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monowolf铁杆木虫 (著名写手)
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【物理】黄昆-从"跛腿生"到固体物理学泰斗
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黄昆院士走了，于2005年7月6日16时18分在北京病逝，全球物理学界受到震动。从“黄漫散射”到“黄方程”，从“黄-里斯因子”到“玻恩和黄”，以至“黄-朱模型”，黄昆院士在固体物理学发展史上建树颇丰。 “渡重洋迎朝晖心系祖国傲视功名富贵如草芥，攀高峰历磨难志兴华夏欣闻徒子徒孙尽栋梁。”这副北京大学物理系师生送给黄昆先生的寿联，如今变成了挽联。不，黄昆院士没有走，他的风范与他所创造的学术高峰同在！ 黄昆院士在世界学术界赫赫有名，真正说得上是重量级科学家，然而国内普通民众绝大多数于他一无所知，我也仅仅是从那次国家科学技术奖励大会后，才耳闻黄老的大名及其卓越的功勋。记得2002年2月7日上午，经过近一个星期的预约，我终于有机会叩访固体物理学泰斗黄昆先生。此前，黄昆只接受了新华社、人民日报社等10多家新闻媒体30分钟的集体采访，他能接受我的专访我自然十分荣幸。 一向低调的他，历来忌讳受访宣传。在见到这位国家最高科技奖获得者之前，很多人向我发出了善意的“警告”———“莫去讨没趣，人家没工夫，也不喜宣扬。”可幸的是，在访谈中他是那么配合，拿着采访提纲，他极为认真。我暗暗庆幸自己走运，面对面感受了大师风范。这位功勋卓著的大科学家，在我眼里又是一位普普通通、十分平易近人的慈祥老人。办公室不大，陈设简单，几个人在一块儿办公。他的办公桌上除去老花镜以及一个已经掉了瓷的白搪瓷水杯外，满满地堆的都是学术著作。书柜里，卢嘉锡为他题写的“业绩辉煌硕果累累”及周光召题写的“科学先驱”几个大字，在并不宽绰的办公室极为抢眼，似乎一下子让室内开阔、灿烂起来。 ■“我把黄昆的书像圣经一样放在书桌上” “科技奖的设立，更加突出地表现了国家对科技的高度重视，体现了尊重人才、鼓励创新的良好政治氛围。奖励虽说是给我个人授予的，但是其意义是在于广泛地激励科技工作者，我相信将会大力推进科技进步与创新，也有利于优秀科技人才的脱颖而出。”谈起获奖，黄昆那平静的口气中掩饰不了内心的喜悦，然而他认为在这些年里获过的许多荣誉中，最令他引为自豪的并不是这次最高科技奖，“屡次获奖，在我心目中，1995年获的陈嘉庚物理奖在我思想上特别看重。因为这个奖的评选委员会是学部常委，是同行给的，为此，我特别看重，别的奖我不太了解。这次获奖，当然高兴，毕竟是国家最高奖，但获奖给我麻烦不少，要占用我好多时间与精力，比如像你们记者访问，我无可奈何。”话语中，我似乎看到了一位平实而不失诚恳的老人那直言不讳、纯朴务实的学者风范。 “按我自己的评价，这次得以获奖的工作中，我在33岁以前开始进行的工作占了大部分，60岁以后的情形是一方面。”的确，黄昆院士早年开创的一些工作在学科发展中的影响已经得到确立，以后开展的研究仍旧得益于早期的工作。从“黄漫散射”到“黄方程”、“黄-里斯理论”，从1945年到1951年，在英国求学、工作的五六年间，黄昆焕发出蓬勃的生命力，接连取得创新性的重大成果。 曾与黄昆院士在一个研究室工作过的朱邦芬教授在谈到黄老年轻时期的求学之路时说：1945年8月，黄昆到英国布里斯托大学做了莫特的博士研究生，曾于1977年获诺贝尔物理学奖的莫特当时已是国际上著名的理论物理学家，他对许多物理问题有很深的洞察力，善于透过错综复杂的表面现象去把握本质，倾向于用简单的物理模型方法解决问题而不主张借助复杂的数学推导。莫特对黄昆学术风格的形成起了决定性的作用，使黄昆“避免了在数学公式里绕圈子的这种弯路，并且懂得重视实践和理论的联系”。在两年的研究生学习期间，黄昆先后完成了三篇论文，对后来物理科学的发展都深有影响，其中，第一篇论文提出了杂质或缺陷引起的漫散射，即后来被称的“黄漫散射”。 “现在想来，我在科学研究的方向选择上是非常幸运的。选择莫特做导师，也就选择了将固体物理作为自己的研究方向，这门学科当时才刚刚形成。”采访中，固体物理学一代宗师黄昆一再表示自己适时把握了成才的机遇，“其实，早在西南联大时有一位英国教授给联大捐赠了一大批英国出版的科学书籍。我对这批书很感兴趣，引起我注意的是莫特先生的几本书，使我感到他的学识之渊博、研究领域之丰富。基于此，我到了布里斯托大学做了莫特的研究生。” 黄昆的一生和诺贝尔奖大师紧密相连，从英国布里斯托大学到爱丁堡大学，再到利物浦大学，从诺贝尔奖获得者莫特教授到玻恩教授，黄昆的第一个“黄金时代”到来了。物理学大师玻恩是量子力学的创始人，也是晶体原子运动系统理论的开创者，早在第二次世界大战期间，玻恩就打算从量子力学最一般原理出发，写一部关于晶格动力学的专著，但战后因忙于他事且年事已高，此事一度搁置。1947年5月中旬，黄昆来到了爱丁堡大学玻恩教授处短期工作，工作中玻恩发现黄昆熟悉这门学科，且有深邃见解，便将完成用量子力学阐述晶格动力学理论的《晶格动力学》专著的重任交给了黄昆，同时交给他的还有玻恩的一些残缺不全的旧手稿…… “我觉得这是个发挥聪明才智的极好机会，乐于从命。”黄昆从1948年开始，在4年时间内不仅以严谨的论述和非常清晰的物理图像对这个固体物理学中的最基本领域进行了系统的总结，而且还以一系列创造性的工作发展和完善了这个领域。“写这样的书非同儿戏，有一段时间，我同玻恩教授为要不要在点阵动力学的系统推导之前加上基本导论性的三章发生了争论……后来，他让步表示同意我的想法。”谁也没想到，黄昆当初写进的内容在1960年激光发现以后，一一被实验证实，由此，奠定了他在固体物理学领域的权威地位。让人深感惊讶的是，玻恩这位诺贝尔奖获得者也不得不伸出了大拇指，他在给爱因斯坦的信中说：“书稿内容现在已经完全超越了我的理论，我能懂得年轻的黄昆以我们两人的名义所写的东西，就很高兴了。” 这部书问世后，多次再版并一再重印，且被译成多国文字。1985年发行了第三版，此次出版在封底特意加了一段评价，说：“玻恩和黄昆关于晶格动力学的主要著作已出版30年了。当年，本书代表了该主题的最终总结，现在，在许多方面。该书仍是该主题的最终总结。”事实上确实如此，几十年来，这本书一直作为晶格振动及其相关效应如拉曼散射、瑞利散射、红外光谱、比热和弹性等理论的经典著作，成了几代科学家的入门指导书和必备参考书。1979年英国剑桥大学科学委员会主席R.J.Elliot曾在一个报告会上说：“我是在学习玻恩和黄昆合著的《晶格动力学理论》一书并受到教益和启发以后，才开始研究晶格动力学的。”在将近半个世纪后，牛津大学出版社把它列入了“牛津经典物理著作丛书”，并有国外专家称“我把黄昆的书像圣经一样放在我的书桌上”。 ■中学时是个“跛腿生” 一般而言许多著名科学家在少年，甚至童年就显示其天赋，然而，黄昆却自认为他属于智力发育滞后的类型。在谈及现在中小学生的负担太重问题时，黄昆以切身经历为例，认为小学学习不必要求太高，但中学打的基础却会影响一个人一辈子。 黄昆回忆自己小学阶段，除去很早就识字，在小学时期常读小说和学会加减乘除之外，似乎没有学更多的知识。“在上海光华小学五年级还没读完，我随家搬迁回到了北京，暂住在伯父家，并插班就读于燕京大学附中初二。伯父见我课后很空闲，便询问原因。我说，老师交待的数学作业都已完成。伯父说，那怎么行，数学课本上的题全都要做。于是，我就这样做了，从此我的数学课一直学得很好，并产生了浓厚的兴趣。忙于做题，我很少去看书上的例题，这于我有着深远影响，使我没有训练出‘照猫画虎’的习惯。”半年后，黄昆转学到通县潞河中学，但那良好的学习习惯延续下来了，并带动了其他学科的学习。他的英文挺棒，初中阶段便能阅读英文小说。 黄昆是学习上的优等生，除语文课外，他的高中三年学习总成绩始终保持在全年级之首。“语文课没有学好，到高三时已接近不及格的边缘。