黄昆（1919年9月—2005年7月），物理学家，中国科学院院士。中国固体物理学和半导体物理学的奠基人之一，主要从事固体物理理论、半导体物理学等方面的研究，在多声子跃迁理论、X光漫射理论、晶格振动长波唯象方程、半导体超晶格光学声子模型等方面做出了开拓性研究。曾获得何梁何利科学技术成就奖、陈嘉庚物理学奖。2002年获国家最高科学技术奖。

50年来，黄昆为我国固体物理和半导体科学研究、人才培养做出了开拓性的贡献。他提出了晶体中多声子跃迁的量子理论、以他名字命名的“黄方程”等一系列理论，在国际物理学界享有盛誉。他与波恩合作的《晶格动力学理论》是该学科领域的权威著作。他对高等学校中普通物理、固体物理和半导体的教学做出了创新性工作。在担任中国科学院半导体研究所所长时，他与年轻的同事合作，在多声子跃迁理论和量子阱超晶格理论方面取得了新的成就，开创并发展了我国在这一崭新领域的研究工作。

三个“善于”创造知识

黄昆的“较真”在圈内比较出名，很多人坦言“有点怕他”。杨振宁对黄昆的认真一直念念不忘。黄昆到西南联大任助教时，结识了杨振宁和张守廉。为了搞清楚物理相关的各种问题，喜欢争辩的黄昆经常与他们争论不休。“有一次，熄灯上床后，辩论仍然没有停止。我们最后都从床上爬起来点亮蜡烛，翻着海森伯的《量子理论的物理原理》来调解我们的辩论。”杨振宁曾回忆。

科学上的“较真”换个角度说，其实就是严谨，是对真理的追求。黄昆总是反复推敲问题的每一个环节，他虽然不赞成用烦琐的数学方法来研究物理问题，但在需要数学推导和计算时，又十分仔细，反复多遍。夏建白是中国科学院半导体研究所研究员，虽然和黄昆亦师亦友数十年，但谈起这位老师，至今仍然有些发怵：“说实话我还是有点怕他，一般人往往追求数量，频繁出成果，而他要求我们少而精，做出高水平、高质量的工作。”黄昆让人“害怕”，都是因为他对自己、对他人要求比较严格。

黄昆认为：“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；还要善于做出最重要、最有意义的结论。”正是这三个“善于”，使黄昆先生在科学研究中勇于创新，在固体物理和半导体研究中不断突破。

探索固体物理学的奥秘

1945年，黄昆留学英国布里斯托尔大学，师从诺贝尔奖获得者莫特教授，攻读固体物理学博士学位，这使得他在固体物理学发展初期就进入了前沿领域，确立了研究方向，也为后来的学术研究奠定了理论基础。黄昆很快融入莫特团队，学习莫特的科学研究方法与思想。他曾说：“莫特的研究风格对我产生了很大的影响，使我进一步认识到，从对科学的追求到真正进入科研领域，是通过对一个又一个具体的科学问题的解决逐步发展的。其好处是，科研工作需要你集中全部精力来解决你所面临的问题。”黄昆之后的重大科学贡献都实践了莫特的研究风格。

当时固体物理作为一门学科刚刚形成，年仅26岁的黄昆全身心投入这个领域之中，很快他便在这个领域崭露头角。

20世纪40年代，他提出的固体中杂质缺陷导致X光散射的理论，20年后为外国学者证实并得到应用，被称为“黄散射”。当时，人们关心且困惑的一个重要课题是：晶体普遍存在缺陷，它们对X光散射会产生什么影响呢？黄昆在英国的第一篇论文《稀固溶体的X光漫散射》解答了这个问题。预言溶入原子和母体原子大小的差异会引起晶格畸变，从而像热振动那样影响X光衍射谱。历经多年后，黄昆的预言得到证实，并将其命名为“黄散射”。之后，“黄散射”成为一种能直接研究晶体中微观缺陷的强有力手段。

1950年，黄昆与助手里斯（中文名李爱扶，后来成为黄昆的妻子）合作发表了《F中心的光吸收与无辐射跃迁理论》，同时建立了光跃迁过程中的多声子理论与无辐射跃迁过程中的多声子理论。国际物理学界公认这项工作对于多声子跃迁领域的开创作用，称为“黄—里斯理论”，这个理论是固体杂质缺陷上的束缚电子跃迁理论的奠基石。

“黄散射”“黄—里斯理论”并未使黄昆放慢科学探索的脚步。在利物浦大学工作时，他对光学振动的微观模拟产生了兴趣，摒弃当时人们所用的复杂微观方法，创新性地提出了一组简单的唯象方程来描述极性晶体中光学位移、宏观电场与电极化三者的关系。这组方程已被固体物理学者广泛采用，称为“黄方程”。在此基础上，黄昆提出了晶体中的电磁波与晶格振动的格波会互相耦合，形成声子极化激元。1963年被美国首先在半导体磷化镓的拉曼散射实验中所证实，现在极化激元已经成为研究固体光学性质中的一种基本运动形式。“而立之年，已取得卓越贡献”，黄昆在国际物理学界声名鹊起。

