提及微波，人們人並不陌生，日常生活中接觸較多的便是家用微波爐。其實，這只是微波技術一個小小的應用。微波最重要的應用是雷達和通信。其次才是工農業生產、科學研究、醫學、生物學以及人們日常生活等方面廣泛的應用。
微波的頻率在300MHz-300GHz之間，波長在1米（不含1米）到1毫米之間，是分米波、釐米波、毫米波和亞毫米波的統稱。
在近代中國電磁場與微波技術學科領域，人們自然而然會想到一個人，那就是中國科學院院士林為幹。
林為幹
林為幹對中國電磁科學發展的貢獻主要為閉合場理論、開放場理論和鏡像理論。
在閉合場理論方面，他發表了“一腔多模擬微波濾波器”的觀點，奠定了一腔多模的作用，在開放場方面他提出了“傳輸線阻抗計算方法”和“三角波導理論”等觀點，對靜電場理論做出了重要貢獻。他發現了有介質平面上雙像的現象，提出了介質球的鏡像理論。此外，他還培養出80餘位博士，為人師表，以身作則，在德、智、體方面為大家作出了榜樣，是大家熟知的“三好教授”。
兩次跳級的數學天才
1919年10月，林為幹出生於中國華僑之鄉廣東臺山縣。父親林本偉曾任中學教員，後開了律師事務所。母親鄺桃蘭農家婦女，支持丈夫，承擔家務。林為幹是家中排行第三個兒子，小名福佑。
林為幹童年的“全家福”
林文幹很早就顯出了其在數學方面的天賦，初二結束時，跳級考上了省立一中（現廣雅中學）高中。高一結束時，林為幹再次跳級，進入高三甲班學習。當然，他不僅善於讀書，而且也很喜歡體育運動，排球、游泳、長跑都很喜歡。
1935年，高中畢業時，他參加了中央大學、中山大學、清華大學的入學考試。最終林為幹被清華大學錄取。
林為幹在清華研究院的研究生學籍卡
回憶起中學生活，林為幹非常得意，“我中學兩次跳級” “高中畢業時得了三個第一：一是我是唯一應屆考上清華大學的學生，二是中山大學的入學考試中我的數學以100分取得第一名，三是我在畢業生越野賽跑中得了第一。我一直以這三個第一為驕傲。我要努力保持年輕時代的幹勁，在學習和工作中勇爭第一。”
顛沛流離的大學生活
1935年8月，林為幹從台山出發去北京上學。當時交通不便，他先到廣州，後到香港，後坐船到上海，又轉乘火車抵達北平。
此時的林為幹，年齡尚未滿16週歲。在大學，他是班上年齡最小的同學。進入清華，林為幹十分興奮。他的國文老師是朱自清，物理課老師是吳有訓。尤其是吳有訓教授上的普通物理課，給他留下了深刻的印象。
林為幹回憶說：“他對我們的影響很大，講課非常認真，他是江西人，講的不是地道的北京話，但講得很清楚，我們都很佩服他。”
1936年冬，林為幹在清華大學伏案學習
林為幹還曾慕名去旁聽了華羅庚的數學課。“那個時候華羅庚是清華最為勤奮的人。”林為幹充滿敬意地回憶說，“錢偉長是很用功的了，可是錢偉長說，後來他發現清華有個人比他還用功，那就是華羅庚。”這種勤奮的精神對林為乾的影響很大。
林為幹在清華學的是電機工程專業。當時清華電機工程系聘請了美國麻省理工學院數學系教授、著名數學家、美國科學院院士維納為客座教授。林為幹經常去聽維納教授的講座和課程，這讓其對數學的興趣愈加濃厚，並進一步提高了他的數學能力。
林為幹1937年在清華園留影
1937年7月，盧溝橋事變時，林為幹正和同學們在北京西苑接受軍訓。軍訓結訓後，因局勢動盪，學校無法正常開課。
11月初，林為幹得到了清華大學在長沙臨時大學開學的消息，馬上從家趕到湖南長沙，進入臨時大學繼續學習。
1937年12月南京陷落，師生們被迫再次踏上逃亡之路。林為幹跟隨第一批師生，經香港由越南入滇，到西南聯合大學學習。兩年後，林為幹順利畢業。
林為幹在西南聯大的學籍卡
