我的自主创新之路

我的自主创新之路

◎刘先林

刘先林，1939年4月19日生。1962年8月毕业于原武汉测绘学院。现任中国测绘科学研究院名誉院长、中国工程院院士、研究员。两次获得国家科技进步一等奖和一次国家科技进步三等奖，先后三次荣获全国先进工作者、中央国家机关优秀共产党员、测绘系统劳动模范等多项荣誉称号，享受政府特殊津贴。1983年当选全国人民代表大会代表，1992年中共第十四次代表大会代表，1994年中国工程院首批院士。

专业与专长为摄影测量与遥感。刘先林解决了小比例尺地形图转向测制1∶1万大比例尺地形图难题。完成了“坐标法解析辐射三角测量”的方法，写入国家1∶1万航测内业规范。为国家测绘局引进的第一台电子计算机编制了“航测网空中三角测量程序”。

在刘先林指导设计下，“数控测图仪”、“ZS—1”正射投影仪以及与它配套的自动测绘等高线程序的80多个程序软件包研制成功。填补国内空白，获国家测绘局科研成果一等奖，国家科技进步三等奖。

刘先林提出了研制解析测图仪的总体方案和设计思想。研制成功“JX—1解析测图仪”，设计试制了23cm×23cm像幅解析测图仪，成功完成了JX—3解析测图仪的研制，获国家测绘局科技进步一等奖，国家科技进步一等奖。

研制成功“数字化测绘技术体系关键技术集成及产业化”项目。该项目是国家“863计划”项目，获国家科技进步一等奖。三个子系统起点高，拥有自主知识产权，在国际上居于领先地位，为数字化测绘生产提过了完整的解决方案。

各位老师、各位同学，我的事迹实际上非常平凡，我只做了一件事情，就是把自己的科研成果，推广到生产中间去，在生产中获得使用。我想只有这一点，还值得在这里报告一下。因为事迹非常平凡，这次被中组部和中宣部宣传以后，个人的科研工作还非常忙，所以并没有到各地去做这方面的报告，但是母校是培养我的地方，所以母校是必须要回来的。

作为一个普通的科技工作者，我只是做了一些应该做的事情，但是党和人民给了我很高的荣誉，我非常感动，也备受鼓舞。我1962年从武汉测绘学院毕业，一直从事测绘科研工作，至今已经有45个年头。几十年的学习、生活和工作历程，我最深刻的体会有以下几点：

