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黄昆

黄昆

黄昆(1919年9月2日~2005年7月6日),中国著名物理学家、教育家、中国固体物理学和半导体物理学的奠基人之一、中国科学院院士、第三世界科学院院士,北京大学教授。2001年度中华人民共和国国家最高科学技术奖获得者。

黄昆出生于北京,祖籍为浙江嘉兴。1941年毕业于燕京大学物理系,获理学学士学位。1944年,获西南联合大学北大研究院理学硕士学位。1945年赴英国学习。1947年,获布里斯托尔大学博士学位。此后至1951年,先后在爱丁堡大学和利物浦大学进行访问学者与博士后研究。1954年,黄昆与诺贝尔物理学奖获得者马克斯·玻恩合著的《晶格动力学》出版。

1951年,黄昆回到北京,任北京大学物理系教授直至1977年。之后任中国科学院半导体研究所所长至1983年。2005年7月6日,16时18分,黄昆在北京逝世,享年86岁。

 

生平简介

 

黄昆,固体物理、半导体物理学家。浙江嘉兴人。1941年毕业于燕京大学。1944年获得北京大学理科研究所硕士学位。1948年获英国布里斯托尔大学博士学位。1955年选聘为中国科学院院士(学部委员)。1980年当选为瑞典皇家科学院外籍院士。1985年当选为第三世界科学院院士。中国科学院半导体研究所研究员、名誉所长。是国际著名的中国物理学家、教育家、中国固体物理学先驱、中国半导体技术奠基人。

黄昆先生

主要从事固体物理理论、半导体物理学等方面的研究并取得多项国际水平的成果,是中国半导体物理学研究的开创者之一。 50 年代与合作者首先提出多声子的辐射和无辐射跃迁的量子理论即“黄-佩卡尔理论”;首先提出晶体中声子与电磁波的耦合振动模式及有关的基本方程(被誉为黄方程)。40年代首次提出固体中杂质缺陷导致 X光漫散射的理论(被誉为黄散射)。证明了无辐射跃迁绝热近似和静态耦合理论的等价性,澄清了这方面的一些根本性问题。获2001年度国家最高科学技术奖。

“黄-朱模型”的两位作者在讨论问题

 

传奇人生

 

黄昆,国际著名的中国物理学家、教育家、中国固体物理学先驱、中国半导体技术奠基人。

黄昆1919年9月出生于北京,1941年毕业于燕京大学,1944年毕业于西南联合大学的北京大学理科研究所,获硕士学位,1947年在英国布里斯托大学获得博士学位。

黄昆获得博士学位后曾在英国爱丁堡大学物理系、利物浦大学理论物理系从事研究工作。

1951年,黄昆回到北京大学任物理系教授,1977年后任中国科学院半导体研究所所长直到退休。

黄昆早年在爱丁堡大学与著名物理学家、诺贝尔奖得主玻恩教授一起从事研究工作,合著了在固体物理学界享有声誉的《晶格动力学》一书。1956年,黄昆在北京大学物理系任教授期间,参与创建了中国第一个半导体物理专业,为中国信息产业培养了第一批人材。在北京大学任教期间,黄昆还主持本科生教学体系的创建工作,并著有《固体物理学》教材,享有盛誉。

黄昆院士纪念信封

1977年后,在邓小平的过问下,黄昆出任中国科学院半导体研究所所长。2001年,黄昆与其北大校友王选一同获得了该年度国家最高科学技术奖。

2005年7月6日,16时18分,黄昆在北京逝世,享年86岁。

《固体物理学》

黄昆的主要荣誉包括1955年中国科学院第一批学部委员(今中国科学院院士)、2001年国家最高科学技术奖、瑞典皇家科学院外籍院士、第三世界科学院院士、全国“五一”劳动奖章获得者和1995年度何梁何利基金科学与技术成就奖获得者。黄昆还是中国人民政治协商会议全国委员会第五、六、七、八届常务委员。黄昆是中国共产党党员、九三学社社员。

 

黄昆的一生

 

黄昆的一生和诺贝尔奖大师紧密相连,从英国布里斯托大学到爱丁堡大学,再到利物浦大学,从诺贝尔奖获得者莫特教授到玻恩教授,黄昆的第一个“黄金时代”到来了。物理学大师玻恩是量子力学的创始人,也是晶体原子运动系统理论的开创者,早在第二次世界大战期间,玻恩就打算从量子学最一般原理出发,写一部关于晶格动力学的专著,但战后因忙于他事且年事已高,此事一度搁置。1947年5月中旬,黄昆来到了爱丁堡大学玻恩教授处短期工作,工作中玻恩发现黄昆熟悉这门学科,且有深邃见解,便将完成用量子力学阐述晶格动力学理论的《晶格动力学》专著的重任交给了黄昆,同时交给他的还有玻恩的一些残缺不全的旧手稿……

