紀(jì)念黃昆先生

姬揚

中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所，北京 100083

黃昆(1919.9.2—2005.7.6)是著名的物理學(xué)家，長期從事固體物理理論和半導(dǎo)體物理學(xué)的研究和教學(xué)工作，是中國固體物理學(xué)和半導(dǎo)體物理學(xué)的奠基人之一。2019年是黃昆先生誕辰100周年，他離開我們已經(jīng)14年了。

黃昆出生于1919年，當(dāng)時第一次世界大戰(zhàn)剛剛結(jié)束，中國作為名義上的戰(zhàn)勝國卻在巴黎和會上遭遇恥辱性的外交失敗。這一年還不是中國歷史上的最低點，此后還有多年的軍閥混戰(zhàn)、日寇入侵、全民抗戰(zhàn)。中國雖大，卻難以放下一張安靜的書桌。

黃昆不幸出生于風(fēng)雨飄搖、動蕩不安的舊中國，但又有幸出生在一個富裕而有教養(yǎng)的家庭，從小就接受了良好的教育。他在中學(xué)打下了數(shù)學(xué)和英語的深厚基礎(chǔ)，在燕京大學(xué)物理系養(yǎng)成了主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣。西南聯(lián)合大學(xué)的條件當(dāng)然很艱苦，他在那里受到了當(dāng)時條件能夠允許的最好的科研訓(xùn)練，還結(jié)識了一批當(dāng)時中國最優(yōu)秀的老師和同學(xué)，比如說吳大猷和周培源，比如說著名的楊振寧。也許可以說，黃昆最初的25年，是在國家不幸的大環(huán)境里度過了個人有幸的求學(xué)時代。

然后有了一個短暫的時刻，國家和個人都看到了美好的希望。黃昆考取了留英公費生，而抗日戰(zhàn)爭也終于取得了勝利。1945年秋，黃昆來到英國，開始了他的第一次富有成果的科研經(jīng)歷。他的博士導(dǎo)師莫特(N. Mott)和博士后導(dǎo)師玻恩(M. Born)都是偉大的物理學(xué)家，對黃昆今后的學(xué)術(shù)風(fēng)格產(chǎn)生了重要的影響，不求泛泛的博學(xué)多聞，而是集中精力于自己感興趣的問題。“學(xué)習(xí)知識不是越多越好、越深越好，而是要和自己駕馭知識的能力相匹配”，黃昆的這段名言也許就發(fā)源于這段時期。黃昆自己的研究成果也非常出色，他從理論上預(yù)言了稀固溶體中X射線的“黃散射”，建立了描述離子晶體長波光學(xué)振動的“黃方程”，還和里斯(Avril Rhys，1926—2013，中文名字是李愛扶)提出了在晶格弛豫基礎(chǔ)上的多聲子光躍遷和無輻射躍遷理論——這個“黃-里斯理論”不僅奠定了固體中雜質(zhì)缺陷上束縛電子態(tài)躍遷理論的基礎(chǔ)，也見證了兩個異國青年男女的愛情。他和玻恩教授合著的經(jīng)典著作《晶格動力學(xué)理論》(圖1左)也主要是在這個時期完成的。在這六七年的時間里，中國的歷史進(jìn)程波瀾壯闊，黃昆的個人經(jīng)歷風(fēng)平浪靜，但他們都實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，在各方面取得了豐碩的成果。

這時候，國家和個人再一次看到美好的希望。1951年底，黃昆回到祖國，投身于新中國的建設(shè)事業(yè)中，開始他在北京大學(xué)二十多年的教學(xué)生涯。普通物理、固體物理和半導(dǎo)體物理的教學(xué)，《固體物理學(xué)》的編著，《半導(dǎo)體物理學(xué)》的編著(與謝希德合著)，占據(jù)了他很多的時間和精力。當(dāng)時正是半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展并向其他高科技領(lǐng)域滲透推進(jìn)的時代，黃昆參與制定了國家《十二年科技遠(yuǎn)景規(guī)劃》，特別是其中的《發(fā)展計算技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、無線電子學(xué)、自動化和遠(yuǎn)距離操控技術(shù)的緊急措施方案》，并擔(dān)任“五校聯(lián)合的半導(dǎo)體專門化”教研室的主任，與五所大學(xué)的三十多名老師一起培養(yǎng)了中國第一批半導(dǎo)體科技的專業(yè)化人才。黃昆回國的時候，也許還抱有更大的志向，也許想效仿他的導(dǎo)師莫特，成為科學(xué)領(lǐng)袖。1947年他在寫給楊振寧的信里說，“我們衷心還是覺得，中國有我們和沒有我們，makes a difference。”可惜的是，半導(dǎo)體科技固然重要，但當(dāng)時的國家百廢待興，大部分科技資源都要投入到更迫切的任務(wù)中，比如說著名的“兩彈一星”，中國并沒有趕上半導(dǎo)體科技飛速發(fā)展的大潮。然而，生活從來都是這樣，豈能盡如人意，但求無愧我心。

