薛鸣球

薛鸣球(1930— )
　　薛鸣球，应用光学专家，中国工程院院士。是研制我国第一颗遥感卫星用相机和我国第一台大型靶场光学设备的光学负责人，负责研制了我国第一台跟踪电视变焦距光学系统和我国第一台大倍率军用观察望远镜。对几何光学象差理论进行了深入、系统的研究，丰富并发展了几何光学的理论。

　　薛鸣球，男，1930年10月18日出生于江苏省宜兴县丰义乡丰北村的一个中医家庭。整个小学和初中是在抗日战争时期度过的。他的家乡一度是抗日的前线，日本飞机的轰炸、生活的不安定、家庭和师长的教诲在他幼小的心灵中种下了要好好学习、将来报效国家和家庭、不再受侵略的种子。1948年他在江苏省常州中学毕业后以优异成绩考入浙江大学机械系。由于身体不好，勉强读了不到一个学期就辍学了。1949年到苏州吴江县平望镇税务所当了一名征收员。1950年9月再度回到学校继续学业，1952年学校组建了国内第一个光学仪器专业，他转入了该专业学习。在大学中，他刻苦学习，立志报国，1956年在毕业论文答辩时，被答辩委员会主席王大珩看中，并把他带到享有盛名的中国科学院长春光学精密机械研究所。在告别母校到东北报到的途中，火车经过家乡附近的常州，怀着尽快参加祖国建设心情的薛鸣球连车都没有下，直奔目的地，从此步入了为之奋斗的光学研究事业。
　　到长春光学精密机械研究所后，薛鸣球勤奋学习，刻苦钻研光学设计理论，积极投身科研工作，并在1958年成为一名中国共产党党员。当时我国国防光学、空间光学领域的光学测量设备项目刚开始启动，它的重要性、紧迫性与技术的复杂性极大地激发了他的工作热情。年仅28岁的薛鸣球以他扎实的基础理论知识，勤奋、刻苦的精神，在科研上崭露头角，施展才华。他满怀激情地投入到紧张的科研项目的设计工作中，废寝忘食地分析计算，以求得满意的设计结果，在与同事们一起分析讨论，探求可实施的各种方案时，他用敏捷的思维提出一个又一个学术上的新思想;他高超的计算能力、准确的判断力解决了光学设计中一个又一个难题。他与王之江一起研究了高级色差校正，促进了我国大型靶场光学测试设备的研制成功。他研究设计的我国第一台高精度经纬仪，曾被毛主席视察过;他设计研制的我国第一台大口径高倍率远距望远镜长期用于海防观察。1959年，在我国第一次光学设计学术报告会上，他一次就发表4篇论文。薛鸣球很快就晋升为助理研究员，随后又承担多项国家重大科研项目，均获得圆满成功。在这期间还进行了光谱仪光学系统设计新方法的研究。
　　“文化大革命”期间，薛鸣球受到了不公正的待遇，但他一直对党、对人民充满信心，他说：“我那时心里有个谱，组织上迟早会弄清楚，因此我一不自杀，二不害人”。就在还没有被“解放”的1970年，受国防工办委托，他主持了全国电影摄影物镜的设计工作，为我国摄影光学系统研究打下了坚实的基础。此后不久，《电影摄影物镜光学设计》专著在他主持领导下诞生。随后又受国家计委委托，主持了全国电视摄像镜头的技术工作，在电视变焦距光学系统的研制中取得了具有创造性的成果，并设计出我国第一台跟踪电视变焦距镜头。
　　由于学术水平和科研成果突出，薛鸣球成为中国科学院长春光学精密机械研究所的业务骨干、学术带头人，继而被任命为技术光学研究室副主任、主任等职。1978年被评为吉林省先进科技工作者，1979年参加中国光学学会，从第一届到第五届均任理事。
　　1981年，中国科学院西安光学精密机械研究所提名要薛鸣球担任该所领导职务，薛鸣球告别长春，只身一人来到了大西北。他克服了生活、家庭、业务等诸多困难，开始了新的创业。先后担任了西安光学精密机械研究所副所长、所长、学术委员会主任、学位委员会主席、陕西省光学学会副理事长、名誉理事长等职，为西安光机所的发展作出了贡献。在这期间，他把目光瞄向空间光学的未来发展趋向，为我国空间光学工程事业忘我地拼搏，负责了该领域中国家重大工程项目。长期的科研攻关实践，使薛鸣球具有非常丰富的解决实际技术难点的经验。有一项国家重点工程项目的光学系统，按常规的设计将出现使结构复杂、重量超重的问题，薛鸣球大胆地提出了新的光学系统设计方案，组织科研人员攻关，终于获得成功，得到了令人满意的设计结果，使之进入工程阶段成为可能。
