冬日的長春，滴水成冰，哈出一口白氣仿佛都要凍上。遠(yuǎn)處一個人一路小跑過來，身影由小變大。
從20世紀(jì)60年代到80年代的25年間，從冬到夏，從夏至冬，王立鼎每天早晨都是這樣開始的。
他夜里12點(diǎn)睡覺，早上5點(diǎn)起床，跑步5分鐘到離家不遠(yuǎn)的加工間。這是一個與他人合用的加工間，沒有恒溫，也達(dá)不到超凈，唯有地基防震性“勉強(qiáng)過關(guān)”。他把齒輪磨床Y7431開起來預(yù)熱，以便7點(diǎn)30分快速進(jìn)入工作狀態(tài)。
開好齒輪磨床，他再一路小跑回到家。從地窖取一些白菜、蘿卜、土豆，洗切后“刺啦”一聲下鍋開炒，再蒸一鍋窩窩頭或貼張玉米餅。7點(diǎn)，他跟一家人其樂融融地吃完早餐，和夫人再分頭上班……
那雙每天雷打不動給全家人做早餐的手，曾做出了我國第一套超精密齒輪，這讓王立鼎在30歲出頭時就成為業(yè)界公認(rèn)的“齒輪王”。
中國科學(xué)院院士王立鼎把一輩子獻(xiàn)給了齒輪研制。目前，他率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)是我國唯一一支超精密齒輪研制的隊(duì)伍，承擔(dān)國家相關(guān)重大項(xiàng)目。
王立鼎磨削標(biāo)準(zhǔn)齒輪。
王立鼎繪制齒輪圖。
1 “一戰(zhàn)成名”
“什么？要把齒輪的精度做到1級？”1965年，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所（以下簡稱長春光機(jī)所）接待了南京的一家科研機(jī)構(gòu)，他們要制造一款新型精密測量雷達(dá)，而其關(guān)鍵要素是齒輪精度。
可是如何做，僅有外國雜志的文字描述，其制作工藝、關(guān)鍵數(shù)據(jù)無人知曉。在很多人看來，這幾乎是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。要知道，在當(dāng)時，全球范圍內(nèi)只有德國、瑞士才能做出2級及以上精度的齒輪。
更沒想到的是，時任長春光機(jī)所所長王大珩把這項(xiàng)重任交給了齒輪研究室的磨齒組，并由一名大學(xué)剛剛畢業(yè)5年的“小年輕”王立鼎承擔(dān)。
當(dāng)然彼時的這名“小年輕”，在齒輪領(lǐng)域已是一名“熟練工”，經(jīng)他手加工的齒輪可達(dá)4級，而在當(dāng)時，國內(nèi)工廠加工的齒輪精度普遍為7級。因?yàn)檫@手本事，他榮獲了中國科學(xué)院優(yōu)秀科研成果獎。
同事們也發(fā)現(xiàn)王立鼎有點(diǎn)與眾不同。齒輪組同事張玉玲曾打趣說：“他觀察問題，比女同事還要細(xì)。”一些細(xì)節(jié)看似簡單卻不易操作，比如將磨齒芯軸的徑向跳動從1微米調(diào)到0.5微米，王立鼎可以一次成功，換作他人就很難實(shí)現(xiàn)。
要如何完成制作1級超精密齒輪這項(xiàng)看似不可能完成的任務(wù)呢？
早在接手任務(wù)的兩年前，即1963年第一屆全國機(jī)械傳動年會結(jié)束后，王立鼎跟隨同事去上海機(jī)床廠參觀。他看見錄磁機(jī)中的錄磁盤回轉(zhuǎn)軸系由多顆高精度鋼球構(gòu)成，激動得挪不動腳步。“錄磁機(jī)的精度比加工齒輪的機(jī)床高得多，如果我能用上它的軸系該有多好！”王立鼎心中感嘆。
正巧王立鼎經(jīng)常使用的一臺機(jī)床軸系的主軸壞了。但按當(dāng)時的規(guī)定，更換機(jī)床軸系的主軸需要第一機(jī)械工業(yè)部批準(zhǔn)，機(jī)床廠才會生產(chǎn)，一來二去很耽誤時間。受上海之行的啟發(fā)，王立鼎決定自行研制軸系。
