专访世界著名物理学家夏建白:简单目标健步快走
2007年08月07日14:51 [我来说两句] [字号：大 中 小]
【来源：科技中国杂志】

　　以简单化解复杂问题，是他做研究的风格，坚持科研服从于应用，使他的研究总是与市场相伴而行

　　本刊记者 卢家银/文

　　


　　采访结束后，记者与夏建白同行在中科院半导体研究所的小道上，年轻的记者居然有点跟不上他的脚步。夏建白称这种快步行走与他的生活习惯密切相关。

　　“我现在每周都爬香山、逛圆明园，平时常常散步，我觉得研究工作并非是天天‘开夜车’就能做好的事。”夏建白边笑边对《科技中国》说，他的笑容简单、朝气、坚毅。

　　作为世界著名物理学家、中国半导体物理学奠基人，中国科学院院士夏建白的事业也有如他健步如飞的生活风格，从上世纪80年代开始，他首先提出的量子球空穴态张量模型、国际上首次提出了介观系统的一维量子波导理论，国际上首先提出了（11N）取向衬底生长超晶格的有效质量理论，国际上首先提出半导体双势垒结构的空穴隧穿理论……

　　与他交谈，这些深奥、世人难懂的学术成果，总是只字带过。在他的话语中，如何成就远重于成就本身，他亲切平淡的话语里全然是些极为简单的词汇：兴趣、天赋、基础、努力……许多场合，他与人分享着他对人生的反思，现身说法，启发后人。

　　其实，他的成功就在于对目标的把握和脚踏实地的健步快走。

　　兴趣决定选择

　　“个人事业的成功很大程度取决于对自己的认识和把握，根据兴趣、特长、天赋选择方向。”这是夏建白从自己的人生经历中得来的结论。

　　1939年，夏建白出生在上海，父母学历不高，无法给他学业上的辅导，却总是给他讲在国外做研究的堂兄的求学经历和成就，树立榜样影响夏建白。幼时，夏建白读书的目标是给父母有所交待，要为家庭争光。稍稍大些，他发现自己对数字极为偏爱，每遇难题，知道如何运用学到的知识去解决。高三时，他参加了上海市举办的第一届中学数学竞赛，在没有课外参考书，也没有专门教师辅导的情况下，夏建白从学校考到区里、市里，经过了预赛、复赛和决赛，考取上海市第五名。

　　尽管如此，他还是觉得自己在数学方面并无天赋可言，他说：“很快我发现，自己不是搞数学的料。”1956年，17岁夏建白考取北京大学物理系，进大学后分配专业，他根据自己的志愿选择攻读“理论物理”专业。

　　理论物理包括了不同的学科，场论、粒子物理、原子核、相对论、固体物理……夏建白讲，当时北大物理系有不少名教授，各有特点，也深得学生喜爱。“对我印象最深刻的是黄昆先生的固体物理课，他的讲座总是能够深入浅出，物理概念非常清楚，一下就把我引入了固体物质这一奥妙的大天地中。其他的东西，如天体、基本粒子、原子核等也非常奥妙，但是我总觉得有些看不见，摸不着，过于抽象。所以，我深深爱上了固体物理，对它产生了浓厚的兴趣。”

　　这种兴趣直到大学毕业还依然旺盛，于是1962年，他报考了黄昆先生的研究生，意欲主攻固体物理学研究。在复习2个星期后，夏建白考了100分，事后，当他再次反思此事时，坚定了一个道理：“兴趣和天赋是事业成功很重要的因素。”他当初的选择是正确的。

　　学者的“休会期”

　　采访中，夏建白谈起了时下世风的浮燥和年轻学者的不踏实，他严谨的学风和对教学质量的高标准、严要求让他对这种社会现象多有不满。他不止一次地强调：“做学问一定要把基础做实了。”

　　夏建白语重心长地对青年寄此厚望，是他多年经验所得。在那些动荡的年代，他把握一切时间和机会奠实理论基础，提升科研能力。

　　他说：“我们那个年代很简单，人心很稳，在校学习就一定得踏踏实实，即使是动荡时期。1962年我考上了黄昆先生的研究生，当时全国困难时期刚结束，全国人民在休养生息，政治运动也基本停下来了。1962年－1965年这三年真是大好时光，我在这3年时间里认认真真、踏踏实实地学习了半导体物理理论，为我这一辈子的研究工作打下了坚实的基础。”

　　夏建白一边说，一边从书柜中拿出厚厚五大本当时做的读书笔记和两本毕业论文给记者看，纸张虽然变得陈旧发黄，但是字迹却依然齐整清晰。夏建白告诉《科技中国》，“那时候还没有电脑，笔记和论文都是手写的。特别是硕士毕业论文，为了保持整洁，每每都是先打草稿、后誊写。”