　　薛鸣球的学术理论与实践在国内外的光学设计界有着广泛的影响。由于在国际上享有名望，在1991年，加拿大一公司慕名找到了薛鸣球，向他求助研制适应恶劣环境的广角、高透过率CID电视光学系统的可能性。薛鸣球考虑到原技术指标和原设计上的不尽合理之处，提出了我们的实施方案。多次的技术交流赢得了加方的完全信任，加方发出访加邀请，并正式将该项目委托给我方。薛鸣球率领科技人员经过半年多时间的反复试验，终于及时研制成功，以优异的水平和质量提供给了加方，受到了加方同行的好评。
　　薛鸣球以他敏锐的目光，时刻关注着光学领域的发展，并不断有所创新。他的学术水平与成绩使他从一个助理研究员晋升为副研究员、研究员、博士生导师，并被西安交大、华东工学院、浙江大学等聘为兼职教授，成为在新中国成长起来的应用光学学科的代表人物。由于薛鸣球在应用光学和光学仪器理论方面的造诣和对我国国防任务作出的重大贡献，1978年被评为吉林省先进科技工作者，1984年获得国家有突出贡献中青年科技专家称号。1992年被评为陕西省劳动模范，获陕西省优秀共产党员专家和陕西科技精英称号。
　　他指导培养的大多数硕士、博士已成为学术骨干、学科带头人，有的成为单位领导。薛鸣球曾两次被评为中国科学院优秀研究生导师，陕西省优秀博士生指导教师。
　　他先后应邀到日本、美国、意大利、德国、加拿大、叙利亚等国参加国际会议，作特邀学术报告或专题讲学，进行学术交流，在国际上有着广泛的交往与影响。
　　薛鸣球在1995年当选为中国工程院院士。他虽然年事已高，但仍活跃在光学事业的第一线。1999年移师高校，开辟光学事业的新战场。他的创业精神给广大科技工作者以深刻的影响和鼓舞。
　　
我国空间光学研究领域的长期探索者
　　薛鸣球在空间工程光学领域艰苦探索40多年，在色差理论上提出了衍生二级光谱概念，负责或参加了我国第一颗遥感卫星、太平洋运载火箭试验等10多项国家重大工程项目中的光学系统研制，先后有10多项科研成果获得国家或省部级奖励。我国国防光学领域第一台用于导弹测量的光电经纬仪研制项目在20世纪50年代末启动，它是一台高精度的光学跟踪测量设备，具有光学系统焦距长、口径大、成像质量高等特点。这类光学系统国内光学设计人员从没有接触过。薛鸣球负责了该项目的光学系统设计任务。对于长焦距光学系统，影响成像质量的关键是高级色差。薛鸣球阅读了国外的有关文献资料，结合项目的技术要求，靠人工进行了大量的计算，仔细分析研究计算结果，与王之江一起提出了衍生二级光谱的概念，研究了高级色差，提出了二级光谱校正方法，获得了包括二级光谱和色球差在内的高级色差校正好的光学系统设计结果。研究成果达到了当时国际先进水平，并在实际应用中取得了很好的效果。这一大型光学跟踪设备的研制成功是我国国防光电跟踪测量领域发展的里程碑，它表明我国有能力独立自主地发展国防空间光学事业，极大地增强了科技人员的自信心。从此各种性能的地对空、空对地的跟踪测量用的光电测量设备的研制相继展开。
　　到20世纪80年代，他又把研究瞄向空间卫星遥感的长焦距光学系统上，在西安光学精密机械研究所组建了空间光学研究室，明确了研究方向，确定了近期和长远的奋斗目标。根据我国实际情况，提出了可实现普查与详查两用的新型摄影光学系统，组织科研人员攻关，最终获得满意的结果，从而使其工程研究取得了突破。他的科研成果、学术水平以及远见卓识得到了同行专家的认可，评价他的研究工作“一直处于我国光学设计的前沿”，“在国防光学中的成就是无与伦比的”。薛鸣球负责或参与的多项科研成果获奖，其中“现代国防试验中的动态光学观测及测量技术”获国家科技进步奖特等奖(主要参加者);“150工程”、“高精度经纬仪”、“变焦距光学系统设计”获全国科技大会奖;“光栅强光分光计”、“电影电视镜头”获中国科学院重大科技成果奖;“光谱仪系列”、“光学自动设计”、“电影摄影物镜光学设计”获吉林省科技大会奖;“自聚焦复合透镜面列阵理论及器件研究”获中国科学院自然科学奖三等奖;“高分辨可见光摄影系统研究”获陕西省科技进步奖一等奖;“适应恶劣条件CID广角电视光学系统”获中国科学院科技进步奖三等奖等。撰写论文几十篇，培养博士生20余名。
