丁天懷，清華大學(xué)精儀系教授、博士生導(dǎo)師。迄今共承擔(dān)20余項(xiàng)國家、省部或企業(yè)項(xiàng)目，獲國家級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)、省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)10項(xiàng)，國內(nèi)外發(fā)明專利近20項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文百余篇。

丁天懷老師近照

1970年3月，丁天懷老師于清華大學(xué)精儀系本科畢業(yè)，留校后在精儀系工廠進(jìn)行了十年的生產(chǎn)和科研工作。八十年代中期，曾被學(xué)校派往德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)智能儀器2年。回到清華后從事教學(xué)、科研與學(xué)生管理工作。曾任清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系主任、教育部高等學(xué)校儀器儀表學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任。

歲月如梭，丁天懷老師已經(jīng)扎根精儀領(lǐng)域近57年?，F(xiàn)在雖已退休，但他忙碌的身影仍未從9003大樓消失。今天，讓我們一起分享丁天懷老師不同人生階段的精儀故事，感受屬于他的“精儀緣”。

非常時(shí)期求學(xué)路

1964年，丁天懷老師從江蘇省中部黃海邊的一個(gè)小村莊考入精儀系。在他入學(xué)半年后，精儀系9003大樓的主體框架便落成了。他和本系同年級(jí)同學(xué)一起參與到大樓的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的安裝工作之中，一邊上課學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，一邊在實(shí)戰(zhàn)中積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。一年后，學(xué)校在該年級(jí)4個(gè)班實(shí)行半工半讀的試點(diǎn)，學(xué)制也由原定的6年改為5年半。他在大一、大二2年里只完成了高等數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、力學(xué)、制圖及第一外語等基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，專業(yè)課還為沒開始就"文革"了。但他深知上清華的不易，肩負(fù)著報(bào)效國家的使命和父老鄉(xiāng)親的重托，即使十年文革非常時(shí)期，也堅(jiān)持不忘學(xué)業(yè)、通過自學(xué)和結(jié)合工作需要完成了精密儀器專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的后續(xù)課程，為未來的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

甘當(dāng)“新工人”

1970年從清華畢業(yè)后，丁老師留校至清華9003工廠（亦稱校辦工廠）當(dāng)“新工人”，在生產(chǎn)勞動(dòng)中接受工人階級(jí)再教育。當(dāng)時(shí)的9003工廠主要在國防領(lǐng)域進(jìn)行精密儀器研制與加工，有一批手藝精湛的老師傅和畢業(yè)多年業(yè)務(wù)能力拔尖的教師 ，加工設(shè)備也較先進(jìn)。這些都為丁老師提供了 “干中學(xué)”的好機(jī)會(huì)，收獲了書本中無從習(xí)得的技術(shù)本領(lǐng)，也通過實(shí)踐夯實(shí)了理論基礎(chǔ) ，積累了從“跟著干”，到“獨(dú)立干”進(jìn)而能“領(lǐng)著干”的經(jīng)驗(yàn)。在這十年里，他參與了當(dāng)時(shí)兩大半導(dǎo)體設(shè)備——分步重復(fù)照相機(jī)（簡稱分步相機(jī)）和自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)投影光刻機(jī)（簡稱光刻機(jī)）的生產(chǎn)和研制。

那時(shí)，精儀系的分步相機(jī)曾在全國許多半導(dǎo)體器件生產(chǎn)廠家發(fā)揮過大作用。獲得過1978年全國科技大會(huì)獎(jiǎng)。丁老師則承擔(dān)過生產(chǎn)過程的盯加工、安裝調(diào)試和用戶培訓(xùn)班講課任務(wù)。從工人師傅，老師那里學(xué)到了許多設(shè)計(jì)、工藝和裝調(diào)的技巧。尤其是去用戶現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試設(shè)備時(shí)，由于他平時(shí)注意結(jié)合分步相機(jī)電路圖，認(rèn)真學(xué)過數(shù)、模電路，總結(jié)出幾十條故障典型案例，在班培訓(xùn)班上給學(xué)員講過，練過，到現(xiàn)場(chǎng)能較快地完成任務(wù)，讓用戶對(duì)實(shí)測(cè)結(jié)果滿意?；叵肫疬@些經(jīng)歷，丁老師覺得受益匪淺——正是這種反復(fù)實(shí)踐，磨練出了他精益求精的作風(fēng)，也體現(xiàn)了精儀系“精”的特質(zhì)。

