馮秉銓
馮秉銓
馮秉銓,電子學家、教育家。先後在發展電子振蕩理論和無線電廣播發射技術等領域作出了重要貢獻。他所提出的強力振蕩器相角補償法、抑制脈寬調幅發射機殘波輻射法,以及用射頻削波法解決我國邊遠地區廣播覆蓋面積有限和抗干擾能力差問題的方案,均得到肯定與應用。執教50年,培育人才,成績卓著。
1910年11月21日 出生於河北省安新縣。
1926年 北京匯文中學畢業后考入清華大學物理系。
1930年 清華大學物理系畢業后即應聘至廣州嶺南大學任助教。
1932-1934年 在北京燕京大學研究院攻讀碩士學位直至畢業。
1935-1937年 任廣州嶺南大學副教授。
1938-1939年 任廣州嶺南大學物理系代主任。
1940-1946年 在美國哈佛大學留學,獲得博士學位,並在該校任教。
1947-1951年 任廣州嶺南大學教授、嶺南大學理工學院院務主任、嶺南大學教務長。
1951-1952年 任廣東省高要縣羅勒村土地改革小分隊副組長。
1952-1962年 任華南工學院首任教務長。
1962-1966年 任華南工學院副院長。
1973-1979年 任華南工學院革委會副主任。
1979-1980年 任華南工學院副院長。
1980年3月6日 逝世。
馮秉銓,1910年出生於河北省安新縣一個書香家庭。從小天資聰穎,在12歲以前接受家庭教育期間,學習刻苦,興趣廣泛。1923年,考入北京匯文中學初中二年級,從此知識大開,學業猛進。稍長,他知道我國祖沖之是世界上第一位把圓周率算到小數點以後第七位數的人,而歐洲數學家奧托卻遲了一千多年才算出這個數值時,他很為中國人的超凡聰明而自豪,並激發了他對數學演算的興趣。加上此後受到物理教師倡言的“科學救國”的熏陶,使馮秉銓萌生了要把物理學做為他追求人生事業的起點。
1926年,馮秉銓考入清華大學物理系。入學后,他為自己制訂了一個龐大而周密的學習計劃:第一,大學課程全優;第二,多閱讀英文版參考書;第三,要有廣泛的文化藝術修養。他按計劃嚴格要求自己,當第一學期的物理課成績不甚理想時,他針對自己的欠缺,大量演練習題,加深理解,從而獲得了好成績。
1930年,取得清華大學理學學士學位的馮秉銓,經吳有訓教授的推薦,應聘到廣州嶺南大學任助教。此時,他就能用流利的英語登台講授普通物理學。
1932年,馮秉銓進入北京燕京大學研究院深造。在英籍教授班德(W.Band)指導下,提前完成了碩士學位論文,該論文發表於英國物理學報。1933年,他被接納為中國物理學會首批會員。
1934年,馮秉銓在燕京大學研究院獲得碩士學位后,重回嶺南大學任教,翌年晉陞為副教授,其時,他年方25歲。在此期間,馮秉銓一邊教學,一邊搞科研。他在嶺南大學建立了實驗性廣播電台和業餘電台,試驗性地與世界上94個國家及地區進行業餘通信。國際無線電會刊於1936年在FARAC第113次會議設置的獎項中,馮秉銓獲得了其中的五大洲通信獎(W.A.C.——全球獎狀)的榮譽。
1937年7月7日,日本軍國主義者發動了侵華戰爭。1938年廣州淪陷,馮秉銓隨嶺南大學遷往香港,出任物理系代主任。
1940年8月,馮秉銓獲得留學美國哈費大學的中華文化基金獎學金,遂偕時已獲得密執安大學巴伯獎學金的未婚妻高兆蘭一起赴美。這期間他擔任波士頓中國留美學生聯誼會主席。他動員在哈佛大學的中國留學生聲援祖國的抗日戰爭,包括組織大家到波士頓街頭向當地公眾發表旨在呼籲支持中國抗日直至勝利的演說,並開展義演義賣和募捐等活動。
