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▲徐端颐和他的团队研制的光盘驱动器核心部件“光学头"（左）；完全用手工制作的“光学头”实验样品（中）；采用自制专用工具、设备小批量加工的“光学头"，并具有完整读写寻址功能的光盘驱动器部件（右）

光盘与光盘机的研制成功，是徐端颐继研发出国际一流水平的光刻机（见《文史天地》2020年10期《中国曾经的光刻机研发与徐端颐》）之后在光学研究领域取得的又一国际性巨大突破。

清华大学徐端颐教授的中国光刻机研发成功后，很快受到来自美、日等国全面放开光刻机对中国出口、低价倾销、贿赂买家等手段夹击，致使徐端颐团队研制的国产自动光刻机痛失阵地，留下了日后被卡脖子的后患。痛心之余，他不得不将眼光转向光领域的另一个战场，全力投入到国际上方兴未艾的光盘研究上。

为光盘，私人借款60万

早在上世纪60年代末，徐端颐就在实验室里发现，利用光束通过高质量的聚焦成像系统，可以得到十分精细的能量分布，用光束能获得极小的空间尺寸或形貌的改变；而在不同条件下，这种变化竟还是可逆的！这个发现令他惊讶。虽然他还不知道这个发现所具有的重大意义，但他对此做了详细的记录。直到1980年代初，国际上“利用光学进行数字式数据存储技术”的信息传到中国。徐端颐把这个信息与自己在实验室中的发现加以联系，心中不由一震！一个全新的想法，立刻在他的脑海里涌现。

他通过各种渠道搜集资料，窝在实验室里反复进行试验，终于对国外利用激光技术进行信息存储有了一些了解。比如所谓“可录”，是指用激光“烧孔”进行录入，但不能再抹掉；“擦除改写”则是用激光将记录介质加热到居里点，使其矫顽力达到最小值，外加磁场使之磁化；利用磁路的正反向代表0或1的数字，实现数据再记录。这种技术的正式名称叫“M-O（Magnetic Optical）磁光光盘技术”。

徐端颐将这个原理与自己的发现进行反复比较后，认为“磁光盘机”即使研制成功了，也不会是最理想的方案。这种既要用磁又要用光的技术结构，肯定要比单纯用光复杂得多。

于是他决定另辟蹊径，走一条自己的光盘技术之路。他不知道将会遭遇怎样的挫折和磨难，但他相信自己的判断是对的。

随着试验的步步推进，徐端颐发现光盘存储技术不仅存储容量大，而且复制方便，成本低廉，具有巨大的市场潜力。光盘的寿命远远高于磁盘。这项技术，不仅适合中国经济建设和科技、文化产业发展的需要，而且能充分发挥清华已经具备的光学、光电子学、精密机械及电子技术等多学科交叉的优势。因此，他将实验中的研究发现和整理的技术资料，在研究所内部做了一个选题报告。

徐端颐的报告，引起了学校领导的重视。

时任清华大学校长的张孝文先生及部分院系专家，请徐端颐给大家做了“关于国际光学存储技术发展情况”的详细介绍。与会的专家和领导对此都很感兴趣，支持他做进一步研究。

但此时的清华大学缺少科研经费，拿不出资金给徐端颐搞研发。没有经费，一切都无从谈起，徐端颐陷入苦闷之中。在这艰难时刻，是妻子坚定地支持了他。夫妻俩商定：自己贷款研发光盘！但到银行贷款，需要有房产等不动产做抵押。此时徐端颐一家住的还是学校分配的员工宿舍，没有属于自己的一砖片瓦，哪有什么“不动产”。无奈之下，徐端颐只好硬着头皮去找其他项目的负责人借钱。1991年，经校财务处协调批准，徐端颐从科研处借到了必须归还的60万元人民币作为研发经费。

此时的中国经济相当落后，大家都很穷，个体户想成个“万元户”都不容易。徐端颐却个人借巨款研制光盘，不少同仁都为他捏了一把汗。

徐端颐此时的月工资约800元，他的妻子是北京海淀医院的医生，每月的工资还不到500元。两个孩子在上学，家乡贵州还有老人需要赡养。为省钱，妻子连公交车都舍不得坐，每天都是骑自行车上下班。在如此窘迫的生活境况下，徐端颐借贷60万元搞光盘研发，一旦失败，后果不堪设想。

▲徐端颐团队完成的光盘专用测试系统，

当时世界上只有少数国家能生产

经历了无数个日夜，耗费了无尽的心血，光盘研发项目终于在1993年获得了成功。徐端颐按时还清了借款，并将专利所带来的全部收入捐给了清华大学，感谢清华的领导、同仁们对他的信任和支持。

