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【物理巨人】科苑中的一棵常青樹(shù)——記固體物理學(xué)家黃昆教授



1985年盛夏的一天,中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)、半導體研究所名譽(yù)所長(cháng)黃昆教授收到第三世界科學(xué)院院長(cháng)、國際理論物理中心主席薩拉姆教授發(fā)來(lái)的一封電報,電文如下:“黃昆教授,我榮幸地通知您,在7月7日舉行的全體大會(huì )上,您已被選為第三世界科學(xué)院院士,僅致良好的祝愿?!秉S昆教授已經(jīng)不是第一次接受這樣的榮譽(yù)了。1980年,他被選為瑞典皇家科學(xué)院外籍院士,他是這個(gè)以評選諾貝爾科學(xué)獎而聞名于世的科學(xué)院中唯一的中國科學(xué)家,作為一位對于固體物理學(xué)做出卓越貢獻的科學(xué)家黃昆教授來(lái)說(shuō),接受這些榮譽(yù)也是受之無(wú)愧的。



○ 2001年與王選共同獲最高國家科學(xué)技術(shù)獎


早在青年時(shí)代,黃昆就以固體物理學(xué)中的重要成果“黃散射”、“黃-佩卡爾理論”、“黃方程”以及與近代物理學(xué)大師M.波恩合著(zhù)《晶格動(dòng)力學(xué)》一書(shū)而聞名于國際物理學(xué)界。


新中國成立不久,1951年黃昆由海外歸來(lái),按照事先的約聘任教于北京大學(xué)。1977年11月出任中國科學(xué)院半導體研究所所長(cháng),1983年任名譽(yù)所長(cháng)。三十五年中,黃昆教授嘔心瀝血為新中國培養和造就了一批又一批的物理學(xué)家,同時(shí)也繼續研究固體物理學(xué)中一些重要而基本的問(wèn)題,在晶格弛豫和多聲子躍遷理論方面不斷做出新貢獻?,F在年近古稀的黃先生,仍然孜孜不倦地勤奮工作著(zhù),不斷思考著(zhù),指導許多研究課題的進(jìn)行,還親自動(dòng)手做具體計算,在科學(xué)道路上永不停歇地攀登。作為他身邊的科研人員和學(xué)生,我們都深深地為之感動(dòng)。

我們贊美他——科苑中的一棵常青樹(shù)。




嚴謹的學(xué)風(fēng)





黃昆生于1919年,自小勤奮好學(xué),天賦又高,學(xué)習成績(jì)很優(yōu)秀。在燕京大學(xué)物理系學(xué)習時(shí),就喜歡和同學(xué)討論問(wèn)題,并時(shí)有獨到的見(jiàn)解。1941年,他來(lái)到昆明西南聯(lián)大任物理系助教,1942年考上該校物理系研究生,導師是著(zhù)名物理學(xué)家吳大猷教授(現任臺灣“中央研究院”院長(cháng))。當時(shí)云南雖然是抗戰后方,生活和工作條件十分艱難,而西南聯(lián)大人才云集,學(xué)術(shù)空氣極為活躍,隨吳大猷先生工作,對黃昆以后從事固體物理的研究有著(zhù)深遠影響。


1945年黃昆到英國柏雷斯托爾大學(xué),做了莫特教授的研究生。莫特教授當時(shí)已是國際上著(zhù)名的固體物理學(xué)家,他對許多物理現象有獨到的見(jiàn)解,在物理學(xué)不少方面做了開(kāi)創(chuàng )性工作。莫特教授有很深的洞察力,善于在錯綜復雜的現象中抓住本質(zhì),強調物理模型、物理思想,用簡(jiǎn)潔的方法把主要問(wèn)題概括出來(lái)。黃昆在莫特教授的影響下,在多年的研究實(shí)踐中,形成了獨特的治學(xué)風(fēng)格。


黃昆作為一個(gè)理論物理學(xué)家,對實(shí)驗一直懷著(zhù)極大的興趣和關(guān)注。實(shí)驗中發(fā)現的問(wèn)題,從理論上進(jìn)行研究,做出深刻的結論。他的絕大部分理論創(chuàng )造,都是從具體實(shí)驗現象的矛盾出發(fā)、分析前人工作中的問(wèn)題,緊緊抓住問(wèn)題的核心進(jìn)行深入的理論研究,從而得出一般性的、物理上有創(chuàng )新性的概念,發(fā)展新的理論。他不贊成脫離實(shí)驗閉門(mén)造車(chē)式的理論研究,也不贊成用過(guò)于繁瑣的方法而陷于教學(xué)公式之中。但是在具體的計算中,他又十分仔細,十分嚴謹,每個(gè)公式都要認真推導和反復計算。他善于用簡(jiǎn)單明確的模型方法去解決復雜的問(wèn)題,而這正是建立在他的精深的學(xué)術(shù)思想的基礎之上的。如處理與晶格弛豫有關(guān)的多聲子過(guò)程理論的方法,事實(shí)上是多年之后物理學(xué)上才明確提出的動(dòng)力學(xué)時(shí)對稱(chēng)破缺有聯(lián)系的。電磁基元問(wèn)題,多頻模型也都是用簡(jiǎn)單明確的模型得出非常重要的結論。



