【點贊茂名之名賢】著名物理學家甘子釗

雲山蒼茫,鑑水流芳。在“嶺南聖母”冼夫人的故鄉茂名與廣西交界的地方,便是連綿不斷的雲開大山,而粵西第一大江鑑江則發源於雲開大山的南麓,它經過的第一座城市就是而今的信宜市區,這裡又叫東鎮。由於美麗的山水滋養,信宜人不僅勤勞聰慧,而且勇敢進取。它是中國著名的僑鄉,當年下南洋、闖海外的華人就有來自信宜的;它還是自古以來就名揚四海的教育之鄉,比如信宜,僅鎮隆一鎮至今尚保留著二十幾座古代書院的遺蹟,可見當年讀書風氣的繁盛。當代著名教育家林礪儒亦是東鎮附近的北界鎮人。離東鎮僅數公里的水口鎮,亦是坐落在鑑水之濱的一座文化名鎮和教育名鎮,近代以來名人輩出,享譽海內外。

山水風物,滋養一地的人文底蘊;而一地的人文底蘊則培育出一代代傑出的人物。本文要介紹的主人公,著名物理學家甘子釗就出生在水口鎮雙山村。說起水口甘氏三兄弟,不僅在信宜、在茂名有口皆碑,即便是在廣東那也是一個近乎現代教育的傳奇。因為甘家三兄弟都是茂名市當代傑出人才,在新中國的科學、教育等領域各自做出了不同的貢獻。老大甘子玉,畢業於中山大學電機工程系,1949年9月參加工作,曾任聶榮臻元帥秘書、教育部辦公廳負責人、國家計委副主任、國家外國投資管理委員會副主任。當選為第九屆全國人民代表大會常務委員會委員、全國人大華僑委員會主任委員。他同時也是一名傑出的科學家,出版有《工廠的計劃工作》《宇理圖—從基本粒子到總星系的宇宙圖景》,譯有《控制論淺述》《計算機和人腦》等書。老二甘子均也是一名科學家,曾任中科院南海研究所副所長。

老三甘子釗更是了得。他是中國當代最著名的物理學家、物理學教育家之一,北京大學資深教授、博士生導師,中國科學院資深院士,其科學成就在國內外影響巨大。

【点赞茂名之名贤】著名物理学家甘子钊

甘子釗與何祚庥院士。

甘子釗教授出生於1938年4月16日,1959年畢業於北京大學物理系,1963年在該校研究生畢業。1991年當選為中國科學院學部委員(數學物理學部院士)。先後兼任北京大學物理系系主任、固體物理研究所所長、國家超導專家委員會首席專家、國家“973”計劃項目首席科學家;國家超導實驗室學術委員會主任,人工微結構和介觀物理國家實驗室主任,《中國物理快報》(Chinese Physics Letters)主編,國務院學位委員會物理學科組成員,國家自然科學基金委員會物理學科評議組成員,Solid State Communications中國編委,Modern Physics Letters B中國編委,中國物理學會出版委員會副主任,中國物理學會學術交流委員會副主任,中國材料科學學會常務理事。中國人民政治協商會議第九、第十屆常委。

任何一個人的成功,都不可能是輕輕鬆鬆可以達到的,必定是經歷了長期艱苦的學習、磨鍊,付出了超出常人不知多少倍的汗水和淚水。甘子釗中小學時代就勤奮好學,聰穎過人,學習成績優異。據有關人士回憶,他當年讀書時,課內外作業總是完成得又快又好,然後用大量的時間到圖書館讀書,尤其喜愛魯迅的著作。讀高中時,他在語文課堂上讀到《卓婭和舒拉》一文,深受教育和啟發,便自發地寫了一篇幾千字的分析文章,既有獨到的見解又抒發了自己深刻的閱讀感受,被學生會編入牆報發表,受到全校師生的稱讚。1954年,甘子釗到湛江參加高考,以優異成績考上北京大學物理系。

