天南地北宜兴人:褚君浩院士的“红外人生” 天南地北“皮孩子”也有凌云志“梦想之舟”奔向红外领域

华东师范大学校区,中国科学院院士褚君浩办公室。现代化的办公设备,书籍与资料营造出来的浓浓学术氛围……很突兀地,这里放了一张颇具沧桑感的棕色旧书桌。

47年前,这张书桌跟随着褚君浩的父亲从宜兴老家来到了上海。岁月流逝,书桌渐渐“老去”,但它功不可没。它承载了褚君浩太多的梦想,作为我国培养的第一个红外物理博士,正是在这张书桌上,他攻克了红外物理领域的一个个难题……它留给了院士无尽的回忆,抚摸着完全磨损的桌面,每个抽屉都可以让褚院士想起那每一段不同的过往。可以说,这张书桌见证了院士的一生。

旧书桌已经到了淘汰的“年龄”,但它于褚君浩院士而言,却是难以割舍的:“过段时间,我还要把它搬回宜兴,留作纪念。”

“皮孩子”也有凌云志

旧书桌左面第二个抽屉,珍藏着褚君浩儿时的美好记忆。这里曾是他幼时放蟋蟀、弹弓、鱼饵等诸般“宝贝”的地方,但上小学后,这只抽屉里的摆放物被各种天文知识书籍、笔记本以及他的小发明小制作所取代。受在大学任地理老师的父亲影响,年少的褚君浩成了一个“科学迷”。

褚君浩出生在宜兴屺亭,因为父亲在华东师范大学任教,3岁时他便来到上海。在褚君浩的童年生活里,“皮”是所有大人对他的评价。爬树、采果子、划船、游泳、钓鱼、钓虾……一到假期,褚君浩每天便“早出晚归”,回来的时候常常会带着蟋蟀、鱼、虾、野果等“战利品”。外婆为了定定他的性子,每天晚上都要把他叫回来,摇着把大蒲扇,给他讲故事。

“我到现在依然可以说一口流利的宜兴话,这与小时候每天听外婆用家乡话讲故事分不开。印象最深刻的是《周处除三害》,听了好几遍。”褚君浩至今记得,每回故事结束,外婆总有这样一段话:“孩子,你知道怎样才是真正的英雄吗?周处面对猛虎、恶蛟这般勇敢当然值得敬佩,但他有勇气承认过错,并改过自新,那才真正难得。”动人的故事,滋养着年幼的褚君浩……

有今天的成就,现在想来,褚君浩院士觉得这一路走得并不意外。自小学五年级开始,他的心里就已经有了“与科学为伍”的萌芽。小学五年级时,褚君浩做成了第一个科学小制作:一只天文望远镜。他找来两块一大一小的凹凸镜片,再用硬纸板做成望远镜的外壳,装配出来的天文望远镜虽然看上去很“土”,可用它看星空却很好使,比以前用肉眼所看到的放大了将近一倍,这让褚君浩欣喜若狂。之后,每到繁星密布的夜晚,在华师大教师宿舍的一个窗口,总会出现一位虎头虎脑的少年,他趴在窗台上,目光炯炯地举着一只“土”望远镜,眺望着星空,这一望就是很久……

褚君浩非常喜欢天文学,他会省下一周的午餐费只为买一套“心仪”的天文学书籍。真正确立“要当科学家”的志向,是在褚君浩上初三那年。

那年,他新转学到徐汇中学。刚到班上,他发现同学都向他投来崇拜的目光。一打听才知道,在他来之前,班主任就在班上很郑重地介绍了“插班生”褚君浩,说这位新同学成绩很好,尤其是数学和物理成绩,而且爱好科学。褚君浩受到很大鼓舞,勇攀科学高峰的凌云之志悄然而生。

徐汇中学的图书馆、父亲的书房,这两个藏书丰富的地方,在高中的阶段,几乎每天都可以看到少年褚君浩的身影。短短几年时间里,他阅读了《原子物理学》、《科学家奋斗史话》、《相对论ABC》等等科学类书籍。高二时,在那张小书桌上,褚君浩居然撰写了2万多字的题为《相对-绝对观念的初步探讨》的论文,当时,两位高校教授看过后,还给他写来了一封长信,鼓励他要继续探索,将来肯定会成为国家的有用之材。

“梦想之舟”奔向红外领域

从上世纪80年代开始,还是在那张旧书桌上,褚君浩解决了碲镉汞吸收系数测量难题,发现了碲镉汞禁带宽度的非线性温度系数,提出了禁带宽度公式,这一表达式目前被国际上称为CXT公式,在窄禁带半导体研究领域掀起了不小的涟漪,现被美国等多国固体光学常数手册相关专业著作大段引用,并运用于中国风云卫星、神舟飞船等红外系统材料器件的研究。

与无数有为青年一样,褚君浩蓄势勃发的“梦想之舟”,在“文革”浩劫中曾一度搁浅。“文革”开始时,从上海师范学院物理系毕业的褚君浩,被分配到中学教书。褚君浩院士回忆说,当时,虽然一家人生活可以过得去,但那个疯狂的年代里,可惜了那张书桌,父亲不再成天趴在上面伏案工作,而自己对它最大的利用,便是晚上把书桌当床用,睡了相当长的一段时间。

1978年,科学的春天来临了。时隔十二年之后,时年33岁、已成为学校骨干教师的褚君浩再次起航了“梦想之舟”。在同班同学的父亲严东生院士的推荐下,他报考了中国科学院技术物理研究所的研究生。提起当年的那场考试,褚君浩院士现在还有些“小得意”,“记得1978年刚刚恢复考研究生时,很多人来考,报考上海技术物理研究所大概就有一百多个人,最终只录取15名。”褚君浩当年总分考了第二名,其中半导体物理考了90分,与第一名仅相差了2分。