“加入了400顆精密鋼球，這時候我發(fā)現(xiàn)主軸的剛度大幅度提高，軸承誤差由原來的2微米縮小到0.5微米，遠(yuǎn)高于國內(nèi)外同類機(jī)床制造精度。”王立鼎喜出望外。
機(jī)床主軸精度就這樣一勞永逸解決了——不僅比當(dāng)時國內(nèi)外機(jī)床的精度都高，而且60多年后精度始終不降，到現(xiàn)在還在使用。“這為后來研制超精密齒輪解決了不可或缺的設(shè)備精度問題。”王立鼎說。
王立鼎多次檢查分度盤都發(fā)現(xiàn)，分度誤差呈曲線變化，很多人沒注意這是一條什么曲線，而王立鼎卻仔細(xì)琢磨起來。“它的形態(tài)似曾相識，就像是一條正弦曲線。”
他再仔細(xì)檢查分度盤，判斷有兩種可能性——一是分度盤裝偏了，沒有跟中心對準(zhǔn)；二是分度盤沒有裝偏，而是在制造中產(chǎn)生了誤差。
“無論分度盤是否裝偏，糾正的方法都是采用反正弦曲線，一正一反相互抵消，這樣就能大幅度提高分度盤的精度。”于是，王立鼎故意把它裝偏一點(diǎn)，產(chǎn)生反正弦曲線，把分度誤差從50角秒減小到13角秒。這便是他自創(chuàng)的“正弦消減法”。
1966年，僅用一年多時間，王立鼎就采用“正弦消減法”和“易位法”等磨齒工藝，研制出我國首套超精密齒輪，達(dá)到雷達(dá)設(shè)計(jì)精度要求。
王立鼎姓王，又研制出我國首個1級超精密齒輪，一位前來采訪的記者在文章中用“齒輪王”來稱呼他。很快，“齒輪王”的美名就傳遍了整個業(yè)界。
A級精度剃齒刀。
AA級插齒刀（m4）。
2 懂理論的大工匠
“為什么德國、美國等發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)齒輪沒做到1級，反而中國先做到了？”直到現(xiàn)在，還經(jīng)常有人問王立鼎。
“機(jī)床是由我們改裝的，測量齒輪的儀器是我們自行設(shè)計(jì)的，齒輪加工方法也是我們開發(fā)的。在國外，搞齒輪設(shè)計(jì)的是大學(xué)教授，搞齒輪制造的是公司里的工人，搞計(jì)量測試的是實(shí)驗(yàn)室里的實(shí)驗(yàn)員。他們各自一攤、難以聚合，而我們則是把所有工作串起來。從某種程度上說，我本人既是科技工作者，也是高級大工匠。”王立鼎告訴《中國科學(xué)報》。
自己動手，豐衣足食。這個觀念深深烙印在王立鼎心中。
由于出生在偽滿洲國，兒時的王立鼎不能說自己是中國人，否則就有專門的“官員”找上門來。彼時，家里一貧如洗。上初中后，全班只有他買不起書。沒有書卻十分想讀書，王立鼎比周圍的同學(xué)都發(fā)憤圖強(qiáng)，臨畢業(yè)時取得全校第一的好成績。
生活的磨礪讓王立鼎養(yǎng)成了勤動手的習(xí)慣。他在家里開辟出一塊菜園，日常挑水、施肥，從不間斷。種地、劈柴、做煤餅、壓水抬水的活兒，他都主動攬過來。上初中時，趕上家鄉(xiāng)遼寧省遼陽市大馬路義務(wù)勞動，他挑著土籃子穿梭在工地整整20天，都堅(jiān)持了下來。
王立鼎在學(xué)校足球隊(duì)擔(dān)任隊(duì)長，僅有的一雙膠鞋穿破了就自己縫補(bǔ)，僅有的一套洗得發(fā)白的衣服，周末洗完、晾干，周一接著穿。初中畢業(yè)后，由于中專不用交書本費(fèi)、伙食費(fèi)，他不得不選擇了中專。即便如此，上了中專的他仍然保持著學(xué)習(xí)第一名的成績，而且是足球隊(duì)隊(duì)長。
終于等到中專畢業(yè)生可以考大學(xué)的那一天。學(xué)校選派了64名學(xué)生參加考試，王立鼎是全校唯一一名考取的學(xué)生，收到了吉林工業(yè)大學(xué)（2000年合并入吉林大學(xué)）機(jī)械系的錄取通知書。
