少年段正澄

1964年段正澄與夫人合影。

段正澄所在籃球隊獲得1964年大專院校教工籃球錦標賽男子組冠軍。

2013年段正澄在新西蘭奧克蘭大學和學生們在一起。

2019年7月，段正澄接受采集小組訪談。

■郝日虹

60多年來，段正澄用畢生所學致力于科研創新，用師者風范悉心教書育人，用敬業奉獻帶領學術團隊。他曾寫下樸實無華的“自律自勉”之言：“緊密結合實際，求真務實，為我國機械制造加工技術與裝備的創新發展盡微薄之力。”而這也正是段正澄學術人生的真實寫照……

段正澄（1934—2020）

機械制造與自動化專家，中國工程院院士。江蘇省鎮江人。1957年畢業于華中工學院（現華中科技大學）機械系，畢業后留校任教，1979年起擔任該校機械自動化教研室主任，1985年晉升為教授。

在60多年科教生涯中，段正澄始終堅持深入一線與企業合作，以機械制造與自動化學科為基礎，面向國家重大需求，注重與新領域技術結合，進行多學科交叉融合，開展高端裝備的創新研究和工程化開發，在我國自動化加工技術與裝備領域發展的不同階段取得了一批重要的創新性成果——主持研發我國首條“連桿稱重去重生產線”，參與設計國內首條“曲軸動平衡自動生產線”，解決了第二汽車制造廠建廠急需；在國內率先突破曲軸數控高速磨削加工的核心技術和工程化瓶頸，成功研發我國首臺擁有自主知識產權的數控曲軸磨床，并經過30多年的努力，進行了一系列工藝創新、機械系統結構創新和磨削過程控制創新，主持研發了三代6種型號的數控曲軸磨床，填補國內空白；組建了國內最早的機械科學與激光技術相結合的科研團隊，研發了采用激光切割預加工待焊板邊的新工藝，解決了切割頭和焊接頭自動更換的光路復用難題，創造了在同一臺機床上進行激光切割—焊接組合加工的新方法；將機械科學與放療醫學相結合，開展了對焦點大小實時調整、病灶三維精確定位、有效輻照防護及單源活度測量等核心技術及機械結構的攻關，研發了世界首臺全身伽馬刀。

其科研成果獲1978年全國科學大會獎2項，國家科技進步獎一等獎1項、二等獎3項等，2011年獲湖北省科學技術突出貢獻獎；授權專利24項（發明專利12項），發表論文217篇；主編《光機電一體化》、參編《機械工程手冊》，主、參編教材5本；先后被評為全國優秀教師、湖北省勞動模范等。

求學路

終圓兒時“機械夢”

1934年6月15日，段正澄出生在江蘇省鎮江市。雖然并非書香門第，但其父母都讀過私塾，兩人深知讀書的重要性，對于孩子的教育非常重視。

1938年，4歲的段正澄進入私塾開始讀書。彼時的私塾，學的是“四書五經”。因此，段正澄的啟蒙教育是從學習中國傳統經典開始的。中國傳統優秀文化在段正澄成長過程中，對他的品格修養、治學態度、為人處世等有潛移默化的滋養。

1941年，段正澄進入江漢里初小，成為了一名小學生。因為考試成績優異，他直接跳過一年級，從二年級開始讀。在這里讀了3年后，1944年，段正澄升入鎮江縣小碼頭小學就讀，正是在這一年，段正澄的“機械夢”在一個不經意的瞬間被“點燃”。

那一年，段正澄對一家德國人開的面粉廠產生了濃厚興趣。這家面粉廠與段正澄家只隔著一條20多米寬的小河，廠房建得非常氣派，是一棟6層樓房。他的一個同學是這家面粉廠職工的孩子，時常帶著段正澄和其他同學到面粉廠里面玩。

因此段正澄見到了面粉的整個生產過程：小麥被電機拉到六樓，逐層向下運送，每一層都有加工設備，經過各種機器的一系列加工，到了一樓，小麥就變成了面粉和麩皮。這種神奇“變身”令10歲的段正澄非常著迷，他一下子感覺到機械很有意思，希望自己長大后能夠研究這個。

從此，段正澄更加勤奮努力，成績一直保持在班級前三名。1947年，他考上了當地最好的初中——鎮江縣初級中學。中學時期，段正澄的學習成績始終名列前茅。1950年，他考入江蘇省四大名校之一 ——鎮江中學。兩年后，因父親的公司搬遷到武漢漢口，全家也隨之搬去，正值高三的段正澄轉學到湖北省漢陽高級中學（現漢陽三中）就讀。