老师出作文题，我不是觉得一句话就解答了，就是觉得无话可说。这可影响我一辈子啦！报考清华大学、北洋工学院，都明显是由于语文成绩太差而未被录取。”也难怪黄昆在1944年参加留美留英两项考试时，留美考试中语文考试只得了24分而最终落选，留英考试中作文只写了三行便再也写不下去，只好就此交卷，居然被录取曾使他大吃一惊。“原来，是考官眼界很高，打分又很讲究，分距拉得不开，让我捡了一个便宜。” ■如饥似渴吮吸物理精华 1937年，黄昆经保送进入燕京大学物理系。“系里课程设置门类较少，内容也较浅，但我学习比较主动。当时国内量子力学尚被视为一门新鲜深奥的学问，在三、四年级我便完全通过自学图书馆里仅有的几本有关书籍，初步掌握了量子力学的基础，为以后开始进入科学研究领域创造了有利的条件”。“上实验课，老师严格要求基本操作要正规化，并亲自演示。在这里，我接受了最初的科学实验的基本功和工作态度的训练，真培养了我严肃、严格、严密的科学学风及自己实践的动手能力”。 大学期间，黄昆有幸遇上了一位刚从剑桥大学毕业不久的英国教师赖普鲁教他的微积分课。赖普鲁不仅是一位讲课十分出色、课后谆谆教导的好老师，而且亲自组织尖子生成立了一个课外研究小组———研究内容包括这位老师自己也不懂而想学的新知识，如相对论、量子力学及矩阵数学。“虽然大家最终都没有学懂相对论，但我从中学到了矩阵代数的基本知识，对以后学电子力学很有用。”黄昆院士说这期间更重要的是，活动使他的思想超越了上课学知识的框架，开始感受到活的、生动的科学研究和发展，激发了自己对科学的强烈爱好和炽热追求。1941年，黄昆出色完成了大学学业，并荣获燕大颁发的“金钥匙”最高荣誉奖励。 继而，黄昆考取西南联合大学物理系研究生，师从著名物理学家吴大猷。在这里，他不但听许多物理系高年级课程，还选学数学系多门课程，感觉得益不少，大开眼界。在这里，学术讨论风气盛行，使得从小便酷爱争论的黄昆有了一个争辩的天地。喝茶中，谈天说地，争论不休。正是通过学术讨论与课外无数次的辩论，黄昆同杨振宁、张守廉等真正地认识了彼 此，从此结下了长达半个多世纪的深厚友谊。 “一生于我影响最大的人是杨振宁，尽管那时相处的时间比较短，但对我影响很大。我跟杨振宁在西南联大的时候，是我生活最愉快、最高兴的日子，是生活最丰富的时期。”那时的黄昆和杨振宁都年方二十出头，同住一屋，都喜欢纵论天下，互相顶牛。而黄昆往往将话题引向极端，引发无休止的争论。有一次，为弄明白量子力学中“测量”的含义，他们的争论从茶馆喝茶的时候开始，持续讨论到晚上，一直到回宿舍还在进行，熄灯后上了床争论没有结果，过了好久又爬起来，点亮蜡烛，翻开权威资料来解决争论。时隔数十年后，诺贝尔奖得主杨振宁对黄昆的认真仍然念念不忘，“我一生中最重要的一年，不是在美国做研究，而是当时和黄昆同处一舍的日子。正是那些争论，使我找到科研的感觉”。二人真是心有戚戚焉，颇有同感。 ■上台执教26年 1951年底，黄昆坐船取道香港，踏上了回国的路程。虽说留英数年，他带回国的“大件”就是一台打字机，这是为了完成《晶格动力学》书稿所必需的。他应邀到北京大学物理系任教授。因考虑到当时我国百废待兴，急需培养大批物理学人才，作为已是一名享誉世界的青年科学家，黄昆毅然暂时中断已从事多年的研究项目，全身心投入到教学工作中去，开始了自己长达26年之多的教坛生涯。 经过英国多年的在固体物理前沿领域的研究，黄昆当时属于国际上的领头科学家，他的水平无疑在国内固体物理领域首屈一指。他率先提出在北大开设“固体物理”课程及“半导体物理”课程。经过多年的反复实践，从无到有，逐渐形成系统的专业物理课程。从事“两弹一星”研究的许多科技人员都从这里走出，或者曾经聆听过他的授课。那时，无论国内国外都仅有专著，而无现成的教科书可供借鉴。黄昆亲自讲授，并对教材质量十分重视，他一向认为讲课讲义对科学问题的讲解必须明确、具体，基本概念和理论阐述必须确切。他在多年改进讲义的基础上所著《固体物理学》以及与谢希德教授合著的《半导体物理学》，都是在前无蓝本的情况下自己编著的教科书。