进入上海技术物理研究所后,很幸运,褚君浩师从于中国半导体科学和红外技术开拓者之一的汤定元先生。在汤先生的悉心指导下,他读完了硕士和博士。1984年,他成为我国培养的第一个红外物理博士,并留在了中科院上海技术物理研究所工作。自此,“梦想之舟”扬帆远航,在世界红外物理领域,怒海争锋,勇克难题。

1986年3月,受洪堡基金会邀请,褚君浩来到德国慕尼黑技术大学从事客座研究,在柯霍教授的实验室参与半导体二维电子项目研究工作。

初到实验室,褚君浩碰到一个难题:实验室内有一个远红外激光器非常不稳定,每回做实验时,几乎连5分钟也稳定不了。德国的年轻博士们对此一筹莫展,柯霍教授因此希望他能先想法子让这台红外激光器稳定下来。

接到这个任务,褚君浩当时既兴奋又着急。一连几天,褚君浩与那台仪器耗上了。没想到,仅用一周的时间,他居然就可以让这台仪器连续稳定工作6至8个小时。柯霍先生特意把褚君浩调试的仪器显示的激光强度和时间关系曲线贴在墙上,反复地向来访的教授和同事们介绍。在德国期间,褚君浩通过实验获得了电致自旋分裂的色散关系,发现朗道能级的移动、交叉、波函数混合,电子有效g*因子增强等规律。对此,半导体科学泰斗黄昆院士认为“这些成果可以说代表了我国学者在这个领域的贡献”。

1988年10月,当上海技术物理研究所发出需要他回国的信息时,褚君浩二话不说带着家人回到了上海。回国的理由很简单:褚君浩要发展中国自己的科学,要建立中国自己的实验室。

回国后的褚君浩“一发而不可收”,在担任红外物理国家重点实验室副主任、主任期间,实验室被连续四次评为国家A级实验室,致力研究的碲镉汞带间跃迁光谱等14项结果作为标准数据和关系式,被写入国际权威科学手册。褚君浩还发展了BST、PZT铁电薄膜和LNO、LSCO导电薄膜的生长方法,在铁电薄膜微结构控制和物理研究方面取得多项创新成果,美国《材料学会通报》和美国《现代薄膜和表面技术》杂志分别发表专文介绍这些结果。同时,褚君浩院士还应邀为美国《纳米科技百科全书》撰写了“钛酸钡纳米晶”专题。

在红外物理这个高深而寂寞的领域,褚君浩发现了最完整的用于研制红外探测器的碲镉汞红外本征光吸收光谱;获得最具有直接物理意义的碲镉汞禁带宽度和组分、温度,褚君浩的关系式,被国际上称为褚―徐―汤表达式……他取得的一些科研成果引起了世界同行的关注。作为博士生导师,褚君浩的学生可谓桃李满天下,在他的引导下,几乎每位学生都取得了一定的研究成就。

院士的济世情怀

偶尔,有空的时候,褚君浩还会回到旧书桌前,父亲的教诲、求学的坚持,一个个昔日的场景历历在目。现在,67岁的他依然活跃在社会活动中,顶着“院士”的桂冠,褚君浩感到这不仅仅是荣誉,更是一种社会责任。他将一生所秉持的科学信念,深深地融入赤子般的济世情怀中……

这几年,褚君浩院士一直关注中国的可持续发展,力争开发太阳能。作为全国人大代表,他常联系当前的保护环境问题,结合近年来从事的太阳能光伏电池研究工作,利用各种场合进行“游说”,提出了许多有价值的议案。如他提交了《关于修改<可再生能源法>以促进太阳能应用的议案》,在议案中还建议政府通过立法增加太阳能应用的补贴,在医院、政府办公楼等地安装太阳能发电设备。对于这个议案,国家环资委非常重视,认真开展了《可再生能源法》的后评估工作,把修改该法纳入计划,进而于2009年8月提出修正案草案,草案基本上采纳了议案的建议。修正案也于同年12月通过。对于这样的参政议政,褚君浩院士觉得“很有劲”,他说既然给了他这个发表意见的权利,他就有义务有责任利用科技的发展来推动社会的进步。

虽已年过花甲,但褚院士依然精干清爽,白色条纹衬衣,黑色的领带,烫得笔直的裤子,金丝边的眼镜,褚院士每回现身,浑身都散发着儒雅亲和的气息。如今,他经常有个“任务”,就是向学生们进行科学知识的普及。

“他可以用生动形象的语言让大家在轻松的状态下接受和了解科学知识。”上海市科学技术委员会科普处处长郁增荣对于褚君浩所作出的科普方面的贡献非常敬佩,这位老院士给他的感觉是“非常不一般”。郁增荣说,只要青少年有这方面的需求,他都会积极地帮助他们开展这方面的活动。几年来,褚君浩在对青少年未来的创业思想的培养以及科普教育做了大量的工作,在上海的青少年中,“褚爷爷”非常知名。

而作为从宜兴走出去的院士,褚君浩对宜兴有着特殊的感情,当他得知他的老家现在变成了开发区,感到特别高兴。他也几次来到老家参加会议,跟家乡人开展交流,他由衷地期待着宜兴在新一轮的创新驱动、转型发展的同时,能够走出自己特色道路。如有需要,他愿意回到宜兴,为宜兴的发展贡献自己的智慧和力量。

文章来源:宜兴日报

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