科技有限公司。公司致力于超导滤波系统的工程化技技术研究，并很快研制成功了可在特殊通信装备应用的超导滤波器系统产品。根据鉴定测试结果，我们的技术使得特殊通信装备的抗交调干扰能力提高了57dB（十万倍），鉴定测试表明，在重度带外干扰下，原装备无法观测目标，改用超导滤波器后，立即恢复了正常工作，探测到大量目标；在中度带外干扰下，对目标的探测距离增加了100公里；探测目标数量增加了5倍。

    2011年1月19日，清华研究团队和综艺超导公司共同研发的特殊通信装备用的超导滤波系统产品通过国家主管部门组织的技术鉴定,获得了在我国通信装备实际应用的许可。同年8月,综艺超导公司获得了首批5种型号超导滤波系统产品的订货合同，到目前为止，超导滤波系统产品已在全国26个省市的特殊通信装备上长期应用。

    与一般的研究或以试验为目的的应用完全不同，我们的供货是由无线通信用户在充分考虑了性价比后购买的，表明用高温超导材料制备的产品已具备了真正的商业应用价值，可以直接为广大最终用户服务了。这标志着我国高温超导经过二十多年的长期研究,进入了面向最终用户规模化商业应用和产业化的阶段。

    一项新技术成功的标志是什么？关键技术的突破，样机研制成功，应用示范成功等都不能算是该项新技术的最终成功，只有该项新技术的产品得到用户的认可，用户愿意花钱购买，并实现规模销售，产生规模经济效益，才能算是该项新技术的成功。我们的高温超导滤波器产品已实现了上述目标，这是在高温超导发现26年后，所报道的中国第一个，也是至今唯一的一个高温超导产品的规模销售和实际应用，是中国高温超导应用研究的重大突破。

    综艺超导公司目前只有60多个人，年产值和销售额却在连年上升，2015年销售额超过5000万！

    在推广超导的过程中，还有一件事让我印象深刻。大家都还记得2010年的玉树地震。那是4月14日，7.1级的地震给灾区人民生命财产造成重大损失。青海玉树地震灾区执行救援保障任务的车载雷达也因为受到了移动通信基站信号的干扰而无法工作，严重影响救援任务的进行。

    这时，我突然接到国家有关部门打来的求助电话。在电话里，我立刻肯定地回答说：“这个问题我们有解决办法！”其实我们当时没有现成的、针对灾区雷达用的超导滤波器产品，但是为了抗震救灾，我们全力以赴日夜加班，我把自己的团队分成5个小组，每天24小时不停地连续工作。经过60个小时的突击，成功研制出了两通道高温超导滤波器系统。因为飞机和火车都不便运输，我们由三位团队成员马不停蹄地开车将设备运送到海拔4600米的灾区指挥现场。由于劳累和高原反应，3名成员先后病倒，我又选派出第二批成员接力奔赴灾区现场，顺利完成超导滤波器的安装和调试，使雷达迅速恢复了正常工作。这次能在极短的时间内研制成功用于灾区用的超导滤波器，其实有赖于我们多年积累的技术基础。

    2009年，“微波通信用高温超导前端”获国家技术发明二等奖，我受到了时任国家领导人的接见。2012年10月22日，由教育部组织的专家鉴定会给我们的成功认定，认为项目为我国特殊通信装备的现代化做出了重大贡献。项目还在在2015年末获得“2015年教育部技术发明一等奖”。在2011年的清华百年校庆中，清华大学筛选出12个项目向国家领导人汇报，其中就有我们。

    你们猜，我最有成就感的时候是什么时候？是研究出新技术的一瞬间，还是拿奖的时候？其实都不是，我最有成就感的是一张中国地图，这张地图上标注了全国使用我们的超导产品的省份。目前这个数字是26个，我的成就感来自于自己的研究成果能够应用于实际生活中，为人民生活，国家的经济发展和国力做出贡献。

    这是我一直的科研观念。研究不能仅仅是为了发论文，也不能是为了让自己开心，如果你的研究没人用，或是被扔掉了，那么花费了那么多钱和时间就是浪费。

    研究工作必须讲究效率，才能走到世界的前列。研究中要全力借鉴别人已经有的技术，要放眼全世界，能够学来的就学，不让学的就想办法买，实在没有办法的才自己动手研究，这样你的研究内容总是处于世界前沿。正如牛顿说的，他的研究是站在巨人的肩膀上的。我有一个学生，埋头突破一项技术，花费了半年多时间，写出了长长的论文，我知道后特别生气，因为这个技术其他地方已经研究得很成熟了，与其这样辛苦研究，还不如到当地去学习或请来老师学习，不能傻做。无论做什么研究，必须预先花时间进行尽可能准确的判断，基本确认是有意义的，才动手去做。如果不经过认真分析判断，盲目上马，常常会白白浪费数月或数年的宝贵时间。这也是我虽然出发晚，但是科研成果比较好的原因。

    对于搞科研或创业的年轻人也是如此，一定要在起点就瞄准最终目标，经过充分分析思考再出发。要利用全世界的智慧，加快自己的研发速度。即便是做实验，也不是马上就去做，而是要认真调研，从多方面考虑和论证后再去做。

    对于现在的我来说，只想把事情做好。