第一点体会是自主创新需要有强烈的民族责任感。说起来我走进测绘的大门纯属偶然。在报考测绘学院的时候因为专业里面有航空两个字，以为要上天，所以抱着好奇的心情填了志愿，然而在几年的大学生活里我并没有飞上天。实习的时候拿着红白相间的花杆，跑到山上去测图，每天很早到荒郊野外作业，晚上回到宿舍吃南瓜汤，我深深体会到测绘工作的艰辛，深刻感受到我国航空测量仪器的落后。从此我暗下决心，一定要刻苦学习，潜心钻研，将来报效祖国，真正改变这种局面。大学毕业以后我被分配到当时的国家测绘总局测绘科学研究所，就是现在的中国测绘科学研究院。老所长语重心长地说，祖国需要什么、一线需要什么，我们就要研究什么，要到生产第一线去，解决生产一线的问题，这是研究所的责任，也是研究人员的责任，祖国的希望寄托在你们身上。40多年前的这一席话，成了我一生的奋斗方向。用自己的科研成果武装测绘生产，提高生产力，是我一直坚持的人生追求。前些天，有位记者问我，为什么成为院士这么多年了，还坚持在科研一线，动力是什么?我说是一名科技工作者的民族自尊心和责任感。过去很长一段时间，一直到20世纪80年代中期，中国所用的先进的测绘仪器，90％都要依赖进口。自己研制不出来，外商就漫天要价，甚至把零部件随便拼凑一下就卖给中国。我们当时曾经进口了一批记录仪，叫做EK22，每台售价是6万美元。实际上当时这个产品是一个很快就要被淘汰的产品，所以买了之后也一直都不能用，而且经常坏，修一次就要上万美元，国家的财产白白流失。当时的一套正摄投影仪，报价是200万马克。一台解析测图仪，要卖30多万美元。最近国家也进口了一批数字航空摄影仪，售价是人民币1600万元。我深感这些价格真是高得太离谱了。大家知道过去我们的外汇是多么的稀缺，国家还要花这么多的钱，去购买那些所谓的高技术产品。有一次在德国，一个外国专家，演示他所设计的示波器的波形，当时我们国家正要研制解析测图仪，我随着国家测绘局的一个引进代表团，到瑞士、德国去考察，这个外国专家用示波器打出了复杂的波形给我看，并且不屑一顾地说，这种复杂的光、机、电综合的仪器，你们搞不了，你们还是研制单纯光机型的吧。我当时因为对这个电路有一些研究，就把他要演示的下一幕提前演示出来了，刚才自我感觉良好的外国专家只好尴尬地把仪器收起来了。对进口仪器的高度依赖，外国人的轻视和傲慢，一次一次震撼着我的灵魂。我非常痛心，非常惋惜，非常窝火。中华民族是一个伟大的民族，为什么就不能研制出自己的精密仪器，我陷入了沉思之中。走自主创新之路，用国产仪器代替进口仪器，振兴中国的测绘事业，是我们科研工作者义不容辞的责任。我仔细研究了国外的产品，其实没有什么了不起，我们完全做得到。有一次国家要组团出国考察谈判，准备引进5台解析测图仪，在走之前团长就打电话问我，他说什么是我们最需要引进的关键技术?我回答说，除了油漆，我们都搞得了。当时他以为我在说气话。实际上我们这个仪器也快要研制出来了，我们认为没有必要从国外去大量地引进这种仪器。就向上反映说不用引进，使用我们即将要研制成功的仪器就可以了。但是上面的回答说买酱油的钱不能用来买醋。所以从上面申请下来引进的钱就只能搞引进。他以为我是在说气话，事实上我是实话实说，因为这些进口的精密仪器的确是它的表面处理、它的外形、表面的皱纹漆，我们很难做出来。但是里边核心的内容，我们都能够做。中国人并不比外国人笨，一定要有勇气赶超世界先进水平，事实上我们都做到了。我们的许多科研成果都是为了阻止进口产品的势头而研发的。值得庆幸的是，都能够从进口产品中夺回一片市场，使我国测绘科技在国际上争到更大的席位。目前国货已经覆盖了国内市场的90％以上，而且成功地走向了国际市场。20世纪80年代，曾经涌动一股出国潮，许多科技人员也一心想出国，出了国的不想回国，对外国盲目崇拜。我在美国、日本、德国的老同学、老朋友也多次邀请我去国外，我都谢绝了。有人说像你这样的人在国外成为千万富翁不是难事，但是我从来没有想过要成为千万富翁。我不能为了个人待遇去为洋人打工，我是一个中国人，要为中国人争气。我不但要证明中国人不比外国人差，而且还要证明中国人在国内干也一定能成功，而且机会更多。我在年轻的时候，可以说很气盛，就是说有点儿表面上很谦虚，实际上内心是很傲的。有一次在随团访问欧洲，回来之后我在给我哥哥的信中很自信地说，我对于出国、开会、考察、采购，都不感兴趣，我只在这种情况下出国：或者是让我去讲学，或者是让我培训外国人，或者是推销我的成果。前一种出国是花钱，后一种出国是赚钱，所以我的出国就是从国外要把钱赚回来。所以我后来去日本安装设备，培养日方的技术人员，到俄罗斯转让技术，到芬兰培训，到巴基斯坦和澳大利亚安装设备，到美国和加拿大去推销、介绍我们的产品，但是北美的市场很难打开，最后这些产品只是卖到北美的大学。但是在日本、澳大利亚、芬兰、巴基斯坦等国我们的设备大量向他们出口。最近我们的工作人员刚刚从新西兰回来，我们卖到澳大利亚的扫描仪，又被新西兰二手买过去了，需要去培训，需要去安装。开始的时候新西兰还说没有这个合同不能给你们办签证，后来我跟他们说不办签证，受到损失的是你们新西兰，因为你们仪器买回去了装不起来，结果后来还是紧急把签证签下来了。在澳大利亚的时候，有一个很有意思的例子，当时我们的神舟六号航天员正好从太空返回地面，电视上正在直播这个画面，在作业室里面所使用的仪器是我们中国人的仪器，培训的人员是我们中国的技术人员，而使用仪器的也是澳大利亚人从当地雇的中国人，所以澳大利亚人就说，你看，电视上的仪器，全是你们中国的。所以可以看出澳大利亚对我们中国的世纪的到来，是很有感受的。