轉學后的段正澄依然成績優異，特別是物理，更是出類拔萃。當時教他的物理老師非常希望他能夠報考物理專業。只不過，段正澄心中早有打算——他始終惦念著兒時的“機械夢”。填報高考志愿時，他的第一志愿很篤定，選擇了華中工學院（現華中科技大學）的機械工程系。

1953年，19歲的段正澄成為華中工學院成立后招收的第一屆大學生，就讀于機械工程系金屬切削機床與工具專業，向著兒時的“機械夢”邁出了堅實的一步。1955年，隨著院系調整，該專業合并到機械制造專業，而后，機械制造專業又與自動化技術專業整合，成為機械制造與自動化專業。自此，這個領域成了段正澄深耕一輩子的科研沃土。

挑大梁

兩條生產線解燃眉之急

1957年，成績優異的段正澄畢業留校，成為華中工學院機械系的一名教師，從此扎根喻園，一干就是60多年。

留校之后，初入科研之門的段正澄早已醞釀出自己的研究思路——把機械和電氣合起來，在制造及自動化領域開展相關研究。因此，在留校后的一兩年內，他惡補了7門電氣工程方面的功課。事實證明，這種“自我充電”對他之后的研究頗有助益。

1958年，段正澄開始做課題，正式踏上了科研之路。他先后到湖南省株洲市國營第331廠、河南省洛陽市第一拖拉機制造廠、黑龍江省哈爾濱市東北機械第十四廠等多個工廠，參與生產設備技術改造。

盡管改造生產設備并非易事，但能夠將學到的知識付諸實踐，解決實際問題，這一切都是段正澄樂見其成的。他邊做邊學、邊學邊做，深入工廠一線將理論結合實踐，不斷積累經驗，一步一個腳印地成長。

在他看來，對于機械制造及自動化而言，書本上的知識學得再多，如果不能付諸實踐，轉化成生產力，面向現實需求，研究價值便會大打折扣。

“堅持把科研寫在工廠里”——在科研起步階段，段正澄的治學理念正在逐漸形成。

1968年，為了解決第二汽車制造廠（現東風汽車集團有限公司，以下簡稱二汽）創建初期關鍵生產設備的研發需求，段正澄和同事帶領學生在上海第五機床廠，一待就是7年，其間通過不懈努力攻克了不計其數的難題。

當時，由于所需資料難以查找，可供參考的生產線也無處可尋，研發難度可想而知。第一次挑大梁的段正澄明知難度很高，卻沒有退縮，而是披荊斬棘，堅定地向著既定目標挺進。

最終，段正澄主持研發出國內首條用以提高加工精度和產量、采用復雜多工序自動加工的“LXQA型連桿稱重去重生產線”，參與研發出國內首條“QDX—1型曲軸動平衡自動線”，填補了國內空白，解了國家的燃眉之急。

這兩條生產線于1978年分別獲得全國科學大會獎，在二汽使用20多年效果良好，并被我國首部“機械工程手冊”和多本教材編錄。

經過這兩條高難度生產線的歷練，段正澄更堅定了“注重科研創新”的理念和決心。他希望自己的研究是一個“從無到有”的過程，而不是簡單地低水平重復，盡管其間需要付出的心血和精力是常人難以想象的，他依然愿意傾其一生，一次又一次向未知領域發起挑戰。

零起步

“數控曲軸磨床”填國內空白

曲軸，作為汽車發動機中最重要的零件之一，直接影響著發動機的性能。評價一部汽車品質的優劣，很大程度上取決于曲軸等關鍵零件。然而直至上世紀70年代末，由于我國缺乏生產曲軸的先進加工設備，生產不出高品質的曲軸，曲軸生產依然是制約我國汽車發動機行業發展的一大難題。

段正澄了解到，當時國內的高速曲軸磨床全部依賴于國外進口，屬于“卡脖子”的高科技產品，且價格十分昂貴……面對國家需要和產業需求，段正澄決定帶領團隊朝這個方向邁進——研發數控曲軸磨床。

然而，當時國內還沒有一臺數控機床，也沒人知道什么叫“數控”，更沒人了解數控曲軸磨床是干什么用的。

科研就像一口不知深淺的井，只青睞那些執著追求、挖掘不止的人。迎難而上的段正澄梳理了當時世界曲軸生產的先進工藝，分析了團隊能夠從哪些方面趕超，率先提出了研發“高速數控曲軸連桿頸磨床”的想法，并完成了項目可行性報告。