1943年,馮秉銓在哈佛大學教授錢菲(E.L.Chaffee)指導下取得博士學位,隨之執教該大學,擔任哈佛大學研究生班的無線電實驗課。此前,他已應系主任錢菲之聘,擔任美國政府委託哈佛大學舉辦的“軍官電子訓練班”教員,參與培養反法西斯軍事技術骨幹的教學活動。
1946年3月,馮秉銓放棄在美國的優厚的生活和工作條件,謝絕錢菲教授的挽留,辭去在哈佛大學的職務,偕同夫人高兆蘭從波士頓趕往休斯頓,乘貨輪啟程回國。同年夏天抵達祖國后,第三次應聘到嶺南大學任物理系和電機系教授。1947年任嶺南大學理工學院院務主任兼電機系主任,次年晉陞為該校教務長。這期間,他開始致力於電子振蕩理論的研究,並招收了10多名研究生,他們中有不少已成為事業有成的專家學者。反映他在這個時期及稍後完成的理論研究成果(較有影響的有“強力振蕩器”等六篇論文),先後發表於2世紀40年代末期和20世紀50年代前期的學術期刊上。
解放初期,馮秉銓擔任第一屆廣州市政治協商會議副主席。他參加土地改革運動,並擔任廣東省高要縣羅勒村土地改革小分隊副組長。
1952年,全國高等院校進行院系調整后,馮秉銓擔任新成立的華南工學院第一任教務長,並被評為一級教授。他依當時中央高等教育主管部門推行的關於學習蘇聯的政策,結合本院實際情況,展開了一系列研究與貫徹實現的活動,並帶頭學習俄語和翻譯了俄文版教材《無線電發送設備》,又與他人合譯了許多俄文版的無線電教學用的教材。
在華南工學院的教學工作有了較好的建樹之後,1954年開始,他重又致力於科學研究工作。除了與他人合作翻譯俄文專著《聲學基礎》和《振動與波》兩部書外,還分別在《電信科學》和《華南工學院學報》上發表了四篇論文。
1956年,黨中央發出了“向科學進軍”的號召。馮秉銓參與了制訂“全國十二年科學技術發展遠景規劃”的討論。他在這一鼓舞人心的事件的影響下,萌發了建立振蕩理論的中國學派的志向,並為之開展了培養理論隊伍的工作。
1958年,馮秉銓主持研究全國領先的模擬電子計算機。曾在北京展出的該樣機,受到教育部的表揚。接著他又主持研製俄漢電子翻譯機,經大量篩選後用了3000個電子管和1000多個晶體管以及14萬粒磁芯,該機於1960年國慶節試機成功。
1958年,馮秉銓還承擔了在華南工學院重建無線電工程系的繁重任務。其時該系只有一個電工學教研組,而當年除了招收了四個專業的新生之外,又調來了100多名用來充實教師隊伍的尚未畢業的本科生。馮秉銓不避艱辛,殫精竭慮,率先在主持科研項目的同時,一面授課,一面培養青年教師。5年間,他先後講授了“電工基礎”、“無線電基礎”、“脈衝技術”、“電磁場理論”、“無線電發送設備”、“天線”、“電子計算機初步”、“振蕩理論”、“聲學基礎”等課程,編寫了《高頻傳輸線及其應用》一書,用作講義。從而為重建無線電工程系做出了顯著貢獻。
1960年,馮秉銓參加了“全國十年科學技術發展規劃”的制訂工作。
1962年,馮秉銓被國務院任命為華南工學院副院長。當時及此後,儘管教學和管理工作十分繁忙,他仍一直繼續進行振蕩理論的研究工作,寫成了近百萬字的學術專著《振蕩理論及其應用》。其中部分書稿不幸在緊接著的“文化大革命”中散失,後來無法系統地出版。但“文革”的衝擊從未使他鬆懈畢生獻身於祖國科學和教育事業的初衷。
