黃昆(1919.9.2—2005.7.6),湖北襄陽(yáng)人,知名固體化學(xué)、半導(dǎo)體化學(xué)學(xué)家,中國(guó)科大學(xué)教授。1941年結(jié)業(yè)于燕京學(xué)院,1942年報(bào)考東北聯(lián)合學(xué)院理論化學(xué)研究生,三年后獲廣州學(xué)院碩士學(xué)位,1945年赴美國(guó)普利茅斯學(xué)院留學(xué),1948年獲美國(guó)普利茅斯學(xué)院博士學(xué)位,1951年歸國(guó)到成都學(xué)院任數(shù)學(xué)系院長(zhǎng)。曾任中國(guó)科大學(xué)半導(dǎo)體研究所研究員、所長(zhǎng)等職。曾獲得1995年何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)、1996年陳嘉庚數(shù)理科學(xué)獎(jiǎng)、2001年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。
半導(dǎo)體學(xué)科隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展物理知識(shí)框架,其戰(zhàn)略意義日漸顯現(xiàn)。黃昆先生正是中國(guó)半導(dǎo)體學(xué)科的奠基人,是中國(guó)半導(dǎo)體學(xué)界的一代宗師。
化學(xué)系“劍客”名動(dòng)亞洲
黃昆1919年出生在上海,1937年學(xué)校結(jié)業(yè)后,他按照自己的興趣考取了燕京學(xué)院化學(xué)系。當(dāng)時(shí)的燕京學(xué)院化學(xué)系已創(chuàng)立十余年,教學(xué)氣氛求實(shí)、寬松,尤其重視培養(yǎng)高層次數(shù)學(xué)人才。黃昆在大學(xué)期間廣泛涉獵、自主學(xué)習(xí),并癡迷于研究剛才成立的新學(xué)科——量子熱學(xué)。他的結(jié)業(yè)論文《海森堡和薛定諤量子熱學(xué)理論的等價(jià)性》就是在自學(xué)的基礎(chǔ)上完成的。
1941年,學(xué)院結(jié)業(yè)的黃昆經(jīng)推薦到西北聯(lián)大化學(xué)系任助教,第二年報(bào)考了西北聯(lián)大理論化學(xué)系的研究生,師從知名數(shù)學(xué)學(xué)家吳大猷。戰(zhàn)時(shí)的西北聯(lián)大環(huán)境異常堅(jiān)苦,但集聚了多所學(xué)院的師資力量。以黃昆所在的西北聯(lián)大化學(xué)系為例,集中了復(fù)旦學(xué)院、北京學(xué)院、南開(kāi)學(xué)院三所中學(xué)數(shù)學(xué)系的精英,名師云集、人才濟(jì)濟(jì)。同班同寢的黃昆、楊振寧、張守廉兩人常常由于數(shù)學(xué)學(xué)等各類問(wèn)題爭(zhēng)辯不休,被稱為西北聯(lián)大“三劍客”。提起這段經(jīng)歷,楊振寧說(shuō):“我一生中最重要的一年,不是在英國(guó)做研究,而是當(dāng)時(shí)和黃昆同住一舍的歲月……正是這種爭(zhēng)辯,使我找到了科研的覺(jué)得。”黃昆則贊揚(yáng)楊振寧是“天才”,“跟他討論問(wèn)題,我認(rèn)為在當(dāng)時(shí)對(duì)我有很大益處……因?yàn)殡m然他的天賦更高一些”。
1945年,黃昆報(bào)考了“庚子賠款”公費(fèi)生赴法國(guó)深造,追隨知名理論化學(xué)學(xué)家莫特院長(zhǎng)攻讀博士學(xué)位,研究方向是新興的數(shù)學(xué)學(xué)分支——現(xiàn)代固體化學(xué)學(xué)。1947年春,黃昆完成了“稀退火體的X光漫散射”研究,提出了固體中雜質(zhì)缺陷造成X光漫射的理論,開(kāi)創(chuàng)了X射線研究的新領(lǐng)域物理知識(shí)框架,后來(lái)這些現(xiàn)象在國(guó)際上以黃昆的姓氏命名為“黃漫散射”。同年,黃昆完成了《金銀稀退火體的溶化熱和內(nèi)阻率》的論文,開(kāi)始在固體化學(xué)領(lǐng)域初露鋒芒。
