杨士中：“跨界”院士向太空“借电”
杨士中
重庆人，1937年生，重庆大学教授、博士生导师，1997年当选为中国工程院院士。长期从事通信、雷达、飞行器测控与遥感信息传输、空天太阳能电站研究，取得了多项开创性成果，以第一获奖人获全国科学大会奖、国家科技进步奖、国家发明奖6项，获部省级科技进步奖10项等。
5月27日一早，86岁的杨士中院士将那辆用了20多年的老捷达轿车熟练地停在车位上，迅即向重庆大学A区主教学楼26楼的办公室走去，开始了一天的工作。
这种情景，师生们早已见惯不惊。因为一年365天，他几乎天天如此。保持终身学习的态度、秉持矢志不渝的科学信念、怀揣“科技报国”的理想，是杨士中几十年如一日坚守的初心，也是他以身作则为学生们作出的最好示范。
●筹建西南地区第一个晶体管电路实验室
●发明重心频率理论
●研发卫星传输型CCD电视遥感技术
●提出分散独立汇聚的空天太阳能电站系统方案
博学的一面
三次“跨界”转行
“国家哪里需要我，我就到哪里去”
在杨士中办公室的书柜里，密密麻麻地摆放着数十张奖状，其中大部分和通信、飞行器测控与遥感信息传输技术有关。
但是，鲜为人知的是，他最初学习的专业与此一点都不沾边。
“用你们年轻人的话来说，我也是频频‘跨界’。”杨士中风趣地说。
小学时代经历了重庆大轰炸，在家仇国恨中认识到了“国家兴亡，匹夫有责”的道理，初中时代又耳濡目染父亲在钢铁厂上班的情形，“工业救国”的想法在杨士中的心里萌发。于是，在报考大学选择志愿时，他毫不犹豫地填报了重庆大学电机系。
1960年4月，因为在校期间成绩优异，杨士中被中国科学院“一眼相中”，进入四川分院工作。
那时，国家计算机工业处于“一穷二白”阶段，我国拟定了多项重大科技任务，建立和发展新兴科学技术领域，计算机研发就是其中之一。
“国家有召唤，哪里需要我，我就到哪里去。”一进入工作岗位，杨士中就开始了人生的第一次“跨界”——从研究电机转为研发计算机。
他先后参加了功勋计算机——109计算机的研发，还研制出晶体管雷达数据处理计算机，并于1965年负责筹建了西南地区第一个晶体管电路实验室。
“和计算机打了5年的交道，感觉刚刚摸到了门道，我又转行了。”杨士中说。
彼时，我国开始研制人造卫星。因为在计算机领域的突出表现，杨士中又成为国家人造卫星的首批研发人员，迎来了人生的第二次重要“跨界”。
他发明的重心频率理论，解决了相干通信及精密跟踪系统中频率截获问题，从而使我国第一颗人造卫星地面站能迅速捕获卫星信号，进而精确跟踪和定位卫星。
卫星上天，必须与地面上的人实现“对话”。当时的杨士中主要负责卫星跟踪、数据传输和实时遥测遥控等技术的研发。
“那个时候，卫星和地面之间的图像传输技术还处于研究的启蒙状态。”杨士中介绍，当时，我国只有返回式胶卷型遥感卫星。这种卫星上天时装有相机、胶卷，胶卷两天就拍完了。
更麻烦的还在后面。这些胶卷跟着卫星回收舱返回地球后，还须冲洗成照片才能供研究使用。整个过程不仅花费成本巨大，而且时间漫长，信息的实时性也大打折扣。
“如果卫星飞到太空以后，可以实时传回图像就好了。”因此，杨士中被委以重任，着手进行“卫星电视数传系统”的技术攻关。
“当时的遥感地面实验站，设立在山东烟台一个十分偏僻的地方，前不着村，后不挨店，生活十分艰苦，研究的过程也充满曲折。”杨士中回忆，1983年9月，搭载着他们研发的CCD电视遥感传输系统的遥感卫星发射成功，清晰地传回了地面遥感图像。这也标志着我国真正掌握了传输型遥感卫星发射和传输、接收技术。
1985年，“卫星传输型CCD电视遥感技术”荣获国家科学技术进步奖二等奖。
对此，杨士中深有感触：“科研要认真细致，尽可能地把各项工作考虑完善。尽管这样也会遇到许许多多意想不到的问题，千万不能气馁，遇到问题就解决问题。”
杨士中的第三次“跨界”转行是在1985年进入重庆大学任教。在学校，他常把此前的经历和学生们分享，并教导大家：专业领域涉猎要广，出来之后才可以适应各方面的需求。“不能说我学的是这个东西，到了工作单位，不是我学的我不做，这个不行。”他说。
年轻时的杨士中在实验室
再一次“跨界”转行
“科研道路很长，我们会一步一步往前走”
杨士中的第四次“跨界”转行发生在10年前，这次他有了更宏大的目标——向太空“借电”。从太空获取电能，然后传回地球，这并不是异想天开。杨士中解释，地面上的水电、火电等资源有限，太阳能却取之不尽用之不竭，但目前太阳能的利用率并不高。这是因为太阳能在经过地球大气层时衰减了很多，但在距离地面3.6万公里的太空中，太阳能却非常充裕。
于是，在2013年，杨士中和西安电子科技大学段宝岩院士联名向国家建议，加强我国空间太阳能电站关键技术攻关。
按照两位院士的规划，在距地面3.6万公里的太空中建设一座太阳能电站，既可以避免大气层的“衰减效应”，也不受昼夜、天气、区域纬度等影响，发电量还是地面太阳能电站的数十倍。