1973年,馮秉銓當選為華南工學院革命委員會副主任。1979 年恢復了華南工學院副院長職務。時已年逾花甲的馮秉銓重新抖擻精神投入工作。他除了為學生授課外,還深入到廣東省汕頭超聲儀器廠和韶關無線電廠進行考察和技術指導,並與全國許多工廠和研究所以及軍事科研機構進行技術合作。其中,1975年開始的“射頻削波”技術研究和1976年完成的“脈寬調製式調幅發射機”研究,成績最為顯著。這兩項成果均獲1978年全國科學大會獎。
1976年,馮秉銓完成了《無線電廣播發送設備近年來的某些發展》的書稿,長達120多萬字。此書已於1978年出版。
1979年5、6月間,應美國科學促進會的邀請,馮秉銓做為中國科學技術協會代表團成員重訪了美國。他在23天里訪問了63 個科教單位。
在教育和科研工作中做出一系列貢獻、獲得國家和人民信任的馮秉銓,曾被評為全國勞動模範,選為1978年科學大會主席團成員、全國人大代表、廣州市政治協商會議第一屆副主席。他歷任中國物理學會理事,廣東省物理學會理事長。1962年中國電子學會成立后,他歷任該學會常務理事、副理事長,兼電路與系統專業學會主任委員、學術委員會委員。他還先後任中國聲學會副理事長,廣東省科學技術協會主席。
黨和國家領導人毛澤東、劉少奇、周恩來、朱德、葉劍英和鄧小平等曾先後多次接見馮秉銓。
1980年3月6日,馮秉銓在廣州因病逝世,終年70歲。
提出強力振蕩器相角補償法 開創我國非線性電路理論研究的先河
20世紀30年代至40年代,國際上關心振蕩器的電子學家們,幾乎都把注意力集中到小功率振蕩器頻率穩定度的研究上。馮秉銓卻潛心於提高大功率振蕩器板極效率的研究。早在1931年,美國盧維齡(F.B.Llewellyn)從頻率補償的角度論證了利用電抗補償元件消除振蕩器頻率對電子管參數的依賴性,提出了一種穩頻方法——頻率補償法。但這一方法有其局限性,僅適用於理想化振蕩器。馮秉銓在1949年和1950年連續發表的有關振蕩器研究的三篇論文“強力振蕩器的板極效率”、“兩個非正弦波的基頻分量間相角的測量”、“強力振蕩器之相角補償”中明確指出:提高電子管振蕩器板極效率的關鍵在於使板極電壓與柵極電壓之間的相位差等於180°,這對於重負載的大損耗電路尤為重要,從而確立了強力振蕩器相角補償法理論。振蕩器經過相角補償后,板極效率最高,頻率最穩定,這個原理用於高頻電熱等大功率振蕩器,可以節省大量電力;用于波段發射機,可收到穩定頻率的效果。採用了馮秉銓建立的“相角補償法”的大功率通信廣播發射設備和高頻感應加熱器,均取得了良好的效果和顯著的經濟效益。
馮秉銓發明的強力振蕩器相角補償法已為國內外電子學術界公認和引用。這項貢獻已於1959年編入中國科學院出版的《十年來的中國科學》一書。
在抑制脈衝寬度調製式調幅廣播發射機殘波輻射問題的研究居國內領先
20世紀70年代國內外在廣播發射機方面出現了三種新制式——脈寬調製、改善的道候悌制和幅相調製。這三種制式的電聲標準都不相上下。我國根據地理環境的實際情況,於1975年在哈爾濱廣播局第一次開展了基於脈寬調製制式的試驗性廣播。發射機的電聲指標甚高,但是由於設計及其他因素的影響,產生殘波輻射的問題比較嚴重,廣播質量不理想,妨礙了脈寬調製制式的正式採用。馮秉銓針對如何抑制殘波輻射問題,經過理論和實驗的研究探索,改造了原設計。1976年,廣東韶關無線電廠採用他的新設計生產了國內第一台10kW脈寬調製式調幅廣播發射機,在抑制殘波輻射問題上達到了國內最好水平。同年11月,我國第四機械工業部在廣東韶關召開的全國技術鑒定會,認定該機電聲指標全部達到甲級標準,給出了肯定的評價。此後,中央廣播事業局曾經決定以後凡是10kW以下的廣播發射機,一律採用馮秉銓設計的這種新樣機。馮秉銓的此項研究成果——脈衝寬度調製調幅廣播發射機理論與設計的研究,獲得了1978年全國科學大會獎。
