黄昆：凤凰涅磐后 让中国半导体名扬天下

 

 

黄昆（1919年—2005年），世界著名物理学家、中国固体和半导体物理学奠基人之一、杰出教育家，浙江嘉兴人。北京大学教授，中国科学院半导体研究所研究员、所长、名誉所长，中科院院士。2001年获国家最高科学技术奖。

 

“物格无止境，理运有常时。”北京大学物理学院院内，铭刻着这样一块石碑，这里是黄昆工作和生活过20多年的地方。

 

从“黄漫散射”到“黄方程”，从“黄-里斯因子”到“玻恩和黄”，以至“黄-朱模型”，黄昆院士在固体物理学发展史上建树颇丰。

 

1952年院系调整后，已在国际上享有盛誉的黄昆等人登上北大讲台，为大学一年级的学生开设普通物理课。

 

从固体物理到半导体物理，黄昆和其他教师一起奠定了北大物理系乃至全国物理教学的基础，桃李满天下，“弟子”中更是涌现出甘子钊、秦国刚、夏建白等院士。

 

西南联大物理系的三剑客之一

 

黄昆，1919年9月出生于北京。祖籍浙江嘉兴。父亲当时是中国银行高级职员。母亲贺延祉，籍贯湖南，毕业于北京女子师范大学，也在银行工作。

 

黄昆是家中最小的孩子，他的大姐名黄宣，大哥黄燕，二哥黄宛（我国著名心脏内科专家），姐弟四人年龄依次相差一岁，手足情深而又互相影响。

 

他们的名字都取自于北京的地名，黄昆的“昆”来自于“昆明湖”，黄宛的“宛”来自于“宛平城”，黄燕的“燕”来自于“燕山”，黄宣的“宣”来自于“宣武”。

 

家庭较高的文化素养和毫无拘束的气氛，特别是母亲为人严肃认真，对黄昆少年时期成长影响很大。

 

黄昆先后在北京蒙养园、北京师大附小、上海光华小学（在静安寺附近一条弄堂里，黄昆在那里呆了一年多）上学。

 

他生前回忆自己小学阶段，除去很早就识字，在小学时期常读小说和学会加减乘除之外，似乎没有学更多的知识。他小学期间最出色的一次表现，是在三年级北京史地课考试得第5名。他带回给母亲的奖品，是一份北京城的油印讲义。为此，他始终为能熟练说出北京城所有内外城门名而感到自豪。

 

1941年，黄昆从燕京大学毕业，随即到西南联大攻读物理系研究生。

 

当时他与杨振宁、张守廉同住一间宿舍，三人被称为是物理系的三剑客。那时的他们都年方二十出头，总是喜欢纵论天下、互相辩论，而黄昆往往将话题引向极端，引发无休止的争论。

 

多年后，杨振宁对黄昆的较真仍然念念不忘，他说一生中最重要的时期，不是在美国作研究，而是和黄昆同住一舍的时光。

 

被“庚子赔款”留英公费生录取

 

1944年，黄昆、杨振宁、张守廉西南联大研究生毕业。黄昆被“庚子赔款”留英公费生录取。按庚款留英公费生规定，去英国什么学校，选哪位科学家做导师，都可以先由本人提出志愿，再取得接收方的同意。

 

当时，有一位英国教授给联大捐赠了一大批在英国出版的科学书籍。黄昆对这批书很感兴趣，大多翻阅了一下。引起他特别注意的是一位名叫莫特的英国科学家。莫特写了三本书：《原子的碰撞理论》、《金属与合金的电子理论》、《离子晶体中的电子过程》。这三本专著覆盖了三个很不相同的领域，每一本专著的出版，都标志着一个学科方向的诞生。这使黄昆感到这位科学家的学识非常渊博。

 

另外，黄昆也被后两本书的丰富新颖内容所吸引，觉得莫特所研究的领域非常丰富多彩。基于这两方面原因，黄昆决定到布列斯托（Bristol）大学做莫特教授的博士生，并被莫特接受。

 

1945年8月，黄昆终于在布列斯托大学做了莫特的研究生，他也是第二次世界大战结束后莫特招收的第一个博士生。因无序系统的电子结构而荣获1977年诺贝尔物理奖的莫特，当时还是一位很年轻的教授，但已是国际上著名的固体物理学家。

 

几个月后，初出茅庐的黄昆就完成了题为《稀固溶体的X光漫散射》论文，大胆提出了关于杂质和缺陷X光的散射理论模型。20年后，德国科学家在实验室中证实了黄昆的理论预言，国际学术界随即称之为X光“黄散射”。

 

在完成博士论文后，黄昆受到爱丁堡大学玻恩教授（M.Born）的赏识，被邀合著《晶格动力学》一书。这本专著至今仍是固体物理学领域的权威著作，从1975年至2001年3月，该书的英文版被引用5254次，俄文版被引用376次，平均每年200多次。

 

除了撰写《晶格动力学》，这段时间黄昆还连续完成了两项开拓性的学术贡献。一项是提出著名的“黄方程”和“声子极化激元”概念，另一项是与后来成为他妻子的里斯（A.Rhys，中文名李爱扶）共同提出的“黄－里斯理论”。他与妻子在1950年合写了这篇论文。

 

回国开始26年的教学生涯

 

1951年底，黄昆回国到北京大学物理系任教授，开始了26年的教学生涯。遗憾的是，当时的高校“学习苏联先进经验”，教学和科研分家，黄昆没有继续他的基础研究，而是一心扑在教学上。

 

经过英国多年的在固体物理前沿领域的研究，黄昆当时属于国际上的领头科学家，他的水平无疑在国内固体物理领域首屈一指。他率先提出在北大开设“固体物理”课程及“半导体物理”课程。经过多年的反复实践，从无到有，逐渐形成系统的专业物理课程。从事“两弹一星”研究的许多科技人员都从这里走出，或者曾经聆听过他的授课。

 

从那时起，在近30年的时间，黄昆只发表了一篇原创性的论文，他把它献给了导师玻恩。

 

1977年秋天，是黄昆命运的又一个转折点，他在中科院半导体所重新开始了科研工作。黄昆认为既然身在研究所，自己就必须在科研第一线工作。在研究所不做研究，情理难容。

 

但是，研究中断了近30年，这30年国内外科技发展日新月异，自己年龄已近60，研究怎样才能做得起来呢？他拿定主意，坚持自己动手做第一线的具体工作，做自己能做的事。

 

黄昆又重新活跃起来。正如国际著名固体物理学家，德国马克斯普朗克协会固体物理研究所前所长卡多纳（M．Cardona）描述黄昆，“他好比现代的凤凰涅磐，从灰烬中飞起又成为世界领头的固体物理学家”。

 

在黄昆所长的主持下，针对国际上在多声子无辐射跃迁理论中出现的疑难问题重新开展了研究，“黄-朱模型”就是那个时代的代表性成果。半导体所建成了我国半导体超晶格国家重点实验室，开创了我国在材料科学和固体物理学中崭新领域的研究工作，这一新兴领域目前已经在世界上占据一席之地。

 

2001年，国家授予黄昆最高科学技术奖。

 

2005年7月6日16时18分，黄昆在北京逝世，享年86岁。