老一辈的精神很难想象，他们可以在逆境中看到那么一丝丝的光明，一旦抓住了，外物根本撼动不了他们执着的心。

比如制作导弹使用的陀螺仪，很多人将目光放在二频上的时候，高伯龙就已经提出为何不试一试四频。

一般人对于二频还是四频不是很了解，但从字面上就能看出，四频更高级。

但问题是二频都没有出来，就开始琢磨四频，是不是有点异想天开了？

这就相当于没有打好地基，就开始建房子，这可靠吗？

关键当时作为这个领域处于领导者地位的美国，都已经将四频下马了。

这就相当于技术处于世界前列的国家，宣布四频根本就不可靠，或者是以现有的技术根本不可能开发出来，总之就四个字——此路不通。

高伯龙还就是不信这个邪，研究了美国的理论，认为美国在理论上就犯了错误，这才导致他们的研发进度迟迟得不到推进。

就是这么一个执着于真理，而不相信所谓权威的人，带领中国将陀螺仪的研究推进到了世界前列。

今天就来说说这件事。

陀螺仪其实是从一件玩具上发明出来的，这件玩具就是陀螺。

比如放在地上用鞭子抽的地陀螺，公园里玩的空竹等等都是陀螺，或者是陀螺的变种。

世界上最早出现的陀螺是在中国，而且是在公元前5000年的新石器时代就已经出现了。

当然这个时候出现的陀螺，也是运动和娱乐为主，不仅有木头制作的，还有陶质陀螺。

而国外发现时间最远的陀螺，是在距今三千五百年前，还是在伊拉克出现的。

那么娱乐用的陀螺怎么就变成了陀螺仪呢？

因为陀螺这种玩具，它有着很好的定轴性和进动性。

什么是定轴性，简单的说，当陀螺在高速转动的时候，如果它不受外力距的作用，那么在惯性空间中，陀螺的自转轴指向会保持不变。

这个特点非常的重要，只要给出一个方向，那么依据陀螺的这个特性，就不会迷路，这和指南针很相似。

关键指南针还会受到磁场的作用，一旦遇到强磁场影响，指南针会失灵，而陀螺就不用担心这个，只要没有力量干扰，特性不会丢失。

所谓的进动性，当陀螺高速旋转的时候，如果有外力距，而且外力距的方向是除了自转轴以外的方向施加，那么陀螺不仅不会顺着外力距方向运动，外力矩的方向还和转动角速度方向互相垂直。

而这个特性可以对陀螺的角速度和角加速度进行测量，那么将陀螺放在飞机，宇宙飞船等等的飞行器上，同样可以测量这些物体的角速度和角加速度，从而对飞行的漂移进行修正，甚至是跟踪。

