黄昆先生,国士无双(上)

最近小编要从头学习固体物理,又把去年本科毕业时候一块钱一斤当废纸卖掉的书又买了回来。那个时候对于教材不重视,觉得制作精美的英文电子书看起来更高大上,但现在回过头来重新复习才发现,黄昆先生写的《固体物理学》真的太好了,论述直观精炼,深入浅出。尽管原稿成于上世纪六十年代,但是丝毫不落伍,书中的公式推导清晰,对小编这样数学薄弱的人来说十分友好……于是小编萌生了了解作者黄昆先生生平的想法。

黄昆先生其人

黄昆先生,国士无双(上)

黄昆先生(1919-2005),是我国固体物理学和半导体物理学的奠基人之一,在世界固体物理学界同样做出了重要贡献。1941年他从燕京大学物理系毕业,随后在西南联大师从物理学家吴大猷先生(吴先生也是杨振宁先生和李政道先生的老师)。1945年考取公费留英,师从莫特教授,在这期间发表了黄散射、黄方程等几项重要的研究成果,随后与波恩教授合作撰写《晶格动力学理论》(莫特教授和波恩教授后来都获得诺奖,波恩教授更是世界著名物理学家。2013年国家最高科技奖、两弹一星元勋程开甲先生也是波恩的学生)。此书很快成为固体物理学的经典教科书,几十年来长盛不衰,其中的一些理论至今仍是研究前沿。


黄先生回国后一直从事教学工作,改革开放后主持中科院半导体所,培养了大批人才,同时又做出了不少出色的研究。2001年,黄昆先生获得国家最高科技奖。


以上是关于黄昆先生的一个简介,下面就来分享一些让小编印象深刻的故事吧。

崭露头角

黄昆先生,国士无双(上)

黄昆先生1941年在燕京大学本科毕业留影

留英期间,黄先生早早写完博士论文,但他希望能够继续向固体物理领域的权威大师学习,于是通过程开甲先生(当时已是波恩教授的研究生)的介绍,来到了爱丁堡大学波恩教授处继续深造。教授在回忆时说到:“他到我这的时候已经是位有能力的物理学家……那时我正有一本关于这一领域(指晶格动力学)的新书手稿,在这个题目上我断断续续地工作了很长时间……我已经完成了这一计划的很大一部分,但是其他的事务和日常工作阻碍了这一计划的继续。我把大量手稿交给黄昆,他对此很感兴趣,并和我就手稿进行讨论,还写了一两篇关于这方面特殊问题的文章。我产生了一个想法:他可能是完成这本书合适的合作者……”


黄先生的才华让教授萌生了想要与其合作的想法。而更重要的一点则是,他懂德语,黄先生回忆时说道:“当时英国学生很少能读德语。我读德语也很勉强,但读了波恩用德语写的两本专著小册子,对他的理论已有基本了解。对此他很高兴,就把他拟写的晶格动力学的量子理论已完成部分的手稿给我阅读……”就是这短短四年时间,黄先生系统地搜集和研读了波恩学派的著述,并与教授反复讨论交流,在教授手稿的基础上完成了整本专著。而这本书在三十多年后依旧再版发行,并被翻译成多国文字,长年被学界引用,深受广大学者好评。

黄昆先生,国士无双(上)

多次再版的经典著作《晶格动力学理论》

在合作完成这本教材的过程中,黄先生并不是单纯地做着配合的工作,他也将自己独到的见解融入其中。比如,与波恩的理念不同,黄先生认为社会效益是科学研究的主要目的和价值,所以坚持在书中加入比较具象的基础理论及实验应用,以深入浅出地阐释抽象的物理概念,这一坚持让后世的读者受益良多。


而且,这本书并不仅仅是对已发表文献的总结,更加入了很多黄先生自己的研究成果,并预言很多物理现象,而这些预言在很多年后被一一证实。波恩教授在后来给爱因斯坦的信中说道:“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名义所写的东西,就很高兴了。”


如果说上述成绩取决于黄先生扎实、精湛的学术能力,那下面这点则反映了黄先生的严谨和细致。这本书的英文版没有一处错误,连标点符号都准确无误,更不用说繁复的理论推导。波恩教授也在自传中回忆道:“(书稿寄来后)我不得不一行一行、一个公式一个公式地辨认黄昆有的不容易辨识的手稿,核实全部的计算。最后的结果是令人满意的,这本书看起来是有吸引力的,无论我自己或者其他任何人都未从中发现错误。”黄先生实际上并不赞成用过于繁琐的数学方法来研究物理问题,但他又非常仔细严谨地进行数学推导和计算,对每一个成果都反复推敲、检验多遍。而正是这种

认真,这种诚意,让这本著作经受住了时间的考验。

黄昆先生,国士无双(上)