博士結(jié)業(yè)前,黃昆到蒙特利爾學(xué)院做交流學(xué)者。在這兒他遇見(jiàn)了量子熱學(xué)、晶格動(dòng)力學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者馬克斯·玻恩。玻恩注意到黃昆對(duì)化學(xué)學(xué)有深刻的洞察力與理解力,他對(duì)那位既懂英語(yǔ)又熟悉晶格動(dòng)力學(xué)理論的年青人贊賞不已。玻恩把自己的晶格動(dòng)力學(xué)書(shū)稿框架交給了黃昆,希望與他合作完成。
黃昆對(duì)書(shū)稿作了大量增補(bǔ),除了以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)年U述和特別清晰的數(shù)學(xué)圖象對(duì)固體化學(xué)學(xué)的最基本領(lǐng)域進(jìn)行了系統(tǒng)論述,并且還以一系列創(chuàng)造性工作建立和發(fā)展了這門學(xué)科的理論。《晶格動(dòng)力學(xué)理論》自1954年問(wèn)世,一版重印,經(jīng)久不衰,黃昆的貢獻(xiàn)讓《晶格動(dòng)力學(xué)理論》成為該領(lǐng)域的第一部權(quán)威著作和標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)。美國(guó)劍橋?qū)W院科學(xué)委員會(huì)主席艾利奧特說(shuō):“我是在學(xué)習(xí)玻恩和黃昆譯著的《晶格動(dòng)力學(xué)理論》一書(shū),深受教益和啟發(fā)之后,才開(kāi)始研究晶格動(dòng)力學(xué)的。”美國(guó)麻省理工大學(xué)物理系院長(zhǎng)則說(shuō):“我把黃昆的書(shū)像新約一樣置于我的書(shū)房上。”玻恩在該書(shū)的前言中寫(xiě)道:“本書(shū)之最終方式和撰寫(xiě)應(yīng)基本上歸功于黃昆博士。”他還曾兩次在獻(xiàn)給愛(ài)因斯坦的信中提及黃昆,他說(shuō):“書(shū)稿內(nèi)容現(xiàn)今早已完全趕超了我的理論,我能懂得年青的黃昆以我們?nèi)说拿x所寫(xiě)的東西,就很高興了。”
在撰寫(xiě)《晶格動(dòng)力學(xué)理論》的同時(shí),黃昆在巴塞羅那學(xué)院理論化學(xué)系任博士后研究員。這一時(shí)期的黃昆在科研活動(dòng)中踴躍攀越,碩果累累。黃昆提出了“黃等式”和“聲子極化鈮酸鋰”的概念,又與李愛(ài)扶共同提出多聲子的幅射和無(wú)幅射躍遷的量子理論,被稱為“黃—里斯理論”,這種開(kāi)拓性成果促進(jìn)了新分支學(xué)科的誕生,奠定了黃昆在固體化學(xué)學(xué)領(lǐng)域舉足輕重的地位。
“書(shū)生”能為祖國(guó)做哪些
20世紀(jì)40年代末,黃昆在法國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)界聲名鵲起,而他卻更關(guān)注怎么歸國(guó),以及“書(shū)生”能為祖國(guó)做哪些。他曾構(gòu)想在中國(guó)“組織一個(gè)真正獨(dú)立的數(shù)學(xué)中心”,并且認(rèn)為這比個(gè)人獲得諾貝爾獎(jiǎng)更有價(jià)值,他一直把獻(xiàn)身于國(guó)家科學(xué)事業(yè)比獲得個(gè)人成就看得更重。在給楊振寧的信中黃昆寫(xiě)道:“看國(guó)外現(xiàn)今糟亂的情形,回家研究自然受影響,一介書(shū)生又似乎不足以挽于局勢(shì)”“如果在美國(guó)拖延目的只在逃避,就好像有違良心。我們懇切還是認(rèn)為,中國(guó)有我們和沒(méi)有我們,makesa。”
玻恩在獻(xiàn)給愛(ài)因斯坦的信中不但抒發(fā)了對(duì)黃昆學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)的欣賞,還提及“他是一位熱忱的共產(chǎn)主義者,當(dāng)他看到毛澤東擊敗蔣介石的消息時(shí),就想歸國(guó)出席正在進(jìn)行的一切事情”。1951年,黃昆收到了恩師饒毓泰的來(lái)信,約請(qǐng)他到上海學(xué)院數(shù)學(xué)系任院長(zhǎng)一職。黃昆拋下美國(guó)的一切,暫離了丈夫,轉(zhuǎn)道臺(tái)灣歸國(guó)。
