左鐵釧

1964年清華畢業(yè)后，我被分配到北京工業(yè)大學(xué)焊接教研室工作，教授“焊接原理”課程，并帶1960級(jí)和1961級(jí)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)。不久“文革”開始，科研教學(xué)活動(dòng)全部停止。

十年動(dòng)亂結(jié)束，逐漸回歸正常的科教工作，為寫教材我經(jīng)常伏案工作到半夜兩三點(diǎn)。在編寫焊接原理時(shí)，發(fā)現(xiàn)在“焊縫金屬中氣體元素”一章中，對(duì)于焊縫中的氧氫氮等氣體元素的含量和形態(tài)等都不可測，后走訪北京和上海等地的氣體分析儀器廠，也均未解決此難題。從1975年開始，我?guī)ьI(lǐng)原理組團(tuán)隊(duì)進(jìn)入這一物化領(lǐng)域，開展“焊縫金屬中微量元素分析”研究，在工大建成了我國首個(gè)“焊縫金屬中微量氣體元素檢測實(shí)驗(yàn)室”。1984年國際焊接協(xié)會(huì)主席、日本名古屋大學(xué)益本功教授來校參觀，在我們實(shí)驗(yàn)室里久久不愿離去，他沒想到在中國這么一所不出名的大學(xué)里，會(huì)看到如此高水平的實(shí)驗(yàn)室。

后來我在德國參觀亞琛和布論瑞科焊接所時(shí)，才得知焊縫金屬中微量氣體元素的分析是其最高級(jí)別的研究項(xiàng)目，而其分析測定的水平遠(yuǎn)低于我們。采用氧氫氮分析儀，我們研制焊條藥皮成分配方，控制熔池熔渣氣氛的物化反應(yīng)，制成了新型打底焊條，由南京焊條廠生產(chǎn)，為寶鋼等冶金公司采用，取代了進(jìn)口焊條。

1990年圣誕節(jié)，左鐵釧（左）與肖運(yùn)鴻（1964屆電機(jī)）學(xué)長夫婦在不來梅“家”中

我愛人肖運(yùn)鴻是清華大學(xué)電機(jī)系研究生，畢業(yè)時(shí)遭遇“文革”，1976年調(diào)回北京，結(jié)束了八年兩地生活。為求更大發(fā)展，1983年他通過外語和專業(yè)的國家統(tǒng)考，獲得國家教委出國進(jìn)修資格，1985年被派往原西德不來梅大學(xué)。此后經(jīng)他聯(lián)系，我獲得不來梅工學(xué)院客座教授的邀請(qǐng)函，以國內(nèi)講師身份“自費(fèi)公派”出國深造。

1986年5月2日剛下飛機(jī)，4日工學(xué)院副院長和Puenitz教授就約我面談，Puenitz 教授一個(gè)月后將退休，我的任務(wù)就是接替他的教學(xué)工作，用德語給大三學(xué)生講授金屬工藝學(xué)，可我僅出國前在北京語言學(xué)院進(jìn)修了三個(gè)月德語，口語能力非常有限。

在接下來的一個(gè)月時(shí)間里，我每天泡在學(xué)院圖書館補(bǔ)習(xí)德語，認(rèn)真聽教授們的授課。當(dāng)我第一次站在講臺(tái)上給六十多名德國大學(xué)生用德語授課時(shí)，還是非常緊張的。而在我用最簡單的德語慢慢講完90分鐘的課時(shí)，學(xué)生們使勁鼓掌，敲著課桌給我稱贊和鼓勵(lì)。我的第一節(jié)課就能得到學(xué)生們的認(rèn)可，我想主要是我參照國內(nèi)的教案，加入了深入淺出的專業(yè)知識(shí)，使原講義的內(nèi)容得到了極大的豐富。

BIAS新實(shí)驗(yàn)室在不來梅大學(xué)里落成典禮. 右2為所長 Sepord

上完幾次課后，我逐漸適應(yīng)了在德國課堂上講課的模式和節(jié)奏。然而我不甘心只做個(gè)金屬工藝學(xué)的教書匠，希望在科研領(lǐng)域里能有更大的發(fā)展。在德國焊接協(xié)會(huì)主席Dr. Sosenheime幫助下，我參觀了德國一些知名的焊接研究所，后決定到不來梅射線應(yīng)用技術(shù)研究所（BIAS）工作，開始在激光制造領(lǐng)域進(jìn)行科研工作，直到1992年初回國。