在北大學習期間,甘子釗就已經是全校聞名的優秀學生。據聞,他在入學第一學期,就被人稱為“怪才”,第二學期則被稱為“天才”,第三學期便改成了“奇才”,可見甘子釗在同學中的影響力。大學本科畢業後,北大物理專業的教授們都爭著接收甘子釗為研究生,他成為著名物理學家黃昆教授的大弟子。1963年,甘子釗研究生畢業,留校任教。先後評為副教授、教授、歷任固體物理研究所所長、國務院學位委員會第二屆學科評議組成員等。1979年以來,甘子釗又先後在美國普林斯頓大學工作一年,在意大利國際理論物理中心短期工作兩次共四個月,多次出國訪問和參加國際重要學術會議。

甘子釗的主要研究領域是固體物理和激光物理等,在凡是他所進入的領域,都可以說成就卓著。讓我們一起來看看他驕人的科研歷程和不凡的成就吧!

1960年至1965年間,他主要從事半導體物理的研究工作。曾在半導體中的電子隧道過程、雜質電子狀態、磁共振現象等方面進行理論研究,解決了鍺中隧道過程的物理機理。他的研究,在半導體中隧道效應的機理、多原子分子多光子離解的物理模型以及光在半導體中相干傳播的理論等方面,做出了開創性工作。

1970年至1978年間,他主要從事激光物理的研究工作,進行二氧化碳氣體激光器和燃燒型氣體動力學激光器的研製,在國內最早研發出燃燒型氣體動力學激光器。他在氣體激光器的頻率特性等方面進行的實驗和理論研究,對發展我國的大能量氣體激光做出重大貢獻。

1978年至1982年間,主要從事光與物質的相互作用的研究,曾提出多原子分子光致離解的物理模型和光在半導體中相干傳播的理論。

1982年至1986年主要從事固體電子狀態的研究,曾在半導體中雜質的自電離狀態、量子Hall效應、絕緣體—金屬相變、磁性半導體中磁極化子、低維繫統中電子輸運等方面進行理論研究,成果斐然。

從1986年開始,他又轉入高溫超導電性的實驗和理論研究,主持北京大學的高溫超導和全國超導攻關項目的研究工作,對我國高溫超導研究的發展做出重要貢獻,並負責組建國家重點實驗室“人工微結構物理實驗室”的工作,在國際與國內學術刊物上發表論文50餘篇。

甘子釗學術工作的特點是致力於在凝聚態物理與光學物理的前沿研究,並總是力求把理論研究與實驗研究結合起來。由於其傑出貢獻,1984年被授予“國家級有突出貢獻中青年專家”稱號。1991年當選為中國科學院院士(學部委員)。

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李政道與甘子釗。

人類的精神和文明不是在某一個時刻突然造就的,是要經過漫長的時間,由一代代人薪火相傳、逐漸積累而成。這就凸顯出了教育的重要性。任何一個傑出的科學家,在做出個人的科研成就的同時,還肩負著培養科學新人的重任,這樣才能讓人類的科學探索和創造精神永不熄滅。作為中國最高學府北京大學的一名教員,甘子釗既是院士,同時又是一名普通的教育工作者。一方面,他長期堅持在教育第一線,兢兢業業,從事物理學科的教學;另一方面,他對於中國的科學教育發展也有自己獨到的見解,這主要體現在他對基礎科學研究的高度重視上面,為此他專門撰寫了《加強基礎科學研究的四點意見》一文。在文章中,他對中國基礎科學的發展提出了兩點特別中肯的意見:一是要“深入認識基礎研究的意義和作用,爭取適當增大投入”;二是要“深入貫徹‘有所為,有所不為’的原則,適當集中力量,力爭在有長遠戰略意義的重大方向上有所突破”。更為難得的是,他也大膽地批評了中國在基礎科學教育方面存在的主要問題,“當前影響我國基礎研究發展的一個大問題是普遍存在的急於求成心態和浮躁風氣”;“科研管理上過於行政化,以及由此造成的過多的非業務干擾也是當前存在的一個要注意的問題”。這些意見,都是出於一個以赤子之心長期從事科學研究和科學教育工作的科學家和教育家的肺腑之言,既見披肝瀝膽,又有真知灼見。