“世界領(lǐng)頭的固體化學(xué)學(xué)家”
黃昆歸國(guó)后在上海學(xué)院數(shù)學(xué)系任教。1952年國(guó)外院系調(diào)整,清華數(shù)學(xué)系成為國(guó)外數(shù)學(xué)學(xué)重地,饒毓泰、葉企孫、周培源等數(shù)學(xué)學(xué)泰斗聚首一堂,清華數(shù)學(xué)系的中學(xué)生人數(shù)也急劇降低。黃昆全身心投入基礎(chǔ)數(shù)學(xué)教學(xué)研究中,勤于培養(yǎng)中國(guó)新一代數(shù)學(xué)學(xué)人才。
在黃昆的呼吁和堅(jiān)持下,清華開(kāi)辦了固體化學(xué)課,并創(chuàng)建了中國(guó)第一個(gè)半導(dǎo)體化學(xué)專業(yè)。黃昆約請(qǐng)國(guó)外與南斯拉夫的多位化學(xué)學(xué)家為中學(xué)生講授固體電子論、半導(dǎo)體化學(xué)等課程。在哪個(gè)年代,固體化學(xué)、半導(dǎo)體化學(xué)學(xué)都沒(méi)有現(xiàn)成的教科書(shū),他就耗費(fèi)大量時(shí)間和精力編繪了《固體化學(xué)學(xué)》《半導(dǎo)體化學(xué)學(xué)》(與謝希德專著)等教材。可以說(shuō),黃昆在清華數(shù)學(xué)系的教學(xué)與研究工作,開(kāi)創(chuàng)了固體化學(xué)在中國(guó)的學(xué)科發(fā)展,為中國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
中國(guó)科大學(xué)教授王陽(yáng)元上學(xué)院的第一節(jié)課便是黃昆先生教的“普通化學(xué)”。他說(shuō):“他(黃昆)每講一節(jié)1.5小時(shí)的課程,要耗費(fèi)10小時(shí)的時(shí)間備課,這么嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)心態(tài)和對(duì)化學(xué)學(xué)深入分析及其卓越的邏輯思維能力,以及一切從實(shí)際出發(fā)、求真求實(shí)的科學(xué)作風(fēng),一點(diǎn)一滴地影響著我的治學(xué)、做人與育人。”
黃昆的名子在國(guó)際數(shù)學(xué)界闊別了多年,《稀退火體的X光漫散射》發(fā)表20年后,黃昆的理論被日本科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中否認(rèn);1972年第一屆關(guān)于極化鈮酸鋰的國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)舉行時(shí),黃昆20年前的論文被重新刊印,他的開(kāi)創(chuàng)工作得到高度評(píng)價(jià)。在他多年前的學(xué)術(shù)成果不斷得到國(guó)際學(xué)界的承認(rèn)與贊譽(yù)時(shí),他卻默默奉獻(xiàn)在執(zhí)教第一線,為了中國(guó)的數(shù)學(xué)學(xué)教育不辭辛苦、全心奉獻(xiàn)。他說(shuō):“回國(guó)后竭力以赴搞教學(xué)工作,是客觀形勢(shì)發(fā)展的須要,是一個(gè)服從國(guó)家大局的問(wèn)題。這也并非我事業(yè)上的犧牲,由于搞教學(xué)工作并沒(méi)影響我發(fā)揮聰明才智,而是從另一方面下降了才干,實(shí)現(xiàn)了自身價(jià)值。”
1977年,鄧小平親自點(diǎn)名,讓黃昆兼任中國(guó)科大學(xué)半導(dǎo)體研究所主任。黃昆兼任所常年間,調(diào)整半導(dǎo)體科研方向、重新組織科研隊(duì)伍,還強(qiáng)化和完善了半導(dǎo)體化學(xué)研究隊(duì)伍。同時(shí),他也迎來(lái)了自己科研事業(yè)的“第二春”。黃昆針對(duì)國(guó)際上在多聲子無(wú)幅射躍遷理論中出現(xiàn)的疑難問(wèn)題,重新舉辦了研究。1979年,黃昆受邀訪問(wèn)日本國(guó)際理論化學(xué)中心,這除了是黃昆個(gè)人在國(guó)際學(xué)術(shù)舞臺(tái)上的復(fù)出,也是中國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)的復(fù)出。他完善的“統(tǒng)一理論”成為連續(xù)三屆國(guó)際半導(dǎo)體化學(xué)大會(huì)上的“新寵”。
