于连生——声学专家

媒体报道一：

积极推动海洋监测技术与仪器自主研发

——访国家海洋技术中心于连生研究员

进入21世纪以来，全球海洋经济快速发展，成为世界经济增长的重要组成部分和新的亮点。其中，2008年我国海洋生产总值29662亿元，占国内生产总值近10%。1996年海洋技术领域纳入863计划以来，我国海洋技术得到快速发展，海洋技术领域累计投入国拨经费近28亿元。仅“十一五”期间投入专项经费18.6亿元，在海洋油气勘探开发、海洋环境监测、海洋生物资源利用、深海探测等方面取得了一大批技术成果。

2010年4月29日-30日，“863计划海洋技术成果转化推广暨产品推介对接洽谈会”于青岛市召开。此次会上，国家海洋技术中心的于连生研究员展示了其研制的海洋监测仪器“光学悬沙粒径谱仪”、“激光悬沙测量传感器”。并且于洽谈会上，于连生研究员就“激光悬沙测量传感器”与国内知名的粒度仪厂商——丹东百特仪器有限公司签订了金额500万的技术转让协议。

近日，仪器信息网(以下简称：Instrument)采访了于连生研究员，就其科研成果与技术情况、产业转化、市场前景等相关问题进行了交流。

海洋环境监测：了解、保护和合理利用海洋资源

Instrument：于连生研究员，您好!非常感谢您接受仪器信息网的采访。请您谈谈海洋环境监测重要意义?

于连生研究员：海洋是生命的摇篮，与人类的生存息息相关。海洋是地球上水循环的起点，海水受热蒸发，水蒸汽升到空中，再被气流带到陆地上来，使陆地上有降水和径流。陆地上有了水，生物才得到发展。海洋对地球上的气候起着调节作用，使气温变化缓和。所以说，海洋环境对陆地环境的形成也起着决定性的作用。

我个人认为：首先海洋环境是用表征海洋状况的特征参数来量化，这些参数主要包括地理参数，如海域面积、海岸线、水深等；水质参数，如盐度、溶解物、悬浮物等；海洋生物，如鱼虾贝类、海洋植物等；以及海底沉积物的数量、分布等。以上参数在海流、潮汐、风浪、光照的作用下不断的运动变化，海洋环境就是用这些参数及其运动规律来描述。

在正常的情况下，海洋参数运动变化，海洋生物生生息息，处于动态平衡状态，但是，由于外界因素，例如陆源污染、过度性开采等，打破了这种动态平衡，海洋环境就会遭到破坏。为了保护和合理利用海洋资源，首先要了解海洋，也就是对海洋环境参数进行监测，这就是海洋环境监测的意义所在。

Instrument：请您介绍一下，海洋环境监测与常规的环境检测有何不同?

于连生研究员：海洋环境监测与常规环境检测的不同是由于海洋环境与陆地环境不同造成的。其一，测量的参数不尽相同；其二，测量环境不同；其三，对仪器的要求不同。大家都知道，海水是咸的，具有腐蚀性；海上风浪巨大，破坏性强；海很深，每增加10米水深，就增加一个大气压，因此放在水下的仪器要耐高压；生活在海边的人都知道海草和海蛎子，它们都会在仪器上长，我们叫“生物附着”，这些都是海洋环境监测仪器要重点解决的特殊问题。

水中的悬浮颗粒、悬浮泥沙、微藻等是海洋环境参数之一，对它进行监测，是海洋环境监测的不可或缺的内容之一。悬浮泥沙的现场测量对研究泥沙运移规律，河口变迁、对航道疏浚、海中构筑物都有重要意义；微藻数量、种类测量对于赤潮研究具有重要价值。我们课题组研制的“光学悬沙粒径谱仪”、“激光悬沙测量传感器”就是测量海洋悬浮颗粒的仪器。

“海洋仪器研制的信息法”：利用信息技术，将成熟技术移植到海洋仪器上

Instrument：请介绍一下您在海洋仪器研发方面的经验?

于连生研究员：研制海洋现场仪器是非常重要的。例如，我们国家的海洋泥沙研究在世界上还是处于先进地位的，但理论模型的研究超前于现场测量方法和测量仪器，没有现场测量仪器和测量结果，尤其是实时结果对模型的验证，理论是缺乏公信力的。从这个意义上说，我国迫切需要自主研制海洋监测仪器。

在仪器研发过程中，我遵循这样一条原则：研制海洋仪器，技术攻关点或重点关注点放在海洋环境的特殊性上，利用信息技术，充分地收集有用的成熟技术移植到海洋上，很好地完成了这种移植，也就多、快、好、省地完成了仪器研制。我把这种方法叫做“海洋仪器研制的信息法”。

Instrument：您研制的“光学悬浮沙粒径谱仪”，其性能优势及应用情况如何?