從1977年起，段正澄帶領團隊開始做調研，先后細致地做了14種重要實驗，設計出的圖紙不下千份。從設計方案到制造樣機，段正澄從頭跟到尾，跟孝感機床廠的工人同吃同住。研究過程中每每遇到問題他都親力親為，想盡各種辦法去解決。

經過近4年的攻關，1981年，段正澄團隊在國內率先突破了曲軸數控高速磨削加工的核心技術和工程化瓶頸，成功研發出我國首臺具有自主知識產權的數控曲軸磨床，填補了國內空白。

1983年，由段正澄作為第一完成人參與研發的“MBK8240型高速半自動數控曲軸磨床”項目成果獲得湖北省科學技術進步獎一等獎。也是從這一年開始，他和團隊成員根據市場需求，不斷進行設備升級改造工作。

段正澄曾經表示，從事科學研究絕不能急功近利，選準了目標就要長期堅持，才能出成果、出大成果。“做研究要耐得住寂寞，不能外面來一個脈沖，自己就要震蕩。”

經過近30年的探索和創新，段正澄帶領團隊先后攻克了“成形切入高速磨削工藝及端面燒傷緩解”“砂輪在線高精度成形修整”“磨削過程的優化控制”等曲軸加工的主要難點，并開展了卓有成效的工程技術研究與創新，共研發X、XG、XJ3個系列，6個品種不同規格的數控曲軸磨床，達到國外同類產品先進水平。

2008年12月，“高性能發動機曲軸高精度高效磨削加工技術與系列成套設備”獲得國家科學技術進步獎二等獎，是當時曲軸磨床領域獲得的國家最高榮譽。

吃螃蟹

率先研發多種激光加工裝備

1979年，段正澄擔任華中工學院機械自動化教研室主任。身為教研室主任、學術帶頭人，段正澄深知，如果想讓教研室的每一位成員在學術道路上得到良好發展，選準科研方向非常重要。1985年，段正澄發現了一個值得探索的新研究方向。

那年段正澄到日本交流，看到大阪大學開始研究激光工藝時，心頭一震，敏銳地意識到這是一個很重要的學科交叉的方向。當時我國高檔激光加工裝備基本依賴進口，這對于長年從事機械研究的段正澄來說，一直是塊“心病”。

盡管已經到了知天命年齡，他依然希望自己能夠再為我國機械設備制造領域做點事情，打破激光加工領域的技術壟斷，為提高我國機械制造整體水平助力。

在得到時任校領導朱九思的大力支持后，段正澄開始向激光加工技術和設備研發領域發起進攻，成為國內該領域“第一個吃螃蟹的人”。

1986年，段正澄率領自動化教研室的科研團隊，與北京機床研究所、沙市機床工業公司共同承擔“七五”國家重點科技攻關項目“數控五軸聯動激光劃線切割機”。經過5年的艱苦奮戰，1991年，國內首臺數控五軸聯動激光劃線切割機研制成功，成為“激光加工國家工程研究中心”落戶華中科技大學的重要籌碼。

經過這個項目，段正澄更加堅定了讓機械制造與激光加工“聯姻”的信心；同時，得益于該項目的鍛煉，他組建了國內最早的機械科學與激光技術相結合的科研團隊。

此后，段正澄和團隊成員把激光加工作為一個非常重要的研究方向，并且根據市場需求不斷進行設備升級改造。

團隊探索運用“學研產用”模式，先后研發了白車身激光焊接、不等厚板拼焊、激光非穿透緊密切割等一系列生產線，一舉突破了國外公司的技術壟斷，在汽車制造激光加工高端裝備生產中實現了國產自主化。

2003年，“高功率激光切割焊接及切焊組合加工技術與裝備”榮獲國家科技進步獎二等獎。12年后，段正澄的學術團隊以華中科技大學名義申報的“汽車制造中的高質高效激光焊接、切割關鍵工藝及成套裝備”項目獲得2015年國家科學技術進步獎一等獎。

段正澄團隊在激光加工方向取得的一系列項目成果，不僅改變了我國汽車制造中激光焊接、切割高端裝備被國外壟斷的局面，還帶動了國產裝備的跨越式發展，推廣應用到航空、航天、航海、能源等領域。