成年后，愛動手的習(xí)慣升級為配置潤滑油、緊螺絲，裝配調(diào)試設(shè)備。他做得比工人更好，工人反倒給他做助手。遇到不熟悉的機(jī)床操作，王立鼎總是先看機(jī)床說明書，再去中國第一家汽車廠——長春第一汽車制造廠的車間看工人如何操作。連續(xù)兩周，王立鼎就像實(shí)習(xí)生一樣，站在工人身邊跟著學(xué)習(xí)，不懂就問，回去再自己摸索，破解了很多操作難題。
長春光機(jī)所倡導(dǎo)“一竿子插到底”的理念，號召大家把科研與工程技術(shù)結(jié)合起來。所里有幾位研磨技師，水平最高的那一位職級相當(dāng)于副教授中的最高級。每次王大珩看見他們都笑呵呵地打招呼。這樣的氛圍也讓王立鼎感同身受。
光動手不動腦是不行的。從小養(yǎng)成的記筆記的好習(xí)慣，成年后王立鼎也一直保持著。“我每年都準(zhǔn)備一個大本，把這一年有感觸的發(fā)言、要事、心得都記下來，到了年底就像年終總結(jié)一樣，一目了然。”大本子一時不在手邊，王立鼎就記在臺歷上，再像螞蟻搬家一樣，一點(diǎn)點(diǎn)謄寫到大本子上。經(jīng)年累月，大本子竟攢了近一個書架，好不壯觀。
王立鼎（左）與徒弟一起磨削齒輪。
3 “自討苦吃”
“你是超精密齒輪方面的頂級專家，貿(mào)然嘗試一個陌生領(lǐng)域，就不怕毀掉自己的名聲？何必自討苦吃！”周圍的人搖搖頭，走開了。
那是1984年，國際上掀起一股激光光盤熱。光盤可擦寫次數(shù)達(dá)到100萬次，其信息存儲量是磁盤的100倍。
中國科學(xué)院把這一項(xiàng)目爭取到手，可是交給誰呢？時任長春光機(jī)所所長唐九華心中最合適的人選是王立鼎。
“我一個搞齒輪出身的，沒搞過整體的儀器，能行嗎？”王立鼎說。
“我就找你，你能把國產(chǎn)設(shè)備加以改造，做出世界上精度最高的齒輪，我就看中了你這種敢為人先的精神！”唐九華篤定地說。
世界上能做光盤模板設(shè)備的，當(dāng)時已有荷蘭的飛利浦，日本的日立、索尼，以及美國與歐洲的幾家公司。面對西方封鎖，要做出自己的設(shè)備，該如何著手？
“硬著頭皮也得上。”王立鼎成為了光機(jī)電計(jì)算機(jī)總體第一負(fù)責(zé)人。
“今天我們講計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第一章……”三用機(jī)中傳出渾厚的男聲，周圍同事立刻反應(yīng)過來，王立鼎又在用功了。
那時，計(jì)算機(jī)剛剛在國內(nèi)興起，清華大學(xué)教授周明德編寫了一本計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的圖書，并把講課內(nèi)容錄制到磁帶中。周明德足足講了84課，王立鼎就84課一課不落地聽課、記筆記，最后的測驗(yàn)竟得了100分。
“我就是有這個勁兒，要做就一定要做好。”王立鼎說。
那陣子，王立鼎就像海綿吸水一樣，沒日沒夜地學(xué)習(xí)。學(xué)機(jī)電一體化控制，王立鼎跟著工農(nóng)兵學(xué)員一起聽課，因?yàn)樗皩W(xué)過控制系統(tǒng)等知識，很快便補(bǔ)齊了短板。學(xué)俄語出身的他不懂英文，就跟著工農(nóng)兵學(xué)員補(bǔ)習(xí)基礎(chǔ)英語，以便閱讀文獻(xiàn)。
“我本身擅長機(jī)械，加上各專業(yè)都懂一點(diǎn)，才可以跟各領(lǐng)域?qū)I(yè)人員平等對話、探討。”王立鼎深知這個道理，即便是負(fù)責(zé)人，在未知領(lǐng)域面前也從無怠慢之心。
