永不言弃的攀登者

——记第十一届中国青年科技奖获得者、中国计量科学研究院副研究员李正坤

图为李正坤正在进行科学实验。王秋艳 摄

    □ 《中国质量报》记者 杨 蕾/文

　　他喜欢登山，尤其喜欢那些没有开发、没有路的野山。路上的风景与到达目的地后的喜悦都令他陶醉。

　　他喜欢挑战，喜欢向那些高精尖的课题发起挑战。在科学研究的征途中，他翻越了一座座山峰，正在向更高、更难超越的山峰发起冲击。在他看来，科研与登山似乎有着某种联系，都深深地吸引着他。

　　他就是年仅33岁、第十一届中国青年科技奖获得者、中国计量科学研究院副研究员李正坤。

　　与众不同的冲劲

　　“记得第一次见到他时，他个子不高，很内向。”回忆起1999年在硕士生面试现场见到李正坤时的情景，中国工程院院士、电磁学研究专家张钟华说：“他不爱说话，问了他几句英语，他也支支吾吾，半天都回答不上来。”凭经验，张钟华当时就判断眼前这个学生不是那种玲珑剔透、聪明绝顶的人。“这个学生到底能不能做出成果来，我当时心里真没底。”

　　后来的事实证明，这个出生在河南农村的小伙子没让自己的老师失望。

　　1999年，22岁的李正坤从中国计量学院计量测试工程专业本科毕业，报考了中国计量科学研究院仪器科学与技术专业硕士研究生。能够师从张钟华这样的计量学界老专家，李正坤非常珍惜这样的机会。

　　张钟华很快发现，这个当时那么不起眼的学生很快表现出与别人不一样的特点。“他很能吃苦，总有很多新方法、新点子。”

　　中国计量科学研究院电学与量子研究所副所长邵海明说：“李正坤的脑子里总能迸发出很多让人意想不到的灵感。从他还是学生的时候开始，我就察觉到，这个年轻人有种与众不同的冲劲。”

　　硕士毕业以后，李正坤留在了中国计量科学研究院。2003年，李正坤在攻读西安交通大学在职博士生期间，第一次作为项目负责人主持开展了“电阻传递标准用可携式高精度空气控温箱”课题研究。李正坤创造性地采用了一种多变量控制方法，在控温箱内安装多个温度传感器和加热器，群体测控多个测量点的温度。此外，他还提出一种新颖的解耦方案，消除了多传感器、多控制器之间的交连耦合，使整个系统可分解为几个单参数控制回路，线路大为简化。李正坤的方法不但使箱体的总体温度稳定，并且无需很厚的均温层就可达到较好的温度均匀度，能够很好地保存量子化霍尔电阻基准系统中的实物传递标准。

　　2004年6月，李正坤将此项研究成果在当年召开的国际精密电磁测量大会上发表。由于成果的新颖和创造性，李正坤获得大会提供的青年科学家资助。

　　国际精密电磁测量大会是国际精密测量领域最高级别的研讨盛会，每两年举行一次。青年科学家资助是大会专门为从事该领域不满5年的青年科研人员设置的，主要目的是鼓励那些新入行的科研人员提交论文并参与国际交流，每次大会有20名青年科研工作者获得资助。

　　那些来自世界各国的评委们或许没想到，时隔两年，在2006年的国际精密电磁测量大会上，上次获奖的那个瘦瘦的中国小伙子又一次引起了他们的极大关注和兴趣。这一次，李正坤提交的研究成果是“交流电阻标准研究”，这也是李正坤博士论文的研究内容。在研究中，李正坤提出了一种新型的双螺线型交直流差可计算电阻方案，并对此种结构进行了建模和理论分析。理论计算与实测结果均表明，此种结构在多个方面均优于国外已发表的多种方案，解决了我国交流电阻标准的量值溯源问题。李正坤凭着自己的这一创新成果再次获得大会提供的青年科学家资助。同时，新的方案还引起了相关领域国外专家的关注。在2007年9月中国计量科学研究院与美国标准与技术研究院签订的合作备忘录中，双方明确表示在此领域开展合作。