1940年7月，林為幹到四川璧山國民政府交通部技術人員教訓所接受培訓，為期半年的培訓結束後，林為幹到昆明電政局擔任技術員。他業務駕輕就熟，加之工作勤奮，很快被提升為機務段段長兼昆明機務站站長。
戰爭年代，西南聯大師資力量短缺，1941年9月，林為幹到母校西南聯大擔任電機系兼職教員。1944年4月，他被借調前往保山前線為遠征軍裝設載波電話，歷時兩月，成效突出，獲得國民政府交通部滇區電政專員辦公室嘉獎。
追夢留學美國
1945年，林為幹考取了《租借法案》資助的赴美實習生。他在慶祝抗戰勝利的喜悅中，告別妻兒，從昆明乘坐美軍的軍用飛機到緬甸，轉道印度，乘船到了美國。
由於戰爭剛結束，林為幹未能及時參加工作，而是由美國方面安排到科羅拉多州立大學學習研究生課程。
1946年3月，他前往華盛頓、費城以及加拿大的魁北克貝爾電話公司實習。一年實習期結束後，他決定繼續留在美國深造，憑藉其科羅拉多州大學全A成績順利獲得了加州大學伯克利分校天線研究室攻讀博士學位的機會。
林為幹在加州大學留影
學習期間，林為幹半工半讀，擔任助教工作，幫助教授批改微積分作業。
第一學期裡，林為幹選修了溫納裡（John R.Whinnery）的“近代無線電中的場與波”課程，該課程每月有一次考試，他的每次考試成績均為A。溫納裡教授特別欣賞，稱讚他是全系最勤奮的學生，收他作了自己的第一位博士研究生。
溫納裡比林為幹大三歲，師徒情誼深厚，經常在一起討論學術問題，對林為幹學術研究影響頗巨。
1979年，林為幹（右）訪美時與導師溫納裡（左）在伯克利大學的合影
“單腔多模”理論研究
20世紀40年代，微波技術的研究中心在美國。溫納裡教授對電磁場及微波放大器等方面均有研究，林為幹對微波領域也很關注，他在麻省理工大學放射實驗室新出版的雷達叢書第九卷《微波傳輸電路》中看到“用正方形波導來做單腔兩模微波濾波器”，但沒人做出超過單腔兩模的。因此，為了達到濾波的目的，人們不得不使用多個諧振腔來完成，增大了濾波器的體積和重量，增加了成本和難度。
他敏銳地注意到這個問題，他認為，既然一個諧振腔裡存在著無限多個震盪模，為何不能有效地使用一個諧振腔的多個模來做成多模耦合電路解決濾波問題？他的想法得到導師溫納裡的認可。
穿上博士袍的林為幹
林為幹嘗試研究了單腔中可資利用的模式的數目，反覆推算，分析矩形和圓柱形的諧振腔裡存在的模式數目，研究出矩形腔裡存在著十個左右的簡併膜，一個圓柱形腔體也存在著多個簡併膜。再用兩個膜激勵的單諧振腔開始做進一步研究，又研究了用三個模式激勵單腔獲得了重大突破，並取得了成功。
他將研究成果付諸實踐，做出了一個單腔五模的濾波器的實驗模型，完成了博士論文。1950年6月，在答辯會上，由於他在理論研究上的重大突破，其研究方向和創新受到了評委們的肯定，獲得了博士學位。
林為幹發表於J.A.P.1951年8月號首頁的博士論文
1951年8月，該論文發表在美國《應用物理》雜誌的首頁，引起了很大反響，單腔多模理論讓林為幹在微波研究領域初露頭角。半個多世紀以來，該理論一直被國內外學者所引用。
1951年8月，林為幹辭別了導師，從舊金山乘船回到祖國。
奠定國際微波學科學術地位
回國後，林為幹在廣東省教育廳領導的勸說下，受馮秉銓教務長的邀請，到嶺南大學電機系任教。他用自己從美國帶回來的教材，講授電工數學及定時電路兩門課，同時還在中山大學兼課，主講無線電工程和長途電訊兩門課。
課堂上，他公式推導如行雲流水般一氣呵成，在專業方面給學生們樹立了良好的榜樣。他講課從不看講義，書寫流暢，雙語教學，侃侃而談，他教授的內容較深，迫使學生不斷擴充新知識，學生們對他敬畏有加。
1951年，根據教育局規定，中山大學的工學院、華南聯合大學的工學院、南嶺大學工程方面的科系及廣東工業專科學校合併成立獨立的華南工程院。林為幹因此轉入華南工程院電機工程系工作。