对于这个发现，就研发出了陀螺仪，而陀螺仪最早被利用的领域就是航海。

在航海时代，陀螺是被作为记忆空间方位的东西使用的，随着不断的使用，科学家们又发现了陀螺的一些重要原理。

比如1765年，来自俄罗斯的科学家欧拉，对陀螺仪的力学进行了基本理论的解释，而这本书被叫做《刚体绕定点运动的理论》。

其后在1778年，法国科学家拉格朗日在他的《分析力学》中，建立起了重力力矩作用下定点转动缸体的运动微方程组。

这两位科学家对于陀螺的研究奠定了基础。

当然理论归理论，实践归实践。

直到1852年，法国的科学家博科，以这些理论制作了一台验证地球自转的测量装置。

不过可惜的是，他的这套装置失败了，并没有测量出地球的自转角速度，但这次尝试，算是打开了陀螺被应用到工程领域的大门。

这就有了后来的惯性传感器，甚至是执行自动任务的元件。

随着对陀螺的生产和研究，陀螺的更多原理就被研发出来，开始作为控制系统和导航的部件生产出来。

如今作为陀螺的延伸产品陀螺仪，不仅在导弹，甚至是在卫星、机器人制导，导航，控制都是一件非常重要的部件。

现在这个领域已经有了很多的分支，比如转子陀螺，光学陀螺，磁流体陀螺，原子陀螺，微机械陀螺等等。

甚至现在还有处于开发阶段的NEMS陀螺。

简单的了解一下几个类别的陀螺

这种陀螺直到1950年的时候，才被开发出来。

原因也很简单。

陀螺最大的作用是定位，而在定位过程中，最大的阻碍是摩擦力。

上文就提到过陀螺具备定轴性，而这个特性是需要在没有外力矩的作用下，才能展现出来的。

所以将摩擦力为零，这才能利用陀螺的这一大特性。

而1950年的时候，美国和苏联的科学家们才研究了一种叫做单自由度液浮积分陀螺仪的概念。

依据这种概念，这才实现了几乎接近于零的摩擦力力矩。

机械转子陀螺的发明，首先就被引用到了早期的惯性导航系统中。

不过机械转子陀螺的成本很高，不说别的，它的转轴使用的居然是宝石。

而在使用过程中，温度还不是很稳定，需要进行控温。

关键这套陀螺仪的结构非常复杂，意味着需要精细的维护，不然出现的问题会很高，所以民用就不用想了，只能应用到军事领域。

毕竟这种情况意味着巨大的成本。

这种陀螺仪是在机械转子陀螺的基础上研发出来的。

其实动力调谐陀螺和机械转子陀螺几乎是一起诞生的，它就是为了解决机械转子陀螺的缺陷。

比如机械转子陀螺使用了氟油液体，而动力调谐陀螺根本就不需要。

因为机械转子陀螺需要这些液体抵消挠性轴的弹性所引起的弹力，而动力调谐陀螺是利用惯性来抵消这个弹力。

动力调谐陀螺的调谐二字，其实就是因为这个原因才被加入到名字中。

相对来说动力调谐陀螺的成本低，因为不使用油，从密封上再到控温上等等就没有必要进行单独的设计，这样结构简单了不说，使用的材料还少了很多。

与此同时还多出了很多优点，比如体积变小了，重量变轻了，可靠性提高不说，寿命还变长了，启动变快了，功耗还低。

这些优点，让动力调谐陀螺，成为了2000年之前战斗机、舰船、导弹上的不二选择。

不过动力调谐陀螺的发展，已经将机械转子陀螺的升级空间榨干了，到了天花板。

这就开始换赛道，出现了光学陀螺。

陀螺的特性主要是由惯性产生的，而光也是具有惯性的。

这个理论早在1913年就被提出来了，到了1962年出现的气体激光器成了这个领域发展的关键。

所以光学陀螺最早出现的是激光陀螺，而且研制出来的时间，比很多人想象的要早很多，在1963年，由美国的斯佩里公司研发出来的。

在1976年的时候，美国公司又研发出了光纤陀螺。

这两款陀螺仪都属于光学陀螺，原理都一样，不同的地方是传输激光的介质不同，激光陀螺使用的氦氖气体，而光纤陀螺使用的玻璃光纤。

其实上文介绍到的动力调谐陀螺也是美国最先发明出来的。

所以陀螺仪的发展，美国长期以来一直处于世界领先水平。

再往后就是静电陀螺，思路是在1952年美国一所大学的教授提出来的。

在1970年出现成品，并在当时推出了静电惯性导航系统，这套系统往往被装在核潜艇和战略导弹中使用的。