丁老師曾全程參與1981年獲北京市科技一等獎(jiǎng)，被稱國內(nèi)第一臺(tái)光刻機(jī)的研制。組長是徐端頤老師，其他成員也都是曾經(jīng)參與過分步相機(jī)研制，經(jīng)驗(yàn)豐富的老師。當(dāng)時(shí)國內(nèi)還沒有光刻機(jī)研發(fā)的先例，具有很大挑戰(zhàn)。這個(gè)過程中，丁老師得到了更嚴(yán)格、更全面的鍛煉。作為副組長，不僅要協(xié)助組長協(xié)調(diào)與合作單位的關(guān)系，還具體承擔(dān)了氣動(dòng)自動(dòng)調(diào)焦方案的落實(shí)。丁老師通過查閱國、內(nèi)外資料，了解到三門峽中原量儀廠有引進(jìn)日本技術(shù)的氣動(dòng)測(cè)微儀，建議去調(diào)研。經(jīng)同意 ，前往做了一周時(shí)間試驗(yàn)，估計(jì)有成功的可能后 ，便請(qǐng)廠家?guī)е囼?yàn)裝置來清華共同確定了最終方案。研制工作中，他還總結(jié)了氣動(dòng)膜盒設(shè)計(jì)和自動(dòng)調(diào)焦技術(shù)。在清華大學(xué)70周年校慶作了題為“圖像自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)在光刻設(shè)備中的應(yīng)用”的學(xué)術(shù)報(bào)告。相關(guān)外文翻譯資料也被當(dāng)時(shí)的半導(dǎo)體設(shè)備雜志刊登。

回望丁老師這段“新工人”經(jīng)歷，充滿了堅(jiān)持實(shí)干中提升能力的艱辛。每一次成功的背后，都是知識(shí)與實(shí)踐的先行鋪墊。這也為他后來出國深造打下了基礎(chǔ)。

訪談中他希望青年學(xué)子們，不管頭頂上是什么帽子或光環(huán)，都要抓緊學(xué)、踏實(shí)干，多積累，到了需要的時(shí)候，才能有給力。

出國“深造路”

1984年，丁老師通過國家出國人員外語考試，由學(xué)校派遣，應(yīng)邀到德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)精密儀器教研組做訪問學(xué)者。指導(dǎo)老師Heinzl教授具有很強(qiáng)的開拓創(chuàng)新能力，曾在西門子公司擔(dān)任開發(fā)部主任多年，獲得20余項(xiàng)專利，并率先在德國開展了智能儀器研究。丁老師到德國時(shí)，恰逢教研組一項(xiàng)中德合作的中文信息處理課題正在進(jìn)行。丁老師承擔(dān)了其中的字庫建設(shè)任務(wù)。考慮到便于外國人理解，他采用新的構(gòu)圖法，很快出了成果，在教研組做了匯報(bào)，得到了教授和同事的肯定。與德國同事合作撰寫的論文，在國際學(xué)術(shù)會(huì)議及相關(guān)雜志上發(fā)表。此間，當(dāng)他了解到教研組正在進(jìn)行的快速印刷機(jī)粉末冶金氣浮導(dǎo)軌和測(cè)量機(jī)精密測(cè)頭課題與他在國內(nèi)從事過的半導(dǎo)體設(shè)備研究內(nèi)容相關(guān)，且回國后可能有用時(shí)，就積極申請(qǐng)加入，并旁聽了教授結(jié)合科研成果給學(xué)生開設(shè)的課程。在此過程中，他深刻體會(huì)到新的科研思路與方法的重要性。比如，教授談到的正確利用教科書和科技參考文獻(xiàn)，提出與別人不同的科技方案和技術(shù)路線等，他一直記憶猶新，且在后日的科研和研究生培養(yǎng)中一直受用。總之，出國一趟，大開眼界，知識(shí)和能力都得到了“深造”。