于连生研究员：“光学悬沙粒径谱仪”是一种可以放在海水中自动成像的数字显微镜，将这种仪器放在水里，它就会自动地将水中悬浮的颗粒拍下图像，将这些图像传到计算机里，通过分析，给出颗粒的大小、浓度。“光学悬浮沙粒径谱仪”可以自动拍摄悬浮于水中的1微米到100微米的颗粒，基本可以满足平均粒径在30微米到50微米的悬浮泥沙颗粒的测量需求。

光学悬浮沙粒径谱仪

“光学悬沙粒径谱仪”就是一台可用于水下的数字显微镜，加上专用的颗粒图像分析软件，就构成了可用于水下的颗粒图像分析仪，863立项时主要是针对长江口的悬浮泥沙测量，所以叫“光学悬浮沙粒径谱仪”。这种仪器是我们第一个发明的，获得了国家发明专利。这种仪器国外还未见有关报导。

“光学悬浮沙粒径谱仪”已经在长江口、黄河口、辽河口、大连湾、鲅鱼圈等多个海区获得了大量现场资料，其关键技术已在磨料生产中

成功应用，最近又获得了国家海洋公益性项目的支持，目标就是实现产品化，随着近年来数字成像技术的突飞猛进，相信在国家项目的支持下，具有独立知识产权的“光学悬浮沙粒径谱仪”不久就会形成批量生产能力。

Instrument：您研制“激光悬沙测量传感器”的研发过程、及其性能优势如何?

于连生研究员：运用“海洋仪器研制的信息法”，“激光悬沙测量传感器”就是将实验室的激光粒度仪移植到海水中，是一种可以放在水里测量悬浮颗粒的激光粒度仪。我们主要解决水下密封、防腐、自动工作等问题，而这些关键问题解决了，仪器也就基本做好了。仪器已经过了现场实验和比测，达到了预期目标。这种仪器在国内，我们是第一家，也申请了发明专利。

激光悬沙测量传感器

Instrument：请介绍一下您编写的《光学悬浮沙粒径谱仪》海洋行业标准的相关情况?

于连生研究员：实际上，《光学悬浮沙粒径谱仪》海洋行业标准是针对显微图像法光学悬浮沙粒径谱仪和激光悬沙测量传感器的性能检验起草的标准。本标准将为检验该类仪器的性能参数如粒径测量范围、测量准确度、双峰分离、分布宽度等参数提供统一方法。因为这两种仪器有其共性，并且都用于现场悬浮颗粒测量，虽然方法不同，但测量参数相同，所以把它们的检验纳入到一个标准中，这样有利于比较。

科研成果产业化：明确“用到哪里、怎么用、用的结果”

Instrument：除“光学悬沙粒径谱仪”、“激光悬沙测量传感器”外，您与企业合作的项目有哪些?

于连生研究员：以前与企业的合作主要是为企业提供声光器件和技术支持，说起来时间不短，如深圳大族激光公司成立最初，激光打标机的关键技术声光Q开关和驱动电源就是我提供的。中国大恒激光公司、桂林星辰公司等多家企事业单位都用过我为他们提供的声光器件和技术指导，包括国外声光器件修理。

Instrument：您认为我国科研成果产业化方面还存在哪些问题?

于连生研究员：科研与市场脱节，科研院所以争取到科研项目、科研经费为目标的现状是科研成果无法实现产业化的主要问题所在。

基础科学研究可以自由探索，但已有的成果要转化为产品，就不能自由探索，开拓市场，落实用户是成果向产品转化的关键，没有市场的产品是无法生存的。

我觉得科研成果能否转化为产品首先要明确用到哪里，怎么用，用的结果如何，得出了什么结论。

Instrument：请您介绍一下，您在实现科研成果产业化方面的经验?

于连生研究员：自“九五”以来我一直承担国家863计划海洋监测技术项目的研究。我觉得海洋仪器不同于其他产品，它的用户是国家，具有公益性特点，这样的仪器与市场上流通的商品具有明显的区别。

对于这类产品要针对国家需求，提出明确的目标，注重实用结果和得到的结论，就像气象预报，误报率少就是成功；因此国家的、明确的、可操作的、具体的目标要求是研制出高水平海洋监测仪器产品的关键，就像航天技术，国家的目标要求十分明确，任务完成的质量就非常容易判断。没有明确目标的探索性阶段要越短越好。

于连生研究员科研团队：“松散的”，但高效的联合体

Instrument：请介绍一下，您的工作经历、取得了哪些科研成果、正在进行哪些方面的研究工作、下一步的科研工作重心?