林為幹在華南工學院電機工程系教學樓走廊
在擔任華南工學院電訊工程系主任期間，他提出要加強數理基礎，組織教師學習《高等數學教程》。他在系組織學術會議、學術沙龍、培養教師的科研興趣和能力，幫助教師修改論文，請數學系的教授給電機系年輕教師補習數學，送教師外出培訓，制定教學計劃，加強外國語訓練，培養了一大批卓有建樹的科學家。
在強化教師從事科學研究的同時，林為幹自己也從未放棄科學研究。他在華南工作的四五年時間裡，他的科學研究主要集中於電磁波傳輸中的基本問題，並相繼刊發了近10篇學術論文，這使他在國內學術界的影響進一步擴大。
1958年春節，林為幹拒絕了廣東方面的挽留，舉家西遷，來到成都電訊工程學院（電子科技大學），任院長助理，開啟了從事科學研究和教書育人的新天地。
八十年代，林為幹（左三）與教研室老師一起研究科研問題
1959年，《成都電訊工程學院學報》創刊，他任編委會主任。他和鍾祥禮合著的《傳輸線特性阻抗的一個新計算方法》發表後，在學術界引起廣泛的影響。
《馬可尼從書》作者M.A.R.Gunston將此文的一些公式繪製成曲線和圖表，供全世界微波工程師使用，稱之“林—鍾方法。”
科研、育人兩不誤
1978年3月，林為乾的《微波理論與技術》獲得了全國科學大會優秀成果獎，他本人也獲得了“在科學技術工作中作出重大貢獻的先進工作者”稱號。
林為幹在辦公室看書
1979年，為加強科研為社會生產服務，成都電訊工程學院成立了物理研究所，林為幹擔任所長。1981年，他任成都電訊工程學院副院長。1979年—1989年十餘年間，林為幹發表近60篇論文。
年屆70的他，從未考慮從科研和教學的第一線退下來，沒有絲毫懈怠之意，以他飽滿的熱情和旺盛的精力從事科學研究和人才培養。他在教育學生過程中，強調以身作則，用他的品德、勤奮、刻苦、方法、見解以及對同事的關心，對晚輩的提攜等深刻影響著學生。
林為幹（右）與博士吳正德在實驗室
1978年至21世紀初，林為幹已培養出碩士60多名，博士88名，指導博士後10多餘名，為我國的科技事業的發展作出巨大貢獻。
除教學外，林為乾和團隊還承擔了《多組份複合材料的電磁性研究》等三項國家自然科學基金項目，發表論文130餘篇。其中，1994年，個人在《電磁波與應用學報》發表論文4篇的只有林為幹一人，在國際上產生了巨大影響。
林為幹還出版了《微波網絡》《微波理論與技術》《電磁場理論》《電磁場工程》著作，奠定了他在電磁場及微波領域無可爭議的地位。
林為幹著作：《微波理論與技術》
他積極參加國際學術會議，投論文作報告，參觀國外實驗室，掌握電磁場及微波學科前沿動態，引領發展，提出可建樹性意見和建議，到伯克利任客座教授，講授《微波及光波分佈網格》《電磁學》等課程。
1980年，林為幹當選中國科學院學部委員。
林為幹在美國巴爾的摩召開的IEEE國際微波會議和微波毫米波單片電路會議作學術報告
“做一輩子研究生”是他的終身名言，也是他對科學的虔誠和對事業發展的熱愛。他用一生的精力致力電磁場和微波的研究，全身心投入科技人才的培養，把科學研究放在首位，把人才培養視為關鍵，為我國有航空航天、軍事、信息技術等作出了巨大成就，他是旗幟，更是楷模。
參考文獻：
1.《做一輩子研究生——林為幹傳》，田永秀、王安平著，中國科學技術出版社、上海交通大學出版社2013年
2.《中國微波之父——中國科學院院士林為幹傳略》，電子科技大學黨委宣傳部，電子科技大學出版社2008年
3.本文圖片來自老科學家學術成長資料採集工程、中國科學家博物館、人民網等
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