▲丁老師向教授和同事匯報(bào)科研成果

歸國譜新篇

1987年初，丁老師回到清華大學(xué)后開始了尋找新研究課題的艱苦努力。他認(rèn)為，要想將國外學(xué)到的新知識(shí)、新技術(shù)在國內(nèi)盡快用上，就得有新思路，新方向。于是他毅然放棄出國前已有經(jīng)驗(yàn)積累的項(xiàng)目，確立了可能在諸多領(lǐng)域都用得上的“傳感器與測(cè)控儀器”研究方向。這既與他出國所學(xué)“智能儀器”相承，也與曾參與的半導(dǎo)體設(shè)備研制經(jīng)歷相關(guān)。而且很巧合，時(shí)隔10多年后的 1998年，教育部將全國10個(gè)本科專業(yè)合成了“測(cè)控技術(shù)與儀器”一個(gè)專業(yè)，證實(shí)了他回國時(shí)確定的研究方向?qū)?yīng)用于多領(lǐng)域的預(yù)想。

當(dāng)時(shí)，他面臨的最大困難是尋找課題和爭取經(jīng)費(fèi)。經(jīng)過認(rèn)真調(diào)研，他發(fā)現(xiàn)先進(jìn)的醫(yī)學(xué)診斷儀器在國內(nèi)有迫切需求。于是他根據(jù)醫(yī)療部門的建議，決定研制泌尿外科急用的自動(dòng)尿流參數(shù)檢測(cè)儀。這得到國內(nèi)某研究所一位研究員的支持，該研究員是國家專利法實(shí)施后，深夜排隊(duì)第一個(gè)申報(bào)專利的人，由此解決了啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)。具體實(shí)施中，選用哪種控制器也費(fèi)了一番周折。當(dāng)時(shí)國內(nèi)用得最多是單板機(jī)Z80，應(yīng)用技術(shù)已較成熟，但編程和仿真過程麻煩。好在當(dāng)年丁老師在國外進(jìn)修時(shí)接觸過更適合智能儀器用的單片機(jī)。于是跑了許多北京賣計(jì)算機(jī)的商場(chǎng)，后在五道口一個(gè)小店里見到中科院理化所正在推介的48系列單片機(jī)，并得知51系列也快出來。也許碰到了知音，或是見他心情急迫，答應(yīng)免費(fèi)試用。經(jīng)過由老工人，老實(shí)驗(yàn)員和學(xué)生組成的研制小組一年的共同努力，最終取得了成功，并經(jīng)醫(yī)院試用驗(yàn)證后通過了專家鑒定。此項(xiàng)技術(shù)曾由清華大學(xué)專利事務(wù)所遴選推薦，免費(fèi)申請(qǐng)了美國專利，1994年獲得過國家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

小批量生產(chǎn)的儀器曾在全國幾十家醫(yī)院使用。遺憾的是，為當(dāng)時(shí)引進(jìn)超聲碎石機(jī)可附帶此種儀器的競(jìng)爭形勢(shì)所迫，停產(chǎn)了。不過，這次科研經(jīng)歷對(duì)提高丁老師“獨(dú)立干”，特別是“領(lǐng)著干”的能力起了重要作用。比如 ，在日后主持“油氣井井下參數(shù)測(cè)試”和“軋花機(jī)棉卷密度測(cè)量”項(xiàng)目中不僅堅(jiān)持創(chuàng)新，而且注重實(shí)干。

▲丁老師在尿流計(jì)鑒定會(huì)進(jìn)行匯報(bào)