1985年黃昆與合作者朱邦芬教授推出了“黃—朱模型”,提出并發(fā)展了關(guān)于半導(dǎo)體超晶格光學(xué)震動(dòng)的理論。她們又在“黃—朱模型”的基礎(chǔ)上,提出了國(guó)際上第一個(gè)系統(tǒng)的多量子阱和超晶格中光學(xué)聲子拉曼散射微觀理論。這個(gè)新的冠以“黃”姓的新的理論模型出現(xiàn)后,甚少有人曉得那位“黃昆”就是與玻恩等大師泰斗同時(shí)代、共合作的這位“黃昆”。國(guó)際知名的固體化學(xué)學(xué)家、德國(guó)馬普學(xué)會(huì)固體化學(xué)研究所前校長(zhǎng)卡多納院士滿是歉意地說(shuō):“他好比現(xiàn)代的鳳凰涅槃,從灰燼中飛起,又成為世界領(lǐng)頭的固體化學(xué)學(xué)家。”
“我自己對(duì)自己影響最大”
銳意創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)是黃昆一生的原則。他覺(jué)得,對(duì)科研工作者來(lái)講:“一是要學(xué)習(xí)知識(shí),二是要?jiǎng)?chuàng)造知識(shí)……歸根結(jié)底在于創(chuàng)造知識(shí)。”談到創(chuàng)新,他說(shuō):“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(shū)本的奴隸”“我喜歡與眾不同,不喜歡跟風(fēng)。假如跟隨你們做,就沒(méi)有哪些意思。”正是這些治學(xué)風(fēng)格,使黃昆在學(xué)術(shù)上屢次攻城略地,一系列以他姓氏命名的“黃”氏理論就是例證。
常年和黃昆合作研究的朱邦芬教授追憶,黃昆每研究一個(gè)問(wèn)題,每評(píng)閱一篇論文,總喜歡“從第一原理出發(fā)”,即先不看已有文獻(xiàn),而是獨(dú)立地從最基本的概念開(kāi)始理清思路。這些獨(dú)立自主學(xué)習(xí)研究的習(xí)慣是在他小學(xué)時(shí)養(yǎng)成的。黃昆自己追憶上小學(xué)時(shí),叔父要求他做完課本上所有物理題,因疏于做題,便甚少去看書(shū)上的例題,“這一碰巧情況有著深遠(yuǎn)影響,使我沒(méi)有訓(xùn)練出‘照貓畫(huà)虎’的習(xí)慣”。
當(dāng)被問(wèn)及“誰(shuí)對(duì)您的一生影響最大?”的問(wèn)題時(shí),他語(yǔ)出驚人:“我自己對(duì)自己影響最大。像我這樣考慮問(wèn)題,沒(méi)有太大的天賦也能作出挺好的工作”。
2001年,黃昆獲國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。一開(kāi)始,當(dāng)?shù)孟ぶ袊?guó)科大學(xué)要推薦自己時(shí),黃昆就表示,早年以前作出過(guò)一些工作,但自己年齡大了,不應(yīng)當(dāng)再把這樣的最高榮譽(yù)授給他,應(yīng)當(dāng)考慮其他更合適的人。因此,他還親筆給中國(guó)科大學(xué)半導(dǎo)體所主任鄭厚植寫(xiě)了書(shū)面意見(jiàn),抒發(fā)了他的看法。所里向黃昆作了解釋,推薦他申報(bào)國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng),不是個(gè)人行為,是組織決定,是中國(guó)科大學(xué)的決定。
“渡重洋,迎朝暉,情系祖國(guó),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)系師生在黃昆70歲壽辰時(shí)附贈(zèng)給他的一副挽聯(lián),也正是黃昆矢志不渝為中國(guó)教育和科技事業(yè)做出無(wú)私奉獻(xiàn)的真實(shí)縮影。