○ 1974年,黃昆、鄧稼先、黃宛、周光召、楊振寧(從左至右)在一起


黃昆強調基礎知識的重要性,但反對脫離實(shí)際漫無(wú)邊際地“打基礎”,他特別強調研究工作的主動(dòng)性,主張獨立思考,對問(wèn)題做出自己的判斷。他自己就不迷信權威和文獻,對所研究的問(wèn)題常常獨立地從最基本的概念開(kāi)始研究。


對待學(xué)問(wèn),黃昆教授是那樣的認真,對任何一個(gè)未深入理解的問(wèn)題或觀(guān)點(diǎn),從不輕易放過(guò)。每次講課都做認真的準備。對待研究成果都經(jīng)過(guò)反復審核,對自己的論文可以說(shuō)是字斟句酌。因此,他的著(zhù)作能經(jīng)得起時(shí)間的考驗。


黃昆教授是一位有聲望的科學(xué)家,但在研究集體內是提倡和發(fā)揚學(xué)術(shù)民主的典范。他極力提倡開(kāi)展各種學(xué)術(shù)活動(dòng),和實(shí)驗工作者及年輕的科學(xué)工作者一起討論,是他最喜歡的科學(xué)活動(dòng)。對于有爭議的問(wèn)題,在沒(méi)有完全弄清楚之前,他絕不輕易下結論。他不迷信權威,但卻非常重視做出重要成果的年輕人。他說(shuō),一個(gè)研究所能否辦好,與補充有朝氣的優(yōu)秀青年有很大關(guān)系。他對自己指導的研究生,在每一個(gè)環(huán)節上都嚴格要求,極端負責。他的第一個(gè)博士生是本文作者之一王炳燊,1985年以?xún)?yōu)秀的成績(jì)和有價(jià)值的研究論文通過(guò)了答辯。另一名在他指導下的碩士研究生楊桂林在獲得學(xué)位不久,就取得了一項重要成果,他的論文在美國中西部固體物理年會(huì )上被評為優(yōu)秀論文第一名。


黃昆教授除了榮任瑞典皇家科學(xué)院外籍院士和第三世界科學(xué)院院士外,1984年應美國斯諾基金會(huì )邀請,作為該會(huì )第一個(gè)物理學(xué)教授去美國講學(xué),為表彰他在學(xué)術(shù)上的功績(jì),圣瑪利亞大學(xué)授予他“第二屆理論物理弗雷曼獎”,中美洲州立大學(xué)協(xié)會(huì )授予他“卓越的外國學(xué)者”稱(chēng)號。他還榮獲中國科學(xué)院自然科學(xué)三等獎(1957)和一等獎(1984)。面對這些榮譽(yù),黃昆總是謙虛的說(shuō):“我是一個(gè)普通的科學(xué)工作者,沒(méi)有什么神奇和驚人的地方?!彼?jīng)常告誡大家,一個(gè)科學(xué)工作者對自己的工作應有謙遜的態(tài)度。因為科研工作需要靠互相交流來(lái)發(fā)展和積累,這就需要謙遜的態(tài)度、實(shí)事求是的態(tài)度。不能隨意夸大,更不能弄虛作假。評價(jià)成果首先要由他人來(lái)坐,有歷史來(lái)作,不需要自己大吹大擂。





忘我的開(kāi)拓精神





黃昆教授是我國高等教育中固體物理學(xué)和半導體物理學(xué)兩門(mén)課程的主要創(chuàng )始人。1951年回國后,為了培養這方面急需的科技人才,他中斷了自己取得卓越成就的固體物理研究,全力投入教學(xué)工作。1953—1954年,他第一次在我國系統地介紹了近代固體物理的基本理論和各分支的基本知識,后來(lái)在北京大學(xué)正式開(kāi)設了這門(mén)課程。1965年編寫(xiě)了高等學(xué)校教學(xué)參考書(shū)《固體物理學(xué)》。


四十年代末,晶體管的發(fā)明導致半導體學(xué)科的飛速發(fā)展,而作為半導體學(xué)科理論基礎的半導體物理學(xué),當時(shí)在國際上還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的教科書(shū),黃昆第一次在我國組織開(kāi)設這門(mén)課程,并親自主講。1956年,他參加了“十二年科學(xué)技術(shù)長(cháng)遠發(fā)展規劃”的制訂工作。接著(zhù)開(kāi)辦的北京大學(xué)、復旦大學(xué)、吉林大學(xué)、南京大學(xué)和廈門(mén)大學(xué)五校聯(lián)合半導體物理專(zhuān)門(mén)化專(zhuān)業(yè)就是實(shí)施“規劃”的重要舉措之一,由黃昆任主任,謝希德任副主任,這是我國半導體科學(xué)事業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要開(kāi)端,它不僅創(chuàng )立了從理論到實(shí)驗的一些列課程,而且培養了一批發(fā)展我國半導體科學(xué)事業(yè)的骨干力量。1958年,黃昆與謝希德合著(zhù)的《半導體物理學(xué)》一書(shū)問(wèn)世,他是我國半導體科學(xué)發(fā)展中最早最重要的理論著(zhù)作,當時(shí)在國際上亦屬前沿。