攻堡壘

全球首臺全身伽馬刀造福百姓

1996年9月，深圳奧沃國際科技發展有限公司的負責人呂鳳華找到段正澄，邀請他加盟主持立體定向伽馬射線全身治療系統的研發工作。出于對醫學放療領域不甚了解、其成敗涉及患者生命安全等因素的考慮，段正澄對此項課題的承接非常慎重。

“我們國家每年新增的腫瘤患者在200萬人以上，但是放療的效果并不是很好。我覺得如果能夠完成這個項目，提高我們國家的放療水平，確實能夠造福老百姓，是件很有意義的事情。”懷著這份仁心，段正澄決定接手主持這個項目。

他先是著手參與總體方案的設計，接著將匯集了放射醫學、精密機械、計算機軟件、計算機數控、圖像處理多個學科領域的100多名國內外科學家和工程技術人員組織起來，根據總方案的要求分解項目任務，井井有條地推動項目進展。

從改進旋轉式頭部伽馬刀，到體部伽馬刀設計、制作及實驗，段正澄帶領團隊用了一年時間反復研討，耗時3個月繪制設備圖紙，又用一年半時間攻克一個又一個機械難題，最終研發出采用雙PLC和運動控制器構成的開放式體系結構的控制系統等。

1999年，經過團隊3年的合力攻堅，具有我國完全自主知識產權的大型放療設備——OUR—QGD型全身伽馬刀問世。該設備在臨床試驗后獲得了國家有關部門批準的生產制造認可證和市場準入證，標志著我國無創傷醫療設備的制造已躍居世界領先水平。

全身伽馬刀可以進行旋轉動態聚焦，使伽馬射線焦點對準經過精密定位后的腫瘤，進行高劑量的伽馬射線輻照，從而殺死腫瘤細胞，大大降低了對人體正常組織和器官的損傷。

在投入市場應用幾年后，全身伽馬刀使用效果得到了進一步檢驗——2000年，全身伽馬刀通過了美國FDA（美國食品藥品監督管理局）認證并首次在美國進行安裝。2005年11月，該成果獲國家科技進步獎二等獎。

從機械和激光的交叉到機械與放療的結合，面對國家和人民需求，段正澄以敏銳的眼光快速捕捉科研空白點，憑借扎實的專業知識、勤懇的鉆研態度、堅韌的科研毅力，站到了科技創新的前沿。

師者心

提攜后學，孵育精良科研團隊

長期的科研實踐，讓段正澄不僅收獲了諸多創新成果，還培育了一支精良的科研團隊。

作為機械自動化教研室主任，段正澄帶領著全校最大的教研室團隊。該教研室是華中科技大學唯一的“全國先進集體”，獲過“全國五一勞動獎章”，并先后獲得10多個國家級獎項。李培根、邵新宇這些在機械工程學科領域作出過突出貢獻的院士都是從這個教研室走出來的。

“好的科研成果往往需要幾代人的共同努力。我所要做的工作就是為他們創造一個和諧、團結的氛圍，最大限度地挖掘他們的潛力。”提及這些團隊榮譽和優秀人員，一向謙虛低調的段正澄驕傲之情溢于言表。

不論是學校同事還是學界同行，或是合作企業負責人，大家都一致認為段正澄是一位非常稱職的學術帶頭人，其專業素養、學術品格、處事格局等總會讓人產生信任感和信服感，愿意與他合作，攜手攻堅克難。

段正澄不爭名不爭利，一心一意穩扎穩打地做科研。在談到科研創新和學術成果時他總是謙虛地說，這些突破并非他一個人的功勞，而是整個團隊集體協作的結果。

段正澄不但兢兢業業在科研領域深耕，作為一名高校教師，亦認真履行教書育人職責，嘔心瀝血，先后培養了32名博士生、6名博士后等，不少人已成為學界的中堅力量；他關愛學生、用心良苦，將2011年度所獲湖北省科學技術突出貢獻獎100萬獎金全部捐出，用于資助貧困學子，希望培養出更多裝備制造業高端研發人才……

從1957年大學畢業留校到2020年因病辭世，段正澄一生扎根喻家山，用畢生所學致力于科研創新，用師者風范悉心教書育人，用敬業奉獻帶領學術團隊。

他曾寫下樸實無華的“自律自勉”之言：“緊密結合實際，求真務實，為我國機械制造加工技術與裝備的創新發展盡微薄之力。”而這也正是段正澄學術人生的真實寫照……

（郝日虹 作者單位：華中師范大學）