于连生研究员：我1974年毕业于中国海洋大学分配到国家海洋技术中心。三十多年的科研工作主要分为三方面的内容：1、声光技术研究；2、海洋卫星；3、悬浮颗粒测量。

近几年的工作主要是完成863计划支持的“激光悬沙测量传感器”的研制、“光学悬浮沙粒径谱仪海洋行业标准的编写”，并承担了海洋公益性项目“海滨自动观测仪器检测技术与规范子课题-声学测波仪鉴定设备改造”和“我国近海海洋综合调查与评价(908专项)赤潮灾害发生规律、预警和防治对策研究子课题-全自动显微成像仪赤潮监测技术”的研究，这几项课题目前都在验收过程中。

今后，主要想完成《实验声光学》一书；借助863产业化对接和新的海洋公益性项目的支持，把光学悬浮沙粒径谱仪的产业化工作做好。

Instrument：最后，请您介绍一下国家海洋技术中心的情况?以及您领导的科研团队情况?

于连生研究员：国家海洋技术中心是国家海洋局下属的事业单位，主要为国家海洋局提供技术支撑。

我们的科研团队是一个“松散”的联合体，成员不光有海洋技术中心的在编人员，还有来自工厂的技术能手，来自大学的老师、在读博士、博士后，主要研究方向是声光技术及其在海洋环境监测中的应用。自“九五”开始，我们承担了5项863计划课题，1项海洋局课题，2项国家科研专项课题。在项目研制的过程中，始终与企业和实验场保持紧密的联系。这种联合扩大了人才空间，有效地集中了经费，避免了许多体制弊病，实践证明效率是高的。

后记

于连生研究员谈到与丹东百特仪器有限公司关于“激光悬沙测量传感器”的合作时，说，“目前，该转让工作正在有序进行，我们和丹东百特仪器有限公司有很好的合作基础，相信会成功的。”

于连生研究员谈到充分发挥科研成果的作用时，曾说到，一台新的测量仪器，可能还不稳定，不精确，但是可以作为教学实验仪器使用，或可为建立独具特色专业实验室提供很好的途径。而且，于连生研究员不是被动的等待成果的产业化，如其研制的“光学悬浮沙粒径谱仪”，在产业化之前已经获得了大量现场应用数据，那么一旦有了机遇，很快就会形成批量生产能力。

采访过程中，给编者印象最深的是贯穿于于连生研究员整个科研工作中的求真、严谨、务实精神。于连生研究员研制的每一项成果均根据实际需求来确定科研方向，也因此他的科研成果能很快得到推广应用，并解决海洋监测实际问题。这种定位于实际、定位于解决问题的求真务实科研精神，值得每一个科研工作者借鉴和思考。

采访编辑：刘丰秋

附录：于连生研究员简介

于连生，研究员，中国声学学会理事，高级会员，中国仪器仪表学会视听工程学会理事，天津声学学会理事；曾任中国声学学会超声电子学分会委员；天津激光学会理事。多年从事声光技术和海洋仪器研制，主持了多项国家科研攻关项目，曾获中科院青年奖励基金，海洋局、天津市、阜新市有关奖项。取得专利4项。发表论文50余篇。

来源：《仪器信息网》2010年

媒体报道二：

执著科研，不懈攀登

——访国家海洋技术中心于连生研究员

他是一位真正的耕耘者，心怀天下，淡薄名利，专注科研。作为国家海洋技术中心研究员，中国声学学会理事，于连生研究员多年从事声光技术和海洋仪器研究工作。

他研制的系列声光器件，为我国的第一台激光打标机、激光微调机、激光医疗机及早期产品研制了声光Q开关；为我国第一台光速仪研制了驻波声光调制器；为神光系统研制了声光锁模激光器、“6.5”“7.5”“8.5”国家攻关项目和国内外研究单位、大专院校、公司提供了数百套声光器件……

从昔日风华正茂的工农兵大学生到获得中科院青年奖励基金，海洋局成果奖，天津市、阜新市有关奖项等的矢志不移、桃李芳菲的研究员，在他背后留下的则是一行行闪耀着智慧光芒和奉献精神坚实足印……

应崇福院士曾嘱咐他 “建立中国自己的声光学”