第二点体会是自主创新需要有拼命三郎的劲头。有人说自主创新之路，关山重重。改革开放以来，随着国际交流日益增多，我作为从事航测仪器研究的专业技术人员，有两条路可以选择，一条路是利用专业优势，帮助推销外国仪器，可以赚大钱。另外一条路是搞自己的仪器，把市场夺回来，这是一条铺满荆棘的艰难之路，但我还是毅然选择了后一条路。曾几何时，我们研制航测仪器，一无现成图纸，二无参考资料，三无充足资金，这意味着我们每走一步，都要付出更大的代价。1985年根据航空测量仪器的发展趋势，我们结合实际提出了研制解析测图仪的总体方案和设计思想，这个课题不仅难度大，包括了光、机、电、航测、电脑技术在内的多种学科，而且时间紧，要在两三年内相继完成总体设计，光、机、电的部件加工，以及上百个程序的编制和总体调试等工作。课题组的每位同志都以忘我的情怀日以继夜地工作，在研制过程中我们采取了结合生产搞科研的办法，经过1000多个日日夜夜的艰苦奋战，终于在1987年研制成功JX3解析测图仪，并且很快在国内得到了大规模应用，一举夺回了解析测图仪的国内市场。德国的蔡司厂是国际著名的测绘制图仪器公司，他们在香港地区有一个近百人的销售公司，这个销售公司的人对我说，他说他们每年只要向大陆卖一台这样的大型的航测仪器，就够他们一年的开销了。我们的仪器研制成功之后，他们就一再降价，但是也很难挽回市场，最后这个公司只能是“关张大吉”了。我们研制的解析测图仪开始的时候用的计算机是单版机，这个机器没有操作系统，因为当时是80年代初期，微处理芯片刚出现，系统机还没有壮大起来，只有单版机，只有一个Monitor，程序都是些汇编、手编的机器。但是我们很早就使用了微机，而外国使用的都是小型机。由于没有操作系统，它的推广应用很困难，到了这个仪器研制成功的时候这种80、86系列的系统机已经出现了，只有把单版机提升到系统机上面，才能够顺利推广。这是一个非常重要的环节，可以说关系到我们的成败。因为单版机上一些小磁带等外部设备的驱动软件都是在真离子的环境下运行的，要把它一个一个地移植到系统机里面去是非常困难的事情。当时为了赶上这个设备的推广，正好是在春节期间，我的助手都回家探亲了，就剩下我，但是我觉得时间不能等，工作不能停下，我就拉着我10岁的小孩来帮忙。我们爷儿俩整个春节都在实验室里面连续苦战，一共焊接了几百个焊点，累得几乎直不起腰。终于把整个系统从单版机移植到系统机上面去了。就在这一年，解析测图仪实现了批量生产，并且在后来出口到国际市场。除了条件简陋之外，从事测绘研究还要面临许许多多的压力和挑战，科研工作就像在地狱里爬行，而且背上还背着一口锅，一不小心很可能就被扣在地狱里面，谁最能吃苦，谁最能坚持，谁就能最后爬出去。否则，没有顽强拼搏的意志和坚韧不拔的毅力只会前功尽弃，一事无成。我牵头搞的几个重大项目，从开始到成功，每次都经历10年左右，经过上百次的失败，无数次的起起落落，但是我们从不气馁，从未放弃。科研成果就像一个新生儿，在远处不停地向我招手，我告诉自己一定要咬牙坚持下去直到最后。早在1968年我在四川绵阳编制空中三角测量程序时，为了解决一些难点问题我三天三夜都在机房度过。1980年国庆节为了调试等高线弥合程序，三天的假期我从始至终都在机房度过，每天连续工作10多个小时，现在测绘科技发展速度非常快，测绘仪器的更新换代也非常快，我们国家的航测仪器，几乎每十年就要建一个博物馆，解析测图仪淘汰模拟仪器，全数字淘汰解析测图仪，后面的科技进步奖淘汰前面的科技进步奖，过去的那些豪华昂贵的仪器，扔掉了也可惜，各地就纷纷建起了博物馆以供参观。所以我们必须不停地推出新产品，才能在世界上站稳脚跟。让人感到欣慰的是，我国航测技术每十年的一次飞跃，基本上采用了自主创新的产品。当然，致力于测绘仪器国产化并取得成就的不止我们一家，还有许许多多科学家和他们的科研团队。特别是我们武汉大学的国家重点实验室——测绘遥感国家重点实验室在这方面也是走在全国最前面。还有我们遥感院的张院士所研究的Vitro以及后来的一些产品，在我们国家都是大量推广，也值得我向他们学习。