这两部著作都以讲解透彻、精辟著称，在很长一段时间内成为我国理工专业学生和科研人员必读的著作。作为国家任命的中科院第一批院士（当时称学部委员）当中最年轻的一个，他的著作真的可以说哺育了世界上几代科学家的成长。 “我开设固体物理课是从碰钉子开始的。当时首次开设这门课的尝试就碰了壁，其实这门课究竟应包括些什么，我也不清楚。还是以后在给科学院物理所讲课，并结合专业建设才形成了一门比较系统的大学课程。起初讲课时，好几个学时是依照自己熟悉的一点知识拼凑起来的———回想起来，开设这门课最大的受益者恐怕倒是我自己。”作为中国固体物理学科的开创者，黄昆实话实说自己的“创业史”。 令他感到欣慰的是，如今已是桃李满天下，亲自指导培养的一批学生、研究生和助手已茁壮成长，正活跃在固体物理学的科研和教学岗位上，挑起了大梁。其中甘子钊、秦国刚、夏建白等好几位当选为中国科学院院士。 ■从花甲开始第二春天 《邓小平文选》第二卷中有这么一段话：“有一位老科学家，搞半导体的，北大叫他改行教别的，他不会，科学院半导体所请他作学术报告，反映很好。他说这是业余研究的。这种用非所学的人是大量的，应当发挥他们的作用，不然对国家是最大的浪费。他是学部委员、全国知名的人，就这么个遭遇。为什么不叫他搞本行？北大不用他，可以调到半导体所当所长，给他配党委书记，配后勤人员。” “小平同志1977年亲自点名让我担任半导体所所长，其实那时我深感自己的条件和所长的岗位很不相称。”1978年，黄昆写了一封请辞信上报时任中国科学院院长的方毅，说明自己不能适应领导工作。没过几天，方毅院长就向黄昆传达了小平同志的指示：要他当所长，就是要他直接到实验室去。没什么可说的，“只有丢掉包袱，尽自己能力做好所里的业务工作”。黄昆在小平同志的关怀下，回到阔别已经26年的科研一线，开始了科研的第二个春天。 “自教学岗位转到科研岗位，这无疑又是一次客观形势的变化。到了研究所不做研究工作说不过去，这对年近六十的我来讲，又是一个新的要求。”作为一所之长，黄昆在组织全所科学研究的同时，十分重视全所科研人员学术水平的提高，他要求科研工作者不仅要知其然，更要知其所以然———“只有如此，才能从根本上摆脱在别人后面赶的被动局面”。于是，黄昆决定重操旧业，上台讲课。 [ Last edited by imrking on 2005-12-6 at 13:31 ] |
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8楼2006-06-05 16:10:49
monowolf
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黄昆-从"跛腿生"到固体物理学泰斗
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一个平常的星期天，黄昆的家门上新挂了一块牌子“黄昆不在家”，这使那些前来切磋学问和请教问题的人感到纳闷，“他星期天极少出门，难道今天真的出去啦？”其实，此刻黄昆正在里头紧张地备课呢。要讲课，怎能不准备，可平时实在没有备课时间，结果星期天成了黄昆法定的备课日。在那段时间里，一到星期天，黄昆最怕听见敲门的声音，因为这关系到第二天能否按时去上课。从1978年初开始，黄昆每星期抽出半天时间给全所科研人员讲授半导体物理的理论基础，前后整整讲了10个月，使全所学术水平有了长足的进步，并且培养了一个理论与实践结合、学术空气活跃的研究集体。 对于问题的每一个环节，黄昆总是反复推敲。他虽然不赞成用繁琐的数学公式来研究物理问题，但在需要数学推导和计算时，又十分仔细，反复多遍。他不仅自己身体力行，也严格要求中青年科研人员，对他们撰写的论文往往多次修改，以至于密密麻麻的修改意见有时覆盖了原稿。正是这种严谨的精神，使黄昆半个世纪以前的研究成果经受了历史长河的考验，相关论文至今仍被全世界的同行年均引用六至七次。 在国际物理界沉寂近30年后，黄昆又重新活跃起来了，他开始了自己研究生涯中的第二个“黄金时代”。