圖1 左：黃昆和玻恩教授合著經(jīng)典著作《晶格動力學(xué)理論》；右：英文版《黃昆選集》

歷史重新回到了正軌。1977年，由鄧小平直接提名，黃昆來到中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所擔(dān)任所長，開啟了他的第二次富有成果的科研經(jīng)歷。“老牛亦解韶光貴，不待揚鞭自奮蹄?！痹谶@十幾年的時間里，黃昆推進(jìn)了中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所的科研工作乃至提高全國半導(dǎo)體物理研究的學(xué)術(shù)水準(zhǔn)：重新召開兩年一度的“全國半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會議”，在全國倡導(dǎo)半導(dǎo)體超晶格微結(jié)構(gòu)的研究，籌建半導(dǎo)體超晶格國家重點實驗室，等等。他還再次投入到科研活動中，重新研究了多聲子無輻射躍遷過程，澄清了該領(lǐng)域30年來的一些混亂情況，建立了相應(yīng)的“絕熱近似和靜態(tài)耦合理論”。他在半導(dǎo)體超晶格物理學(xué)的一些專門領(lǐng)域里做出了優(yōu)秀成果，特別是和朱邦芬合作建立的關(guān)于半導(dǎo)體超晶格中光學(xué)聲子模式的“黃-朱模型”，重新取得了國際性的學(xué)術(shù)聲望(圖1右)?，F(xiàn)在看來，以他年輕時的抱負(fù)，晚年的余暉，如果在年富力強(qiáng)的時候遇到更好的環(huán)境，黃昆肯定可以作出更加杰出的學(xué)術(shù)和其他方面的貢獻(xiàn)……但無論國家還是個人，都走了一些彎路。

在人生最后的十幾年里，黃昆過著平靜和幸福的生活。他還經(jīng)常來上班，因為他是半導(dǎo)體所的名譽所長，那時候也沒有院士退休的制度。帕金森病影響了他80歲以后的生活，但并沒有影響他和李愛扶的金婚紀(jì)念。黃昆獲得了很多榮譽，包括2001年的“中國最高科學(xué)技術(shù)獎”。這不僅僅是肯定他為時不長但成果豐碩的學(xué)術(shù)研究經(jīng)歷，更多是認(rèn)可以他為代表的一代科學(xué)家對中國半導(dǎo)體科技事業(yè)的無私奉獻(xiàn)，也許還包含了國家對半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)能夠進(jìn)一步推動國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的期望。

黃昆出生的時候，中國正處于救亡圖存的關(guān)鍵時刻，“神州陸沉、百年丘墟”很可能重演甚至更糟，當(dāng)年爆發(fā)的“五四運動”是舊民主主義革命和新民主主義革命的分水嶺。黃昆的成長環(huán)境和他的人生選擇使得他沒有成為像費曼(R.Feynman，1918—1988)或者楊振寧那樣偉大的物理學(xué)家，但是他把一生貢獻(xiàn)給了中國的半導(dǎo)體科技事業(yè)，確實做到了“make a difference”，雖然并不一定達(dá)到了他當(dāng)年的期望。畢竟有那么一句話，“一個人的命運當(dāng)然要靠自我奮斗，但是也要考慮到歷史的進(jìn)程。”

在紀(jì)念黃昆先生誕辰一百周年的時候，正是中華民族偉大復(fù)興的關(guān)鍵時刻，中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展從來沒有像現(xiàn)在這樣迫切地感受到半導(dǎo)體科技的重要性——中興事件和華為事件時刻提醒著我們在半導(dǎo)體科技以及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域還很落后。以黃昆為代表的幾代科技工作者盡到了最大的努力，在艱苦卓絕的條件下培養(yǎng)了一批批的新生力量，保證中國沒有徹底掉隊。他們完成了自己的任務(wù)，而今后的發(fā)展需要現(xiàn)在和未來幾代的科技人員，因為每一代人都有自己的任務(wù)，“如果人生真有意義與價值的話，其意義與價值就在于對人類發(fā)展的承上啟下、承前啟后的責(zé)任感?！?/p>