第三点体会是自主创新必须紧贴经济社会发展需要。注重研究成果的现实生产力的转化，技术创新不是从纸面到纸面的著书立说，也不能仅仅满足于填补国内空白。更重要的是研究成果必须转化为现实生产力，能够推广应用发挥效益，如果在实验室做出成就，做出成果，就束之高阁，最多也只是用老百姓的钱证明了自己的能力。几十年来我一直坚持紧贴实际需要，始终把成果的推广应用作为科研的主体目标。刚刚参加工作的时候，国家测绘局从经济建设需要出发，要从一比五万比例尺的地形图测图转向一比一万的大比例尺地形图的测图，但是这项工作遇到了很大的困难。原来的那种图解的平面加密方法精度比较低，不能用于一比一万比例尺的测图，我积极响应组织的号召，深入生产单位，与作业员一起作业，对测绘生产有了充分的了解。经过潜心研究，不到一年时间就研究出一种新方法，叫做坐标法解析辐射三角测量，解决了航空测量内页平面加密精度低的问题，为航空测量内页平面加密开辟了新的途径，用这种方法使加密精度提高了一倍以上，而且省去了大量的野外作业，满足了测制一比一万比例尺地形图的需要。当时我刚刚从母校——武汉测绘学院分配到北京，半年之内就结束了这个任务，一年之内就做出了这样的成果，在一年之后在全国各地跑了一年半来推广这样的成果。我经常给同志们讲，搞科研要向两种人学习：在创新方面要向作曲家学习，永远拿出新东西；在产业化方面要向厨师学习，你做的每一顿饭都能被吃掉。当时我对这个问题的理解因为我们研究院也有大量的科研课题，每年通过鉴定获得国际先进水平等科技成果都很多，但是这些科研成果，做成功后都被放到档案柜里面去了，没有在生产中间得到应用。我就思考这个问题，为什么我们科学家科研成果，不像厨师做出来的饭一样，为什么厨师做出来的饭每一个都要被人吃掉，可是我们的科研成果每一个却没有被人拿去使用?这是一个很奇怪的现象。因此我就觉得我们科研人员在这方面应该向厨师学习，可以说我们国家的科研在后续的推广产业化方面，还很值得提高。科研成果如果缺少创新的成分，没有自己独到的东西，就不会有人去应用，怎么谈得上产业化?创新从何而来?只能从生产实践，这方面的例子举不胜举。我们最近所研制的数字航空摄影仪，因为它很多指标都超过国外，所以在研制成功之后很快国内的代理商、国外的代理商都来找我们要代理这个产品。因此科研成果能不能够推广，我认为核心问题还是有没有创新的成分在里面。我们的全数字工作测量站研制成功之后，因为功能多，比过去的仪器强，生产效率高，价格低，有一个用户在我们刚刚研制成功之后，就坚持要在大年三十以前签合同，我说不用着急你过了年以后签也可以嘛，他说怕你们过了年要涨价。如果科研中有真正意义上的创新成分的话，你想不推广都不行。我们在研制解析测图仪的时候，还很注意它的实用性，这来源于创新，来源于实践，在研制仪器的时候我们特别邀请了生产单位的作业员也来一起参加，把生产作业的需要作为仪器研制的灵魂，生产作业需要什么功能，我们就在仪器上设置什么功能，想用户之所想，急用户之所急。用户感慨地说，这个仪器太好用了，真不知道刘先生是怎么知道测图中间的那么多细微的环节。