正如国际著名固体物理学家卡多纳所描述，“他好比现代的凤凰涅槃，从灰烬中飞起又成为世界领头的固体物理学家”。在黄昆所长的主持下，针对国际上在多声子无辐射跃迁理论中出现的疑难问题重新开展了研究，“黄-朱模型”就是那个时代的代表性成果。半导体所建成了我国半导体超晶格国家重点实验室，开创了我国在材料科学和固体物理学中崭新领域的研究工作，这一新兴领域目前已经在世界上占据一席之地。 ■“黄-里斯因子”与爱情佳话 在利物浦大学担任ICI博士后研究员期间，黄昆先后发表了三篇大概在他一生中最有影响的论文。其中一项就是和他当时的研究助手艾夫·里斯合作拓展的多声子跃迁理论，以“黄－里斯因子”而著称于世。1950年，他们共同署名发表了《F中心的光吸收和非辐射跃迁理论》，得到国际同行的高度评价，被称为“黄－里斯理论”。 黄昆和他的“洋夫人”艾夫·里斯之间的爱情与婚姻也是科学界的一段佳话。小他7岁的威尔士人里斯，原是布里斯托大学物理系本科生，大学毕业后与黄昆同时来到了利物浦大学理论物理系，担任系主任弗洛里希的行政助理，并帮助黄昆进行理论计算。黄昆的聪敏与敬业深深地吸引了里斯小姐，而里斯小姐的学识、勤奋和温柔美丽也给黄昆留下深刻印象。共同的事业追求与爱好把两个不同国籍的青年人的心紧紧连在一起。从此，在黄昆成功的背后，一直有一位来自异国的贤内助的默默奉献。 1952年4月，里斯克服重重阻力，远涉重洋追随着他来到中国，先期回国的黄昆特地赶到天津去迎接她。黄昆的哥哥给里斯取了一个中文名字———“李爱扶”，既是谐音，又寓意“乐于助人”。不久，二人喜结伉俪，相敬如宾，抚养的孩子均学有成就，组成了一个令人羡慕的家。 到中国4年后，李爱扶被批准取得了中国国籍，1959年起，在北京大学物理系参加工作，任电子学工程师。她勤勤恳恳地工作，认认真真地做事，为北大物理系实验室的建设作出了积极的贡献。一晃已经40多年了，出于对她由衷的尊敬，黄老的学生们都尊称她为“李先生”。 黄老的家位于北大东门东侧的一个小区，一律是上世纪五六十年代修建的那种五六层的红砖房。小区尽处，是一栋青砖房，显得颇为陈旧古老，墙上还隐约可见那个特殊年代留下的大字标语。二楼东侧的那套小三室房子，便是黄老的家———是那么狭窄昏暗，堆满了书，显得非常拥挤，大门口放着一个古旧的木箱，木箱上面是中科院物理所赠送的一幅字：“壮志不已，耕耘不辍”。 屋里的家具，可以看出都已伴随主人多年，略显陈旧。两张沙发、一台电视、一部收音机，这就是书房兼主卧的客厅，沙发后面的墙面上是一幅悬挂多年的松竹梅“三友图”。客厅门口的一张小几上，摆着几位年轻的外国男孩的照片，那是老太太远在英国的娘家人。一张全家福挂在门口左侧的墙上。 “夫人到一个具有完全不同文化背景的国家，中国的一切，从语言到做饭，都要从头学起。”黄昆对夫人李爱扶打出了“90”的高分，“她为了爱情，宁愿舍弃一切，不远万里来到中国，操持家务上十分俭朴。”难怪许多和她接触过的人对她的评价都很高，“她比中国的贤妻良母还贤妻良母”。1999年黄昆患上了帕金森病，连扣扣子都有点困难，家里的事情几乎全靠夫人操持。就在那次国家科学技术奖励颁奖大会与会前，76岁的黄夫人竟然主动要求要陪黄老一起去一趟人民大会堂，要去感觉一下那里的温度，好为黄老准备参加颁奖大会的衣服。坐在汽车后座上，等着去人民大会堂参加彩排的两位老人，像一对朴实、普通的北京老人一样，穿着厚厚长长的羽绒服，帽子下露出几缕白发，但是他们不苟言笑的表情，紧抿着的嘴唇，言简意赅的话语，就连脸上的线条无不都显现出两位科学老人独特的性格：他们似乎刻意和周围的一切保持着一种距离，维护着自己科学研究和私人生活的空间。两位老人的气质很接近，如果不是黄夫人深陷的眼窝和眼睛的颜色，几乎让人忘记了她是一个英国人。 黄老的理论对信息产业（特别是光电子产业）具有重要的现实指导意义，比如手机的发展就与此有密切关系，但当我问他有没有手机时，老人却摇了摇头：“不会用。” |
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