為了測(cè)量海洋油井下幾千米處的溫度和壓力，丁老師提出了一種新的耐高溫（≥150℃），耐高壓（≥70Mpa）儀器結(jié)構(gòu)方案。他曾帶著學(xué)生在海洋平臺(tái)上連續(xù)奮戰(zhàn)3個(gè)月，將一套上世紀(jì)90年代初國內(nèi)首次研制的井下測(cè)試儀完滿交活?，F(xiàn)場(chǎng)的英國工程師很驚異，認(rèn)為美國也是剛研制成，不往外國賣 ，中國怎么會(huì)有？為消除疑惑，證實(shí)這是能用的中國貨，向他出示了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果和中國工程師的驗(yàn)收意見。外國工程師終于信了，寫下了客觀評(píng)價(jià)意見。

由于該儀器的信號(hào)傳輸部件在結(jié)構(gòu)和傳輸機(jī)理上與美國不同，曾獲多項(xiàng)國家專利和部級(jí)科技獎(jiǎng)，并在國內(nèi)外多個(gè)油氣井測(cè)試任務(wù)中獲得成功應(yīng)用。

▲丁老師和學(xué)生們?cè)诤Ｑ笥吞锲脚_(tái)上

棉卷密度自動(dòng)控制儀是機(jī)電一體化化棉花加工成套設(shè)備中的核心。按工作原理，棉花落入工作箱后會(huì)形成棉卷。其松緊程度直接影響棉花加工質(zhì)量和產(chǎn)量。美國采用測(cè)量主軸電機(jī)電流方法間接控制松緊度。國內(nèi)也亟需這種儀器，廠家找清華合作研制。丁老師堅(jiān)持創(chuàng)新理念，提出了一種陣列傳感器非接觸測(cè)量的方法，獲得成功后，使廠家得到了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。其研究成果獲得多過多項(xiàng)國家專利及中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

談起這些挑戰(zhàn)性的研究經(jīng)歷，丁老師充滿自豪：“清華人就應(yīng)該有一種精神和能力，要么不干，要干就干與別人不一樣的?！?

▲丁老師在棉花成套設(shè)備展覽會(huì)門前

教學(xué)改革

進(jìn)行科研的同時(shí)，丁老師也在精儀系教學(xué)管理及學(xué)生工作崗位上做出過貢獻(xiàn)。為了讓高年級(jí)學(xué)生盡早投入到科研實(shí)踐當(dāng)中，鍛煉獨(dú)立思考和獨(dú)立研究的能力，他將科研成果融入到課堂教學(xué)中，新開并主講了以實(shí)踐為主的“測(cè)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)”課。對(duì)于這門新增的課程，學(xué)生們充滿興趣、反應(yīng)強(qiáng)烈，在新清華上發(fā)表了“終于知道什么是科研了”的感想。課程改革效果也獲得了清華大學(xué)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，。在海峽兩岸共同召開的教學(xué)成果交流會(huì)上，專家們對(duì)丁老師提出的“實(shí)踐教學(xué)也能出創(chuàng)新成果”的觀點(diǎn)給予了充分肯定。幾屆同學(xué)參與研制的教學(xué)裝置獲得過校級(jí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備成果一等獎(jiǎng)，并在其他高校得到應(yīng)用。這些課程改革實(shí)踐也為他日后到系里分管教學(xué)工作，開展教學(xué)改革打下了良好基礎(chǔ)。

在位謀事

根據(jù)工作需要，丁老師轉(zhuǎn)換到了系主任位置，他積極為精儀系的發(fā)展服務(wù)，出謀劃策，做實(shí)事。他團(tuán)結(jié)系領(lǐng)導(dǎo)班子成員，黨政共同努力，提出并實(shí)施了一些行之有效的辦法。比如，精儀系創(chuàng)立的 “溫暖基金”， 解決過不少教職工看病來不及交押金的困難；為獎(jiǎng)勵(lì)課程評(píng)價(jià)結(jié)果列全校前10%的教師而設(shè)立的系級(jí)優(yōu)秀教學(xué)效果獎(jiǎng)，聯(lián)合清華大學(xué)出版社出版本系教師自編的教材及組織申報(bào)成功的校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)，為老師晉升職稱、學(xué)校教學(xué)評(píng)估提供了有力支撐；打報(bào)告建議學(xué)校派基礎(chǔ)課任課教師短期出國學(xué)習(xí)，提升了師資隊(duì)伍質(zhì)量。也曾向當(dāng)年分管外事的副校長建議積極開展國際合作辦學(xué)，得到支持后積極與德國教授聯(lián)系。也曾多次向人事處建議采取分類評(píng)正高職稱，突破了影響精儀系教師隊(duì)伍建設(shè)的瓶頸。據(jù)悉，得到成功實(shí)施，取得良好效果的一些措施至今還在延續(xù)執(zhí)行。