《国家荣誉》

黄昆从1948年开始,在4年时间内不仅以严谨的论述和非常清晰的物理图像对这个固体物理学中的最基本领域进行了系统的总结,而且还以一系列创造性的工作发展和完善了这个领域。“有一段时间,我同玻恩教授还发生了争论……”谁也没想到,黄昆当初写进的内容在1960年激光发现以后,一一被实验证实。由此,奠定了他在固体物理学领域的权威地位。玻恩这位诺贝尔奖获得者也伸出了大拇指,他在给爱因斯坦的信中说:“书稿内容现在已经完全超越了我的理论……”

《黄昆:声子物理第一人》

 

黄昆被选为2002年度感动中国十大人物

 

颁奖辞:他一生都在科学的世界里探求真谛,一生都在默默地传递着知识的薪火,面对名利的起落,他处之淡然。他不仅以自己严谨和勤奋的科学态度在科学的领域里为人类的进步做出卓越的贡献,更以淡泊名利和率真的人生态度诠释了一个科学家的人格本质。

黄昆院士雕像落成揭幕仪式

 

从蒙养园到燕京大学

 

《黄昆》

黄昆于1919年9月2日诞生在北京,祖藉为浙江嘉兴。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,特别母亲为人严肃认真,对黄昆少年时期成长影响很大。

一般而言,许多著名科学家在少年,甚至童年就显示出其天赋。然而,黄昆却自认为他属于智力发育滞后的类型。在谈及现在中小学生的负担太重问题时,黄昆以切身经历为例,认为,小学学习不必要求太高,但中学打的基础却会影响一个人的一辈子。

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。他还记得,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。

 

中学打基础

 

关于中学打基础影响一辈子,黄昆有正反两方面的经历。

《黄昆文集》

黄昆在上海光华小学五年级没读完,随家搬迁回到了北京。黄昆的伯父黄子通当时在燕京大学哲学系任教授,黄昆暂住在伯父家中,并插班就读于燕京大学附中初中。他在这里只学习了半年,就转学到通县潞河中学。但是,这短短的半年,对黄昆以后的发展却有长远的影响。黄昆的伯父偶然看见黄昆课后很空闲,就询问他原因。黄昆回答说,老师交待的数学作业都已完成。他伯父说,那怎么行,数学课本上的题全都要作。自此,黄昆就这样做了。从此他的数学课一直学得很好,并发生了浓厚兴趣。转入到潞河中学后,这习惯不仅仍延续下来,并带动了其它学科的学习。黄昆后来回顾,这一偶然情况有深远影响。由于他下课就忙于自己作题,很少去看书上的例题,反而使他没有训练出“照猫画虎”的习惯。

 

治学要点

 

黄昆治学一个重要特点,“从第一原理出发”,其习惯也许就是在中学开始培养的。

潞河中学前身可以追溯到1867年由美国一个牧师创办的通州男塾。1889年,它演变成包括小学、中学、大学和神学院的潞河书院。以后又先后更名为协和书院,华北协和大学。1918年,华北协和大学与汇文大学合并组成燕京大学,而协和大学附设中学部仍保留在通州原址,叫潞河中学。潞河中学虽然是教会学校,但1927年以后,由华人任校长,取消“圣经”必修课。潞河中学的校训为“人格教育”。黄昆是学习上的优等生,除语文课外,他的高中三年学习总成绩始终保持在全年级之首。黄昆兄弟三人都就读于潞河中学。他的大哥因为休学两年,与他同班,数学成绩只有30来分,在黄昆带动下,黄燕的数学成绩也很快就超过了及格线。潞河中学每个礼拜都有全校大会,黄氏三兄弟穿自己家做的布鞋,被校长在全校大会上表扬。

黄昆自己认为,他中学时代反面教训是,中学语文课没有学好。就像大多数中学男生一样,对于老师出的作文题,黄昆觉得,不是一句话就解答了,就是无话好说。后来黄昆回顾自己生涯,认为其后果影响了自己一辈子。例如,1936年黄昆从潞河中学毕业,拟学工科。他报考过清华大学和北洋工学院,但都未被录取,原因就是语文成绩太差的缘故。黄昆在生平自述中写道:

