黃昆簡介
黃昆.固體物理學泰斗
從“黃散射”到“黃方程”,從“黃—里斯因子”、“玻恩和黃”到“黃—朱模型”,他在固體物理學發展史上建樹了一座座豐碑。
“玻恩和黃”(born and huang),是諾貝爾獎獲得者德國物理學家馬克斯·玻恩和中國物理學家黃昆合著的《晶格動力理論》一書的簡稱,在固體物理學界盡人皆知。40多年來,這本著作被世界各地的物理學研究者推崇備至,奉若“聖經”一般。而黃昆於1951年在北京完成這部經典之作時,才剛滿32歲,可謂大器早成。
黃昆1919年出生於北京。在燕京大學物理系完成大學學業,1942年以優異的成績考入昆明西南聯大,師從中國現代物理學奠基人之一吳大猷教授,並得到了許多名師的教導。他像當時一大群有志青年一樣,在困苦的生活環境中探求救國強民之道,孜孜不倦地追索科學的真諦。
1945年,黃昆赴英國佈列斯托大學深造。他的導師,固體物理學大師、諾貝爾獎獲得者莫特爵士的治學風格對黃昆產生了重大影響,使他形成了專注於具體問題的嚴謹學風。日後,這種治學風格又“散射”給他一代又一代的弟子。
黃昆到英國後寫的第一篇論文是《稀固溶體的x光漫散射》,他從理論上預言了與晶體中雜質相關的x光漫散射,並在六十年代獲得了實驗證實。這一理論成為研究固體中雜質狀態的有力手段,被國際上稱為“黃散射”。 1948年1月,年僅28歲的黃昆獲得哲學博士學位證書。
此後,黃昆在英國利物浦大學進行三年的博士後研究,在那裡完成了三項他自認為畢生最有影響的科學工作,這三項工作的成果後來都以他的名字命名。他的研究,對推動固體物理的發展起了重要作用。
其中一項工作是由黃昆和他的研究助手、以後的夫人艾夫·里斯合作拓展的多聲子躍遷理論,以“黃—里斯因子”而著稱於世。在利物浦大學工作期間,黃昆的勤奮和敏銳,深深地吸引了里斯,而她對專業知識的精通、工作的勤懇以及她的美麗溫柔也給黃昆留下難以磨滅的印象。1950年,他們共同署名發表了《f中心的光吸收和非輻射躍遷理論》,這一開拓性的科研成果,得到國際同行的高度評價,被稱為“黃—里斯理論”。與此同時,他們的愛情之樹也開出了絢麗的花朵。
另外兩項工作是描述晶體中光學位移、巨集觀電場與電極化三者關係的“黃方程”,和由此引申的電磁波與晶格振動的耦合,即後來被稱為極化激元的重要概念。
1951年底,黃昆滿腔熱誠地回到自己深愛的祖國,在北京大學物理系任教授。他不僅是一位傑出的科學家,也是一位優秀的教育家,他對新中國高等院校物理專業的發展做出了卓越的貢獻。在普通物理、半導體物理以及固體物理等課程的教學建設方面,黃昆做出了一系列奠基性的工作,併為國家培養了一大批優秀的科技人才。
50年代初期,中國的大學正進行院系調整,國家急待建立起新的教育體系,以適應經濟建設的迫切需要。黃昆認識到為新中國培養一支科技隊伍的重要性,於是,他和虞福春、褚聖麟等教授一起,本著“學習蘇聯,參考英美”的精神,努力建設具有中國特色的普通物理教學體系。他們強調立論要嚴謹、物理圖象要清晰,講授要深入淺出,為基礎課教學樹立了範例。直到現在,北大理科基礎課的教學還因襲著他們的講課傳統。
黃昆是中國半導體事業的開拓者之一。1955年,黃昆參加了國家“12年科學技術長遠發展規劃”的制定工作,他具體參加制定半導體發展規劃,為這個重點專案的發展提出了許多切實可行的建議和措施。後來,他與謝希德教授合作,將他們講課的講義整理修訂成《半導體物理》一書。這本既注重結合實際,又系統闡述半導體物理基本原理的教材,成了中國培養半導體人才的基本理論著作。為了更多更快地培養中國半導體事業的專業人員,1956年暑期,北京大學、復旦大學、南京大學、廈門大學和吉林大學五校,在北京大學聯合開辦我國第一個半導體專業系,黃昆任主任、謝希德為副主任。在他們的領導下,五校師生團結協作,先後開設了固體物理、半導體物理、半導體實驗、半導體材料、電晶體電路、半導體器件等全面的半導體專業課程,為中國培養了第一批半導體人才,這些人才繼而成為全國各地半導體事業發展的領袖。隨後,全國許多高校紛紛仿效成立了半導體專業,還建立了研究所和生產半導體材料和器件的車間,使中國半導體學科和半導體技術很快獨立自主地發展起來。
1977年11月,黃昆出任中國科學院半導體研究所所長。他為研究所帶來了重視基礎研究的新學風,培養了一個理論與實驗並重、學術氣氛活躍的半導體物理研究群體,他本人也迎來了科學研究的第二春。針對國際上在多聲子無輻射躍遷理論中出現的疑難問題,黃昆於1983年證明了“在消除康登近似帶來的不自恰性後,理論界兩種似乎互不相關的處理方法——即絕熱近似與靜態耦合——其實是等價的”;他與朱邦芬教授提出的計算超晶格光學聲子模式的模型及類體模的解析表示式,被國際物理學界廣泛接受,並被稱之為“黃—朱模型”。
黃昆 36歲時當選為中國科學院最年輕的學部委員,1980年被選為瑞典皇家科學院的外籍院士,1985年當選為第三世界科學院院士。2000年11月,香港科技大學授予黃昆名譽博士學位。
一個個腳印,一座座豐碑。黃昆以他的成就,推動了固體物理學的進步。他的貢獻屬於全人類。
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