我们最近研制成功的数字航空摄影仪，从设计研制生产到试用、试验，始终以用户需求为第一生产目标，并针对进口产品的不足，加以改进。因此这一仪器在许多方面的性能超过了国外同类产品，引起了瑞士、美国、日本、巴基斯坦等国技术同行的高度关注。这个仪器我们在2008年6月30日通过鉴定，由科技部部长徐冠华主持鉴定会，得到的评价是它的高层精度达到了国际领先水平。总体上达到了国际先进水平。这个消息报道出去之后，日本最大的航测公司PASCA很快就过来跟我们签了代理协议。与此同时，日本的第二大公司——亚细亚航测公司，也跑来找我们。但是PASCA公司在前它在后，亚细亚也要买我们的产品，根据国际贸易的规定我们已经不能够绕过PASCA公司去把产品卖给亚细亚。我们也想了一个办法，就是PASCA公司虽然签了协议，但是亚细亚公司跟我们联系在签协议之前，所以我们还要争取以对亚细亚公司有吸引力的价格卖给他们。

推广国产仪器的难度非常大，要在本来是进口产品一统天下的市场中，分得一杯羹，甚至于把他们挤出去，谈何容易。长期以来许多用户对国产的设备信心不足，甚至于认为基本上不能用。我长期从事国产仪器或者软件在国内推广的工作，我所得出的结论是你的产品、软件在国内生产单位拿去用了之后，你所期望得到的最高评价就是“还可以”这三个字。有了“还可以”这三个字就不用发愁了。我们就挤进去然后就不停地改进，他提什么要求就增加什么功能，设备一坏马上就到场给他修好，这样的话可以跟外国人竞争，因为外国人离得很远，要想过来很困难，而且他们版本升级都要钱，打电话也要钱。我们打电话不要钱，版本升级也不要钱，所以树立了大家使用的信心。我们把大量的精力用在搞好产品的服务上面。我经常带领课题组的同志走进测绘仪器工厂，深入用户单位，上门服务，免费解决各种问题。我们的服务没有白费，不仅完善了产品，而且感动了用户。1998年研制成功的JX4全数字摄影测量工作仪，从开始销售至今，每年都销售150套左右，覆盖了整个国内市场。三四年前就有人预测市场已经饱和了，但实际上这个产品的销售势头一直都旺盛不衰。每年我们通过这个产品就能销出去1600万元左右的设备。本来从1998年开始销售到现在已经整整十年了，大家都认为这个产品已经饱和了，可是今年这个产品的销售势头仍然不减。