提出採用射頻削波方法解決邊遠地區無線電廣播覆蓋面積小和抗干擾能力差的問題
20世紀70年代初期,中國邊遠地區廣播發射機的廣播覆蓋面積不理想,抗主動式干擾能力差,不能滿足工作需要。馮秉銓針對這一問題開展了艱苦的研究和實驗工作。在通常情況下,聲頻信號的平均振幅對峰值振幅的比值很小。若在發射機中採用某種裝置來提高聲頻信號平均振幅對峰值振幅的比值,其語言發射功率就可大大增加,相當於使電台發射功率增加若干倍。馮秉銓依據這一思路先後提出過十幾種設計方案,指導青年教師作具體的數值計算,併到工廠去做試驗比較,1975年,他從中選出了最佳方案:採用射頻削波方法來擴大廣播發射覆蓋面積和提高抗主動式干擾能力。北京761廠根據馮秉銓所設計的電路方案製造出的射頻削波語言加工器樣機,經1977年3-4月間用短波在中央人民廣播電台試播,達到預期的設計要求:語言功率比往常提高6分貝(相當於把原發射機的功率提高4倍);在音質方面,對一般語言和音樂戲曲節目,未發現任何可覺察的失真。根據資料記載,當時聯邦德國的個別電台也採用過這種方法。從技術指標看,馮秉銓的設計要好一些,其頻帶下限在200赫以下(實際使用時達150赫左右),而聯邦德國設計的頻帶下限在250赫左右。
馮秉銓設計的這種射頻削波語言加工器具有許多優點,例如,可以把它作為一個獨立部件附在任何功率大小的發射機上,其技術效果相當於把原有發射機的功率提高若干倍(即一部機器變為幾部機器使用)。這樣,原來發射台的功率越大,附上這種語言加工器后,所帶來的經濟效益就越高。設每台語言加工器成本為人民幣1萬元,如果把它附在一台10kW的發射機(價格在10萬元)上,結果一部發射機相當於四部發射機使用,相當於可節省30萬元。如果把它附在一台價值100萬元的100kW發射機上,就相當於用1萬元換取了300萬元的經濟效益。對於不適合建立大功率廣播發射台的我國邊遠地區,採取馮秉銓的這種語言加工器仍然是較理想的辦法。
馮秉銓的這種“射頻削波語言加工器理論與設計”研究成果,1978年獲全國科學大會獎。
悉心辦學 培養無線電技術人才
1958年,周恩來總理代表黨中央向全國人民發出了“向科學進軍”的偉大號召。為發展華南地區的無線電技術科學,培養無線電技術人才,華南工學院決定重建無線電系。身為教務長的馮秉銓承擔了這項艱巨任務。其中,重建師資隊伍尤為突出,因為該院的素負盛名的無線電系(馮秉銓主持建立起來的),連同其梯次配置的教學與實驗人員,已於兩年前成建制地併入成都電訊工程學院(現已改名為電子科技大學)。當時,依他的重建方案:培養師資與招收本科生並舉,前者先行,非同步展開。其主要做法是,首先從機械系三年級中提前畢業一批學生,由他組織幾個中年教師負責培養。在這期間,馮秉銓自己就開了八門專業課,有時每周上課達到27節之多。他每上一門課,就先把精心編寫的講稿交給指定接班的青年教師閱讀,並要求青年教師和學生一起聽他上課,課後進行講評。這樣,當馮秉銓上完八門專業課後,這八門專業課程的師資也隨之培養了出來。馮秉銓經常教誨青年教師,教學過程是師生同一時間對同一問題,以差不多同樣的速度、同樣的邏輯推理來進行思考的過程。