正因为3年内取得的一系列成绩，初步奠定了他在物理学界的地位。此时，黄昆引起了爱丁堡大学一位物理学大师的注意。马克斯·玻恩，这位诺贝尔物理学奖获得者邀请黄昆到爱丁堡大学做交流学者，并把30年前完成的一本书稿——《晶格动力学》交给了黄昆，他希望这位年轻人能结合当时物理学的最新成果，重新再写一次这本书。

当时黄昆希望能够写1～3章，他希望能够用一个清楚的物理图像，让刚入门的人能够较容易地了解晶格物理力学里面的基本物理问题。这与马克斯·玻恩的意见不太一致。但黄昆历时4年，不仅以严谨的论述和清晰的物理图像对固体物理学的基本领域进行了系统总结，而且做了一系列创造性的工作，发展和完善了这个领域。马克斯·玻恩在给爱因斯坦的信中写道：“书稿内容已完全超越了我的理论。我能懂得年轻的黄昆以我们两人名义所写的东西，就很高兴了。”该书三版后，牛津大学出版社特地在书的封底写了一段评价：“玻恩和黄昆关于晶格动力学的主要著作已出版30年了。当年，该书代表了该主题的最终总结；现在，在许多方面，该书仍是该主题的最终总结。”几十年来，该书成了晶格振动及其相关效应理论的经典之作，被誉为这一领域的“圣经”，是许多科学家案头的必备参考书。

“我喜欢与众不同，不喜欢随大流。如果跟着大家做，就没有什么意思。”谈起创新，黄昆这样评说自己。刚上中学时，在伯父的要求下，黄昆除作业外还要去做数学书上所有题目，“不仅使我数学很熟练，也产生了很大的兴趣。”忙于自己做题的黄昆很少去看书上的例题。“这一偶然情况有着深远影响，使我没有训练出‘照猫画虎’的习惯。”

开创科研的第二个春天

1977年，黄昆从教学重返科研，开启新的科学征途。邓小平同志亲自点名黄昆先生担任半导体所所长，全面负责科研工作，被国外同行称作“灰烬中重新起飞的凤凰”。研究中断30年，重返科技战线后，黄昆坚持要在一线当“小兵”。但是，这30年国外科技发展日新月异，世界科学技术的格局发生了重大变化，以大规模集成电路技术和电子计算机技术为核心的信息科学技术革命正大规模地快速展开。他拿定主意，坚持自己动手做起来。

科学的发展，必须伴随着新的应用与发展。他认为“半导体之所以能够成为当代如此重要的技术，正是由于早在几十年前，国际上一些远见卓识的企业家、科学家重视开展深入的物理研究的直接结果”。为此，他精心规划，在半导体研究所重组了专门从事半导体物理研究的物理研究室，推动了研究所开展半导体超晶格和微结构物理研究，制造出一批国家急需的、国际禁运的核心元器件。20世纪80年代初，他提出建立半导体超晶格国家重点实验室，亲自开展量子阱和超晶格的电子能谱和晶格振动的研究，与半导体所一批年轻同事做出了有学科系统性的高水平成果。在他的主持下，半导体所的半导体超晶格研究在世界上占据了一席之地，其中拉曼光谱学的研究水平进入世界先进行列，低维结构方面的研究工作处在世界最前沿。

黄昆再次潜心于半导体科学研究，他准确地看到：半导体超晶格作为半导体物理、材料、器件三者的结合点，业已成为整个半导体学科最活跃的前沿。他与朱邦芬研究员合作提出超晶格光学声子模式的理论，提出的计算超晶格光学声子模式的模型及类体模的解析表达式，被国际上称为“黄—朱模型”，解决了20多年来科学界在超晶格领域存在的疑难问题。

“黄—朱模型”与拉曼散射实验工作的理论解释紧密相关，研究过程中黄昆发现这种工作是非常迷惑的，为此他和朱邦芬又一起发展了超晶格光学声子拉曼散射的细致微观理论。该模型不仅正确地解释了选择定则问题，还揭示了界面模的物理本质，被人们广泛承认为超晶格光学声子模式的最正确的理论，也为低维体系的拉曼散射理论打下了基础。

不唯书，不唯上，只唯实的黄昆，留给世界固体物理学领域一座座永远的丰碑。国际同行称黄昆研究的领域是“近代中国科学家为之做出巨大贡献的少数几个学科领域之一”。

黄昆的理论非常高深，行外的大多数人很难弄懂，其实黄昆的伟大不在于有多少人能读懂他的理论，也不在于有多少人了解和认识黄昆本人，他的魅力，在于他是一位具有社会责任感的科学家，在于他不断突破、勇攀高峰的创新精神。

（撰稿：刘元元）

参考文献

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[2]厚宇德，马青青.黄昆的创新思想与科学贡献[J].大学物理，2017，36（11）：45-49.

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[4]张树霖.黄昆：国际声子物理学奠基人[J].科学，2000，52（3）：40-43.

[5]余玮.黄昆：一生倾情物理学[N].北京青年报，2005-07-01.[6]

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