“六冠院士”卓以和

梁偉

2014年底，來自美國(guó)、加拿大、澳大利亞、瑞典等17個(gè)國(guó)家和地區(qū)的83位海外院士專家來到中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)展示中心，考察中關(guān)村高新技術(shù)成果展。這些海外院士專家均為“國(guó)務(wù)院僑辦第四屆海外專家咨詢委員會(huì)”的新聘委員，他們中既有中國(guó)工程院與中國(guó)科學(xué)院的外籍院士，又有美國(guó)國(guó)家工程院院士、英國(guó)皇家工程院院士……

這其中就包括被國(guó)際公認(rèn)的分子束外延、人工微結(jié)構(gòu)材料生長(zhǎng)和在新型器件研究領(lǐng)域的奠基人與開拓者——“分子束外延技術(shù)之父”卓以和。他頭頂美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士、美國(guó)國(guó)家工程院院士、美國(guó)科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院海外院士、第三世界科學(xué)院院士和臺(tái)灣中央研究院院士六個(gè)院士身份。

貝爾實(shí)驗(yàn)室里的青春

上世紀(jì)三十年代，卓以和出生于北京，12歲到了香港。

他是書香世家，父輩曾在哥倫比亞大學(xué)念經(jīng)濟(jì)，祖父、曾祖父也都是有學(xué)問的人。

“我書念得不錯(cuò)，家里有念書的氛圍，后來因?yàn)閼?zhàn)亂，我從北京輾轉(zhuǎn)至上海，又到香港，中學(xué)畢業(yè)后在父母的鼓勵(lì)下到美國(guó)留學(xué)。環(huán)境頻繁更換，每到一個(gè)新地方，我都必須重新適應(yīng)。有可能在原來的學(xué)校是第一名，轉(zhuǎn)學(xué)后因?yàn)檎Z言不通、環(huán)境不適應(yīng)而落后。好比，我在香港的第一年，聽寫零分?？蓻]辦法啊，我聽不懂粵語！”卓以和說。

1955年，卓以和赴美求學(xué)，雖然一路艱辛，但是導(dǎo)師的鼓勵(lì)讓他一路前行。

因?yàn)榍啻?，他也曾?jīng)任性，也向往自由。

卓以和說：“我一度希望過海灘男孩的生活，在海上劃水，海邊彈吉他！感謝我的導(dǎo)師，他的寬容和理解成就了我的今天。在本科畢業(yè)后，我的成績(jī)不錯(cuò)，成了他的首位研究生，從焊螺絲釘做起，學(xué)到很多。本科半工半讀，研究生又一磚一瓦建實(shí)驗(yàn)室，我感到太辛苦，就向?qū)熖岢鱿裙ぷ饕欢螘r(shí)間的請(qǐng)求，竟然獲得了同意?！?/p>

導(dǎo)師給他寫了推薦信，讓他順利在美國(guó)東岸波士頓找到一份工作。一年后，卓以和想到西岸看看，導(dǎo)師又將他推薦到西岸的TRW公司。這是家非常有名的公司，他在那里做離子噴射機(jī)。“在曼哈頓海邊我度過了愉快的3年。那是年輕人的天堂，住處因近機(jī)場(chǎng)常有空姐美女出入，下班后到海邊散步……我真想變成海灘男孩！”

博士期間，卓以和用在TRW的經(jīng)驗(yàn)完成了畢業(yè)論文。畢業(yè)后收到了8個(gè)offer，他最終選擇了著名的貝爾實(shí)驗(yàn)室。

或許就連他自己也不曾想到，在這里，一待就是一輩子?！爱?dāng)時(shí)工業(yè)上沒有技術(shù)生產(chǎn)均勻而極薄的薄膜，我就思考能否利用離子發(fā)射機(jī)原理分子束做這項(xiàng)技術(shù)，果然成功了。這個(gè)技術(shù)能生產(chǎn)厚度僅有頭發(fā)千分之一的薄膜，原理是將一層層原子射上去，要長(zhǎng)成這個(gè)厚度實(shí)在太容易。發(fā)明時(shí)是1970年，我只有32歲，這個(gè)年齡是科學(xué)家發(fā)明思想最旺盛的階段。”

貝爾實(shí)驗(yàn)室是貝爾公司內(nèi)屬的科研機(jī)構(gòu)，也是享譽(yù)全球的工業(yè)試驗(yàn)室。在電話的發(fā)明者貝爾辭世后三年，也就是1925年，貝爾公司與它的子公司西方電氣公司各出資一半，用3800萬美元，使原來的小型研究機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化，并以貝爾的名字命名，這就是貝爾實(shí)驗(yàn)室。

