2001年度国家最高科学技术奖
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  2001年度国家最高科学技术奖       ★★★
2001年度国家最高科学技术奖
[ 作者:记者 张锦芳    转贴自:新华社    点击数:4572    更新时间:2005-8-22    文章录入:guojiliang

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黄 昆 中国科学院半导体研究所
王 选 北京大学计算机科学技术研究所

国家最高科学技术奖获得者--黄昆

  中国科学院院士、著名物理学家黄昆先生,以他对科学事业的卓越贡献,在83岁高龄时获得了我国科技界的最高荣誉--2001年度国家科学技术最高奖。

    在2001年度国家科技奖励颁奖大会前夕,在中国科学院半导体研究所黄昆先生的办公室中,记者有幸目睹了这位学界大师的风采。

    虽然身体不太好,但黄昆先生依然精神矍铄。如果不是事先知道黄昆先生的年龄,从黄昆先生的脸上,一点都看不出是他是位如此高龄的老人。

    这位曾推动世界固体物理学科发展的著名科学家的简历上,只是简单地写着:黄昆,1919年生于北京,1941年毕业于燕京大学,1945年赴英国留学,1948年获英国布里斯托大学哲学博士学位,1948-1951年在英国利物浦大学理论物理系任博士后研究员,1951年回国,1951-1977年任北京大学物理系教授,1977-1983年任中国科学院半导体研究所所长,自1983年至今,任名誉所长。黄昆先后被选为中国科学院学部委员(院士)(1955年),瑞典皇家科学院外籍院士(1980年),第三世界科学院院士(1985年)。1987-1991年曾任中国物理学会理事长。

多次写上中国人的名字

    黄昆先生是著名的物理学家,是晶格动力学的奠基人和权威,声子物理学科的开拓者。他的名字与多声子跃迁理论、X光漫散射理论、晶格振动长波唯像方程联系在一起。

    黄昆先生对固体物理学做出了许多开拓性的贡献,在世界理论物理领域多次写上中国人的名字。

    1947年5月,黄昆先生到英国爱丁堡大学物理系当代物理学大师玻恩(M.Born)处作短期访问。玻恩把自己已写的一部分《晶格动力学理论》专著的手稿给黄昆看,并建议在他的手稿的基础上,由黄昆执笔合作完成这部专著。当时,黄昆己接受北京大学物理系主任饶毓泰的聘请,将回国到北京大学任教。为此,黄昆写信给饶毓泰征求意见,饶毓泰复信热情支持他与波恩合作写书。为了得到必要的经费支持,1948年初黄昆接受了将任英国利物浦大学理论物理系主任的弗罗利希的聘请,成为该系的为期三年的博士后研究员。在利物浦三年期间,黄昆在科学事业上取得了丰硕的成果。

    晶体中原子振动是晶体中一种最基本的运动形式,对晶体的热学、电学、光学、力学性质都有重要的影响。到上世纪40年代中叶,许多科学家对晶格动力学已进行了一系列实验和理论研究工作。1950年前后黄昆和波恩合作成功地完成了世界上第一部晶格动力学的系统专著:《晶格动力学理论》。黄昆在写这本专著时,做了一系列创造性的工作,用严谨的体系和清晰的物理图像总结、发展和完善了这个领域,使该书成为该领域最具权威性的一部专著。

    几代固体物理学家都通过学习这本专著而了解晶格动力学这个领域。曾任英国爱丁堡大学理学院院长、晶格动力学权威W. Cochran 在他写的《晶格中的原子动力学》一书(1973年出版)引言中说:"玻恩和黄昆在1954年出版的《晶格动力学》,至今仍是这个学科的主要方面的权威著作。"许多著名的国外学者,如美国的A. A. Maradudin, 英国的R. J. Elliot等都说过,"我们研究晶格动力学,是在学习了玻恩和黄昆合著的《晶格动力学》一书以后,受到教益和启发才开始的。"1989年,在德国举行的一个学术会议上,美国麻省理工大学物理系主任曾对北京大学物理系张树霖教授说:"我把黄昆的书像圣经一样放在我的书桌上。"

