始終前行在創新報國的路上
——記蘭州環優磁機電科技有限責任公司董事長李國坤教授

◎ 文/段雨默

始終前行在創新報國的路上
——記蘭州環優磁機電科技有限責任公司董事長李國坤教授

◎ 文/段雨默

在與人交談或在走路的過程中，他有時會突然停下來，掏出筆，隨手在紙條上寫下腦海中突然閃現的新想法、新靈感。

這位總是笑容可掬、隨時隨地沉浸在思考中的老人，就是我國磁路科學拓荒者、發明家李國坤教授。他即將迎來自己的80歲生日，但他至今仍以“只爭朝夕”的狀態忙碌著，比絕大多數年輕人更努力。

提起李國坤這個名字，恐怕磁路科學領域沒有人不知道的。從電磁磁路到永磁磁路再到磁懸浮技術，他在磁路研究領域取得的多項科研成果均達到了世界領先水平。他是我國永磁磁路科學當之無愧的領航人。自1988年開始創業以來，他在科研成果的產業化之路上同樣走得很遠，與丹東克隆、杭州大路、中科恒源等一些企業合作得很好。

到祖國最需要的地方去

作為一位即將步入耄耋之年、在科研戰線上走過50多年風風雨雨的老科技工作者，李國坤身上有著一種老一輩科學家所共有的把自身命運與祖國命運緊緊聯系在一起的內在自覺。

二十世紀五六十年代，“到邊疆去，到艱苦的地方去，到祖國最需要的地方去”的號召讓一批批熱血青年奔赴祖國大江南北，譜寫了無數感人至深的愛國篇章，李國坤當時正是這些熱血青年中的一員。

1935年2月，李國坤出生于四川省西充縣的一個貧困鄉村。在1949年解放前的歲月，民生凋敝的社會現實，促使他自小便樹立了“科技救國”的志向。1958年從天津南開大學物理系畢業后，為了響應國家“開發和建設大西北”的號召，他先后三次堅決要求到當時分配方案中最艱苦的蘭州工作，并決心要在大西北工作50年。

經過一番爭取，后來他來到蘭州，先是在中國科學院蘭州近代物理所的質譜組工作，后來調入真空組，并開始籌備510所（蘭州）。在1959年至1962年期間，蘭州的生活和科研條件都極其艱苦，他曾三度出現浮腫癥狀，但還是堅持完成了節能型大電磁鐵的創新研究。1962年，金建中院士將其調入航天部510所，安排他從事磁路研究。當時所里3個主要學科分別是真空、低溫、電子，因此他只能在沒有專家指導、缺乏相關設備的極端簡陋的條件下開展研究。由其負責的磁路研究組甚至曾因人員缺乏、沒有實驗室而先后兩次被迫解散。

李國坤教授和夫人參觀鄧小平故居陳列館

但這一切沒有令他氣餒，“科研是一項艱苦的工作，科研工作者要能吃得苦，才能有成果。吃小苦，出小成果；吃大苦，出大成果；特別能吃苦，就可能有特別大的成果，做出大的原始創新。”李國坤說。

李氏拉推磁路

了解李國坤教授的人，都知道他的一項重要成果——“李氏拉推磁路”。

1979年，李國坤負責所里的通訊衛星消旋軸承的磁力傳動器研發工作時，因為加工出來的容器壁較厚，導致磁力傳動器的傳動力不夠，進而他對書上所說的磁鐵之間相距一個磁鐵寬的結論是否為最優產生了懷疑。后來，他嘗試縮小相距尺寸，結果大出意外——磁鐵相距為零時性能最優。

經過進一步研究，李國坤隨后提出了“李氏拉推磁路”理論：認為傳統永磁在相靠時既側面漏磁，又產生退磁；而稀土永磁具有特殊優越性，既不退磁，也不漏磁，當緊靠排列時則拉力與推力疊加，有用力增至2倍，而產生的軸向渦流磁場則相消，不利部分大為減小，當單位面積的力增加1倍，作用面積也增加1倍。通過系統研究論證，他認為，拉、推磁路磁傳動在同體積時的力矩為英國HMD公司1947年發明的分散型磁路力矩的4倍。

這一理論對磁傳動在國內外的普及和應用作出了世界性的貢獻，也成就了李國坤一個大創新——李氏周向、軸向拉推磁路，成就了他10多項創新發明，還幫助他成功創建了靜磁能論。

據了解，在李國坤提出靜磁能論之前，磁傳動是N極吸S極的拉力型，學術上認為力的作用是磁系統力圖磁力線縮短。他認為這只是其表象，而不是本質。后來，他通過矛盾論的排它性試驗，得出了一些新的結論。他認為在機械力學范圍內，用“力”來考慮是可以的，但在磁力學領域，應該用能量觀點來思考問題。在此基礎上，他提出了磁系統力圖靜磁能最低的靜磁能論。靜磁能論提出后，除了在零摩擦永磁懸浮領域未獲成功外，被用來分析磁力學其他問題時都取得了成功。

