在固體化學(xué)學(xué)領(lǐng)域嶄露鋒芒
1919年9月,黃昆出生于天津。他從小就聰明好學(xué),學(xué)習(xí)成績優(yōu)異,小學(xué)五年中成績一直是全班第一。1937年,他被保送進(jìn)燕京學(xué)院化學(xué)系,并于1941年結(jié)業(yè)后經(jīng)金屬化學(xué)學(xué)家葛庭燧介紹到西北聯(lián)大攻讀化學(xué)系研究生。
在西北聯(lián)大,黃昆、楊振寧和張守廉兩人是同班朋友,還同住一間寢室。她們兩人被叫做“物理系的三劍客”。
1944年,黃昆完成了論文《日冕波譜線的喚起》,獲得了碩士學(xué)位。從西北聯(lián)大結(jié)業(yè)后,他在南京天文臺任助理研究員。
1945年抗戰(zhàn)戰(zhàn)爭勝利時,黃昆報考了“庚子賠款”留英公費生,抵達(dá)普利茅斯學(xué)院留學(xué)。他師從知名的理論化學(xué)學(xué)家、后來入選諾貝爾獎的莫特院士,攻讀當(dāng)時剛才產(chǎn)生學(xué)科的固體化學(xué)學(xué)博士學(xué)位。
1947年,黃昆提出了固體中雜質(zhì)缺陷造成X光漫射的理論,這些現(xiàn)象后來以黃昆的姓氏被國際上命名為“黃–漫散射”。黃昆在固體化學(xué)研究領(lǐng)域初露鋒芒。
1941年,黃昆在上海燕京學(xué)院結(jié)業(yè)時合影(來源:新華社)
黃昆開拓性的理論研究造成了一位化學(xué)大師的注意,他就是量子熱學(xué)奠基人之一、諾貝爾獎獲得者馬克斯·玻恩。玻恩約請黃昆到蒙特利爾學(xué)院做交流學(xué)者,并把一本《晶格動力學(xué)》書稿框架交給了他,希望他順著提綱寫下去。當(dāng)時年事已高的玻恩在學(xué)術(shù)界聲名斐然,能被那位大師約請合作,對年僅28歲的黃昆來講是一件辛運的事。
然而合作并不像想像的那樣順利,二人之間出現(xiàn)了意見分歧。黃昆十分重視構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,由于這樣有助于讀者理解理論的真諦,他希望在書的前三章用一個清楚的數(shù)學(xué)圖象,讓剛?cè)腴T的讀者也能了解晶格動力學(xué)上面的基本數(shù)學(xué)問題,但玻恩并不同意。
治學(xué)風(fēng)格的不同,讓此次頗有里程碑意義的合作面臨巨大障礙。最終,黃昆在科學(xué)上的創(chuàng)建和執(zhí)著說動了玻恩,玻恩做了讓步,書稿根據(jù)黃昆的建議加上了三章緒論。
1954年《晶格動力學(xué)理論》由牛津?qū)W院出版社出版后,成為該分支學(xué)科的基本理論專著,是該領(lǐng)域科學(xué)工作者的必看之書。事實也證明,黃昆與玻恩據(jù)理力爭加上的這三章帶有自己理解的內(nèi)容,是最受讀者歡迎的。
1954年,牛津出版社出版的《晶格動力學(xué)理論》及上海學(xué)院出版社出版的中譯本(來源:中科院半導(dǎo)體研究所)
這段時間,黃昆還連續(xù)作出了兩項開拓性的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。
一項是20世紀(jì)50年代,他與合作者首先提出多聲子的幅射和無幅射躍遷的量子理論即“黃-佩卡爾理論”。
另一項是1951年,黃昆首次提出晶體中聲子和電磁波的耦合振蕩模式,被1963年國際上拉曼散射實驗所否認(rèn),黃昆所提出的運動多項式,在國際上被稱為“黃多項式”。
黃昆在固體化學(xué)學(xué)發(fā)展史上樹起了一塊塊壯歌,奠定了他在固體化學(xué)學(xué)界雄偉昆侖般的地位。
迸發(fā)科研第二春
1951年,黃昆懷著振興中華、報效祖國的懇切心情,舍棄有可能獲得更重大成就的機(jī)遇和美國優(yōu)越的生活條件,滿懷熱忱地回到自己深愛的祖國,在上海學(xué)院數(shù)學(xué)系任教。