　　
发展了我国变焦距光学系统的设计方法
　　在20世纪70年代，由于我国电影与电视事业发展的需要，成立了全国性的电影摄影物镜光学设计研究小组。已在光学设计界享有声望的薛鸣球还没有完全“解放”就被调到北京，主持了该设计研究小组的技术工作。他领导研究小组开展了电影摄影与电视摄像物镜的设计研究，系统地研究了机械补偿法变焦距物镜的高斯光学，像差平衡以及色差的校正匹配问题，对双组连动型变焦距物镜何时有解问题作了新的物理解释，对变焦距物镜进行了多种类型与参数的设计，形成了我国变焦距光学系统的一种设计方法——几何法。该方法基于初级像差理论，以各焦距位置的初级像差相等或较小为设计原则，求得结构的半径与玻璃组合，对于高级像差，则采用判断光线形式的方法，选择合理的玻璃组合或使得高级像差大的半径相互匹配。该方法提出了设计的具体步骤，其要点是焦距分配、像差校正、质量判断、公差制定等，清晰明了。根据研究成果设计的焦距为80～1000毫米的电视变焦距物镜成功地应用于我国太平洋远程火箭的试验之中;研制的焦距为500～3000毫米变焦距电视光学系统图像清楚，获得很好的应用效果。他还对陶纯堪教授提出的变焦距光学系统变焦方程的新概念提出过指导性意见。
　　上述设计方法奠定了我国变焦距光学系统设计的基础，并促进了变焦距物镜在中国的研究与发展。
　　
丰富和发展了几何光学的像差理论
　　在几十年的科研工作中，薛鸣球深入地研究了几何光学的像差理论，提出了新的观点，得出了极为有用的结果与结论，完善了设计思想与方法，丰富并发展了几何光学的像差理论。
　　薛鸣球参加工作不久，便接触光谱仪光学设计工作。当时的光谱仪光学设计缺乏完善的方法和完整的质量评价准则。薛鸣球在进行光学系统设计的同时，与王之江一起开展了有关光谱仪光学系统的像差理论研究。1959年在全国第一次光学设计学术会议上，他发表了论文，系统地阐述了光谱仪光学设计理论。他的基本思想是应把光谱仪光学系统中的准光镜、色散元件和照相物镜作为一个有机整体进行研究，开展设计;建立了截距很大时大球差像差的评价标准;提出利用色差和离焦补偿高级像差，从而减少场曲影响的思想。此外他还提出光谱仪中大光束光线追迹的多种设计方法。
　　他和王之江承担平面光栅单色计的研制中，用矢量代数法和初级象差理论完整地叙述了平面光栅单色计的成像规律、质量和改善途径。他们指出，用球面反射镜时，仪器单色度由球差、彗差决定，通过改变球面半径和移动反射镜并得到光栏主光线不变者为最好;用非球面厚透镜可完全校正球差、彗差，该系统具有体积减半、光能利用率大一倍、输出能量的单色度可达光栅容许的理论值等优点。他们提出的上述理论一直被光学设计者所采用。
　　薛鸣球对光学传递函数进行过深入的多方面的研究，提出过多种光学系统的传递函数评价标准。
　　薛鸣球在20世纪80年代初研究了轴向和径向梯度折射光学元件的光线追迹和光学设计理论与方法，提出将P.W方法引进到变折射率光学系统中，并得到了很好的结果，形成我国最早的变折射率光学系统设计的一种方法。薛鸣球还提出了衍生二级光谱理论并用它来校正高级象差的新概念。
　　鉴于薛鸣球在几何光学象差理论方面的贡献，以及由于解决了涉及面很广的多种光学系统设计的具体方法，在光学界产生了积极的作用与影响，被公认为我国光学设计的代表人物。
　　
一丝不苟、严谨治学
　　一丝不苟、严谨治学贯穿在薛鸣球几十年的科研与教学的生涯中，并且形成了他特有的工作风格。他搞科研总是多个方案反复比较推敲;讨论问题总是有根有据，用数据做定量分析。他主持的科研课题，规划有条理，运作有章法，参加课题的每个人职责明确，要求清楚。他总是提前到办公室。开会时不论是否由他主持，他总是准时到达，从不迟到。为了工作安排，有时凌晨三四点钟就起床思考运筹。他领导的课题组，课题人员工作都十分努力，非常团结。他主持的课题总是按时圆满完成。他写文章、著书立说，其主要观点都是经过设计与应用实践，经得起推敲和考验的。如他主编的《电影摄影物镜光学设计》一书就是他主持开展的电影摄影物镜光学系统设计的技术总结;他主编的《仪器光学》有相当多的内容是他几十年科研思想的精华。
