从西南联大物理系“三剑客”之一,到中国半导体先驱|追忆黄昆院士

核心提示1977年,邓小平同志亲自点名,让他担任中国科学院半导体研究所所长。在国际物理界沉寂了近30年后,他又重新在科学界活跃了起来,开始了自己研究生涯中的第二个“黄金时代”。当面对“谁对您的一生影响最大?”的问题时。他语出惊人“我自己对自己影响最

1977年,邓小平同志亲自任命他为中国科学院半导体研究所所长。在国际物理学界沉寂了近30年后,他再次活跃在科学界,开始了他研究生涯的第二个“黄金时代”。

当面对“谁对你的人生影响最大?”当问题。他语出惊人,“我对自己的影响最大。”“像我这样思考,不需要多少天赋也能做好。”

如此坦率的科学家,他是谁?

他就是中国半导体技术的奠基人,中国科学院院士,世界著名的物理专家——黄昆。

01

就读于国立西南联合大学,物理系“三剑客”

黄昆,1919年出生于浙江嘉兴。高飞,母亲是北京女子师范大学,认真,对黄坤少年时期的成长影响很大。

1941年,黄昆从燕京大学毕业。第二年,他考取了西南联大理论物理系的研究生,师从著名物理学家吴大猷。在西南联大,黄昆、杨振宁、张守廉睡在同一个班,他们被称为物理系的“三剑客”。

1941年,黄昆从燕京大学毕业。来源:新华社

“我人生中最重要的一年,不是在美国做研究,而是和黄昆一起生活的那段时间。”几十年后,诺贝尔奖获得者杨振宁仍然记得黄昆的严肃。

当时黄昆和杨振宁都是二十出头,学习和思维方式都不一样。他们总是喜欢谈论这个世界,互相竞争。黄坤总是把话题引向极端,引发无休止的争论。

有一次,为了理解量子力学中“测量”的含义,他们从早到晚地讨论。最后,上床后,他们又起床,点上蜡烛,翻看权威数据,平息争论。

这些争吵和讨论影响了他们的生活。“正是这些争论,让我感受到了科研。”杨振宁说。

但黄昆谦虚地说:“杨振宁思想活跃,观点深刻。和他接触是一件非常愉快的事。总的来说是片面的。我从他身上吸收了很多。”

02

留学,固体物理领域的“新星”

1945年,黄昆赴英国深造,师从后来获得诺贝尔物理学奖的著名理论物理学家莫特教授,攻读固体物理学博士学位。

1947年,黄昆在固体物理领域首次亮相。他提出了固体中杂质缺陷引起X射线扩散的理论,这种现象后来在国际上以黄昆的姓氏命名为“黄-漫散射”。

黄昆开创性的理论研究引起了量子力学创始人之一、诺贝尔奖获得者梅克斯·玻恩的注意。他邀请黄昆到爱丁堡大学做交换学者,把一份几十年前完成的晶格动力学的手稿框架交给黄昆,希望黄昆用当时物理学的最新成果重写。

牛津大学出版社1954年出版的晶格动力学理论及其北京大学出版社出版的中译本来源:中国科学院半导体研究所。

1954年,黄昆和玻恩合著的《晶格动力学理论》发表。本书以严谨的论述系统地概括了固体物理学中最基本的领域,并以一系列创造性的工作完善和发展了这一领域,成为这一领域的第一部权威专著和标准参考书。直到现在,这本书仍然是国际公认的权威著作。

玻恩在这本书的序言中提到,“这本书的最终形式和写作基本上应归功于黄昆博士。”在给爱因斯坦的一封信中,这位诺贝尔奖获得者曾说,“手稿的内容现在已经完全超出了我的理论。我很高兴知道年轻的黄坤以我们俩的名义写了什么。”

03

“中国有我们,没有我们,会有所不同”

1951年,完成《晶格动力学》手稿的黄昆收到了他的老师饶裕泰的一封信,邀请他去北京大学物理系当教授。归心似箭的黄坤谢绝了博恩教授的再三挽留,决定立即回国。从那以后,我已经从教26年了。

黄昆一直认为,中国要发展科学,融入世界轨道,走在前面,就必须有莫特这样的导师,他就是“百万大敌”。他曾在给杨振宁的一封信中写道:“每次我看到莫特的影响,我都能感觉到。真的是所谓的‘万人敌’。他从早到晚从不充分利用。”“我们仍然真诚地认为,中国有我们,没有我们,都会有所不同。”

