“不是风清扬也是张三丰”,这位虚龄百岁的院士离世之后,人们这样怀念他
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2019-06-11 15:45:36

今天是送别汤定元院士的日子。他是我国半导体学科创始人之一,我国红外学科的奠基者。他带领研制成功多种具有国际先进水平的红外光电探测器,已成功应用于多种遥感探测先进装备,为我国“两弹一星”等的研制作出了重要贡献。他以科学家的敏锐眼光,选择以窄禁带半导体碲镉汞作为主攻方向,在他的带领与指导下,对碲镉汞的多项基础研究成果被列入国际科学手册。


这位虚龄百岁的老人,于2019年6月3日10时40分在上海华东医院与世长辞。


汤先生在生前曾经写下过这样一段话:如果我当年留在美国,也许能做出些成果,发表多篇论文,但效果肯定不会像现在这样显著。根据我的经历,科学比较落后的国家派留学生去先进国家学习是一件很重要而且是必要的事,可以较快学到科学研究方法,也可以较早地接触到前沿课题。学习结束后,最好选择回国工作。特别是现在的中国,经济蒸蒸日上,急需各种人才。


汤先生的一生,就是科学报国的一生。


留学期间,实验结果得到两位诺贝尔奖获得者的肯定


1920年5月12日,汤定元出生于江苏金坛小坵村。从他进城读书那天,一直到考入无锡师范学校,家里人不得不靠借债供他上学。1931年江南一带遭遇水灾,金坛县农村几乎颗粒无收,汤定元被迫休学了一年半,他在家里先自学了六年级课本,又找来一本初中学生用的《混合数学》教科书。


在汤定元读初中二年级时,一天数学课上,老师拿着一本作业簿说:“上面没有一点错误,字迹又特别工整……”这正是汤定元的作业簿。


初中毕业前,同村一位年轻人组装了一个矿石收音机,当汤定元戴上耳机,立刻听到了南京广播电台播音员的声音。南京离金坛农村有两三百里,声音是怎么传过来的呢?他打开后盖一看,只是一块小小的矿石,加上线圈。他百思不得其解,从此,这个问题引起了他的浓厚兴趣。1935年,汤定元进入无锡师范学校,课余时间他就一头扎进图书馆,尽力探寻有关无线电方面的书籍资料。有一次,他找到一本《无线电收音机入门》,如获至宝,一口气读完了全书。


在流动的河中,乘小船到对岸渡口,不能正对着渡口方向行驶,而必须斜向渡口上游方向航行。从图书馆借来的《普通物理学》,通俗易懂地讲解着生活中的物理学,吸引着汤定元逐步走上了科学之路。


汤定元原以为读了师范学校后就能谋生,没想到抗日战争爆发了。经过4个多月的流亡,他来到了重庆北碚镇。尽管他的英语是零分,但由于物理和其他科目成绩较高,当时的中央大学将他破格录取在物理系,那是1938年7月。


一次,理论力学大考时,第三道试题很难,汤定元高度集中精力,终于完成了这道试题。考试完毕后,大家都说这道难题没有做出来,汤定元就拿起纸笔演算给大家看,但只演算了一程就算不下去了。后来发下试卷一看,汤定元得了100分,这道难题他确实做对了。为什么考试时做对了,重新做反而做不出来呢?后来,总结多年的科研工作经验,他终于感悟到,一个人的潜在能力要比平时表现出来的能力高得多。当思想高度的集中、有强烈的获得成功的欲望时,就有可能使自己的潜在能力得到超常发挥。


汤定元在中央大学做物理系助教期间,赵广增教授是1940年从美国归来的,他做研究工作的劲头十足。有一次,一位同事走进来,看到赵广增还在做实验,十分惊讶。原来就在昨天晚上,赵广增久病的大儿子去世了,没想到他一夜没睡,又来实验室工作了。多年后,得知赵广增唯一的儿子参加抗美援朝去了,汤定元钦佩不已。


1949年,在美国芝加哥大学留学的汤定元,在实验中证实金属铈的晶体结构在高压下确有体积突变达16.5%的相变。汤定元发现的是一种新型的相变,他的导师劳森教授对这个结果非常满意,不仅在物理系的报告会上作了报告,还介绍这个工作是高压物理研究室唯一的中国学生做的。实验结果在当年就以劳森教授和汤定元的名义发表在《物理评论》上,并得到两位诺贝尔奖获得者布里奇曼和鲍林的肯定。


1950年底,朝鲜战争爆发,汤定元决定,趁着往中国的航船依然通航之时及早回国,绝不为了一个博士学位而冒被扣在美国的危险。1951年初夏,汤定元在旧金山码头登上了海轮,开始了通向祖国的航程。


“科学无国界,但科学家是有祖国的。”汤定元的学生、中科院院士褚君浩说,汤先生非常爱国,在他的影响下,上海技术物理研究所多数骨干力量留学后也选择了回国。


“碲镉汞是汤先生在几十年前种下的一颗种子,如今已长成了参天大树”


汤定元回国时,半导体的应用前景已经很明朗,他于1951年下半年进入中国科学院应用物理研究所(1958年改名为中国科学院物理研究所)工作后,很自然地选择了半导体物理作为自己的研究方向。1953年,汤定元所领导的项目组在国内最早开展了硫化铅红外探测器的研究工作。到了1954年,国外的半导体研究有了极大发展,已经出现了商品晶体管。为紧跟国际研究的前沿,在1954年下半年,由黄昆领衔,王守武、洪朝生和汤定元四人,就如何发展中国的半导体事业进行了详尽而全面的研讨。