1994年，国家计划委员会批准在清华大学建立“清华大学光盘国家工程研究中心”，徐端颐被任命为该中心主任。

在日本，徐端颐得到两大巨头的极高礼遇

光盘的读写过程是在每分钟近万转的高速运转状态下进行，一般的光学系统达不到这种要求。经过无数个日夜的艰难探索，徐端颐终于研发出一种光盘机的新型“光学头”。

“光学头”是光盘机中最为关键的核心器件。它只有20毫米长，镜头直径不到5毫米，重量不到1克。这种镜头的镜片，国外是采用专门的加工设备制造。当时中国还没有这种设备，只能靠手工加工制造。

为制作“光学头”，徐端颐整日泡在光学车间，和技师们仔细研究后，确定了加工方案，并由技术高超的车间主任汪开庆担纲，用了一个月时间，完成了“光学头”镜片的加工，攻克了光盘机核心部件的技术难关。

若干年后，当外国专家来到清华大学参观，见清华大学成功研制出的“光学头”，都感到十分惊奇，以为是用了秘密引进的特殊设备加工出来的。当外国专家亲眼看见了徐端颐团队加工这种镜片时所采用的工艺和自行设计制造的工具时，无不啧啧称奇，佩服中国工匠的杰出智慧和高超技艺。

▲徐端颐在实验室现场培训

用了近半年时间，徐端颐团队完成了国内首台“光盘母盘刻录机”的研制及光盘加工技术研究。

徐端颐团队汲取了当初研制光刻机的经验教训，对光盘的核心技术申报了专利。同时，徐端颐还着手制定了光盘标准机的测试设备。由于大量利用了清华原有的光刻机加工生产工艺设备，因而所研制的光盘不仅质量好，而且成本非常低。

万事俱备，清华大学新研制成功的光盘可以进行批量生产了。徐端颐想把中国第一条光盘生产线设在家乡贵州，由于各种原因竟未能实现夙愿，中国的第一条光盘生产线就这样与后来的大数据强省失之交臂。

不久，由清华大学主导的多条光盘生产线，在全国各地相继建立。由于光盘数据存储量大、生产成本低、复制方便，这种多媒体光盘非常受用户欢迎。

徐端颐团队研制的第一张光盘是“交互式”光盘，一种可以提问、可以回答问题的光盘。使用者无论提出什么问题，它都能在千分之一秒钟内做出回答。

这种光盘的学名叫“光盘电子期刊”，后改名为“知识库”，用于教学。在教学实践中，学生可能会提出什么问题，老师都在光盘里面做了解答。清华大学在制作这种光盘时，邀请了全国各地最优秀的教师来讲学制作。在电视远程教育出现之前，这种“交互式”光盘，弥补了我国师资力量的不足，在基础教育领域发挥了重要作用。

由于一张直径为100毫米的光盘，就可以记录下若干本书或多部电影，具有体积小、容量大、携带方便和生产复制成本低的优点，很快就在我国家电、出版及各种信息服务业中推广应用，形成了包括数字出版、数字影音、软件发行、艺术、动画、游戏、学习等资源的主要载体，成为广大群众喜闻乐见的文化产品，电子工业中的一大产业。

徐端颐团队与北京电影学院合作，研发出可交互功能娱乐用光盘“VCD”，加上已规模生产的光盘机，以其低廉的价格、优越的性能，赢得了广大消费者的喜爱。同时，这项技术可以通过电视机和话筒，用来演唱和进行其他交互式娱乐，更受到消费者的追捧。

通常家庭用的光盘机是放一张光盘，播完一张换一张。徐端颐团队研制的光盘机器有各种规格，放10张、100张、1000张的都有。使用时，只要输入一个数据，机器就会很快找出你所要的那张光盘自动播放。

实验证明，一般磁盘的寿命只有几十年，而光盘的寿命则高达几百年，且保密性强、安全性高。因此，各国金融、银行、军工等系统的大量重要资料数据，都使用光盘存储保存。

徐端颐首创的“多波长多阶光存储”技术，业界称之为“彩色多阶存储技术”。此项技术在国际上居于领先地位，从原理结构到调制编解码，全部拥有中国自主知识产权，在国际上被称为“中国蓝光高清光盘”（英文缩写CBHD）。

最早的光盘只能读取，不能复制，被称为“只读光盘”。后来发明了可由用户自己刻录，但不能改写的“一次性可写光盘”。在光盘诞生后的很长一段时间里，世界光盘产业界存在着一个难以解决的问题：直接改写光盘。若要改写光盘，只有将光盘上的所有内容全部“洗”掉，使它变成一张啥也没有的“白盘”，再重新刻录。若想改写光盘上的部分内容，根本无法做到。

▲徐端颐关于光盘存储理论的部分专著

徐端颐经过无数次实验后，设计研制出一台可以任意控制和改变激光加热温度及时间的精密聚焦设备，实现了“直接改写光盘”的突破。这项新技术，可以将光盘上的任何一点（甚至某一个字）直接“擦”掉，换上新的内容，读出时丝毫也看不出修改的痕迹。

徐端颐这一了不起的发明，是世界光盘产业界的首创和重大突破，各国专家为之叹服。1995年，徐端颐的这项发明“光热效应光盘读写擦技术”，荣获了中国最高科技奖“国家发明奖”，并获得了国际发明专利。