在德國工作期間，我完成了多個(gè)科研項(xiàng)目。其中最值得驕傲的是從1986年底起我開始的鋁合金激光焊接研究工作。德國教研部（BMBF）一直有一項(xiàng)長期的科研計(jì)劃，就是“運(yùn)輸裝備的輕量化”，包括汽車、火車、船舶、飛機(jī)等常見的運(yùn)輸裝備，這涉及到新材料、新型制造方法等諸多方面的研究。運(yùn)輸裝備的輕量化可以極大地減少化石能源的消耗，提高這些裝備的裝載能力或運(yùn)輸速度。飛機(jī)的機(jī)身大量使用高強(qiáng)鋁合金，但長期以來一直使用傳統(tǒng)的鉚接工藝實(shí)現(xiàn)飛機(jī)蒙皮與機(jī)身骨架的固定連接，一架大型飛機(jī)通常需要使用上萬個(gè)鉚釘。飛機(jī)蒙皮只有2mm厚，使用傳統(tǒng)的焊接方式會(huì)產(chǎn)生熱變形，另外飛機(jī)上的高強(qiáng)鋁合金在焊接過程中會(huì)產(chǎn)生晶間熱裂紋，這些對(duì)于安全性要求極高的飛機(jī)都是絕對(duì)不允許的。

通過前期的課題研究，我希望使用激光焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)輕量化的目標(biāo)。后來我參加了歐共體研究項(xiàng)目——運(yùn)輸裝備輕金屬的激光可加工性研究，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)與探索，最終完成了金屬材料鋁合金從全反射材料成為吸收率高達(dá)95%的可加工材料，創(chuàng)新了材料吸收率的基礎(chǔ)理論。

當(dāng)我的研究成果——鋁合金激光可焊性的閾值曲線首次在巴登巴登的歐洲學(xué)術(shù)會(huì)議上公開發(fā)表時(shí)，引起了學(xué)界的轟動(dòng)，西方同行們都對(duì)一位來自亞洲的女性科學(xué)家能夠顛覆鋁合金的激光可焊性而贊嘆不已，這對(duì)物理學(xué)也是一個(gè)極大的突破。

這個(gè)成果公開發(fā)表后，奔馳總部（位于不來梅）的負(fù)責(zé)人就邀請(qǐng)我去作報(bào)告?？偛繉?duì)這次學(xué)術(shù)報(bào)告非常重視，其歐洲各大分廠的技術(shù)主管全體出席。三個(gè)小時(shí)報(bào)告結(jié)束后，隨即奔馳的技術(shù)主管來到BIAS參觀我們的實(shí)驗(yàn)裝備，觀看鋁合金激光焊接的演示實(shí)驗(yàn)。當(dāng)天下午奔馳就和BIAS簽訂了合作協(xié)議，共同制定全鋁結(jié)構(gòu)轎車的研發(fā)方案。

奔馳的競爭對(duì)手，奧迪發(fā)展部主管從此也開始長期蹲守在我的實(shí)驗(yàn)室了。奧迪A8的全鋁骨架式焊接結(jié)構(gòu)就出自我的實(shí)驗(yàn)室，這與傳統(tǒng)的覆蓋件車身結(jié)構(gòu)有著天壤之別。

激光焊接的全鋁結(jié)構(gòu)汽車骨架成了我前期研究成果的副產(chǎn)品，主產(chǎn)品還是激光焊接取代鉚接在機(jī)身輕量化上的應(yīng)用。在我的研究成果基礎(chǔ)上，德國空客前后用了近二十年時(shí)間終于在世界上最大的客機(jī)A380上全面實(shí)現(xiàn)了激光焊接的商業(yè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了A380飛機(jī)蒙皮與筋板結(jié)構(gòu)采用激光焊接取代傳統(tǒng)鉚接的新工藝，改變了飛機(jī)制造的工藝流程，并減輕了自重。為此德國政府對(duì)我表示尊敬和感謝，德國宇航院發(fā)展部負(fù)責(zé)人Dr. Laran說：“你在德國實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)制造的技術(shù)大革命?！?/p>