在他的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)從幾個人的齒輪研究組，擴(kuò)大到1個項(xiàng)目總體組下設(shè)5個專業(yè)組的100人團(tuán)隊(duì)。每天王立鼎都第一個進(jìn)光盤實(shí)驗(yàn)室，最后一個離開。他處處帶頭，就連實(shí)驗(yàn)室地板刷油都要參與。
“做事情一定要做得非常細(xì)致，往往出來的成果會比一般人好。”王立鼎說。帶著這份執(zhí)著，經(jīng)過4年的艱苦奮斗，從一無所有，到有了圖紙、實(shí)物，王立鼎帶隊(duì)成功研制出中國第一臺刻錄光盤母板的納米分辨率精密設(shè)備。
中國科學(xué)院組織的成果鑒定驗(yàn)收結(jié)果顯示，該項(xiàng)目有10余項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。從此，中國有能力制造自己的光盤母機(jī)了，并開發(fā)了自己的CD-ROM和VCD等光盤技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。1992年，該成果獲得國家科技進(jìn)步獎二等獎。
王立鼎再次給人留下了“敢為人先”的印象。當(dāng)然，這肯定不是最后一次。
20世紀(jì)90年代，中國科學(xué)院一位領(lǐng)導(dǎo)從國外回來，帶來了微納系統(tǒng)的資料。一開始，大家都不知道微納系統(tǒng)有什么前途。
“此前長春光機(jī)所已經(jīng)錯失兩次機(jī)會，一次是機(jī)器人，一次是半導(dǎo)體設(shè)備。”這一次，王立鼎不想再當(dāng)“老二”，錯失微納研究的良機(jī)了。對于周圍人對他跨領(lǐng)域的質(zhì)疑，王立鼎說：“人不能有傲氣，但不能沒有傲骨，要有自信才能把事情做好。”
他心里非常明白：“我做微納系統(tǒng)的目的是什么？就是想把高科技引入國內(nèi)，給青年人鋪路，讓他們朝這個前沿方向發(fā)展。”
在王立鼎的推動下，長春光機(jī)所于1992年成立了我國第一個微機(jī)械工程研究室，并出版了中國第一本微系統(tǒng)譯文集《微機(jī)械》。王立鼎成為我國微納系統(tǒng)研究領(lǐng)域的開拓者之一。
1995年，王立鼎當(dāng)選中國科學(xué)院院士。
1998年，他來到大連理工大學(xué)工作，在這里組建了大連理工大學(xué)跨院系、跨學(xué)科的微系統(tǒng)研究中心。之后，他又牽頭組建了微納米技術(shù)及系統(tǒng)遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
2002年，他鄭重地將“物聯(lián)網(wǎng)”這一新的研究方向，寫入由他牽頭制定的2020年國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要的微米納米技術(shù)規(guī)劃之中。
王立鼎家的菜園豐收了。
4 “我等不起啊”
王立鼎家門口有一個院子，那里總是生機(jī)勃勃，杏樹、柿子樹、豆角、茄子等果蔬綠意盎然、枝繁葉茂，月季、芍藥等花卉爭奇斗艷、幽香陣陣。王立鼎勞動的身影時常穿梭其中，沉甸甸的一大桶水，他一下子就能提起來，“我比較有勁兒，跟這么多年的勞動分不開”。
他和夫人把院子打理得井井有條，還特別“有規(guī)則”。杏樹只施有機(jī)肥，平時路過，家人總覺得臭烘烘的，可結(jié)出的上百顆果實(shí)卻讓學(xué)生摘了帶走。
年紀(jì)漸長，但家里沒有雇保姆，王立鼎依舊像從前一樣，自己種菜、做飯、打掃。“溜肉段、拔絲山藥……家常菜我?guī)缀醵紩觥！壁s上夫人忙碌，他就系上圍裙親自到廚房露一手。每天早上他依然承包做早餐的活兒。“都是兒時艱苦生活學(xué)下的本事。”