    玻恩和黄昆合著的《晶格动力学》一书被引用几千次。无论从被引证次数,还是从被引证延续时间,《晶格动力学》一书在国际上都是罕见的,代表了世界一流水平。

    黄昆先生还开创了"黄-里斯理论"。他首先提出和发展了以晶格弛豫为基础的多声子辐射和无辐射跃迁理论,对于认识晶体的光学性质、电学性质以及杂质、缺陷对光电性质的影响等方面都具有重要的指导意义。该理论在60年代被实验证实,被国际上称为黄-里斯(Huang-Rhys)理论,理论中的S因子被称为Huang-Rhys因子。他和他夫人里斯(Rhys)合作的"F-中心光吸收和无辐射跃迁理论"这篇著名论文自1965年以来已被引用超过500次,成为该领域的经典文献之一。

    黄昆先生提出了一对以他的名字命名的"黄昆方程",为固体中长波长光学振动的唯象处理提供了理论基础。利用这组方程黄昆首先引入了电磁波和横光学振动耦合模的这一新概念,后来被称为极化激元。这一预言在1965年被实验证实。他的题为"关于辐射场和离子晶体的相互作用"的论文被第一届国际极化激元会议评价为该领域的一个里程碑。以后极化激元的概念被广泛推广到其它各种特殊的元激发和电磁波的耦合模。

    黄昆先生在研究晶体中缺陷弹性位移在X光衍射峰附近产生的漫散射强度时,创立了"黄-漫散射"理论。这个理论在论文发表近20年后被实验证实,这种散射被国际上命名为"黄-漫散射"。利用黄昆的漫散射理论,可以从X射线的漫散射推出晶体中点缺陷的结构,如位移场分布、对称性、大小等。这种方法已成为研究晶体中微观缺陷的一种特殊的X射线技术。

开创我国高等学校固体物理专业教育

    黄昆先生还是位杰出的教育家。他致力于凝聚态物理科学研究和教育,以勤奋、严谨、严于律己和诲人不倦而著称。黄昆长期从事物理教学工作,是我国固体物理和半导体物理学科的一位开创者,培养了一大批中国物理学家和半导体技术专家。受到黄昆的言传身教,黄昆的研究生和助手们,已经成长为我国许多教育、科研单位的骨干,在固体物理学的科研与教学上,挑起了大梁。其中甘子钊、秦国刚、夏建白当选为中国科学院院士。

    1951年底,黄昆先生抱着投身于新中国建设事业的满腔热忱回到中国。他回国后,立即赴北京大学物理系任教授,开始了26年的北京大学教学生涯。50年代,他作为北京大学物理系教授,为新中国的固体物理和半导体物理的教学打下了基础。他所讲授的"大学物理","固体物理"和"半导体物理"三门课程,吸引了大批青年学生,引导他们进入了固体物理和半导体领域。

    当时,无论国内国外,"固体物理"都仅有专著,而无现成的教科书可供借鉴。1953年,黄昆先生首先为研究生开设固体理论课,内容主要是晶格动力学和固体电子论。1953年秋北京大学物理系设立了固体物理、光学、无线电电子学、理论物理等专门化教研室。黄昆被任命担任固体物理专门化教研室主任。

    他还建议把固体物理列为我国物理专业的一门基础课,作为物理专业课程设置上最显著的一项改革,以赶上当代科学技术发展的步伐。1960年秋,固体物理正式成为物理专业的基础课,在北大本科生中普遍开设了这门课程。这一切凝聚了黄昆先生大量的心血和辛勤劳动,成为我国高等学校固体物理专业教育的开创者。

    黄昆在北京大学多年亲自讲授固体物理和半导体物理课程,对教材质量十分重视。他一向认为讲课讲义对科学问题的讲解必须明确具体,基本概念和理论阐述必须确切。他在多年改进讲义的基础上所著《固体物理学》以及与谢希德合著的《半导体物理学》都是在前无蓝本的情况下自己编著的教科书。这两本著作都以讲解透彻精辟著称,在很长一段时间内成为我国固体物理和半导体物理专业学生和科研人员的必读著作。