记者：于老师，给我们介绍一下您早年的求学经历好吗？在从事科研工作的最初，您是如何设定奋斗目标和规划自己的事业前景的？

我出生在山东黄河边上一个贫穷的小乡村，家境贫寒， 71年我作为第一批工农兵大学生，被选派到山东海洋学院（现在的中国海洋大学）学习， 74年，我毕业分配到国家海洋局海洋仪器研究所（现在的国家海洋技术中心），参加“激光浪高计”课题的研制工作。

我至今非常感谢数十位老师，他们是李荫远院士、王业宁院士、魏墨盦院士、应崇福院士、汪承灏院士、姚键铨院士、徐阶平教授、张光寅教授、李世臣教授、李昱教授以及我海院的恩师于良教授等，他（她）们有的用书信，有的言传给了我谆谆教诲，使我坚定了在声光学领域的研究决心，尤其是应先生，至今还关心着我的工作，他曾经嘱咐我“建立中国自己的声光学”。还有一直与我合作并给予支持的陆雨田研究员、李家泽教授、盛秋琴教授、吕福云教授等几十位教授以及他们的同事和学生，上海光机所、中国大恒激光工程公司、大族激光公司、华中科技大学激光工程院等多年与我合作的同行，他（她）们是我的良师益友，我们曾切磋技术，他们给我提供了研究经费和研究课题。想到这些，我没有理由不为中国的声光学尽最大努力。

记者；您从事声光技术和海洋仪器研究工作工作多年，曾获中科院青年奖励基金，取得了包括海洋局成果奖，天津市、阜新市有关奖项等的诸多成绩。其中您认为最具开创性、影响力的科研成果是什么？

虽然我国第一台光速仪、第一台激光达标机、第一台激光微调机、第一台激光治疗机，上海光机所承担的“神光”系统，我都提供了声光器件，但这些我都没有申请过科研成果，只是把精力放在了用户身上，希望我提供的声光器件能够好用。

申请中科院青年奖励基金十分偶然，记得当时我在报纸上看到这则消息，就跑到科学院，报了名，后来到八大处答辩，得了鼓励资助。对声光学，我觉得，我发明的声光器件的测试方法是很好的，任何器件，利用该方法都可以很快地验明质量；在理论研究方面，我提出的层状晶体堆模型对于建立完整的声光衍射理论是很有用的，如果说在此之前人们把声光衍射现象的研究还未重点关注到互作用介质内部，层状晶体堆模型是一个开始。另外，由于我的工作，和国内其他同行（重庆26所、上海激光所、上硅所等）的工作，打破了国外的封锁，使得国外声光器件低价进入国内，并与我们抢占中国市场。非常遗憾，由于投入不足，国内的声光器件市场已基本为国外产品取代，我非常痛心！

“科学探索的过程有失败，也有成功，这个过程是幸福的神圣的”。

记者；在攀登科学的道路上肯定会有许多常人难以想象的困难，您也肯定遇到过，能举一两个让您印象深刻且对您的科研具有重要意义的例子么？在面对困难的时候，是什么信念支撑着您在科学的道路上不断前进的？

在我进入声光研究的初期，就选了一个具有挑战性的题目，测量通过驻波声光调制器调制后的光强波形，说他有挑战性，一时没查到文献报道；二是来自内部的压力，权威人士认为不可能。初生牛犊不怕虎，在室领导的支持下，我坚持了两年，终于在30年前是非落后的条件下，测出了20MHz的光强波形，所管刊物不予发表，我只好发表在激光和物理杂志上，因此，评助工和工程师遇上了强大的阻力。

科学探索的过程有失败，也有成功，对科研工作者来说，这个过程是幸福的神圣的。真正的困难来自不具备研究条件的苦恼和对科研的各种干扰。有时我想，如果能得到多一点的支持，也许能对声光学作出多一点贡献，锻炼出多一点的人才，当然，这只是设想。