1957年秋,汤定元出席了在民主德国召开的“国际固体物理与固体发光学术讨论会”。在当时的民主德国,听完一个报告后,听众不是鼓掌,而是用手或铅笔敲桌子。汤定元讲完之后,听众敲桌子的时间特别久,一直到他从讲台上走下来才停止。一位前苏联教授,后来告诉汤定元,他从大会秘书处那里借去了汤定元的论文,从头至尾抄写了一遍。


汤先生曾经说过:“科技工作者应对事业无比执着,我始终坚信这一点。”他曾先后给解放军总参谋部和国防科委聂荣臻主任写过3封信,一再阐明红外技术及其器件对国防科技发展的重要性,他的远见和勇气在科学界中被传为美谈。


1958年12月30日,物理研究所接到承担导弹用的硫化铅探测器试制任务,具体由汤定元负责。研制人员回宿舍睡觉常常是夜里11时之后,仅在大年初一休息了一天。经过半年的艰苦努力,他们终于研制出硫化铅红外探测器。经过正式测量,硫化铅探测器性能优良,达到了相当高的水平。一位部队的科研人员来实验室参观,发现硫化铅探测器的研制竟然会有这么丰富多彩的工作,他在惊愕之余,立即去火车站退掉当天下午离京的火车票,又返回实验室,仔仔细细地观看了两天。


1964年,中国科学院根据汤定元等人的倡议,把上海技术物理研究所作为重点发展红外技术的研究所。同年,汤定元调入上海技术物理研究所工作。1969年7月1日,汤定元研究组研制成功国内第一个TGS红外探测器。

“汤先生还很有眼光地开辟了碲镉汞材料研究。”褚君浩说,由于在上世纪70年代,碲镉汞从配料到结成单晶的全过程经常出现事故,要制成结构完美、电学性质均匀的晶体是一件相当困难的事,汤先生亲自参加实验,并和研究人员不断分析总结。“碲镉汞是汤先生在几十年前种下的一颗种子,如今已长成了参天大树。”上海技物所青年骨干陈凡胜说,在风云系列卫星以及环境资源、海洋卫星中都会广泛用到碲镉汞。


1974年,诺贝尔物理学奖获得者杨振宁来上海技术物理研究所参观。汤定元送他出去时,杨振宁说:“我相信你们的研究所一定能出成果。并不是因为我们早就相识就当面说好话,我这两年在国内参观了不少研究所,最近去埃及也看了许多研究所,确实觉得你们的研究所能够做出成果来。”上海技术物理研究所的布局框架就是汤定元等人谋划搭建的。“如今,从核心器件到工程系统,我们都不需要依赖别人。”褚君浩说,2017年习近平主席元旦致辞时提到的科技发展,80%与上海技术物理研究所相关。


汤定元一直非常关注科学前沿动态,1991年当选院士后,他在所里做的第一场报告,讲的就是国际前沿科学。他总是定期去图书馆查找杂志,碰到重要的文章,就用卡片仔细地摘抄下来,至今保存了3000多张记录卡片。他经常就此撰写一些综述性文章,供年轻的科技人员阅读。


反复推敲半年,解释了400多年来天坛的奇异声学现象


“当我还在念中学的时候,就读了汤先生翻译的《眼睛与太阳》一书,翻译得很生动。这不仅使我从书本上结识了汤先生,也对科学有了初步的兴趣。”褚君浩说。《天坛中几个建筑物的声学问题》是汤定元写的第一篇科普文章。为了写好这篇文章,他首先研读了《怎样写文章》《语法结构》与《修辞》之类的书,才开始动笔。每用一个比较生僻的字或词,他都要搞清楚它的确切含义,才敢把它写进文章。经反复推敲,用了半年时间,他才写完这篇文章。公开发表之后,产生了意想不到的轰动效应。他对天坛中回音壁、三音石、圜丘声学现象的形成机理提出了很有见地的科学假说,解释了400多年来人们迷惑不解的天坛奇异声学问题,已被《中国古代科学成就》和《中国科学技术史稿》等书详细引用。

“在我心目中,汤先生是一个精神偶像,不是风清扬也是张三丰,他的风骨值得我们学习。”与汤先生同是九三学社社员的陈凡胜说,汤先生从来不讲大道理,而是“润物细无声”,给了年轻人很大的成长空间。


汤定元认为,年轻人成长要有“土壤”,如果没有“土壤”很难成长;有了“土壤”还要有环境,这个环境要允许他失败。褚君浩回忆,汤先生培养研究生特别注重业务研讨,经常开讨论会,让学生上台来讲,效果特别好。有一次,褚君浩为此准备了3个月,把要讲的内容完全吃透了。有一次,汤先生给他布置了一个课题,是关于碲镉汞的红外吸收,但褚君浩不肯做,他想做看上去更加高大上的碲镉汞散射,汤先生同意了。后来,折腾了半年的褚君浩回心转意了,汤先生也没有一句批评的话。

“汤先生是一个拼命做事却淡泊名利的人。”褚君浩说。2002年10月,香港何梁何利基金会授予汤定元“科学与技术进步奖”,他将所得奖金20万元人民币悉数捐献给了母校金坛华罗庚中学。当时,褚君浩问汤先生,不留给儿子买房吗?汤先生淡淡地回答:我认为这是最好的安排。


汤定元一直工作到85岁,起初所里提出每天把饭送到办公室,他婉言谢绝了,依然每天去食堂吃饭。后来年纪再大些,中午他就在办公室泡方便面就着咸蛋吃,就是不愿意麻烦别人。


栏目主编:黄海华 本文作者:黄海华 文字编辑:黄海华 题图来源:上海技术物理研究所提供 图片编辑:曹立媛