“长活塞推动低温事业，脉冲管引领创新前沿。”在中国科学院院士、低温工程专家周远的办公室里摆放着一个水晶杯，上面刻的这两句话，是中国科学院理化技术研究所在他80岁生日时所赠，也是对他科研人生的高度概括与肯定。

敢想敢干的实习员

   周远于1938年出生于江苏金坛，1961年从清华大学动力系热能工程专业毕业后，被分配到中科院半导体研究所工作。

   因为半导体研究离不开低温技术，半导体所便选派周远等人到中科院物理研究所实习，师从中国低温物理与低温技术研究开创者洪朝生。机缘巧合之下，低温制冷研究成为周远为之追随一生的事业。

   当时，洪朝生带领的物理所低温实验室正在研制带活塞式膨胀机预冷的氦液化器。开始时，膨胀机研制方案是参照科林斯型氦液化器的结构与工艺，但当时国内的机械加工水平很难达到后者对于精度的要求，因此研制工作一度停滞。

   1962年底，以实习员身份参与这项研究的周远，受大学期间接触到的内燃机和小型斯特林制冷机活塞结构的启发，大胆提出采用室温密封长活塞结构代替原设计方案的设想。由于这个方案与国际上通用的经验有显著差别，因此遭到很多人的质疑，甚至说“这根本就是个想象”。

   虽然只是一个实习员，但周远坚持自己的想法。他勇敢地敲开洪朝生办公室的门，详细阐述了自己的方案。看着眼前这位敢想敢干的年轻人，洪朝生慧眼识才、力排众议，鼓励周远做下去，并在人员和物质上给予他支持。

   受到鼓舞的周远，带着两名技术工人，在简陋的工作条件下埋头苦干，夜以继日地改进、试验，节假日也不休息。随着工作的顺利开展，越来越多的人开始认同这个方案。在洪朝生的支持下，周远等人对膨胀机结构做出了根本性改进，采用室温密封长活塞结构巧妙地绕过了对加工精度的要求。

   1964年12月，新型活塞式膨胀机预冷的氦液化器研制成功，其结构与当时国际上先进的科林斯型氦液化器“不谋而合”。1965 年，这项新技术在国内得到推广，满足了此后很长一段时期内我国低温科学的研究需求，特别是为我国超导技术的迅速发展提供了基本条件，大大促进了我国低温和超导研究的发展。

   由于出色的工作，作为“编外人员”，周远连续三年被评为物理所先进工作者，这在当时成为一桩美谈。

   上世纪70年代，国内很多高校都在使用这种氦液化器。一次，一个美国代表团在南京某高校参观时偶然看到了这款设备，他们感到很惊奇，直呼：“你们这个东西怎么做得这么好，结构简单又很稳定，是谁做出来的！”

   经物理所进一步改进后，作为20K温度超高真空冷凝泵的冷源，这种氦膨胀机开始用于我国第一台大型空间环境模拟设备（KM-3号）和空间辐射制冷地面模拟设备，在卫星地面热试验中发挥了关键作用，成果获得1978年全国科学大会奖。1989年，洪朝生和周远共同获得中国物理学会首届“胡刚复物理奖”。

   中科院院士赵忠贤在《我国低温物理发展三十年》一文中提到：“1964 年，又研制成我国第一台氦活塞膨胀机，并以此为基础制造了氦液化器。这个研制过程与美国麻省理工学院同时期改型研制的同类结构的氦膨胀机是独立并行的……低温和氦液化技术的普及及推广，不仅促进了低温物理实验研究，更主要是为超导电技术的应用、空间低温技术、低温电子学与低温生物学的发展提供了条件和必要的技术储备。我对发展我国低温技术的先导者及他们的创业精神、从事低温物理以及超导电技术研究的科技工作者，一直怀有深切的敬意。”

“在脉冲管制冷领域，外国人很尊重我们”

   洪朝生对周远这个敢想敢干的年轻人十分看重。结束在物理所的实习工作后，周远回到半导体所。1983年，洪朝生亲自出面将其调入中科院低温技术实验中心，着力加以培养。

   “回到低温中心之后，我就考虑换一个新的方向，就是脉冲管制冷。”周远回忆说。

   1986年，周远带领团队在国内率先开展了脉冲管制冷机的研究工作。我国是世界上第三个研究该技术的国家，可以说是从零基础起步的，虽然没有技术资料可供参考，但研究进展很快，几年内就达到了世界先进水平，并多次创下国际最低温度。

   1988年，我国在国际上首先研制成两级脉冲管制冷机；1990年，用实验验证揭示了双向进气脉冲管的优异性能；1992年在双向进气的基础上提出创新的多路旁通脉冲管制冷机方案；此外，在国际上首先对改进型脉冲管制冷机采用紧凑实用的同轴机构；1998年，率先将同轴结构、多路旁通和非对称喷嘴结合用在微型高频脉冲管制冷机上，获得国内外同行的高度肯定，美国航空航天局（NASA）在一篇报道中评价该技术为“世界领先”。

   近年来, 周远带领团队对制冷流程进行了深层次的优化革新，多次打破并迄今保持着同类结构的最低温度记录。比如，研制的单级结构获得了14.9K的最低温度，进而采用二级结构又获得了4.4K的温度，最近通过三级结构又进一步将温度降低到了3.6K。

   “我认为我一生都是在跟美国人比，把他们比下去。虽然一开始的方向不是我们想出来的，但后来我们做的比他们还好。”

   就这样，在苏联、美国、欧洲、中国长达数年的你追我赶、争相破纪录的脉冲管制冷技术研究热潮中，中国科学家以自己的创新实力赢得了国际同行的尊重。

亲自做实验的院士

   作为一位“本土培养”的院士，周远身上既有敢想敢做的创新勇气，又有潜心研究的匠心精神，没有留学经历的他，却做出了领先于发达国家的工作。清华大学良好的知识教育、扎实的基础训练，中科院求真务实、创新报国的精神传承，都在这位一生坚守低温事业的科学家身上得到了最好的诠释。

   2017年7月，一张照片刷爆理化所学子的朋友圈。当时，理化所正在举办大学生夏令营，几十名同学来到低温实验室参观。有位同学发现，实验室一角有位老人，完全不受周围的影响，正在专注地做实验，已然沉浸在自己的世界里。深受触动的他拿起手机拍了一张照片，后来才知道，那位老人就是周远院士。

   熟悉周远的人都知道，他从未离开过科研第一线。80多岁的他，还把去实验室当作自己每天必做的“功课”。

   “我睡眠很好，睡得早醒得也早，每天三四点就醒了，就琢磨研究的事，这么多年一直这样。”周远说。

   他总是实打实地亲自带研究生。早上8点，他就来到实验室，与学生讨论研究思路，查看学生的实验进展。有时年轻人睡懒觉迟到了，一看到老师已经坐在实验台前工作，感到备受教育，会自觉地更加勤奋。

   有时，学生也会“抱怨”：周老师是个“贪得无厌”的“倔老头”，总是鼓励我们要做到更低的温度。可是每当经过千辛万苦达到目标，他又不满足，说再努力、再试试，把温度做到更低……

   周远很少对学生讲大道理，他认为，“学生看到你怎么做，他会明白”。几十年来，他培养的数十名低温领域的杰出人才，已成为该领域的学术和行业带头人。如今，理化所的低温团队已发展成为国内唯一的综合性低温科学与技术研究团队，为满足国家重大需求发挥了关键作用。■

(作者单位：中国科学院理化技术研究所)