▲為國際合作辦學(xué)赴德向Heinzl教授贈(zèng)送清華禮品

學(xué)生是朋友

70年畢業(yè)至90年代初，丁老師先后做過三屆學(xué)生班的輔導(dǎo)員和級(jí)主任工作：1970年入學(xué)的第一屆工農(nóng)兵學(xué)員5個(gè)班，1985年入學(xué)的本科5個(gè)班，1990招收的碩士研究生班（精儀研零班）。這幾個(gè)班級(jí)的特點(diǎn)各不相同，但丁老師一直將學(xué)生視為朋友，真誠相處，得到了學(xué)生的尊敬和愛戴。有些學(xué)生至今都與他保持密切聯(lián)系。首屆工農(nóng)兵學(xué)員進(jìn)校時(shí)，除一個(gè)老工人班學(xué)員年長些外，其余都與他年紀(jì)相仿，而且經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)比他還豐富，有些發(fā)憷。但相處一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)都是真想來學(xué)知識(shí)，尊敬師長的。于是丁老師就和他們一起去北京第一機(jī)床廠開門辦學(xué)、頂班開車床，一起野營拉練，經(jīng)常促膝談心， 解決實(shí)際困難。相處融洽，相待平等。事實(shí)也證明，這些學(xué)員畢業(yè)后都在自己的崗位上貢獻(xiàn)了才智，做出了成績，其中不乏佼佼者。

1985年入學(xué)的同學(xué)思想活躍，善于學(xué)習(xí)，但社會(huì)經(jīng)驗(yàn)不足。丁老師常用過來人的體驗(yàn)和他們平等交流、互勉互助，使他們?cè)谟龅綇?fù)雜形勢(shì)時(shí)能把控自己，平穩(wěn)渡過。不少同學(xué)至今一直心存感激，慶幸遇到了恩師。

1990年入學(xué)的研究生來自五湖四海，除本校畢業(yè)的還有一部分外?？紒淼?，有的同學(xué)開始時(shí)有些不適應(yīng)。但丁老師通過該班自己指導(dǎo)或原來當(dāng)過級(jí)主任的學(xué)生做工作，很快形成了一個(gè)團(tuán)結(jié)友愛，刻苦學(xué)習(xí)，積極向上，曾被評(píng)為校級(jí)優(yōu)秀研究生黨支部的集體。

晚晴自樂

2010年光榮退休以后，丁老師一直保持著與科技部門、高?；蚱髽I(yè)的聯(lián)系。對(duì)待學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，曾經(jīng)的任職經(jīng)歷以及豐富的科研經(jīng)驗(yàn)，讓丁老師依舊閑不下來：高校博士答辯與教學(xué)研討，部門及企業(yè)科技項(xiàng)目評(píng)審，還有工程教育認(rèn)證等會(huì)議，常找他去幫忙“把關(guān)”。盛情難卻下，丁老師作為學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)盡量參加。在討論會(huì)議結(jié)論時(shí)，他往往堅(jiān)持實(shí)事求是原則，不拔高也不貶低，并能中肯地向被評(píng)方提出改進(jìn)建議?？茖W(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和為人謙和的態(tài)度 ，常得到同行專家和有關(guān)部門的肯定和稱贊。在該享天倫之樂的年紀(jì)尚能發(fā)揮余熱 ，樂在其中。丁老師戲稱為“晚晴自樂”。

▲丁老師在教學(xué)和科技項(xiàng)目評(píng)審會(huì)上