　　他要求学生严格，但又体贴。在做学问时他要求学生刻苦钻研、勤于动脑，不能偷懒;在业余之时，则关怀有加，和他们一起娱乐，得到了学生的尊敬和爱戴。
　　他严格要求自己，克己奉公对党对国家无限忠诚。1991年薛鸣球带队访加拿大，与加拿大方讨论广角CID电视光学系统的技术指标，回国时加拿大方为表示对他在加期间合作的谢意，给薛鸣球等3000美元作为报酬。回国后他如实向组织作了汇报，并做了妥善的处理，得到了同志们的好评。
　　来到高校工作后，他经常被邀请作报告，他在报告中勉励青年人要认真读书，老实做人，用爱国主义的传统教育下一代。
作者：张耀明

简历
1930年10月18日 出生于江苏省宜兴县。
1948—1949年 在浙江大学学习。
1950—1956年 在浙江大学学习。
1956—1981年 任中科院长春光机所技术光学研究室副主任、主任。
1979年— 任中国光学学会理事。
1981—1986年 任中国科学院西安光机所副所长、所长。
1984—1996年 任陕西省光学学会副理事长。
1996年起 任陕西省光学学会名誉理事长。
1986—1998年 任中国科学院西安光机所学术委员会主任、学位委员会 主席。
1995年5月 当选为中国工程院院士。
1999年—2002 任苏州大学现代光学技术研究所所长，现代光学技术省重 点实验室学术委员会主任。
2001年— 任江苏省激光与光学工程学会名誉理事长。

主要论著
1 王之江，薛鸣球. 论平面光栅单色光计的光学质量. 物理学报，1963 (11)： 706—716
2 薛鸣球，王之江. 光谱仪光学系统设计. 见： 光学设计论文集. 北京： 国防工业出版社，1964. 211—221
3 电影镜头设计组. 电影摄影物镜光学设计. 北京： 中国工业出版社， 1971
4 薛鸣球. 电影摄影物镜光学传递函数的质量指标. 电影光学，1973 (4)： 29—34
5 薛鸣球. 变焦距物镜的高斯光学. 电影光学，1978 (3)：1—5
6 林大键，薛鸣球. 高级色差理论. 物理学报，1980 (2)： 260—263
7 薛鸣球. 定焦与变焦光学系统中长焦距二级光谱的校正与色差平衡. 电影光学，1980 (2)：14—19
8 薛鸣球. 我所光学设计工作的发展. 光学机械，1982. 32—38
9 薛鸣球. 电视跟踪用光学系统. 仪器仪表学报，1984 (3)： 225—229
10 薛鸣球. 轴向梯度折射率光学元件的设计. 光学学报，1985 (7)： 577—584
11 薛鸣球，李品新，吴煜. 长焦距光学系统研究. 高速摄影与光子学， 1989 (4)： 289—293
12 Xue MingQiu. On Application of Optical System in Space. Sino-japan Symposium on Engineering Optics，Beijing，1992. 35
13 薛鸣球. 光学系统时间畸变和色时间滞后的研究. 光子学报，1995 (6)： 481—484
14 高万荣，薛鸣球，等. 长焦距光学系统杂光系数测量的新方法及其理 论分析. 光学学报，1996 (11)
15 Xue M Q，Xue MQ，Xiangli B，An B. Optical Systems of Imaging Interferometers. International Optical Design Conference，Kona，Hawai-i，1998： 474—483
16 薛鸣球. 高分辨宽覆盖遥感相机光学系统研究. 苏州丝绸工学院学报， 2000 (1)： 1—6

参考文献
1 李伯海. 我军使用过的最大望远镜. 光的世界,1988. 35
2 韩宏,薛鸣球. 心系光学. 科技日报,1996-02—09
3 陶纯堪. 变焦距光学系统变焦方程. 科学通报,1977(4—5): 207
4 陶纯堪. 变焦距光学系统设计. 北京: 国防工业出版社,1988

来源：中国科学技术协会 编;杨国桢 主编.中国科学技术专家传略·理学编 物理学卷 三.北京：中国科学技术出版社.2006.第262-271页.