見夫人著急出門，王立鼎就自個兒端著水果去水龍頭前洗干凈，再一個個裝到塑料袋里，囑咐她“一定要吃完”。“我從來不認(rèn)為在一個家庭里，誰掙錢多就聽誰的，夫妻之間要互相愛護(hù)，不能有好東西就揣自己兜里。”王立鼎說。他把工資都交給夫人，自己只留了一張“小卡”。
就連同事都在背地里夸他“賢惠”“好男人”。“王院士經(jīng)常跟我們開玩笑說，除了織毛衣、生孩子，女士能做的他都能做。”王立鼎的助理鎖劉佳說，他連納鞋底、踩縫紉機(jī)做衣服都會，把很多女士都比下去了。
可是，在鎖劉佳等同事眼里，一向善待他人的王立鼎也有自己的心酸、無奈——做了一輩子齒輪研究，找磨齒輪的傳承人卻很困難。
2023年他看好了一名博士生接磨齒輪的班。臨畢業(yè)的一天，學(xué)生跑來跟他合影留念，一番寒暄后十分抱歉地告訴他，自己找了別的工作，無法留在實(shí)驗(yàn)室了。
“我等不起啊。”一向好脾氣的王立鼎當(dāng)天情緒有點(diǎn)波動。年逾九十的王立鼎剛剛在醫(yī)院給眼睛打完針，視神經(jīng)下降明顯，本來他是遠(yuǎn)視眼，現(xiàn)在只能趴著看資料。
這并不是第一個拒絕他的人。想進(jìn)院士團(tuán)隊(duì)的人其實(shí)不少，但一聽磨齒輪就覺得是“老工藝”，是“匠人”干的活兒，干了沒多久就心生退意。就連他最看重的得意弟子，也在多年前南下了。
王立鼎無奈地?fù)u搖頭，光是找繼承人，他和校方就商議了好幾回。“斷了線，我怎么向國家交代？”他不無遺憾地說。
最后，他只能帶著鎖劉佳、五十來歲的女兒，以及一名博士生支撐起這項(xiàng)工作。人少活兒多，中午12點(diǎn)本是午飯時間，女兒手邊的活兒還停不下來，和工人叫了盒飯，匆匆忙忙吃了接著干。
很多人看不懂王立鼎的堅(jiān)持。他告訴《中國科學(xué)報》，如今在直驅(qū)技術(shù)的改進(jìn)下，使用成型砂輪磨齒技術(shù)在機(jī)床上磨制小批量的2級精度齒輪，在工業(yè)上可以實(shí)現(xiàn)，但仍然達(dá)不到1級精度齒輪的整體技術(shù)要求。
“國內(nèi)現(xiàn)在生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪制造精度低于國外1~2個級別。如果把標(biāo)準(zhǔn)齒輪精度整體提升1個等級，其指標(biāo)便可以與多數(shù)西方國家同類產(chǎn)品水平相當(dāng)，有助于擺脫我國高端機(jī)床長期依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。”王立鼎說。
“我希望把工藝傳承下去，今后一旦國家急需1級齒輪，哪怕只需要一件，我們也能立刻在現(xiàn)有的加工和測試成套設(shè)備上完成任務(wù)。”王立鼎說。
他從不吝嗇分享磨齒輪技術(shù)。前來長春光機(jī)所、大連理工大學(xué)學(xué)習(xí)的科研人員、廠家技術(shù)人員不少，每次他都毫無保留地分享經(jīng)驗(yàn)。如今年紀(jì)越來越大、視力越來越差，這個愿望就更加迫切了。
“如果國家有需要，我愿意隨時傳授相關(guān)加工技術(shù)。”王立鼎眼神堅(jiān)定。
受訪者供圖
《中國科學(xué)報》(2025-02-20第4版風(fēng)范)本文鏈接：國外沒做到的技術(shù)，他憑什么先做出來http://www.lensthegame.com/show-11-17587-0.html
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