在遇上困难的时候，我其实没有多想，只是寻找解决困难的办法，是喜欢。后来一种动力确实来自国内外的同行，他们的认可和需求。

记者；一个团队的领导者、学术带头人，您都秉承着怎样的原则，您认为要成为一个优秀的科研工作者，需要具备哪些素质？请您谈一下您对新世纪人才的期望和培养目标吧。

一名优秀的科研工作者首先应该有一种热爱科研喜欢钻研的特质，由喜欢、钻研加上不懈的努力，才能做科研工作者。但作为团队领导、学术带头人，光有这些是不够的，现代科学研究涉及到很多复杂的技术，这些技术在科研中的应用往往是能否完成研究的前提，众多的技术必然要涉及到多学科人才，这些人才很好的发挥他们的特长，必须有两个条件保证：1、尽可能好的收入；2、能有成就感。文化大革命时，我们批判个人主义，狠斗私字一闪念，这是一种极端，“为己”不是贬义的，为了自己，努力工作，得到荣誉、得到经济报酬，无可非议，为己只要不突破法律底线，不要损害别人，如果对别人对社会有好处，为己的努力是要提倡的。学术带头人必须时时考虑到团队每个成员的个人利益，引导他们结合科研的需要去实现自己的追求，把自己的追求融入到团队的事业中去，切记不要把成绩都归于自己。

在现在这样一个市场经济不规范的年代，物质的诱惑是必然的，但人的一生，对物质追求的年代是人生生活质量积累的初级阶段，终极一生，幸福的生活应该是基本物质条件得到满足的前提下，充实的精神生活，这种充实的精生生活，必须与一个大的利益结合起来才能得到，例如，你的努力必须对尽量多的人有好处，如果是对国家有利、对民族有利，你的精神生活必然是富足的。

我们的国家要培养一大批热爱科研，为国争光的人才，但国家，具体来说单位提供的物质条件，在目前来说是决定性的因素。如果没有吸引年轻人的管理机制和物质条件，这支队伍的培养和形成是要大大推迟的。

从学术的层面上，我们的高等教育，应试教育让学生们有很强的解题能力和全面的基础理论，但缺乏高屋建瓴的综合能力和洞察力，这些能力是源头创新的基础，比如，我们的学生可能对一本书的内容、习题耳熟能详，但他们可能不知道书的目录为什么那样编排，甚至没有认真看过目录，如果自己重写一本，该如何组织。所以要培养学生跳出题海，站在高处，俯瞰学科！

“具有源头创新思维的人越多，一个国家、一个民族科技越进步”

记者：中央提出“建设创新型国家、培养创新型人才”的号召，您认为自主创新对一个国家、一个民族乃至一个人具有怎样的意义？在您的工作中，您是怎样体现创新的？

从社会学的角度，创新社会是文明社会的重要标志，它是在人际关系十分和谐，社会个体心态平和，人人仰慕创新的社会背景下，创新不断涌现的社会阶段。

从认识论的角度，一切理论的东西都是人们对客观事物的主观认知，在一定的阶段，这种认知是有局限性的，也可以说是近似的。因此挑战理论、挑战权威，不是一件可怕的大逆不道的事情，而是自然的事情，是人与自然互动互知不断进步的客观规律。这种思维可以认定为源头创新思维，具有这种源头创新思维的人越多，一个国家、一个民族科技越进步，文明程度越高。中央提出“建设创新性国家、培养创新型人才”，我的理解就是国家要逐步建立和创造进入创新社会的条件，提倡创新思维，培养出大批的不同层次的创新人才。

创新思维非常重要，举个例子，当我们熟悉了声光互作用理论后，会发现，以往的理论，解释光通过有超声传播的介质后发生衍射的现象时，是把介质等效为一种可变的相位光栅，从而建立衍射光与入射光的关系，然而，这种光栅与介质的微观结构有何关系？超声、光与介质的微结构相互作用前后有何不同？它的宏观表现如何与微观结构相联系，超声波长的量变会引起那些质变？等等，所有这些问题都超出了已有理论，探索也就可以从这里开始。

记者：科研人员作为国家科技的中坚力量，对国家的科技发展、综合国力的提高起着尤为重要的作用，能请您谈谈您对科研成果的有效利用和科研经费投入等问题的看法吗？

先谈第一个问题，为了充分的发挥科研成果的作用，要分出层次，例如一台新测量仪器，如果拿来作测量工具，可能还不稳定、不精确，但这种东西可以作为教学实验仪器，它恰恰为学生学习知识，研究问题提供了实验工具，这也是增加新教学内容的很好的条件。现在国内有很多重点实验室，买了很多进口仪器，使得很多实验室雷同，如果将专业研究所的科研成果作为实验室仪器（或条件）将是建立独具特色专业实验室的很好的途径。

自九五开始，我一直承担863课题研究，863的经费有一多半都用来吃饭，单位提取管理费，课题组发工资，这种方式非常不利于科研，建议国家设立的专门研究机构，应保证科研人员的基本收入，科研经费应专门用于科研，以科研成果的考核建立淘汰制，从制度上保证形成一支真正全心全意搞科研的队伍。