“但是，要在太空中建设这么一座太阳能电站，成本很高，预计需要30多年时间。我们计划先在距离地面20来公里的平流层，建设一座气球太阳能电站。”杨士中说，这样既能克服空间太阳能电站等望时间太长、耗资巨大问题，也能对未来的空间太阳能电站所需技术进行优化和验证。
据杨士中院士团队骨干成员王韬介绍，围绕向太空“借电”，团队正在开展微波功率传输技术的研究。
“众所周知，家用微波炉加热饭菜的原理就源自微波。”王韬解释，在科学领域，微波有更“高大上”的用途——穿透大气层实现远距离大功率无线输电。
针对集中高压空间太阳能电站方案存在的缺点，杨士中提出分散独立汇聚的空天太阳能电站系统方案。“该方案不仅解决了超大功率波束精确指向接收孔径问题，也省去了既昂贵复杂又不可靠的空间高压超大功率电力传输设备，还解决了无法实现的超大功率微波产生器或功率合成器、超大功率天线及其馈源等一系列重大问题。”王韬说。
如今，在重庆大学主教学楼旁临江位置，一栋圆形的二层小楼即将竣工，楼顶安装有类似锅盖一样的地面站微波功率接收转换装置。
这是杨士中院士团队向太空“借电”的重要实验基地——空天太阳能电站实验基地。该实验基地将于6月底前投入运行。目前，该基地建设与相关科学研究同步进行。
“科研道路很长，我们会一步一步踏实地往前走。”杨士中说。
杨士中带领团队人员开展科研
节俭的一面
一顿饭只吃7.4元
却一次性捐出50万元设立科教发展基金
“平时我穿得很随意，听说你们要来采访，我专门换了一件衬衣。”见到记者，杨士中笑呵呵地说。
眼前的杨士中，穿着一件蓝色的衬衣，下身着一条黑色的休闲长裤，衬衣上还有些褶皱的痕迹。一双大脚穿着一双不知品牌的户外凉鞋。
在翻看他的相册时，记者意外发现，五六年前他外出参加会议时，脚上穿的也是这款凉鞋。
相比事业上的孜孜以求、精益求精，生活中的杨士中却笃信“三分寒七分饱”。他扳着手指头说，自己在学校食堂吃饭，通常是一个荤菜5元钱，一个素菜2元钱，一份米饭4角钱。
“一顿饭7.4元，足矣。”他说。
“杨院士对自己一点也不大方，对学生、对学校却倾注了很多心血，令人尊敬。”重庆大学一位工作人员向记者讲述了一个故事。
有一次，在学校旁的一个面包店，她碰到杨士中买面包。杨士中发现，面包店近期推出了优惠打折活动，买满一定金额，就可以用优惠券。于是，杨士中特地向她“请教”，在手机里如何操作，才能用上优惠券。然而，平生俭朴甚至对自己有点“抠”的杨士中，却在2023年向学校一次性先期捐赠50万元，设立“杨士中院士科教发展基金”，用于支持重庆大学测控与微波功率传输学科发展。
对于基金的使用，杨士中尤其看重并鼓励创新。他说：“只要师生们每年都拿得出不同的新成果，一个人、一个团队可以多次申请这个基金，不要拘泥于一人只能获评一次的规则。”
谈及做科研，杨士中建议年轻科研工作者，一定要打好坚实的科研基础，涉猎宽广的知识领域，在追求真理的过程中，还要保持严肃的学术态度，不要浮夸，不要去看重一些浮于表面的荣誉。
“在学术上，我从不当‘好人’。”他说，做学术和科研要诚实严谨，来不得半分掺假。熟悉他的人都知道，他最见不得学术中的抄袭、剽窃等行为。
喜欢“不务正业”
有不少小发明和小创意
既有“上天入地”的本领，也有不少看似“不务正业”的小发明和小创意，这是记者在采访杨士中时的意外发现。
办公室里，笨重的花盆移动起来很费力。于是，杨士中在花盆下安放了一块木板，装上轮子，这样花盆就可以轻松搬走了。
杨士中特别喜欢种花和绿植，夫人肖桃元也喜欢在自家顶楼上种花、种菜，为此，杨士中自己组装了一套自动浇水机，随时可以遥控浇灌家里的花草。
杨士中还回忆起了往事——
年轻的时候，杨士中喜欢骑摩托车。有一次，摩托车坏了，杨士中就给厂家写信，要来了说明书和零件，照着说明书的内容，自己动手把摩托车修好了。
上世纪80年代，电视机还是个稀罕物，必须要有票才能购买。杨士中想尽各种办法购买电子元器件，自己组装了一台电视机，被邻里的小伙伴“惊为天人”。
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“科研工作者不仅要搞‘高大上’的研究，也要做‘接地气’的应用。”杨士中告诉记者，近年来，他和团队一直探索将微波技术应用在更广泛的民生领域，如高海拔地区输电、自然灾害监测、高空通信平台的建设等。
比如在阴天多、晴天少的川藏铁路线上，就可以用微波功率传输技术给铁路沿线的地质灾害传感器无线充电；在山体滑坡前，也可以通过位移雷达来实现微位移和微变形监测，从而预知灾害。
“杨老师尤其喜欢看不同领域、不同作者的书，我们常常在想，这也许就是他脑海里总会有一些奇妙想法、总能保持不断创新的秘诀之一吧。”杨士中院士团队骨干成员王韬说。
工作之余，杨士中喜欢种花和绿植
来源：重庆日报
编辑：牛祉祯
校对：重庆大学宣传干部素质能力提升计划成员 虎溪管委会
李伊婷
责编：张婧
审核：赵深艳
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