    黄昆先生领导建设了北京大学固体物理教研室和半导体物理教研室,为我国的半导体科学和技术骨干力量的培养做出了卓越贡献。在黄昆先生的一次寿辰盛会上,北京大学物理系师生送给他一副对联:

  渡重洋迎朝晖心系祖国傲视功名富贵如草芥

  攀高峰历磨难志兴华夏欣闻徒子徒孙尽栋梁

    这正是黄昆先生始终矢志不渝,为中国教育事业做出无私奉献的写照。

年近六十重返科学研究第一线

  1977年,黄昆先生被调到科学院半导体研究所任所长,在国际物理界沉寂近30年后,又重新活跃起来,开始了研究生涯中第二个活跃期。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)描述的:"他好比现代的凤凰涅磐(般字下加木),从灰烬中飞起又成为世界领头的固体物理学家。"

    黄昆先生在繁忙的所长岗位上,抓紧点滴时间投入科研。1983年他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。黄昆先生证明了在消除康登近似带来的不自洽性后,绝热近似与静态耦合是等价的。他提出的无辐射跃迁理论的多声子模型,更进一步发展了无辐射跃迁理论。

    1987年,他与朱邦芬开始研究量子阱中晶格振动的问题,他们澄清了原来理论和实验出现矛盾的原因,提出和发展了关于半导体超晶格光学振动的系统理论。这一理论发现被国际学术界称作"黄朱模型"。"黄朱模型"引起国际上的普遍重视,由此引发了一系列的理论和实验研究工作,有力推动了这一研究领域的深入发展。"黄朱模型"已作为该领域必读文献列入许多国外专著和研究生教材。黄、朱十多次被邀请到国际、全国学术大会作特邀报告。朱邦芬在第二十届国际半导体物理会议和第五届国际超晶格微结构和微器件会议作的邀请报告,是中国学者第一次在该领域最高学术水准的国际系列学术会议上作特邀报告。

为我国半导体物理科学和技术发展呕心沥血

    黄昆先生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(院士),是当时所有委员中最年轻的一名。之后,他还当选为瑞典皇家科学院外藉院士、第三世界科学院院士。黄昆先生除了担任中国物理学会理事长、中国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,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,以后分别连任第六届、第七届、第八届政协常委。

    80年代以后,黄昆先生大力推动我国的超晶格研究,他早在1985年就提出了指导性的意见:半导体超晶格的意义,将与半导体晶体管的发明相比拟。在他的倡导下,设立了国家和科学院相应的重大项目,并成立了半导体超晶格国家重点实验室。他为打破西方国家对我国分子束外延技术的封锁禁运,促进我国超晶格材料生长和研究、器件研制以及光电器件产业化的工作作出了重要贡献,使得我国在很短的时间内赶上了国际先进水平。2001年3月他和其他5名院士在"科学时报"上联名呼吁:紧急部署纳米量子结构、量子器件及其集成技术的基础研究,奋起迎接纳米科技争夺战。

    因为黄昆先生的成就,早在50年代他就成为享誉世界的大科学家。多年来,他依然以他高尚的人格魅力,感染着所有和他接触过的人。

    老骥伏枥,志在千里。烈士暮年,壮心未已。黄昆先生,青年时代做出了卓越的科学贡献,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……

    现在,黄昆先生仍然坚持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呕心沥血地工作着、奉献着。


    (据《科学时报》)


国家最高科学技术奖获得者--王选

  献身科学就没有权利再像普通人那么样活法,必然会失掉常人所能享受的不少乐趣,但也会得到常人享受不到的很多乐趣。--王选

    王选把能获得2001年国家最高科学技术奖首先归功于他领导的团队。他说,认识自己的不足,要懂得依靠团队,千方百计地为优秀的年轻人创造条件,使他们脱颖而出,是能够获得国家最高科学技术奖的原因之一。