在北京大學(xué)任教二十多年中,黃昆教授還親自指導培養了一批研究生?,F在活躍在固體物理學(xué)的科研和教學(xué)上的許多中年科學(xué)家,如秦國剛、甘子釗、夏建白、任尚元等,都是當年黃昆教授的研究生。


1977年,科學(xué)的春天回到祖國大地,為了振興我國的科學(xué)事業(yè),黃昆教授調任中國科學(xué)院半導體研究所所長(cháng)。他在組織全所科研工作、完成國家科研任務(wù)的同事,十分重視全所的科研和學(xué)術(shù)水平的提高。1978年,他親自給研究人員講授半導體能帶理論,對有關(guān)研究人員的理論水平的提高有極大的幫助。并在他的影響下,半導體所近年來(lái)組織和培養起一個(gè)理論與實(shí)際結合的學(xué)術(shù)水平不斷提高的、學(xué)術(shù)氛圍開(kāi)始活躍起來(lái)的半導體物理研究集體。


二維電子氣是當前國內外一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域,半導體所也在樣品、實(shí)驗工作方面邁出了可喜的一步。黃昆教授想到研究人員迫切需要掌握二維電子系統的理論,否則很難做出第一流的工作。于是,他率先做了探索之后,很快就開(kāi)設了“調制摻雜異質(zhì)結的量子霍爾效應”講座,以他特有的深入淺出、概念明確和自成體系的風(fēng)格,把研究人員領(lǐng)到當前國際上研究的最前沿。


身為一所之長(cháng),黃昆教授始終堅持在研究第一線(xiàn)?!抖嗦曌訜o(wú)輻射躍遷的絕熱近似和靜態(tài)耦合理論》這篇很有價(jià)值的論文,就是他在1980年完成的。論文證明了在糾正無(wú)輻射躍遷過(guò)程中Condon近似實(shí)際上包含的微擾處理上的錯誤之后,出發(fā)點(diǎn)很不相同的絕熱近似和靜態(tài)耦合理論在一階躍遷過(guò)程中是等價(jià)的,澄清了多年來(lái)的一些帶根本性的疑難問(wèn)題。在此之后,國際上又出現了一批文章,從不同角度得出了相同的結論,也引出了需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。1983年,他又結合我國學(xué)者賈唯義的有關(guān)實(shí)驗,與顧宗權一起發(fā)展了無(wú)輻射躍遷理論計算的多頻模型,提出了聲子統計分布,它揭示了多聲子躍遷理論的一個(gè)新的方面。過(guò)去理論主要是計算電子躍遷幾率,而黃昆和顧宗權提出的聲子分布律,實(shí)際上是闡明在多聲子躍遷中發(fā)射了哪些聲子。因此,可以說(shuō)是從一個(gè)新的方面發(fā)展了多聲子理論。


最近,黃昆教授又把主要精力轉向國際上正在迅速發(fā)展的半導體超晶格、量子阱及二維電子氣等問(wèn)題。 




高尚的品德





黃昆教授與1959年參加了中國共產(chǎn)黨。在他身上,杰出的科學(xué)家和優(yōu)秀的共產(chǎn)黨員的高尚品德是不得分離的。黃昆不為名、不為利,一心一意為國家科學(xué)的發(fā)展、人才的培養而創(chuàng )造性的辛勤勞動(dòng),退居二線(xiàn)任半導體所的名譽(yù)所長(cháng)后,仍為課題的方向、選題以至具體研究方案做具體指導。工作出了成果,中青年工作人員寫(xiě)好的論文稿,他一次又一次地修改審閱,然而,只要主要工作不是他親自做的,他絕不同意在文章上署名。其實(shí)有不少研究成果報告都是經(jīng)他指導的。



○ 1984年做學(xué)術(shù)報告


他思考問(wèn)題,總是從全局利益和合理布局出發(fā),不為本單位、本部門(mén)謀取不合理的經(jīng)費和設備。討論研究經(jīng)費時(shí),他堅決大手大腳浪費國家的有限的科研經(jīng)費。他說(shuō)做基礎研究,花了錢(qián)就應該相應在科學(xué)上做出貢獻。這些話(huà)是值得我們深思的。


青年時(shí)期就做出了卓越的科學(xué)貢獻,中間時(shí)期獻身于祖國的教育事業(yè)的黃昆,現在已經(jīng)是一位桃李滿(mǎn)天下的白發(fā)的老人了,但是他的心永遠是年輕的,他仍然孜孜不倦地在學(xué)習,在思考,在討論,在發(fā)現……。


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