回国后,黄昆全身心地投入到中国的半导体事业中,并取得了丰硕的成果。

1956年,参与制定《国家十二年科技发展规划》中“发展计算技术、半导体技术、无线电电子、自动化和遥控技术的应急措施计划”。

1958年与谢希德合作完成专著《半导体物理学》,由科学出版社出版。四年后,两人共同提出了加强我国固体能谱基础研究的建议。

1963年至1966年,在国家科委的领导下,黄昆提出了加强基础研究的思想,在北京大学固体物理领域率先组织了固体能谱研究。他建立了实验室和研究室,并成为北京大学固体能谱研究室主任。

……

1974年,黄昆、邓稼先、黄宛、周、等参观颐和园时合影。来源:新华社

04

邓小平两次提议成为半导体研究所的所长。

1975年,邓小平同志提议让黄昆担任中国科学院半导体研究所所长。后来由于种种原因,没有实现。

两年后,在全国科教工作座谈会上,邓小平同志问起黄昆的近况。当他得知黄昆仍在北大电子仪器厂工作时,再次主张任命黄昆为半导体研究所所长。

就这样,年近六旬的黄坤来到了中科院半导体所。

黄昆任所长期间,不仅调整了半导体研究方向,重组了研究团队,还加强和建立了半导体研究所半导体物理研究团队。与此同时,他也迎来了自己科研的“第二春”。

1980年后,黄昆开始关注前沿研究理论。他凭借渊博的知识和学术敏感性,简化了量子阶空空穴能带的计算,成功导出了量子阱中激子的旋量态。

1985年发现超晶格的拉曼散射理论不能解释光振动模式的拉曼光谱选择规律。与黄昆同事合作,基于“旧的”黄方程和“新的”超晶格电子态理论,发表了超晶格拉曼散射的微观模型理论。

该模型不仅正确解释了选择规则,而且揭示了界面模式的物理本质。被广泛认为是超晶格拉曼散射领域的最佳理论,被誉为“黄-朱模型”。

在他的主持下,半导体所的半导体超晶格研究在世界上占有一席之地,其中拉曼光谱研究水平进入世界先进行列,低维结构研究处于世界前列。

05

“我没有‘画虎随猫’的习惯。”

与黄昆长期合作的朱邦芬院士回忆说,黄昆每次研究一个问题、审阅一篇论文,都喜欢“从第一原理出发”,即不看已有的文献,独立地从最基本的概念出发。

这种自主学习和研究的习惯是在他的中学时代养成的。黄坤回忆说,他上中学的时候,在叔叔的要求下做数学题。因为忙着做题,他很少去看书上的例题。“这个偶然的情况影响深远,以至于我没有培养出‘画虎为猫’的习惯。”

黄昆认为,对于科研工作者来说,“一是学习知识,二是创造知识。归根结底在于创造知识。”谈到创新,他说:“我读的文学比较少,因为很容易被牵着鼻子走,成为书本的奴隶。对我来说,创造自己的东西,接受别人的看法,要困难得多。向别人学习很难,一旦掌握了线索,知道怎么做,工作就会进展顺利。”

“我喜欢与众不同,不喜欢随大流。如果你跟着大家走,那就没有意义了。”正是这种学术风格,使得黄昆在学术上屡屡攻城掠地。以他命名的一系列“黄”理论就是例证。

黄昆院士资料来源:中国科学院物理研究所

2001年,黄昆获得国家最高科学技术奖。当初得知学院会推荐自己时,黄坤说自己早年做过一些工作,但年纪大了,不能给他这样的最高荣誉,应该考虑其他更合适的人。为此,他亲自给郑主任写了一份书面意见,表达了自己的想法。

研究所给黄昆做了解释,推荐他申请国家最高科学技术奖。那不是个人行为,而是组织决定,是中科院的决定。最后,黄坤成功获奖。

2005年7月6日,黄昆在北京逝世,享年86岁。

“漂洋过海,迎赵辉,心系祖国,视名利如粪土;勇攀高峰,历尽艰辛,与中国同乐。我很高兴听到我的弟子和孙子们都尽了最大的努力。”这是黄昆对中国教育和科技事业矢志不渝的写照。黄昆院士治学严谨,淡泊名利,对祖国和事业始终怀有一颗赤子之心,是值得每一个中国人尊敬的国家脊梁。

 
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