赤子传


  他,是中国自主培养的第一位红外物理博士,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,发展了碲镉汞能带结构理论和光跃迁理论,提出了碲镉汞禁带宽度、吸收系数、折射系数等多个有关碲镉汞基本物理性质的重要表达式,建立了窄禁带半导体表面二维电子气子能带结构理论,解决了碲镉汞红外焦平面材料器件研制中涉及窄禁带半导体光电激发动力学的重要基础问题,促进了我国航空航天红外探测器技术的发展。
  他,身为院士,心系科普,平均每月做1?2场科普报告、担任《十万个为什么》丛书《能源与环境》分册主编、撰写了近百篇科普文章,因在科普领域的杰出贡献而获得首届“全国创新争先奖章”。
  他,勇于承担参政议政的社会责任,关注国家大政方针与科研领域的研究进展,积极为国家科技政策的制定建言献策,促成多项国家相关法案的修订与完善。
  他,就是中国科学院院士、华东师范大学信息科学技术学院院长、中国科学院上海技术物理研究所研究员褚君浩。
  幼时启蒙 终生追求
  回顾褚君浩的科研生涯,他与红外物理的结缘并非“一见钟情”,而实属无意之举。
  褚君浩的父亲褚绍唐先生是我国第一位地理教育学硕士生导师,我国著名地理教育家、历史地理学家。受父亲影响,褚君浩从小就喜欢看家里订阅的《科学画报》《科学大众》等科普杂志和科学家传记,且动手能力极强,时不时做些小发明。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,装配出一只“土土的”望远镜,用来看月亮比肉眼所见时放大了将近一倍。
  上中学后,褚君浩迷上了物理学。在徐汇中学念初三时,他从图书馆借阅《从近代物理学来看宇宙》《眼睛和太阳》,以及天文学方面的教科书,高中时就阅读了《原子物理学》《科学家奋斗史话》《相对论ABC》等科学类书籍。虽然只能读懂小部分,但对科研的兴趣已经在少年褚君浩心里萌动。高二时,他开始写论文探究一些问题,比如《相对—绝对观念的初步探讨》。
  1962年高考时,褚君浩只填报了一个专业——物理。“当时我的想法就是,非物理系不上!”值得注意的是,在上海师范学院物理系学习及接下来的10年物理老师生涯中,褚君浩感兴趣的都是理论物理,对相对论、基本粒子等理论目眩神迷。
  1978年我国恢复研究生考试,在中国科学院院士严东生先生的推荐下,褚君浩参加了中国科学院上海技术物理所的研究生录取考试。尽管在物理领域学习、工作多年,但他一直接触的多是理论物理,此次报考的却是红外及半导体物理。隔行如隔山,“我过去并不了解半导体材料学,也不能称得上喜欢这个专业,而且我完全没有接触过半导体物理学,可以说是一个彻头彻尾的‘门外汉’。”褚君浩说。
  但正是这位“门外汉”,硬是凭借本科学习打下的基础自学了黄昆和谢希德的《半导体物理学》,将其中的公式来回推导,终至融会贯通,在半导体物理考试中取得90分的高分,以总分第二名的成绩顺利进入中国科学院上海技术物理所。他师从中国半导体科学和红外技术开拓者之一、著名红外物理学家、中科院院士汤定元,开始了在红外物理领域的科研生涯。
  那时,褚君浩跟随汤先生研究远红外探测器材料碲镉汞。攻读硕士期间,汤先生交给了褚君浩一个难题——测量出碲镉汞红外本征光吸收光谱!要知道,这是一个世界级难题,当时国内外研究人员都未攻克,而汤先生将这个难题摆在了一个初窥门径的硕士研究生面前。被导师交待了这样一道“超纲”的题目,褚君浩却并没有惶恐不安,反而从容接下了任务,磨刀霍霍地展开了探索。一个轻描淡写地布置了任务,一个淡然地接下,在旁人眼中不可思议的事情,这师徒俩却顺理成章地做了,并且成功了。
  褚君浩说:“要做出碲镉汞红外本征光吸收光谱,必须要解决一个如何测量高吸收系数的问题,需要将材料磨到很薄的程度,而这就需要大量的样品。”值得注意的是,这种样品的价格十分昂贵,全数购买并不现实。所幸,当时研究所里有其他的小组在生长这种材料,且自愿赠予褚君浩以供研究。“有他们提供的大量样品资源作为后盾,我最终发现了碲镉汞红外本征光吸收光谱,解决了这个国际难题。”褚君浩说,“当初同事给我的样品袋我一直保存在办公室的抽屉中,因为这不仅仅是一个个样品,也是合作精神的体现。”
  硕士毕业之际,褚君浩有了留学美国的机会,汤先生却建议他在国内攻读博士继续自己的研究方向,以求更进一步。当时,国内外的博士生待遇差距很大:在美国有两万多美金一年,而国内是80多元一个月,一年约1000元人民币。留美的诱惑不可谓不大,但褚君浩没有动摇,而是选择了留在国内。1984年,他成为我国自主培养的第一位红外物理博士。
  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。当时,在研究二维电子跃迁过程中,他遇到一个难题,即要求远红外激光器非常稳定,而实验室的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。不仅是他,德国的年轻博士们对此也一筹莫展。当时他想出很多办法反复实验,经过一连几天的观察、摸索,弄清了这台仪器的运作原理和运作方式,在一周内把仪器调节到可以连续稳定工作6?8个小时,令一向严谨的德国人佩服不已。
  点线成面 荣誉等身
  在褚君浩的心中,国家利益、社会責任始终摆在最重要的位置上。在德国两年零10个月的时间里,他从事的研究项目与中国科学院上海技术物理研究所原来的研究密切相关。“与国外相比,当时国内的研究条件很有限,我非常珍惜这个机会,利用外国先进的实验设备,吸收他们先进的研究方法,那段时间的成果和经验对国内今后的研究是一次很好的积累。”