《名师风范——忆黄昆》

“我于1944年参加了当时‘庚子赔款’留美和留英两项考试。留美考试未录取,后来通过别人查分数才知道我的语文考试只得了24分。在留英考试中,我的作文只写了三行就再写不下去了,只好就此交卷。后来得知,我居然被录取。这曾使我大吃一惊。以后有机会看到所有考生的评分,这才知道这位中文考官显然眼界很高,而打分又很讲分寸,很多考生的中文成绩都是40分,再没有比这更低的分数,我当时是其中之一。以后虽然没有再考语文,但是语文这个关远没有过去。顺便可以提到,我的语文基础没有打好,多少年来,在各个时期,各种场合都给我带来不小的牵累(从早年的考试到以后的写作,以至讲话发言)。近年来,不少场合要你讲点话或是让你题词,我只能极力推辞,而主持人则很难谅解。这总使我想起中学语文老师出了题我觉得无话可说的窘况。”

1937年,黄昆通过潞河中学向燕京大学的保送考试,进入燕京大学,并根据自己的优势和兴趣,选定物理为学习专业。

1978年4月黄昆所长参加全国科学大会后与王守武、林兰英副所长讨论

 

群英荟萃

 

抗日战争爆发后,中国的三所著名大学:清华、北大、南开迁至云南昆明,1938年春组成国立西南联合大学。在中国人民抗战最艰难困苦的年代,培养出杨振宁、李政道、黄昆、张守廉、李荫远、黄授书、邓稼先、朱光亚等一大批杰出人材。开出中国教育史上最绚丽的一朵奇葩。

1979年3月中国科学院代表团访问英国,黄昆为副团长

西南联大物理系规模虽然不算大,但是人材济济,中国物理学界许多学术造诣很深的知名教授都在这里执教。当时“清华有叶企荪、吴有训、周培源、赵忠尧、王竹溪、霍秉权;北大有饶毓泰、朱物华、吴大猷、郑华炽、马仕俊;南开有张文裕,还有许贞阳。西南联大的数学师资也为当时国内一时之选。

清华有杨武之、郑洞荪、陈省身、华罗庚、许宝马录;北大有江泽涵;南开有姜立夫。在西南联大,物理系每年级只有一班,约三四十人。生活条件十分艰苦,都住在学校泥墙草顶的宿舍里。

1986年黄昆、林兰英和视察半导体所的两位中国科学院院长方毅和卢嘉锡交谈

1941年秋,黄昆在获得燕京大学学士学位后,经葛庭燧先生介绍,来到西南联大任助教。从北京到昆明,黄昆路经青岛、上海、香港、桂林、贵州,路上整整花了2个多月。系主任饶毓泰先生在第一次接见黄昆时对他说,这里人很多,根本不需要助教。你在这儿就是钻研学问作研究。事实也确是如此。

2001年度国家科学技术奖

黄昆的教学任务只是每周带一次普通物理实验。吴大猷让他半做研究生,半做助教,这样他可以得到一些收入。

由于张守廉的缘故,黄昆很快地结识了和张同班的杨振宁。他们三人学习思考风格迥异,但都是绝顶聪明的人。他们一起上吴大猷和其他先生的课,通过课后讨论,他们彼此加深了人品学问的了解。

 

师从莫特

 

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。“庚子赔款”留英公费生是在1930年设立的,比庚款留美公费生晚得多。第八届“庚子赔款”留英公费生,物理学共有两个名额,洪朝生考取了另一名额。洪朝生同时也考取清华第六届留美公费生无线电专业,他决定去美国留学,庚款留英的另一名额由梅镇岳递补。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。

沈克琦、黄昆夫人、黄昆、朱光亚、李政道、许智宏、马大猷等先生在铜像揭幕仪式现场就座

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(B r is to l)大学做莫特教授的博士生,并被莫特接受。可以说,黄昆选做莫特教授的研究生,实际上也把自己将来的研究方向选定为固体物理学。黄昆能在学科发展早期进入这一大有作为的科学领域,应该说,这是一种难得的机遇。但是,机遇或大或小,一个人一生中都会碰到。没有准备,机遇将擦肩而过;有了充分准备,机遇就会被抓住。正是在燕京大学自学量子力学打下了扎实的基础,在西南联大有名师指点,优秀同学激励和良好学风这样的环境里,加上自己刻苦钻研,黄昆在固体物理发展的黄金年代,抓住机遇,做出重大贡献。