除了“李氏拉推磁路”，李國坤的創新成果還有很多。例如，他曾用自然通風的方法實現大型磁鐵的自然冷卻；曾提出一組方程式，大大簡化了永久磁鐵的設計過程；還曾研制出斥推磁路及全永磁懸浮軸承等國際領先技術……而在稀土永磁推廣受阻時，他花費8個月時間撰寫了一份稀土永磁應用評價報告，及時掃除了市場對稀土永磁前景的懷疑，對稀土永磁的應用起到了積極的推動作用。

挺進風力發電產業

能源問題和環境問題是人類21世紀面臨的重大挑戰。

李國坤教授做科研始終以國家的需要為指向，因此當后來朋友建議他把全永磁懸浮技術引入風力發電機時，他立即認識到這可能是個很好的方向，而當他了解到摩擦對風力發電機的影響之后，更是堅定了自己的這一選擇，并以前所未有的熱情投入到全永磁懸浮的研制和推廣當中。

李國坤教授和中科恒源科研團隊成員

據悉，全世界約有1/3-1/2的能源以各種形式消耗在摩擦上，而摩擦導致的機械磨損所損耗的材料同樣驚人，潤滑油的使用雖減摩效果明顯，但同時也會產生大量的有害氣體。因此，清潔的減摩耐磨技術的開發和技術普及具有重要的經濟和社會效益。

李國坤教授在中科恒源北京總部

磁懸浮技術無摩擦、無磨損顯然是更理想的選擇。

在仔細比較電磁懸浮、超導懸浮、電磁加永磁和超導加永磁等技術的優缺點后，李國坤決定發展恩肖定理認為不可能的永磁懸浮。隨后，他采用減少傳統永磁軸承在徑向或軸向懸浮則在軸向或徑向產生的不穩定力的方法，他與課題組一起僅用3個多月的時間（即于2005年8月）便研制出一臺永磁樣機，并受到路甬祥等領導的高度評價。在這項研究中，李國坤教授將傳統的有支點的全永磁懸浮的不穩定力降至15%，即軸向懸浮，徑向懸浮85%的比例。隨后，他用靜磁能指導的方法，將對比機型的磁阻力矩降低1倍，在半個月時間里解決了一個世界性難題。之后不久，他又與人合作，用5個月時間研究成功世界第一臺全永磁懸浮風力發電機。

將全永磁懸浮技術用在風力發電機上，當時在國內外均屬于首創。應用這一技術后，風力發電機上起動阻力矩是國家標準的1/12，啟動風速從3.5米/秒降至1.5米/秒，發電功率提高20%。也就是說，李國坤教授用磁懸浮最大限度地減小了摩擦，使得風力發電機組在微風的情況下也能啟動、運轉，從而大大拓展了它的應用地域。

目前，該項成果的應用產品已經處于國際領先水平，并受到市場歡迎。

從科研到產業的華麗轉身

在半個多世紀的創新征程中，李國坤教授取得了大量科研成果，為國家和人民作出了許多貢獻，同時也贏得了許多榮譽。

他現擁有7項理論及技術創新，獲得包括美國發明專利在內的54項專利，近一年來新報國外發明專利8項；曾獲國家發明獎，榮立航天部一等功，獲得國家經委新產品“金龍獎”，最近還榮獲了中國產學研合作創新（個人）獎；曾在國際會議文集上發表過五篇重要論文，并轉讓專利技術促進27家企業成功實現產業化。其業績被收人《中國當代發明家大辭典》等幾十部辭典中。

“人的價值就在于對社會的責任和貢獻”，李國坤教授常這樣說。為此，他總是按照國家和社會的需要選擇、調整自己的研究方向，從科研走向創業，也是為了更好地實現成果的產業化，真正實現科技惠民。

李國坤教授曾說過，自己愛國愛民的具體體現是貢獻創新：“要勇于創新，有55%的可能性就要勇往直前，失敗苦我們夫妻兩個，成功則有利于人類。”就這樣，他把辛苦得來的幾千萬元轉讓費不斷投入到了一個跨越三個世紀的世界難題的研究，夫人聞淑英更是借款幫其做研究。

他不僅以高度的使命感、責任感去推進科技成果的轉化，還多次提醒發明家們一定要真心實意為企業著想，真正做到轉讓給企業的是好技術、好產品，只有愛企業，才能扶持好企業。

工作、學習上，李國坤教授一向高標準要求自己，生活上卻甘當貧民，做人則一貫堅持與人為善，待人以誠，因此深受同事、朋友敬重。而他曾一度全年只休息兩天，50多年來每周工作時間相當于正常工作時間的兩倍半，這種對工作的執著與熱情，令人感佩。