在德期間我還被邀在宇航院、金屬學(xué)會(huì)、歐洲激光材料加工會(huì)議等做學(xué)術(shù)報(bào)告。當(dāng)我回國后重訪德國時(shí)，德國教研部光學(xué)部門負(fù)責(zé)人Dr. Ruerich，對(duì)中方訪問團(tuán)團(tuán)長、國家科技部馮司長說：“感謝左教授為德國所做出的貢獻(xiàn)！”作為一位來自中國的女性科學(xué)家，在高手如林、技術(shù)領(lǐng)先的西方能完成多項(xiàng)開創(chuàng)性的科研工作，能為祖國爭光，感到無比自豪。

在國外時(shí)間久了，我和愛人都很思念祖國和親人，決定回國。我向所里提交了辭職信，來自各個(gè)領(lǐng)域、不同層面的挽留、勸說和阻攔紛至沓來，可以說是“軟硬兼施”。尤其是航空航天領(lǐng)域的合作者，大家長期在一起共事，他們很認(rèn)可我在德國期間所做的重要貢獻(xiàn)，認(rèn)為我是個(gè)難得的人才，為我的決定感到非常惋惜。

前前后后我參與了很多航空航天領(lǐng)域的技術(shù)改造，掌握了太多企業(yè)發(fā)展的技術(shù)機(jī)密，臨走前簽了數(shù)不清的保密協(xié)議，各種限制，事無巨細(xì)。所里面我?guī)У倪@一批實(shí)驗(yàn)員和技術(shù)員對(duì)我的離開也是依依不舍，臨別的聚會(huì)上有的人還掉了眼淚。經(jīng)過這么多年的磨礪，在我的帶領(lǐng)下這些人的業(yè)務(wù)水平在兄弟單位中早已首屈一指。想想真是令人感懷，剛開始在BIAS做實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有誰愿意幫我搭把手，焊接用的保護(hù)氣瓶都要我自己搬運(yùn)。后來大家彼此熟識(shí)了，他們對(duì)我的工作都是傾力相助，所里的其他小組碰到了實(shí)驗(yàn)難題，他們的第一個(gè)建議就是“去問左女士”。

在眾多挽留勸說下，我依然滿懷在中國發(fā)展現(xiàn)代激光事業(yè)的信念，告別了工作七年的德國。

1992年初我回到了闊別多年的祖國，迎接我的既沒有鮮花，也沒有掌聲，擺在我面前的創(chuàng)業(yè)之路異常艱難。在一年多時(shí)間里，我沒有工資，沒有任何辦公場所和設(shè)備，連計(jì)算機(jī)及軟件等都是從德國帶回國的。當(dāng)時(shí)的工大領(lǐng)導(dǎo)對(duì)開展激光學(xué)科沒有興趣，而彼時(shí)德方力勸我返回，BIAS更是許諾以更高的薪酬。

老實(shí)說我下決心回國的目的就是想帶著一批人，讓中國的激光制造技術(shù)走出一窮二白的境地，個(gè)人的待遇根本不是我優(yōu)先考慮的事項(xiàng)。最開始，我一門心思想的都是如何在最短的時(shí)間內(nèi)建立起自己的激光制造實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，因?yàn)槿绻麤]有先進(jìn)的加工手段，改造企業(yè)落后的技術(shù)就無從談起，更別說激光制造技術(shù)的應(yīng)用推廣了。

當(dāng)時(shí)我估算了一下，最基礎(chǔ)的科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)大概需要2100萬。激光制造技術(shù)的前期投入都是很大的，最先進(jìn)的加工設(shè)備只能從德國進(jìn)口，由基礎(chǔ)的科研到最終企業(yè)應(yīng)用的成果轉(zhuǎn)化也不是個(gè)短期行為。一直到現(xiàn)在我還清楚地記得Sepord所長在我回國前夕坦誠地告誡我：你回去只有具備了三個(gè)條件才能白手起家，闖出一片天地——第一是要有資金和投入，否則實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和研究團(tuán)隊(duì)都無從談起；第二是要有話語權(quán)，要能主導(dǎo)自己的研究方向和研究計(jì)劃；第三是要有成果，這是能持續(xù)發(fā)展的必要條件之一。我很贊同他的說法。

正在我猶豫之時(shí)，清華大學(xué)從事激光技術(shù)研究的周炳琨院士約我到清華一敘。周院士早年在美國斯坦福大學(xué)做過訪問學(xué)者，他非常理解出國人員回國后所面臨的各種困惑。他認(rèn)為我是焊接專業(yè)出身的，國內(nèi)焊接技術(shù)領(lǐng)域的同僚對(duì)我都很了解。但在激光制造領(lǐng)域，我與國內(nèi)光學(xué)界幾乎沒什么交往，這可能是問題的癥結(jié)。應(yīng)該讓國內(nèi)光學(xué)領(lǐng)域的同行了解我在德國的科研成果，我也應(yīng)該了解國內(nèi)光學(xué)界的發(fā)展現(xiàn)狀。一周后，周炳琨院士在中國電子11所為我組織了一場專場學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)，他把我引薦給國內(nèi)的光學(xué)界，為我打開了一扇門。