　　连续两次获得国际精密电磁测量领域最高级别会议的资助，这对一个博士还未毕业的年轻人来说，并不是一件容易的事情。

　　巧妙的连接

　　李正坤从进入中国计量科学研究院攻读硕士以来，就加入到由张钟华主持的“量子化霍尔电阻基准”研究项目组中。量子化霍尔电阻基准研究是一项高难度课题，为了建立我国具有自主知识产权的量子电阻基准，张钟华带领的课题组正在进行艰难的开拓。一个刚入行的年轻人能够参与到这样重要的研究中，李正坤说，自己真的很幸运。

　　在研究过程中，大家发现环境气压的波动和氦气回收气柜周期性的振动对测量系统造成了很大影响，严重时甚至使得测量无法进行。“如何才能减少气压的波动？”那段时间，这个问题一直困扰着课题组，大家也尝试了很多不同的解决办法，可是效果一直不理想。

　　李正坤并没有发表太多意见，而是一个人躲到一旁看书去了。喜欢看书，喜欢从书中寻找灵感，喜欢在遇到问题时通过查阅文献寻找思路，这正是李正坤这些年来边做边学、边学边做而养成的一种习惯。

　　在早已被翻旧的参考书上，李正坤突然看到了“滤波器”几个字。电学实验中经常会遇到谐波以及噪声信号的干扰，为了过滤这些干扰信号，一般需要安装一种滤波器，这在电学领域里是一个普通得不能再普通的常识。“噪声信号，气压波，同样都是干扰波，能不能把电学中的滤波器原理用来过滤气压的波动？”这一想法让李正坤自己也为之一振，有一种柳暗花明的感觉。

　　李正坤找到张钟华，把自己的想法说了出来。“理论上应该行得通，可以试一试。”老师的答复给了李正坤莫大的鼓舞。在老师的指导下，李正坤与课题组其他成员一起，设计了详细的操作方案。他们就地取材，利用实验中空闲的氦气杜瓦瓶，组装成了一台用来过滤气压波动干扰的仪器。

　　一切准备就绪，实验开始了。时间一秒一秒地过去，李正坤目不转睛地盯着电脑屏幕上显示出来的数据曲线。紧张、期望、激动……外表看起来依然沉着冷静的李正坤内心却犹如波涛汹涌一般，周围的空气仿佛都凝固了，李正坤几乎都能听到自己的心跳声。

　　最后的实验结果显示，正如李正坤当初所设想的那样，这台自制的仪器有效解决了气压波动对整个系统的冲击，将系统的信噪比提高了两倍以上。而且由于使用的是空的氦气瓶，在过滤气压波的同时还很好地回收了价格昂贵的氦气，为课题组节省了大量实验经费，真是一举两得！

　　李正坤格外兴奋，情不自禁地哼起了小曲儿。

　　两个完全不同的领域，却被李正坤如此巧妙地连接起来。“这是我最值得骄傲的创新成果。”直至今天，李正坤的回忆里仍然充满了幸福。“我是搞电学的，对电学中的概念比较熟悉，能够将电学中的概念引进过来，这大概也就是所谓的举一反三、触类旁通吧。”

　　套用电学中的“滤波器”概念，大家把这台自制的仪器叫做“气压滤波器”，现在已获得发明专利。

　　结合课题组其他成员提出的多项创新技术，我国的量子化霍尔电阻基准不确定度已经达到2.4×10－10，比世界最好结果还要高出10倍。2007年，“量子化霍尔电阻基准研究”课题荣获国家科学技术进步一等奖，李正坤作为第三获奖人获此殊荣。

　　“李正坤在课题中的贡献有目共睹，能拿一等奖，他功不可没！”张钟华对李正坤的表现给予了高度评价。

　　自己“摘苹果”

　　“参与研究这个世界级难题，对我来说是锻炼和学习的机会，正因为难才更有挑战。”李正坤的目光露出更加坚定的神情。

　　2007年，李正坤加入到张钟华主持的“能量天平质量量子基准的研究”课题中。说这个课题是“世界级难题”一点儿也不夸张。质量基准是国际单位制7个基本量中惟一还没有量子化的基准，国外已经投入了几十年的时间对其进行研究，提出过多种方案。不管是德国的“电压天平”方案，日本、意大利、澳大利亚等国的“硅球”方案，还是英国、美国、法国、瑞士等国进行的“功率天平”方案，都还未达到替代实物基准的要求。国际计量界特别希望能有更多国家提供测量结果，特别是采用不同原理的装置测量的结果将更有价值。因此，当我国在国际上发表由张钟华院士提出的“能量天平”方案后，引起了国外同行的高度关注。