對於自己熟悉的物理學科的教育現狀,甘子釗院士更是充滿了憂思,同時也對其未來的發展進行過獨到、深刻的思考。2012年,在接受《中國科學報》記者採訪時,他曾專門論及這個問題。當記者問及中國物理學教育的現狀和物理學科學生的現狀時,甘子釗教授坦率地說:“儘管物理已不是最‘紅火’的專業,但一直以來,北大物理系始終能招收到全國最優秀的高中畢業生。近幾年我感覺到,有很多物理系同學在進校一年之後,越來越不知道自己該幹什麼,能幹什麼,變得很迷惘。這種迷惘,會表現為學習動力不足、努力程度不夠、對科學缺乏熱愛等。”

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甘子釗在研討會。

對於如何解決類似物理學科這樣的基礎科學教育中普遍存在的問題,以適應中國進一步改革開放、建設現代化強國的需要,甘子釗教授與記者的一番對話也許是頗值得人們深思的。凡是關心中國科學的未來和祖國前途命運的讀者,都應該認真聆聽和領會一個當代中國科學家言內言外之意:

《中國科學報》記者:這是否與他們對物理學缺乏真正的興趣有關?

甘子釗:應當看到,今天的科學已是有很多人共同參與的事業,不能完全用好奇心來說話。在我們的科學教育中,喜歡強調大科學家的故事和成就,以期讓同學們對科學產生興趣,樹立遠大的理想。事實上,在現實中有多少從事物理工作的人,能成為愛因斯坦式的人物?另外,在當前的教育中,我們很少去講物理學等基礎科學對於國家的意義,對於人類現實生活的意義。這樣一來,同學們往往就會很困惑,既然成不了大科學家,又不知道研究物理的意義何在,那麼學習物理究竟有什麼作用?我覺得,必須讓同學們理解,在國家的現階段,學物理究竟能否起到重要作用,這些作用將體現在哪裡。

《中國科學報》記者:也就是說不能單純強調個人興趣,而是要讓學生理解物理學對於國家發展的意義?

甘子釗:是的。但也應該看到,在不同的階段,物理對我們國家發展的貢獻有所區別。從新中國成立到改革開放的頭30年,物理學對中國意義重大。當時的中國百廢待興,國家建設急需各項技術,但又沒有機會引進。物理學作為當代技術的基礎,其發展刻不容緩。我們靠書本教材的引進,建立起一個個學科和技術部門。改革開放之後的30年,物理學發展面臨的環境有其特殊性。從某種程度上說,在經濟全球化的局面下,中國依靠市場和勞動力來換取現代技術,成為這一時期的主題。與物理相關的前沿技術領域進步很快,但應當承認,中國大學和科研機構在這一過程中的貢獻並不大。也就是在這30年,物理作為基礎學科,我們開始強調好奇心驅動,日益關心學科發展、發表文章的數量和影響因子、國際活動等。人們忘記了,整個物理學應當是工業的基礎。當然,科學的本質應當是求知的慾望。同時,經過幾千年的實踐和認知,人類看到這種慾望會為自己帶來極大的利益。而在20世紀的兩次世界大戰之後,各國都深刻地認識到,科學已經成為社會發展的重要基業。

《中國科學報》記者:對於今天在校學習的物理學子們而言,您認為他們應當如何理解物理學與社會發展的關係?