这是人类研发的微电子技术、光学刻蚀技术，以及真空包装技术出现之后，被研发出来的。

很难想象这种陀螺仪是从仪表实验室中走出来的。

主要的应用领域是制导弹药、微型飞行器导航、制导和控制。

不过目前来看这种陀螺仪有着很大的毛病，五十多项的误差。

虽然误差不是错误，错误同样不是误差。

但这种误差是致命的，需要进行标定和补偿。

再有就新原理陀螺，目前还处在实验室中。

有了这些知识，再回头看看高伯龙的陀螺仪研发。

高伯龙出生在1928年，这是一个战乱的年代。

这个年代出生的人，都有一个特点，非常的执着，只要认定了目标，就一定要想办法拿下。

一路走过来，高伯龙的学习成绩一直就很优秀。

小学六年，跳级两次，五年完成学业，断断续续的完成初中学业，在1944年进入到高中二年级读书。

当时日军进犯广西，所以学习了两个月之后，年仅十六岁的高伯龙参加抗战，随同从军的同学徒步前往四川。

抗战胜利之后，高伯龙提出复员，重回学校，在上海中学就读二年级。

仅仅一年之后，就考取了清华大学物理系。

1951年毕业，成为当年两名优秀学生之一。

之后被分配到了中科院应用物理研究所工作。

很坎坷的求学经历。

到了1975年，高伯龙开始负责激光陀螺研究。

这意味着他之前学习的理论物理研究要放弃，转而进入到应用物理研究，虽然两者都是物理，但很多东西都要高伯龙从零开始进行学习。

在这里需要说明一下，六十年代的时候，中国其实就启动了激光陀螺的研究，几乎和美国研究的时间是一样的。

但当时因为中国的工艺水平还是太落后，以至于无法达到研制要求，最终让参与其中的十几家单位都放弃了。

进入到1975年，这才由高伯龙接手进行研发。

所以中国关于激光陀螺的研究可以说是从零开始的，而且从六十年代开始美国对中国的相关技术封锁是非常严格的，得不到外来经验的借鉴。

当然硬要说有借鉴经验，也就是钱学森在1971年写的两张关于激光陀螺简单原理的小纸条。

两张小纸条都是用英文书写，图纸是一个简单的光路图。

而这两张小纸条就成为了激光陀螺研究的所有基础，也被叫做钱学森密码。

在这种条件下，高伯龙成功了，在1978年就研发出了环形激光器实验室样机。

1993年工程化了样机，1994年研发出了首台环形激光器工程样机。

高伯龙带领自己的团队将一个个的难关突破，不仅仅创造了多个中国首次，还将技术拉倒了世界一流水平。

这些事听起来很容易似的，其实过程的困难也只有高伯龙自己知道。

他的这项研究，遭受质疑长达十年。

文章开头的四频和二频之争，以及激光陀螺的基础理论基本为零的现状等等，所以质疑是难免的。

而且在1993年的时候，研发的激光陀螺工程样机的时候，就出现了很多问题。

在这种情况下，被一些专家认为是在浪费钱，应该提早收手就此打住，也就难免了。

当时高伯龙石立下了军令状，一年内一定解决问题。

这才有了1994年中国首台激光陀螺工程样机的出现。

也是在这一年，高伯龙团队研发的号称检测之王的全内腔He—Ne绿光激光器研发成功。

让中国的镀膜膜系技术和技术工艺，得到了一次重大突破，成为美国、德国之后第三个掌握这个技术的国家。

很难想象从1975年到1994年，二十年的时间，高伯龙一直坐着冷板凳，其中需要坚守的信念是多么的执着？

而且这二十年中的后十年，还遭到了质疑，没有这份执着一般人还真就坚持不下来。

与此同时从1984他开始指导培养的博士研究生，虽然只有三十多个，但他们都成为了这个行业的精英人才。

而高伯龙自己也是以身作则，七十多岁的他和年轻小伙子一起干，到了八十岁的时候还熬夜研究。

就是因为有这份执着，让中国在2010年，具备了工程化旋转式惯性系统问世。

如今关于旋转式惯性系统，高伯龙的研究已经成为中国惯性系统的主流。

在医院里最后的三年里，高伯龙床头最多的是各种书，对于他的学生教导最多的是阶段性的成果论文要少发。

而他交给学生的课题，几乎都是激光陀螺研制中最需要攻关的课题，难度很大。

以至于他的学生在进行硕士生毕业论文答辩的时候，被邀请来的专家，还以为这是博士生的毕业论文答辩。