    王选认为,善于看到别人,尤其是同事的长处,是具有良好的团队精神的基础。他在回顾所从事的三个重大科研项目的研制时,经常提起那些在许多技术环节上都比他强的同事。他告诫说,那种只想个人冒尖、不善与人合作的人,很难做出大成绩,即使取得一时成功,也会因此造成更大的失误。而在团队中往往更能够充分体现个人的价值,因而宽容、善于合作、具有团队精神的人取得成就的机会就更大。

    王选特别强调了情商的重要性。国外的研究表明,一个人的成就只有20%来自智商,而80%都取决于情商,其中就包括团队精神。他举例说,他的一位大学同学当时成绩很一般,智商并不突出,但情商很好,为人大度、坦诚,对人友善,同学都乐于和他交往。王选当时睡在那位同学的上铺,半夜起来解手时经常不小心把脚踩在他的头上,但他总是一笑了之。后来那位同学在核技术领域奋斗了40余年后,最终被选为中国工程院院士。

    王选说,情商和智商均有先天因素,但情商更大程度上是在青少年时代培育起来的。青少年时代就读于上海南洋模范小学和中学的王选,一方面在知识领域打下了扎实的基础,另一方面长期的学生干部经历使他懂得要以身作则,为别人着想,要诚恳待人,要虚心接受各方面的批评。

    王选认为,这些都是作为学术带头人必须具备的一些重要素质。

    选定目标后能锲而不舍地长期拼搏,同时适应飞速发展的软硬件条件,不断求变,不断创新,不断更新换代,做到执着而不僵化,这是王选成功的又一保证。

    1975年,一个偶然的机会,王选听说了国家汉字信息处理项目"七四八工程",其中的"汉字精密照排系统"引起了他的浓厚兴趣。如果将计算机技术引入印刷行业,无疑将引起我国报业、出版印刷业等媒体传播领域一场深刻革命,更将对计算机信息技术在我国的普及应用起到推动作用。

    当时日本流行的是光学机械式二代照排机,采用机械方式选字,体积大,功能差;欧美流行的是阴极射线管式三代照排机,对底片灵敏度要求很高,国产底片不容易过关;英国正在研制激光照排四代机,但还没有形成商品。当时国内从事汉字照排系统研究的单位,采用二代机或三代机的模拟存储方法,但由于与西文相比汉字字形的信息量庞大,所以难以解决存储和输出等技术难关。于是1976年王选做出了一个大胆的决策:采取跨越式发展的技术路线,跨过第二代和第三代照排系统,直接研制第四代激光照排系统。

    一旦选择了激光照排的方案,汉字字形信息量太大,马上成为十分突出的问题。王选在1976年决定使用"轮廓描述方法"描述汉字字形,为保证字形变大变小时的质量,还提出并实现了用"参数描述方法"控制字形变倍和变形时敏感部位的质量,而西方在大约10年后的80年代中期才开始采用类似技术。这些方法使字形信息量压缩约500倍,达到当时世界最高水平。

    把汉字字形信息压缩后存入计算机,还必须将其快速还原和输出。当时小型计算机运算速度很慢,如果用软件实现压缩信息的还原,1秒钟大约只能还原1个汉字。由于王选有多年的硬件实践,并懂得微程序,在1979年他提出了适合硬件实现的、失真最小的高速还原汉字字形算法,并编写微程序予以实现,使还原速度达到每秒250字。后来他又设计出一种加速字形复原的超大规模专用芯片,实现了高速和高保真的汉字字形复原和变倍、变形,使复原速度上升到710字/秒,达到当时汉字输出的世界最快速度。

    在这些技术创新的基础上,从1976年至1993年,王选先后主持设计并实现了六代汉字激光照排控制器,采用双极型微处理器与专用芯片相结合的技术,在计算能力和存储能力较低的计算机系统上完成了页面描述语言的解释处理,使我国的电子出版技术处于世界先进水平,共获得8项中国专利,一项欧洲专利,并被评为首届中国专利发明创造金奖,王选也成为我国第一个欧洲专利获得者。