在中国光盘产业的鼎盛时期，全国生产光盘的厂家有近500家。中国光盘的产量、出口量均居世界第一。国家技术监督局授权徐端颐组建成立“中国光盘标准化技术委员会”，并任命他为该委员会的主任。作为国际光盘标准化委员会的重要成员，徐端颐还参与了国际光盘标准的制定。

徐端颐主持完成的中国光盘质量标准，得到了国际标准化组织的认同。中国生产的标准光盘，每片出口售价近百美元。“清华大学光盘国家工程研究中心”，受到了业界的特别重视。在光盘的研发制造领域里，中国远超日本位列世界第一，日本、法国、德国、瑞士、英国的产业界看重徐端颐在光盘研发、制造方面的知识产权，纷纷向他发出邀请，请他前往考察和介绍经验。在日本，索尼公司的光存储研究所主任管谷先生全程接待、陪同徐端颐。管谷先生懂中文，对徐端颐的光学专著《光盘存储系统设计原理》评价非常高，认为这是“世界上唯一的、系统介绍光盘存储设备和技术的专著”。在松下公司，徐端颐受邀参观了该厂正在安装调试、从不对外开放的新型光学头生产线，陪同的松下公司负责人诚恳地说：“徐先生是唯一被邀请到这里参观的外国专家。”

法国会场，参会国中只升五星红旗

上世纪90年代初，国际光学存储会议及博览会在法国巴黎举行。在这次会议上，徐端颐所作的学术报告受到了热烈欢迎。在演讲过程中，他展示了具有高端科技的“人机交互”功能的动、静态多媒体技术，令参会者大开眼界。

中国的高清多媒体光盘不仅在清晰度、交互功能等技术指标达到了国际先进水平，光盘所含的内容，亦引起了国际同行的高度关注。特别是整合了全部中国学术刊物的光盘，尤其引人注目。这个光盘，将中国所有的学术期刊从其创刊号开始，直到当年的最新一期，无一遗漏地囊括于其中。这是一个前所未有的将学术期刊与最新科技成果完美结合的典范，在世界上尚属首次。这一科研成果在巴黎博览会上一出现，立即轰动了世界学术界！

巴黎是世界上各种博物馆、展览馆和出版机构最多的城市，拥有世界上最古老的卢浮宫博物馆及数百家各种不同类型的博物馆。听了徐端颐的学术报告后，这些博物馆的负责人，都对清华大学的此项新技术非常感兴趣。巴黎博物馆协会和法国机械工程学会联合会特别邀请徐端颐，为他们做了一个专题报告。

报告会结束后，卢浮宫博物馆又力邀徐端颐前往介绍多媒体光盘技术，并就如何运用光盘技术录制馆内的经典藏品出谋划策。博物馆负责人对徐端颐非常热情，陪同他参观了许多从不对外展出的稀世珍贵文物。徜徉于世间罕见、琳琅满目的艺术珍品海洋之中，徐端颐深感震撼，也进一步感受到运用光盘技术录制世界文物馆藏的意义之所在。

在法国期间，徐端颐还受国际电气和电子工程师协会的邀请，为由法国主办的学术会议作关于“光盘母盘刻录技术与精密机械系统”内容的报告。徐端颐来到会议所在地，蓦然发现在典型的法式风格建筑物前的旗杆上，除挂有法国国旗及协会的旗帜外，还特地升起了中国的国旗。出席这次会议的有各国专家近百位。会场外，除了法国国旗和会旗外，只升起了中国国旗，由此可见会议主办方对来自中国的客人是何等敬重！

▲1999年，徐端颐（居中者）

在世界光盘技术博览会开幕式上剪彩

徐端颐走进会场时，会议主持人向参会的各国专家介绍说“徐端颐教授是我们学会首次邀请的来自中国的专家”，会场上响起了热烈的掌声。徐端颐心中无比激动，他知道自己只是一个普通教授，国际科学界所敬重的是中国科学家群体的才智和潜力。

1999年，规模空前的“世界光盘制造技术博览会”在中国香港举行。开幕式上，主持人邀请在国际光盘界最负盛名的五位科学家剪彩。徐端颐是其中唯一的中国科学家，并被安排在中心位置主持剪彩。主持人向各国来宾介绍徐端颐时，热情洋溢地说：“Professor Duan yi Xu, the father of Chines optical storage（徐端颐：中国光盘技术之父）……”会场里顿时掌声雷动！中外记者纷纷上前拍摄，记录下这一感人情景。

徐端颐是中国光刻机、光盘技术的奠基人。他拥有67项中国专利、2项美国专利，多次应邀担任国际光学会议主席，荣获中国科技最高奖“国家发明奖”，被任命为国家重点基础研究项目首席科学家。

他只是群星璀璨的中国科学家群体中的一员。

「本文刊于《文史天地》2022年第9期」

「章正远，原贵州电视台高级编辑