這里將科學(xué)技術(shù)成果直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的能力是世界一流的，其每項(xiàng)研究都試圖轉(zhuǎn)化為可實(shí)用的產(chǎn)品，因而貝爾實(shí)驗(yàn)室的很多成果都對(duì)我們的生活產(chǎn)生了重要的影響?？梢哉f，人類邁向文明的每一步都與貝爾實(shí)驗(yàn)室息息相關(guān)。在這里，也聚集著世界上許多頂級(jí)科學(xué)家。貝爾實(shí)驗(yàn)室里，活躍著諸多華人的身影。他們中包括，1997年諾貝爾物理學(xué)獲獎(jiǎng)?wù)咧扉ξ牟┦亢?998年諾貝爾物理學(xué)獲獎(jiǎng)?wù)叽掮┦?，被稱為“光纖之父”的高錕博士，在貝爾實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任管理職位最高的許浚博士……

初到貝爾實(shí)驗(yàn)室，老板給他一個(gè)房間，一張書桌，一支筆，一疊紙。“實(shí)驗(yàn)室從不限制你，從雇你開始，就知道你一定會(huì)做好。實(shí)驗(yàn)室的研究人員云集了當(dāng)時(shí)頂尖的科學(xué)家，有什么不懂都可以請(qǐng)教，聊天時(shí)也能得到靈感?！弊恳院驼f。

每當(dāng)進(jìn)入貝爾實(shí)驗(yàn)室大門時(shí)，他都會(huì)看到貝爾肖像上的幾行字：別每天都在一條路上走，有的時(shí)候也應(yīng)該跳到樹林里去，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多從來沒看見過的東西。

就是在這樣的科研環(huán)境中，上世紀(jì)70年代，卓以和最先研究成功10多種極為重要的、性能優(yōu)異的新型微波高速電子器件和光電子器件。而后他又帶領(lǐng)朗訊科技公司貝爾實(shí)驗(yàn)室半導(dǎo)體研究室，開創(chuàng)性地研制成功量子阱級(jí)聯(lián)式新型激光器，被認(rèn)為是半導(dǎo)體激光器發(fā)展中的又一個(gè)“里程碑”。而其研究出的分子束外延技術(shù)，使半導(dǎo)體薄膜的厚度大大降低，半導(dǎo)體制造精度由幾微米進(jìn)入了零點(diǎn)幾微米。

然而，直到80年代末期，日本才開始用這項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)出紅外激光器；90年代電視、手機(jī)、MP3、衛(wèi)星導(dǎo)航儀、電腦以及其他多種大型設(shè)備的控制器也開始使用這項(xiàng)技術(shù)。

“一個(gè)技術(shù)從發(fā)明到應(yīng)用要經(jīng)過數(shù)十年的時(shí)間，從研究到產(chǎn)業(yè)化同樣是很漫長(zhǎng)的過程。如果一投入就要收本兒，就很難發(fā)明新東西?！弊恳院捅硎?，“在貝爾實(shí)驗(yàn)室，任何層級(jí)在合作時(shí)都是平等的。如果老板沒做事，絕對(duì)不會(huì)署名。幸虧我們老板沒有找錢壓力，公司都是直接給研究經(jīng)費(fèi)的。坦白說，我們瞧不起沒做事卻將名字放在成果第一位的人。我為了做實(shí)驗(yàn)，3次拒絕了升官。后來一切上軌道了，我接受了升官，仍然提出要繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)的要求。”

就這樣，卓以和成為美國(guó)朗訊科技公司貝爾實(shí)驗(yàn)室半導(dǎo)體研究室主任、貝爾實(shí)驗(yàn)室半導(dǎo)體研究副總裁。自1968年進(jìn)入朗訊科技公司至退休為止，卓以和的心血絕大部分花在了MBE的發(fā)明改進(jìn)上。

榮獲美國(guó)科技大獎(jiǎng)

在美國(guó)，科學(xué)家能夠接受象征美國(guó)科學(xué)界最高榮譽(yù)的“國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)”和技術(shù)界最高榮譽(yù)的“國(guó)家技術(shù)獎(jiǎng)”，在美國(guó)科技界少之又少。卓以和把自己的成就歸于母親。

他說，“其實(shí)，我的天分應(yīng)該是在藝術(shù)方面。我喜歡畫國(guó)畫、水彩、油畫；又因?yàn)閺男∮勺娓笌Т?，他是章草書法家，我就跟著他學(xué)了書法，所以藝術(shù)可以說是我的愛好。但是，我覺得母親總是對(duì)的?！彼購?qiáng)調(diào)了一遍，“如果我當(dāng)藝術(shù)家，現(xiàn)在大家會(huì)餓肚子?！?/p>

1993年，卓以和在白宮接受時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)克林頓頒發(fā)的“國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)”。卓以和請(qǐng)媽媽陪同進(jìn)白宮領(lǐng)獎(jiǎng)，他說：“她非常驕傲?！?/p>

之后的十幾年間，分子束外延研究獲得長(zhǎng)足發(fā)展，在激光、醫(yī)學(xué)檢測(cè)、環(huán)境分析、半導(dǎo)體制造等方面得到廣泛應(yīng)用，令卓以和在2007年再度獲得美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)虏@得國(guó)家技術(shù)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