第四点体会是，自主创新必须锲而不舍地学习，学习，再学习。当今时代科技发展日新月异，自主创新本身就是各种知识、各种技术综合集成的结果。它要求我们必须瞄准科技前沿，坚持不懈地学习各种新知识。几十年来不管是不是我的专业，是不是我的本职工作，只要科研需要我都认真去学。即使是成为一名院士，也要不断地补充新鲜血液，完善知识结构。我们每一次研制新的测绘仪器，都需要大量的光、机、电、航测、电脑、外语在内的多门学科。我不是搞计算机出身，通过学习也照样能够掌握软硬件，从来没有搞过仪器，几年之后通过钻研也能够成为光、机、电方面的行家。1980年我国航测界召开第一次国际会议，我的论文被选中在大会上发言。我学的是俄语，不懂得英文，只好请人代为宣读。随后测绘局就派我到外语学院脱产学习英语一年。当时我已经是40多岁了，我也很不好意思，因为这么大的年龄了，同班同学都是很年轻的小孩，我就坐在最后一排的角落里。老师似乎明白我的心思，就点我回答问题：那个老同志你起来，说着就要我背26个字母。我背到中间就断了，背不下去。我说这不行，所以我第二次上课就主动跑到第一排的正中间，眼睛就盯着老师看，然后每天带个录音机，把老师课堂内容全都录下来，然后就不停地听。到这以后，经过我的发奋学习，结果在北外学了一年外语之后，最后毕业的时候我的成绩是全班第二。2003年我牵头研制的XWDC数字航空摄影仪，要冒不小的风险，这个风险来自于自己的先天不足，因为我研究的专业与这个摄影仪是不同的领域，隔行如隔山，研制数字航空摄影测量仪意味着我必须面对很多未知的新东西。所以接手这项任务的时候一些人认为我肯定搞不成。我就是不服这个输，我挤出尽可能多的时间，学习这方面的基础知识和发展前沿，心中有了底之后，便开始了调研，深入调研，到处请教，四川一个老航飞员介绍说，现在航空摄影测量仪最常用的焦距是150毫米，但是我们觉得偏长了点，88毫米的焦距我们认为偏短了点，最好是要研制120毫米的焦距，我把这句话牢记在心里，后来我们研制成功的航空摄影测量仪的等效焦距就是120毫米。后来又听说当时国家863计划在成都光机所投资几千万元研制出9K×9K的大面震的仪器。后来这个仪器在研制成功试飞的时候，总参测绘局的有一位同志说，从取得理想的测图效果来看，数字航空摄影测量仪的旁向视场角必须达到90度以上，可是当时他研制的仪器不到70度，进口所有款式的航空摄影测量仪的旁向视场角都是在70度左右，我也把总参测绘局说的这句话记在了心里。所以我们研制成功的数字航空摄影仪的旁向视场角超过了90度。所以在市场上得到了很热烈的反应。经过刻苦的学习与深入研究，我们的这个成果不仅成功出炉，而且高层精度比国外还要高两到三倍。1968年，我被下放到国家测绘总局在河南办的一个干校，因为过去动手能力比较强，到了干校以后军管会就把我分配到拖拉机班开拖拉机。当时我的任务就是驾驶各种类型的拖拉机。当地的农民也买了不少联合收割机，但是买回来之后基本上不能用，都放在那里拆轴承，拆内燃机，拆柴油机下来用，整个机器都废在那里，我们干校也引进了联合收割机，我就觉得很可惜，当时因为自己学航测到农村，我就专门买了很厚的一本农业机械方面的书籍。当时干校条件很差，没有电，电是自己发的，用的是自己的柴油机，灯泡也很小，只有10瓦和15瓦的小灯泡，吊得高高的地方，也没有台子，我为了看这个书，只好把床搬到灯底下，把被子拿开，在床上面架一个桌子，这还不够高，在桌子上面再架一个椅子，然后爬到上面去，坐在椅子上面，对着灯，把农业机械这本书学透了。以后这个联合收割机在我的潜心研究之下，顺利地脱麦，顺利地收麦子，先收大麦，后收小麦，从此以后我们周围的老百姓都到干校来找我，我们的联合收割机开到他们的打麦场去，为他们进行脱粒。

现在我已经年近70了，由于自然规律，我的科研生涯不可能还有太多时间，科研的担子要逐渐转移到年轻同志身上，我们国家经济社会的各项事业都在快速发展，但是自主创新的成果相对来讲比例太小了，科研人员的责任非常重大，任重道远，希望科技工作者能够接过我们身上的担子，在自主创新的道路上取得更大的成绩。为建设创新型的国家，全面建设小康社会而作出新的贡献。

愿我的发言能与大家共勉。谢谢!

(2007年12月1日，刘先林院士应邀回母校在人文馆主厅为师生员工作《我的自主创新之路》的报告，本文根据录音整理。整理人：余姗姗)