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紀念黃昆先生 精選

已有 2584 次閱讀 2019-11-2 08:25 |個人分類:個人看法|系統分類:觀點評述


紀念黃昆先生

 

今年是物理學家黃昆先生誕辰一百周年,本文是我寫的紀念文章,發表于《自然雜志》2019年第5期。

 

黃昆(1919.9.2-2005.7.6)是著名的物理學家,長期從事固體物理理論和半導體物理學的研究和教學工作,是中國固體物理學和半導體物理學的奠基人之一。今年是黃昆先生的誕辰一百周年,他離開我們已經十四年了。

黃昆出生于1919年,第一次世界大戰剛剛結束,中國作為名義上的戰勝國卻在巴黎和會上遭遇恥辱性的外交失敗。這一年還不是中國歷史上的最低點,此后還有多年的軍閥混戰、日寇入侵、全民抗戰,中國雖大,卻難以放下一張安靜的書桌。

黃昆不幸出生于風雨飄搖、動蕩不安的舊中國,但又有幸出生在一個富裕而有教養的家庭,從小就接受了良好的教育。他在中學打下了數學和英語的深厚基礎,在燕京大學物理系養成了主動學習的習慣。西南聯合大學的條件當然很艱苦,他在那里受到了當時條件能夠允許的最好的科研訓練,還結識了一批當時中國最優秀的老師和同學,比如說吳大猷和周培源,比如說著名的楊振寧。也許可以說,黃昆最初的25年,是在國家不幸的大環境里度過了個人有幸的求學時代。

然后有了一個短暫的時刻,國家和個人都看到了美好的希望。黃昆考取了留英公費生,而抗日戰爭也終于取得了勝利。1945年秋,黃昆來到英國,開始了他的第一次富有成果的科研經歷。他的博士導師莫特(N. Mott)和博士后導師玻恩(M. Born)都是偉大的物理學家,對黃昆今后的學術風格產生了重要的影響,不求泛泛的博學多聞,而是集中精力于自己感興趣的問題。“學習知識不是越多越好、越深越好,而是要和自己駕馭知識的能力相匹配”,黃昆的這段名言也許就發源于這段時期。黃昆自己的研究成果也非常出色,他從理論上預言了稀固溶體中X射線的“黃散射”,建立了描述離子晶體長波光學振動的“黃方程”,還和里斯(Avril Rhys,1926-2013,中文名字是李愛扶)提出了在晶格弛豫基礎上的多聲子光躍遷和無輻射躍遷理論——這個“黃-里斯理論”不僅奠定了固體中雜質缺陷上束縛電子態躍遷理論的基礎,也見證了兩個異國青年男女的愛情。他和玻恩教授合著的經典著作《晶格動力學理論》也主要是在這個時期完成的。在這六七年的時間里,中國的歷史進程是波瀾壯闊,黃昆的個人經歷是風平浪靜,但他們都實現了預期的目標,在各方面取得了豐碩的成果。

這時候,國家和個人再一次看到了美好的希望。1951年底,黃昆回到了祖國,投身于新中國的建設事業中,開始了他在北京大學二十多年的教學生涯。普通物理、固體物理和半導體物理的教學,《固體物理學》的編著,《半導體物理學》的編著(與謝希德合著),占據了他很多的時間和精力。當時正是半導體科學技術迅速發展并向其他高科技領域滲透推進的時代,黃昆參與制定了國家十二年科學技術發展規劃、特別是其中的《發展計算技術、半導體技術、無線電子學、自動化和遠距離操控技術的緊急措施方案》,并擔任“五校聯合的半導體專門化”教研室的主任,與五所大學的三十多名老師一起培養了中國第一批半導體科技的專業化人才。黃昆回國的時候,也許還抱有更大的志向,也許想效仿他的導師莫特,成為科學的領袖。1947年他在寫給楊振寧的信里說,“我們衷心還是覺得,中國有我們和沒有我們,makes a difference。”可惜的是,半導體科技固然重要,但當時的國家百廢待興,大部分科技資源都要投入到更迫切的任務中,比如說著名的“兩彈一星”,中國并沒有趕上半導體科技飛速發展的大潮。然而,生活從來都是這樣,豈能盡如人意,但求無愧我心。

歷史重新回到了正軌。1977年,由鄧小平直接提名,黃昆來到中國科學院半導體研究所擔任所長,開啟了他的第二次富有成果的科研經歷。“老牛亦解韶光貴,不待揚鞭自奮蹄。”在這十幾年的時間里,黃昆推進了中科院半導體所的科研工作乃至提高全國半導體物理研究的學術水準:重新召開兩年一度的“全國半導體物理學術會議”,在全國倡導半導體超晶格微結構的研究,籌建半導體超晶格國家重點實驗室,等等。他還再次投入到科研活動中,重新研究了多聲子無輻射躍遷過程,澄清了該領域30年來的一些混亂情況,建立了相應的“絕熱近似和靜態耦合理論”;他在半導體超晶格物理學的一些專門領域里做出了優秀成果,特別是和朱邦芬合作建立的關于半導體超晶格中光學聲子模式的“黃-朱模型”,重新取得了國際性的學術聲望。現在看來,以他年輕時的抱負,晚年的余暉,如果在年富力強的時候遇到更好的環境,黃昆肯定可以做出更加杰出的學術和其他方面的貢獻……但無論國家還是個人,都走了一些彎路。

在人生最后的十幾年里,黃昆過著平靜和幸福的生活。他還經常來上班,因為他是半導體所的名譽所長,那時候也沒有院士退休的制度。帕金森病影響了他80歲以后的生活,但并沒有影響他和李愛扶的金婚紀念。黃昆獲得了很多榮譽,包括2001年的“中國最高科學技術獎”,這不僅僅是肯定他為時不長但成果豐碩的學術研究經歷,更多是認可以他為代表的一代科學家對中國半導體科技事業的無私奉獻,也許還包含了國家對半導體科學技術能夠進一步推動國民經濟和國防建設的期望。

黃昆出生的時候,中國正處于救亡圖存的關鍵時刻,“神州陸沉、百年丘墟”很可能重演甚至更糟,當年爆發的“五四運動”是舊民主主義革命和新民主主義革命的分水嶺。黃昆的成長環境和他的人生選擇使得他沒有成為像費曼(R. Feynman, 1918-1988)或者楊振寧那樣偉大的物理學家,但是他把一生貢獻給了中國的半導體科技事業,確實做到了“make a difference”,雖然并不一定達到了他當年的期望。畢竟有那么一句話,“一個人的命運當然要靠自我奮斗,但是也要考慮到歷史的進程。”

在紀念黃昆先生誕辰一百周年的時候,正是中華民族偉大復興的關鍵時刻,中國的經濟發展從來沒有像現在這樣迫切地感受到半導體科技的重要性——中興事件和華為事件,時刻提醒著我們在半導體科技以及產業領域還很落后。以黃昆為代表的幾代科技工作者盡到了最大的努力,在艱苦卓絕的條件下培養了一批批的新生力量、保證中國沒有徹底掉隊,他們完成了自己的任務,今后的發展需要現在和未來幾代的科技人員,因為每一代人都有自己的任務,“如果人生真有意義與價值的話,其意義與價值就在于對人類發展的承上啟下、承前啟后的責任感。”




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