他常常為青年教師做講課示範,又認真批閱他們的講稿,並告誡他們,開新課時要設身於講台和面對學生期待知識的目光。他還經常親臨教室聽青年教師上課,課後就青年教師講課時對重點內容的表述和問題轉折處的關鍵語句,板書安排,以及在講台上站立的位置等,無不提出精闢而獨到的見解。馮秉銓的這種掖進青年教師的精神,是數十年如一日的,即使是在備受屈辱的“文化大革命”期間,他也不改初衷,仍然主動為青年教師講授無線電技術基礎的提高課,並幫助他們掌握英語“四會”。此外,馮秉銓還時常利用《華南工學院院刊》這個宣傳陣地,針對院內青年教師在課堂講授方法、掌握新編教材重點、指導學生畢業設計以及安排教師工作日等方面的種種不足,曾多次撰文介紹他自己在這些方面的體會。該院刊在1952-1962 年期間還先後刊發了馮秉銓的旨在端正在校學生學習態度,改進學習方法和鞏固學習成績的十餘篇文章。
馮秉銓有一套令人嘆服的教課本領。他能使課室內的100多位學生自始至終跟著他的講授進行思考。他善於用準確的詞句,嚴密的邏輯推理以及抑揚頓挫的語調,井然有序的板書,把抽象的物理原理和數學表述,既高度概括,又深入淺出,引人入勝。凡是當年曾經受業於他的學生和出於他門下的當今教師,無不對他的教學方法和教學效果嘆為觀止。
馮秉銓年復一年地甘當“人梯”的辛勤耕耘,到1965年,已使當時的華南工學院的無線電工程系,重新從零開始發展成為一個具有7個專業、一個研究室和3個基礎課教研組的初具規模的系。如今,當年的華南工學院無線電工程系,已擴展為四個系(無線電工程系、計算機工程科學系、自動化系、電力工程系),一個無線電與自動控制研究所,設有10個大學本科專業、9個碩士學位授予點、3個博士學位授予點和一個全國重點學科。由這四個系培養成材的學生,可以說是遍布海內外。他(她)們之中,有許多由於成績卓著而成為各有關係統的高級工程師、教授、副教授、總經理、廠長、總工程師、副院長、系主任等。
馮秉銓鑽研業務的刻苦精神50年如一日,從未稍懈。他為了不斷拓寬拓深無線電教學和科研工作,在追蹤並閱讀科技文獻資料上孜孜以求,在編寫教材、翻譯國外專著,撰寫學術論文與專著,編寫科普文章,乃至傳授教學經驗與學習方法的文章上,其數量之多,影響面之大,堪稱同輩少有。
馮秉銓在無償輸出知識與貢獻智慧上甘為孺子牛的精神,還表現在對校園外的貢獻。凡慕名前來求教的社會各界人士,無論是同行專家、廠礦企業的專業人員,還是稚嫩的青年學子,他都待之以賓,不厭其煩和毫無保留地罄其所知,並還經常不避辛勞地應邀親赴所議定的實驗室、設計所、試驗基地或生產車間,指導他們解決技術難題;對於為中小學生作科學啟蒙講演,他總是有求必應,務使各方滿意。
馮秉銓的獎掖後進和促進人才成長的赤子之心,在他長期參與中國電子學會、中國聲學會的領導和主持廣東省科協的工作中,也都作出了許多令人敬仰的貢獻。
馮秉銓是一位著名的科學家,教育家,社會活動家。他的嚴謹的治學精神,他的誨人不倦的高尚品德,他直至晚年猶以“生命不息、奮蹄不止”自勵的赤子之心,已被他所服務過的單位,他的師友和學生視為寶貴的精神財富。已故中國政協副主席,馮秉銓的授業老師周培源教授生前譽之為“士子楷模”,不啻為最恰當的寫照。
為繁榮中國科學技術和教育事業奉獻了一生的馮秉銓,將永芳在中國無線電科學發展的歷史中。
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