報(bào)告一結(jié)束，11所的所長就單獨(dú)找我，表達(dá)了想讓我來11所工作的意向。11所是搞紅外的，與我研究的激光制造密切相關(guān)，他們的總工和所長為了把我從北工大調(diào)到11所來，真是不遺余力。隨后，作為當(dāng)今中國光谷發(fā)源地的華中理工大學(xué)，前前后后7次請(qǐng)我去武漢作報(bào)告，他們的目的不言自明。不久，清華大學(xué)第二次請(qǐng)我去作報(bào)告，這次是在清華剛落成的新圖書館報(bào)告廳，正副校長全部出席。清華是我的母校，清華機(jī)械系為了能把我留住，連住房和職稱都給我準(zhǔn)備好了！我的知名度在國內(nèi)慢慢打開了，我夢想的科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也漸漸有了眉目。

那時(shí)國務(wù)院下設(shè)有一個(gè)產(chǎn)學(xué)研辦公室，負(fù)責(zé)組織和協(xié)調(diào)國家經(jīng)貿(mào)委、國家教委和中科院三家單位在合適的領(lǐng)域開展產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)合作。其中國家經(jīng)貿(mào)委是投資方，代表的是企業(yè)方面。印象深刻的是，國家經(jīng)貿(mào)委技術(shù)進(jìn)步與裝備司江旅安司長對(duì)建立激光制造的產(chǎn)學(xué)研中心很感興趣，最初他想把這樣一個(gè)中心建在首鋼。當(dāng)時(shí)我對(duì)他講，這個(gè)中心不能建在首鋼。因?yàn)槿绻ㄔ谝粋€(gè)大企業(yè)里，無論什么樣高水平的科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)最終都會(huì)變成為一部加工裝備，就沒有任何科研的價(jià)值了，更別提在其它領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用與推廣了。后來他決定在機(jī)電部里選落腳點(diǎn)，北京機(jī)床所、11所，北京機(jī)電研究院等都是參選對(duì)象。由研究所投入實(shí)驗(yàn)室場地建設(shè)，國家經(jīng)貿(mào)委則負(fù)責(zé)出資，完成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的引進(jìn)。這么大一筆資金的投入引來了各方博弈，籌建過程也是一波三折。最終國家經(jīng)貿(mào)委出資140萬美元平價(jià)外匯，地點(diǎn)選在了北京市機(jī)電研究院。機(jī)電院將一座原來裝滿機(jī)床的車間騰退出來，上下兩層，一共800平米。我全部按照德國標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了水電氣改造。

1995年在北京市機(jī)電院正式建成“國家產(chǎn)學(xué)研激光技術(shù)中心”（NCLT），150名專家學(xué)者和官員參加中心成立大會(huì)。這是國務(wù)院產(chǎn)學(xué)研辦公室組織籌建的第七個(gè)產(chǎn)學(xué)研中心，我是中心的主任。彼時(shí)德方對(duì)我在華的科研工作給予了極大支持，1998年德國宇航院激光所贈(zèng)送我們兩套激光設(shè)備，并派技術(shù)人員幫助設(shè)備拆裝工作。我們?cè)诒惫ご蟆爸聢@”建成了“國家產(chǎn)學(xué)研激光技術(shù)中心研發(fā)部”。

1996年在北工大物理系支持下，建立了中國第一個(gè)“激光微技術(shù)（即激光光刻）實(shí)驗(yàn)室”，我們用三年積攢的60萬科研經(jīng)費(fèi)，購置了德國準(zhǔn)分子激光器，實(shí)現(xiàn)了最早的微米級(jí)齒輪的微光刻。同時(shí)我支持研究生陳濤開展生物芯片和微流控生物芯片的研發(fā)項(xiàng)目，在非典期間被封閉在校園里時(shí)，迎來芯片鍵合成功的巨大喜悅，給我留下深刻的印象。