甘子釗:首先,他們應當理解到,物理學是追求真理的學問,瞭解自然是這門學科發展的本質動力;其次,人類歷史已經證明,物理學為人類帶來了很大的福利。因此,追求真理與造福人類是統一的。在這個前提下,中國學生更需要從如何使國家發展更快、更好的角度來學習物理,這要求他們必須深入認識中國國情,鞏固專業思想,爭取對社會有所貢獻。可以說,2008年之後我們開啟了國家發展的另一個30年。從某種程度上說,接下來30年的發展,中國物理學界必須在國家經濟建設和國防建設上做出實質性的貢獻。今天在校讀書的這一代物理學學子,必須承擔起這個歷史責任來。在教育中,我們必須讓他們意識到,自己所學的專業對國家經濟和國防,乃至老百姓的生活都有重要意義。從更為宏大的視角來看,中國這個世界上人口最多的國家要在很短的時間內走上現代化道路,讓人民過上體面、幸福的生活,這是人類歷史上從未有過的大變革。而在這一變革中,物理學應當能夠起到很大的作用。

《中國科學報》記者:普遍認為,20世紀是物理學的世紀。在信息、生物等科技領域迅猛發展的今天,更偏向於基礎研究的物理學為何依然重要?

甘子釗:毫無疑問,所有人都認為物理學是20世紀自然科學的帶頭學科。也有人說,物理基本理論趨於成熟穩定,很難再有實質性進展,因此不再引領自然科學的發展。但是在可見的未來,若從社會進步、國家發展的角度來看問題的話,仍然需要物理學引領發展,從而發揮重大作用。當前,從每一個具體的科技應用問題深入下去,都會牽扯出一系列的基本科學問題。這些基礎問題的解決,將會收到雙贏的效果,就是基礎研究和應用研究都有發展。另外,現代物理發展到今天,基礎研究與實際應用之間的距離已非常接近,很多研究都能快速推動工業發展。

《中國科學報》記者:那麼是不是可以理解為,今天學習物理,應重點培養創新能力?

甘子釗:

我們今天鼓勵創新,這本沒有錯,但是,很多對於創新的大力“鼓吹”實際上都是沒有用的“高論”。這種取向,也的確影響到今天物理系學生的學習態度和思想。我還是主張,學生就應當按照教學計劃,按部就班地學習。教學計劃中,有前人總結凝練出來的寶貴經驗,值得尊重。但是,這並非說學習知識後,馬上就能起到很大的作用。應當懂得,大學中學習的這些東西,將來可能很有用。說到創新,當前中國還有一個與此相關的要害問題,就是以文章發表數量、論文影響因子、項目申請數量、科研項目經費等各種量化指標,來評估、評價科研人員乃至學科的價值。以為這些標準就衡量著創新的價值。如此一來,造成了科學界內部的多種競爭關係。將市場法則以極端的方式在科學界推廣,這就造成了很多問題。創造知識的科學,是社會化的生產活動,尤其不能拿市場法則來衡量其價值。

《中國科學報》記者:這種價值取向,是否影響到了物理學子的成長?

甘子釗:我們知道,按照當前中國的人才選拔方式,不論以何種標準來看,重點大學招收的學生都可以說是一流的,但毋庸諱言,大學培養出來的人才卻很少有一流的。說嚴重點,我們確實耽誤了一代代的年輕人。對於他們而言,科學需要恢復它的本來面目,就是追求真理和造福人民兩個目標的統一。在科學這個行業裡,應當首先明確這一根本的職業目標。在此基礎上,更要突出強調的是,中國的現實社會中有很多問題有待解決,其中不乏物理學可以大有作為的科學問題。認清這些目標,學生們也許就會不再那麼迷惘,學習也許就會稍微努力些了。

作為讀者,從上述問答中,我們強烈地感受到了一位傑出的科學家所具有的科學情懷和愛國情懷,他的憂思是一種有遠見的憂思。甘子釗教授的回答雖然語言不多,但高屋建瓴,內容豐富,包括了對科技教育發展的目的、目標、具體任務、存在的種種問題(如行政化、形式化、功利化等問題)以及解決問題的主要方向等。他的思考不僅是關乎物理學這個具體學科的教育與發展問題,而且是關乎所有科學和技術的教育與發展問題,甚至關乎中國未來的國運、關乎中華民族偉大復興的中國夢能否實現的根本問題。因此,這也可以看作一位中國當代科學家對自己一生工作和追求的一個間接性的概括和回答,每一個有理想、有抱負的青年人都可以從中得到啟發。

文 | 向衛國

圖 | 佚 名

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