    从1991年到1994年,王选率领他的团队不断创新技术,又引发了我国报业和印刷业的三次技术跨越。一是跨过报纸的传真机传版作业方式,直接推广以页面描述语言为基础的远程传版新技术;二是跨过传统的电子分色机阶段,直接研制开放式彩色桌面出版系统;三是规划和组织研制新闻采编流程计算机管理系统,使报社实现网络化生产与管理。

    这些电子出版新技术的应用,推动和促进了整个印刷行业的技术和设备改造,书刊和新闻出版业呈现空前繁荣。1999年,我国出版图书、报纸和期刊分别比1978年提高846%、1095%和780%。
 

    只有不断坚持技术创新,才能推出领先产品并进入国际市场。而站在国际竞争的大环境下,努力寻求市场最前沿的需求刺激,采用跨越式发展的独创思维进行技术决策,是创新的不竭动力和源泉。王选说,这对加入WTO后我国信息产业怎样面对国际竞争,尤其具有启迪意义。

    王选渡过了漫长艰辛的岁月。从1976年到1993年这18年中王选几乎放弃了所有的节假日,每天都是分上午、下午和晚上三段工作。他说,献身于科学技术就没有权力再像普通人那样活法,必然会失掉常人所能享受到的不少乐趣,但也会得到常人享受不到的很多乐趣。在攻克一个个技术难关的过程中,有时冥思苦想,几周睡不好觉,忽然一天半夜灵机一动,想出绝招,使问题迎刃而解,这种愉快和享受是难以形容的。

    为了了解国外最新的技术动态,当时王选常挤公共汽车到地处和平街的中国科技情报所查阅外文资料。王选回忆说,那是正好病休在家,每月只有40元的劳保工资,没有课题经费,车费也不能报销,从北大到情报所车费为二角五分,但少坐一站就可省五分钱,于是经常提前一站下车走过去;复印资料也很谨慎,常常靠手抄来节省复印费。在中国科技情报所,王选常常是那些外文杂志的第一个借阅者。

    王选说,科技成就是智慧和勤奋的结晶,没有持之以恒的努力很难有大的作为。获得2000年国家最高科技奖的吴文俊的"数学定理的机器证明"和袁隆平的"水稻杂交"都是30多年艰苦奋斗的产物,他们都是长期在第一线上工作的科学家。

    王选转述了中国科学院数学研究所的一位研究员曾亲眼目睹的事。80年代末的一个农历除夕晚上8点多钟,那位研究员在数学所院子外散步,看到吴文俊先生还在计算机房上机。那时计算机尚未进入家庭,上机条件也是比较苦的,而年近古稀的吴先生在大年三十晚上还在继续钻研课题。

    近年来浮夸、急功近利、希望通过各种渠道快速成名,或千方百计走门路争取获奖等风气有所蔓延。前一时期网站流行,一旦公司在美国上市后,创始人一夜之间成为巨富。有些年轻人认为只要有一、二个创意,就能很快成为百万富翁。有一位大学计算机专业本科生甚至打算毕业后几年内就赚它几千万美元,到了30岁便不再工作,周游世界,尽情享受。对此,王选深表担忧。

    王选告诫年轻人,创业和真正取得成功是十分艰难的。人们只看到微软比尔·盖茨年轻轻的就成为世界首富,其实盖茨中学成绩就十分优异,13岁开始就用全部课余时间在电脑上编程。创办微软后经常工作到清晨,累了就在地板上睡觉。盖茨连续奋斗了20年,直到80年代末微软公司才变得名气很大,但当时微软还进不了世界500强行列。盖茨本人就说过,"要想在计算机领域取得成功,要准备长期睡在地板上"。

    王选说,科学研究本身就是一种美,它给人带来的愉快就是最大的报酬。正如两次获诺贝尔奖的英国生物学家桑格所说:"有的人投身于科学研究的主要目的就是为了得奖,而且总是千方百计地考虑如何才能得奖,这样的人是不会成功的。要想真正在科学领域有所成就,你必须对它有兴趣,必须做好进行艰苦的工作和遇到挫折时不泄气的思想准备。"

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