　　我国提出的“能量天平”方案包括3个关键点：互感量的精确测量、线圈系统的设计和天平系统的设计。其中首先需要解决的就是互感的精确测量问题，而李正坤正是该部分的负责人。

　　目前，国际上互感测量不确定度的最高水平为2×10－6，要想提高整个能量天平研究的准确度，必须把互感测量的不确定度减小到10－7量级甚至更小才能满足要求。

　　好几次，实验遇到难点，李正坤一筹莫展，张钟华希望能够帮助他解决问题，谁知李正坤并不“领情”。“张老师，你不要轻易告诉我们解决方法，你老这样，我们年轻人还怎么进步？”李正坤无意冒犯老师，他只是觉得，越难的课题就越是锻炼自己的好机会。“张老师的知识太丰富了，一个困扰我们好几个星期的难题可能他三言两语就解决了。没有经过自己的思考和努力，永远也无法真正进步。就像大人和孩子一起摘苹果，大人可能一伸手就能轻而易举地摘到，孩子可能需要费很大劲爬到树上才能摘到。如果每次都是大人摘了苹果放到孩子手中，那这个孩子永远都学不会爬树，得不到锻炼。”李正坤要做那个自己爬树摘苹果的“孩子”。

　　遇到挫折时，李正坤有时也会很懊恼。他对自己尊敬的张老师说：“好多次我都觉得很灰心，想了很多招儿都不灵，我就怕自己攻不下这个难关。”张老师的坚持和乐观，同事的帮助和鼓励一次又一次激励着李正坤。在李正坤心目中，团队是他汲取力量的源泉，是支撑他前进的动力。

　　李正坤说，每当遇到解决不了的难题自己就会闷闷不乐，这时候，他最想做的事就是去登山。“我特别喜欢和朋友一起去征服那些从未去过而且没有开发过道路的野山。有时候你觉得自己已经完全没有力气再前进一步了，但当你看到身旁的人都还在坚持，还在前进，你又会鼓励自己，再坚持一下，再前进一步。”

　　迷茫——灰心——坚持——前进……

　　正是在这样无数次的循环中，李正坤离目标越来越近。

　　李正坤通过深入研究，提出了一种精密测量互感的新方案——将互感量值溯源到量子化霍尔电阻基准和时间频率基准。“我国的量子化霍尔电阻基准已经达到世界领先水平，不确定度达到10－10量级；时间频率测量的不确定度也处于世界先进水平，达到了10－14量级以上。因此，我们提出的这个新方案，从原理上就已经优于国外方案了。”经过两年的努力，李正坤负责的互感测量不确定度已经达到了1×10－7，比国际最高水平还要高出一个数量级，此项技术的突破为质量基准的量子化提供了重要的技术支撑。

　　中国工程院周立伟院士评价说：“互感是项目的核心内容，重中之重，测量结果取得10－7量级的重复性难能可贵。”

　　中国工程院院士金国藩也不吝褒扬之辞：“互感测量能突破10－7量级的重复性实属不易，超过了国外一个数量级。能量天平方法前途光明，值得尝试。”

　　“他是我的学生，而且一直跟着我做课题，可能会有人说他是‘大树底下好乘凉’，甚至说他是‘乘船坐车’的人。但我心里明白，在每个课题里，他都实实在在做了很多工作。”张钟华院士意味深长地说。

　　2月5日，中国计量院青年科技论坛现场，李正坤正在台上做题为《青年科技人员的成长与责任》的报告。

　　“青年科技人员的成长离不开国家形势、发展平台和个人努力3个要素。作为青年科研工作者，应该珍惜大好时机，实现个人价值，回报社会和国家……”李正坤从国家对科技工作的高度重视和支持谈到中国计量科学研究院为青年科研人员提供的良好平台，从勤能补拙谈到团队的成功才能造就个人的发展，从遇到问题不能绕道而走谈到科研工作绝不能弄虚造假，听得出，每一句话都是李正坤的肺腑之言。

　　“我能得这个奖其实挺幸运的，我是代表全国质检系统得的这个奖。其实周围比我优秀的人还有很多，我只是比较幸运而已。”说这番获奖感言时，李正坤的眼神里依旧保持着一如既往的谦虚和平静。