在英国博士后工作期间的合影,第一排C位是黄先生,最右是后来的黄夫人

在英国的短短几年时间,而立之年的黄先生就发表了几项以其姓氏命名的重要成果,并与世界一流物理大师合著了一本经典的学术著作。试想一下,如果当年黄先生能够留在英国,才华横溢的他应该会成为科学界闪耀的新星吧。然而没有如果,1951年10月,在书稿还没彻底修改完的时候,黄先生就迫不及待地踏上了归国的旅程(黄先生归国后,经过近一年的撰写,将最后一章的终稿寄回了欧洲)。

回国任教

之所以如此迫不及待地回国,是因为当时北京大学理学院长饶毓泰先生邀请他回国任教,黄先生二话没说便同意了。面对一穷二白的环境,黄先生几乎是以一己之力带起了整个学科——从普通物理课,固体物理课到半导体物理课,都是他亲自编写教案,上台讲授。所有听过黄先生讲课的学生都说,听黄先生讲课是一种享受,即使是外行也能听得明白。而在行云流水般的教学背后,除了黄先生深厚的学术功底,更离不开他兢兢业业的准备。黄先生曾说过,为了讲一节课,他要花十节课的时间去准备。每周三节大课,他要花费近六十小时在备课上。除此之外,他还担起教研室主任、教科书编写等等工作。繁重的工作让黄先生不得不时常夜里工作,若是困了,就抽烟来提神,为此,黄先生养成了大量吸烟的习惯,而这些则严重损害了身体健康。据黄先生的学生回忆,有一天早晨黄先生戴了顶帽子来上班,然后把帽子一掀——他变成了光头。大家十分诧异,他说一夜之间头发全部掉光,大概是“鬼剃头”吧。可以想象黄先生为了教学事业付出了多少,读到这里,小编心中蛮不是滋味。

黄昆先生,国士无双(上)

黄昆先生,国士无双(上)

建国初年黄先生主编的部分教科书

1956年,世界半导体研究才刚刚起步,国内则是一片空白。黄先生联合其他科学家向国家提议:组织五校联合培养半导体专业的学生。他亲自给百余人授课,并能够做到对每一名学生的学习进度了如指掌。这些学生毕业后,回到全国各地开枝散叶,成为我国这一领域的领军人物,为中国的半导体事业打下了最初的基础。而就在这一年年底,国际上对晶体管的研究被授予诺贝尔物理奖,可见黄先生对于国际物理学界的远见卓识。此后,黄先生继续在北大热火朝天地筹备实验室,培养理论和实验人才。在教学上的大量投入使得黄先生几乎没有时间做科研,回国后三十年来仅发表了一篇研究论文,由此可见黄先生在教学上倾注的精力之巨。

凤凰涅槃

然而,没过几年,发生了一些运动。而黄先生虽然从未表示过任何不满,但是依旧被这场风波波及,被下放到昌平区的校办半导体工厂,一方面到生产线上劳动,一方面又要给工农兵学员讲课。即便如此,黄先生依旧表现出一名科研工作者的基本素养,向工人学习每一个技术和细节,而且对自身的要求非常高。

比如当时集成电路的清洗工艺非常琐碎,但他总是一丝不苟地完成。在生活上,黄先生也是非常不容易,工资早已被扣,原来的住所也不得居住,夫妻两人加两个已经是大小伙子的孩子只能挤在一间卧室中,即便如此,黄先生也一星期只能回一次家,靠着自行车往返上百公里的路程。


即使在这样艰苦的条件下,黄先生也一直把教学当作科研来钻研,也在教学中得到了提高(黄先生自述)。这为他后来科研的再次腾飞打下了基础。

黄昆先生,国士无双(上)

后来,风波慢慢平息,1977年,邓公把黄先生调到中科院半导体所当所长。虽然作为理论物理学家,黄先生并不太熟悉半导体制造的领域,但他义不容辞,立刻投入岗位,而且重拾教学工作,每周半天给所内人员系统地讲授现代半导体理论,一连讲了10个月,很快又重新组织起一支出色的研究队伍。此时的黄先生虽然已经脱离科研一线三十多年,但奋起直追之下,不仅引领整个科研所跟踪国际热点(比如1980年代发现的量子霍尔效应),还发表了若干篇世界一流的研究成果。

黄昆先生,国士无双(上)

黄先生荣获第二届国家最高科技奖

而后,黄先生一直奋斗在科研一线,尽管后来已经查出脑萎缩,他仍坚持研究到了接近80岁高龄。即使在生命最后的时光里,身患重病的黄先生仍然坚持每天上午去研究所工作。2002年初,黄先生和发明汉字激光照排系统的王选先生荣获第二届国家最高科技奖,他旋即将大部分奖金设为奖学金,以鼓励后学。2005年,黄先生因病逝世,走完了风风雨雨的一生。


看到这里,大家可能会为黄先生在最年富力强的岁月,放弃科研而全身心投入教学而感到有些不解,甚至惋惜。不然的话,黄先生至少也应该像杨振宁先生那样名闻天下才对。为什么黄先生当年会做出这样的选择,其中又有什么不为人知的故事,《黄昆先生,国士无双下》将为大家揭晓。


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