1956年,上海學(xué)院、復(fù)旦學(xué)院、廈門學(xué)院、東北人民學(xué)院(廣東學(xué)院前身)和北京學(xué)院聯(lián)合在上海學(xué)院化學(xué)系創(chuàng)立了我國第一個半導(dǎo)體專業(yè),黃昆任半導(dǎo)體教研室處長。該專業(yè)培養(yǎng)的中學(xué)生,大多數(shù)已成為我國半導(dǎo)體和集成電路的科研骨干,因而學(xué)界也將這個專業(yè)稱為“半導(dǎo)體的黃埔警校第一期”。
中國科大學(xué)教授王陽元正是半導(dǎo)體專業(yè)的第一批中學(xué)生,他曾說:“黃昆先生授課的特征就是數(shù)學(xué)概念清晰,語言精練、邏輯嚴(yán)密,我們聽課就是一種享受。”
1977年,58歲的黃昆調(diào)至中國科大學(xué)半導(dǎo)體研究所任主任,重新開始科研工作。他非常注重全所學(xué)術(shù)水平的提升,在組織全所科研工作完成國家任務(wù)的同時,還親自給研究人員授課,組織全所科研人員舉辦學(xué)術(shù)交流。
在黃昆的主持下,科研人員針對國際上在超晶格理論存在的疑難問題重新舉辦了研究。1988年,黃昆與朱邦芬合作完善了“黃-朱模型”,解決了超晶格領(lǐng)域存在20多年的困局,提出了對現(xiàn)代光電子形成深遠(yuǎn)影響的原創(chuàng)理論,并帶動了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。
黃昆又一次站在了國際固體化學(xué)學(xué)的最前沿,成為推動中國科技創(chuàng)新的旗幟。在他的率領(lǐng)下,1989年半導(dǎo)體研究所成功成立了半導(dǎo)體超晶格國家重點實驗室,開創(chuàng)了我國在材料科學(xué)和固體化學(xué)學(xué)等嶄新領(lǐng)域。
從1945年到1951年,黃昆在美國求學(xué)的五十年間接連取得創(chuàng)新性的重大成果,再到開創(chuàng)第二個科研夏天,提出“黃-朱模型”,提到這兩個重大時期,他說:“年輕時我的工作特色鮮明,并且沒有再往下深入;后來在深度上比先前要好,解決復(fù)雜性質(zhì)問題的能力要比年青時強(qiáng)?!?span style="display:none">J4U物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
1955年,武漢學(xué)院第一屆半導(dǎo)體方向結(jié)業(yè)生和黃昆合照(來源:中科院半導(dǎo)體研究所)
“從第一原理出發(fā)”
剛上小學(xué)時,在岳父的要求下,黃昆不僅做作業(yè)外還要做語文書上的所有題目,“不僅使我物理很熟練,也形成了很大的興趣”。疏于做題的黃昆極少看書上的例題,“這一碰巧情況有著深遠(yuǎn)影響,使我沒有訓(xùn)練出‘照貓畫虎’的習(xí)慣”。
據(jù)常年和黃昆合作研究的朱邦芬教授追憶,黃昆每研究一個問題,每評閱一篇論文,喜歡“從第一原理出發(fā)”,先不看已有文獻(xiàn),獨立地從最基本的概念開始。
談起創(chuàng)新中國第一位物理學(xué)家,黃昆這樣評價自己:
“我文獻(xiàn)看得比較少,由于那樣容易被人牽著耳朵走,弄成書本的奴隸。自己創(chuàng)造的東西和接受他人的意見,對我來說,前者要困難得多。學(xué)他人的東西很難,而自己一旦捉住線索,曉得怎樣做,工作都會進(jìn)展很順利?!?span style="display:none">J4U物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
“我喜歡與眾不同,不喜歡跟風(fēng)。假如跟隨你們做,就沒有哪些意思?!?span style="display:none">J4U物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
正是這些治學(xué)心態(tài),使黃昆在學(xué)術(shù)上屢次“攻城掠地”,一系列以他姓氏命名的“黃”理論就是例證。