黄昆

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。

黄昆

 

凤凰涅磐

 

1977年,黄昆被调到科学院半导体研究所任所长。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?黄昆想,科学家老了会掉队大概有两个原因,一是知识老化,特别是基础理论和方法跟不上发展;二是由于地位,容易脱离第一线的具体工作以致自己原来的老本也会逐步忘记。他分析自己的情况,认为,要把几十年基础理论的发展认真地补上,恐怕是做不到的。

黄昆

但是,承认这个局限性,并不等于不能做研究。他拿定主意,要坚持自己动手做第一线的具体工作,要去做自己能做的事。

黄昆在国际物理界沉寂近30年后,又重新活跃起来。他开始了他研究生涯中第二个活跃时期:1980-1990年。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”。

 

治学之道

 

黄昆研究教学60载,形成了自己鲜明的治学风格。黄昆先后师从吴大猷、莫特、波恩三位大师,其中莫特对他的影响最大。他有选择地吸取了三位大师的治学之道,在60载的研究教学中,形成了自己独特而鲜明的治学风格。

黄昆

 

黄昆的名言

 

黄昆把自己的一生科学研究经历归结为:一是要学习知识,二是要创造知识。对做科学研究工作的人来讲,归根结底在于创造知识。而学习知识与创造知识,黄昆从自己的切身经历和观察别人的经验教训,归纳出两句名言:

(1)“学习知识不是越多越好,越深越好,而是要服从于应用,要与自己驾驭知识的能力相匹配。”

(2)“对于创造知识,就是要在科研工作中有所作为,真正做出点有价值的研究成果。为此,要做到三个‘善于’,即要善于发现和提出问题,尤其是要提出在科学上有意义的问题;要善于提出模型或方法去解决问题,因为只提出问题而不去解决问题,所提问题就失去实际意义;还要善于作出最重要、最有意义的结论。”这两句名言确实是黄昆的经验之谈,我们应当作座右铭而牢记。

黄昆1941年北京燕京大学毕业时留影

 

老骥伏枥

 

黄昆在科学上的成就受到了国际学术界的高度评价,也得到祖国和人民的承认。1955年,年仅36岁的黄昆就当选为中国科学院学部委员,是当时所有委员中最年轻的一名。改革开放以来,黄昆当选为瑞典皇家科学院外藉院士(1980年)、第三世界科学院院士(1985年)、国际纯粹物理和应用物理协会(IUPAP)半导体委员会委员(1985-1988年)。黄昆除了担任中国物理学会理事长、科学院数理学部常委,还被选为中华人民共和国第三届全国人民代表大会代表(1964年),当选为中国人民政治协商会议第五届全国委员会常务委员会委员(1978年),以后分别连任第六届、第七届、第八届政协常委。他也曾获得中央国家机关优秀共产党员称号,全国“五一”劳动奖章,2001年,获中华人民共和国最高科学技术奖。

 

贡献

 

黄昆,青年时代做出了卓越的贡献,中年时期献身于祖国教育事业,60岁后又重攀上世界科学高峰,如今桃李满天下,闻名海内外。可以说,除了诺贝尔奖,作为一个中国物理学家,黄昆几乎得到了所能得到的一切荣誉。但是,老骥伏枥,志在千里,烈士暮年,壮心未已。黄昆已年逾八旬时,身患帕金森病,仍每天上午去中国科学院半导体研究所上班,他仍在为祖国的科学技术发展而呕心沥血。

黄昆夫妇

 

科学成就

 

黄昆手迹

• 1947年提出固体中杂质缺陷导致X射线漫散射的理论,被称为“黄散射”;

• 1950年与里斯共同提出了多声子的辐射和无辐射跃迁的量子理论;同期佩卡尔发表了相平行的理论,被国际上称为“黄-佩卡尔理论”或“黄-里斯理论”;

• 1951年提出了晶体中声子与电磁波的耦合振荡模式,当时提出的方程,被称为“黄方程”。

 

主要著作

 

• 《晶格动力学理论》玻恩,黄昆著 葛惟锟,贾惟义译 北京大学出版社 1989 ISBN 7-301-00836-8

• 《半导体物理进展与教学》黄昆著

• 《半导体物理学》黄昆,谢希德著 科学出版社 1958

• 《固体物理学》黄昆著,韩汝琦改编 高等教育出版社 1988 ISBN 7-04-001025-9

• 《半导体和它的应用》 黄昆著 北京科学普及出版社 1956

 

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