德國政府代表團(tuán)訪問中德激光技術(shù)中心 

1997年我提出由中德雙方在北工大共同組建“中德激光技術(shù)中心”的建議，得到雙方政府贊同，并簽署了合作備忘錄。據(jù)此，中方在北工大主樓后面新建了激光技術(shù)中心大樓，期間德方派出工程師進(jìn)行指導(dǎo)。此外每年接待中方激光代表團(tuán)訪德，其在德期間全部費(fèi)用由德方承擔(dān)。此后我中心每年挑選國內(nèi)有關(guān)科研院所及企業(yè)15人，訪問德國激光研究和制造單位。

中德政府簽訂激光技術(shù)合作備忘錄 

為培養(yǎng)我國激光科技人才，2000年北工大正式成立“激光工程研究院”，這是我國第一個(gè)以培養(yǎng)研究生為目的的激光工程研究院。至此，通過我和同事們的努力，在中德雙方政府的共同支持下，在北京工業(yè)大學(xué)先后建立了“中德激光技術(shù)中心”“國家產(chǎn)學(xué)研激光技術(shù)中心”“激光工程研究院”等科研教學(xué)平臺(tái)，以及現(xiàn)代激光制造、激光微技術(shù)和能量光電子三個(gè)方向的十二個(gè)實(shí)驗(yàn)室。

中德激光技術(shù)大樓落成 

除此之外，回國后我和同事、研究生們還完成了多個(gè)科研項(xiàng)目，其中包括帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決了某國防重大裝置封裝泄露與污染難題，用激光焊接取代了電子束焊接，該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案和裝備質(zhì)量的水平堪稱世界一流；在60周年國慶檢閱的全新大紅旗轎車的生產(chǎn)過程中，帶領(lǐng)研究生在一年內(nèi)研發(fā)成功使用激光制造技術(shù)的相應(yīng)軟件，這是世界上第一套激光制造的專用CAD/CAM系統(tǒng)軟件，它為轎車制造節(jié)省了幾十上百套的模具；指導(dǎo)研究生研發(fā)完成大功率CO2激光傳輸系統(tǒng)過程光流密度的變化機(jī)理，該研究成果指導(dǎo)了德國通塊公司開發(fā)飛行光束跟蹤望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，以及德國米巴哈公司在寶鋼采用激光焊接取代傳統(tǒng)電弧焊接，并提高了對(duì)激光武器的認(rèn)知水平。

2003年我提出建立中國的激光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)，以便與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的建議，得到國家質(zhì)檢總局領(lǐng)導(dǎo)、政協(xié)委員王風(fēng)青的大力支持，后在11所組建了“全國光輻射安全和激光設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”。

為2023年入學(xué)研究生上課

2024年我即將84歲了，每年都站上講臺(tái)，為從各個(gè)專業(yè)招進(jìn)的一百多名研究生講授“激光科學(xué)與工程導(dǎo)論”，為培養(yǎng)他們的科研能力而貢獻(xiàn)我的一份力量。我真心希望通過我的講座，啟發(fā)研究生們了解和進(jìn)入我國激光制造行業(yè)，讓他們能在這個(gè)領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。

近年來我心臟不好，曾留住ICU病房兩個(gè)多月，今年我仍然站在講臺(tái)上，堅(jiān)持站好最后一班崗！

在研究生教學(xué)工作中，我始終把培養(yǎng)他們的科學(xué)研究能力放在第一位，這些能力包括探索未知的能力，追求真諦的能力，以及實(shí)現(xiàn)改善人類社會(huì)環(huán)境的能力等，為此，我竭力把研究生放在科研項(xiàng)目第一線進(jìn)行指導(dǎo)。當(dāng)初我們自己的實(shí)驗(yàn)室尚未建成時(shí)，我也盡力為他們創(chuàng)造優(yōu)越的科研條件，通過與德國教研部（BMBF）協(xié)商，我一個(gè)個(gè)地把研究生陸續(xù)送往德國最好的研究所，參加一流的課題研究，并由德方負(fù)責(zé)他們的生活費(fèi)用。我從不把研究生當(dāng)打工仔對(duì)待，也絕不贊成現(xiàn)在有的人把對(duì)研究生的培養(yǎng)變成為導(dǎo)師服務(wù)的打工仔的做法。

在我從事教學(xué)與科研60年前夕，《與光共舞——左鐵釧從教六十年文集》出版，它真實(shí)記錄了我的人生經(jīng)歷、遭遇和感悟，算是為我這一輩子留下的一個(gè)寶貴紀(jì)念吧！