黃昆覺得,對做科學(xué)研究工作的人來講,歸根結(jié)底在于創(chuàng)造知識。自己創(chuàng)造性地去解決科學(xué)問題,就可以得到最大的愉快。他說:“創(chuàng)造知識,就是要在科研工作中有所作為,真正作出點有價值的研究成果。因此,要做到三個‘善于’,即要擅于發(fā)覺和提出問題,尤其是要提出在科學(xué)上有意義的問題;要擅于提出模型或方式去解決問題,由于只提出問題而不去解決問題,所提問題就喪失實際意義;還要擅于做出最重要、最有意義的推論?!?span style="display:none">J4U物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
黃昆還覺得從事科研工作“光有一定的科學(xué)基礎(chǔ)和興趣還不行,還要有一定的能力”,其實這些想法也“不能過于指出”,“我年青時在美國一起學(xué)習(xí)工作的人有幾個都得了諾貝爾獎,她們就不一定都有非常的能夠”。
1974年,黃昆、鄧稼先、黃宛、周光召、楊振寧(從左至右)游玩上海圓明園時合照(來源:新華社)
2002年,黃昆獲得了年度“感動中國”人物稱號,頒獎詞講到:他一生都在科學(xué)的世界里探索精髓,一生都在默默地傳遞著知識的薪火,面對名利的起落,他處之淡然。他除了以自己嚴(yán)謹(jǐn)和勤勞的科學(xué)心態(tài)在科學(xué)的領(lǐng)域里為人類的進(jìn)步作出卓越的貢獻(xiàn),更以恬淡名利和率真的人生心態(tài)展現(xiàn)了一個科學(xué)家的人格本質(zhì)。
2005年7月6日,黃昆因病在武漢去世,享年86歲。
“渡重洋,迎朝暉,情系祖國,睥睨功名富貴如草芥;攀高峰,歷挫折,志興華夏,驚聞徒子嫡孫盡棟梁”。這是上海學(xué)院化學(xué)系師生在他70周年時附贈的一幅挽聯(lián),這38個字濃縮了黃昆的一生。
大科學(xué)家小故事
中國有我們和沒有我們,makesa
1941年,黃昆從燕京學(xué)院化學(xué)系結(jié)業(yè),經(jīng)金屬化學(xué)學(xué)家葛庭燧介紹到東北聯(lián)大攻讀化學(xué)系研究生。在東北聯(lián)大,黃昆、楊振寧和張守廉兩人是同班朋友還同住一間寢室,分別師從吳大猷、王竹溪和周培源先生,被稱為是數(shù)學(xué)系的“三劍客”。那時的她們都年方二十出頭,兩人學(xué)習(xí)思索風(fēng)格迥異,但都是絕頂聰明的人,總是喜歡縱論天下、互相辯論,而愛較真的黃昆常常將話題引向極端,引起無休止的爭辯?!罢沁@種爭辯,使我找到了科研的覺得。”楊振寧說。
不僅爭辯,她們之間還有相互勉勵。
1951年,正在更改玻恩交給他的書稿的黃昆,收到了恩師饒毓泰的來信,約請他到清華數(shù)學(xué)系兼任院長。本就回國心切的他立即決定歸國,雖然玻恩一再挽留,也沒能把他留出來。歸國后,黃昆立刻赴上海學(xué)院化學(xué)系任院長,開始了歷時26年的教學(xué)生涯。
黃昆歸國更大的誘因是自己對祖國的熱愛。他倍感中國要想發(fā)展科學(xué),融入世界軌道并走上前沿,必需要有莫特這樣“萬人敵”式的人物。
他曾在給楊振寧的書信中寫道:“我每見到Mott一個人所有的,就有看法。真是所謂‘萬人敵’的人,他由早到晚沒有一刻不是充分借助?!薄拔覀儜┣羞€是認(rèn)為,中國有我們和沒有我們,makesa?!?span style="display:none">J4U物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
黃昆覺得中國若能出現(xiàn)幾個像莫特這樣的科學(xué)家中國第一位物理學(xué)家,那還是很不一樣的。做不到“萬人敵”,卻可以做到“萬人師”。黃昆就是在做這兩件事——學(xué)習(xí)世界先進(jìn)科學(xué),同時教書育人。
文:采集工程項目辦公室/中國文聯(lián)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院
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