2007年7月27日，時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)喬治·布什在白宮為過去兩年間在科技領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展的科學(xué)家頒發(fā)美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)屡c國(guó)家技術(shù)獎(jiǎng)?wù)?，卓以和?0位獲獎(jiǎng)?wù)咧弧Ｋ驅(qū)Ψ肿邮庋蛹夹g(shù)和高級(jí)電子光子設(shè)備發(fā)展所作的貢獻(xiàn)而獲獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)98歲的母親雖仍健在，卻無力隨行了。

多年來，卓以和對(duì)中國(guó)發(fā)展分子束外延技術(shù)極為關(guān)切。

上世紀(jì)80年代，卓以和發(fā)明了分子束外延生長(zhǎng)材料。由于當(dāng)時(shí)北大西洋公約組織（NATO）禁運(yùn)原料到中國(guó)，國(guó)內(nèi)科學(xué)家只能“閉門造車”，研究步履維艱。隨后，卓以和回國(guó)為國(guó)內(nèi)研究者修改技術(shù)藍(lán)圖。90年代，他發(fā)明了量子阱級(jí)聯(lián)式新型激光器，此后又把材料構(gòu)造與生長(zhǎng)技術(shù)和方法帶回國(guó)內(nèi)。

“我愛國(guó)并非是想要出名或者怎樣，就是希望國(guó)家變得更強(qiáng)！”對(duì)于國(guó)內(nèi)科技飛速發(fā)展的勢(shì)頭，他感到自豪。而對(duì)于未來科技發(fā)展的羈絆，他仍有許多發(fā)自肺腑的“心里話”。

1996年6月7日，他當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院外籍院士。

在由中國(guó)科學(xué)院研究生院和高等教育出版社主辦的“中國(guó)科學(xué)與人文論壇”第66場(chǎng)主題報(bào)告會(huì)上，卓以和作了題為《分子束外延的發(fā)明和造福于人類》的報(bào)告。

他的報(bào)告并沒有就這一令非專業(yè)人士略感枯澀的命題開始，反而以怎樣進(jìn)行發(fā)明和革新作為開題。“我在貝爾實(shí)驗(yàn)室作了37年研究，每當(dāng)進(jìn)入貝爾實(shí)驗(yàn)室大門時(shí)看到貝爾肖像上的幾行字就會(huì)非常感慨。”他說，“做科研、搞發(fā)明創(chuàng)造也要進(jìn)行冒險(xiǎn)探索。”

2013年，第12屆美國(guó)亞裔工程師年度頒獎(jiǎng)大會(huì)，卓以和榮獲“杰出科技成就獎(jiǎng)”。卓以和在獲獎(jiǎng)感言中表示，“獲得成功的重要一條是：你要把握住自己，喜愛自己的工作，有追求、有目的，以及付出更多的辛勤汗水?！?/p>

卓以和是美國(guó)科學(xué)院院士，還是美國(guó)科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院院士，他的成功有很多秘訣，而他最大的愛好是藝術(shù)。他把藝術(shù)家的敏感和想象力完美地融入精確細(xì)致的科學(xué)研究中。

他有深厚的中國(guó)傳統(tǒng)文化的根基，同時(shí)又在美國(guó)得到嚴(yán)格的科學(xué)訓(xùn)練。他說，他成功的秘訣就在于把東方人的耐心與西方的技術(shù)結(jié)合起來。

卓以和說：“藝術(shù)其實(shí)和科學(xué)、工程都有很密切的聯(lián)系。比方說，土木工程專家在造橋梁時(shí)，—定要有很好的藝術(shù)觀念，這樣的橋造出來才漂亮。同樣，在我開始作分子束外延研究時(shí)，一樣離不開藝術(shù)的支持?！?/p>

在中國(guó)傳統(tǒng)文化禮教影響下，卓以和有著溫文敦厚的言行舉止及謙和無私的個(gè)性，因而受到同事們一致的尊崇愛戴。

從2004年開始，MBE群體捐贈(zèng)出一筆資金成立“卓以和獎(jiǎng)”，每隔一年的9月初，在MBE國(guó)際大會(huì)上頒發(fā)。這無疑是全體同業(yè)及同事對(duì)卓以和最高的肯定和敬意。

如今，自稱“退休后比從前更忙”的卓以和，給了自己另一個(gè)復(fù)雜艱巨的責(zé)任，“把所學(xué)所知的傳下去，并且發(fā)掘、提攜有前途的下一代”。除了六個(gè)院士的身份之外，他還應(yīng)聘擔(dān)任中國(guó)大陸多所研究機(jī)構(gòu)顧問，每年都要訪問中國(guó)大陸，而在今年他將要參加“科學(xué)中國(guó)行”，談一些科學(xué)前沿、熱門的話題。

責(zé)任編輯 張小華