　　夏建白入学第一年学习的是一般固体理论和其他基础课，第二年开始进入研究阶段。当时黄昆先生给开了一张有关半导体有效质量理论和实验的经典文献目录，大约有40篇～50篇，同时还出了个研究题目。当时没有复印机，夏建白每天都到物理系图书馆，从开门看到关门，每篇文章都做笔记，他当时掌握的半导体有效质量理论和国际水平相差甚小，还做了研究工作，写了3篇论文。 
由于没有计算机，只有一种电动的大小像打字机的计算器，计算原理是靠机械转动。这种计算器做加减法还行，转一圈就能出结果。做乘除法就麻烦了，不知道要转多少圈才能出结果，转动起来声音还响得要命。当时物理系有几台这样的计算器，他就在这些机器上完成了自己的研究生毕业论文。

　　“打好基础”是夏建白反复强调的，他说：“做研究才智、灵感固然重要，但努力是不可或缺的，非得坐得5至10年的‘冷板凳’，否则难成气候。”他认为的踏实，是不好高骛远，做“与自己驾御知识能力相匹配的工作”。

　　此外，夏建白还认为，目前对科学家的各种干扰比较多，以前还有“保证六分之五的工作时间的要求，现在可保证不了”。

　　2003年夏建白当选全国政协委员后，开始为创造清静的研究环境而奔走呼吁。他建议给学界提供“休会期”，以保证学者潜心研究的时间。

　　夏建白举例说：“以往捕鱼都有‘休渔制’，那么科学家也应该有个‘休会制’，要么每周只开一次，要么争取一年中有几个月不开会，好让科学家踏实做研究。”他认为，与以往相比较，中国科学家的科研硬件条件相对来说已经有了较好的改善，待遇在提高，仪器配备也开始健全，但要培养创新的研究氛围，光有经费和设备不行，还需要保证科学家的研究时间。





逆境造院士？
　　年青学子，志存高远，却非一路坦途。在人生最宝贵的青春岁月里，夏建白经历了社会大环境的动荡、变革……

　　1956年考入北大的夏建白经历了1957年的反**斗争、1958年的大跃进、1959年反右倾、1960年的困难时期，一直延续到1962年才毕业。这期间，他常常是白天参加各类劳动，晚上看书学习。

　　“文化大革命开始后，我们到江西鄱阳湖边鲤鱼洲荒滩地上‘接受再教育’，睡在稻草搭建的大棚里，白天下水捞木头，晚上挑砖，天冷了，光着脚跳下水沟挖泥，挑泥上堤垒堤。”夏建白对《科技中国》说：“为了改善伙食，老师们自己划船到对岸买菜、买小猪，回来时遇见风浪牺牲了好几位老师，悲壮！”

　　1970年夏建白申请调离北大支援三线建设，和妻子一起到四川乐山位于山沟里的二机部585所（现西南物理研究院）。“住在干打垒的平房里，砖是用黏土风干的，房顶是水泥板。夏天时，太阳直晒在房顶水泥板上，像蒸笼似的，我们的女儿就出生在这样的房间里，一家人一住就是8年……”

　　8年中他从事的是与半导体不相干的等离子体和受控热核反应研究，他对这份工作热情很高，一是因为他所在的585所是国家级保密单位，政治运动少，这8年里他能够安心做学问、做研究；二是因为这个所是全国少有的几家配备计算机的单位，他在这里学会了运用计算机做研究，这让他之后的研究工作获益不少。

　　事隔多年后，当夏建白再次谈到当年生活的艰辛时，他平淡地笑着，他将这段经历珍视为他最重要的人生财富，这使他在任何时期都很容易满足于当时的物质生活，使他感念困难时期的人心纯朴，使他习惯了从挫折中调适心态……

　　生活尽管无憾，因乱世而中断的事业、浪费的时光，却是夏建白心底永远的痛：在北京大学的15年间，读书和研究的时间少之又少，大多光阴都被荒废了，对于踌躇满志的夏建白来说这种不见希望的日子苦不堪言。

　　“研究生毕业刚想大展宏图时，国内风云突变，党内矛盾加剧，1965年，我一毕业就参加到全国范围的农村社会主义四清运动中去，接着是1966年开始的文化大革命，一连15年，我碰都没碰过半导体物理。”

　　回归心爱领域

　　1978年，在导师黄昆的帮助下，年近40的夏建白调入中国科学院半导体研究所，再次回到了自己心爱的半导体研究领域。15年告别后的回归，夏建白迫不及待地开始了一路快走。在上世纪八十年代的短短十年中，他写就了半导体研究领域里属于自己的无尽辉煌。

　　调入半导体所以后，夏建白从半导体理论研究出发，做一些深能级和表面电子结构的计算，相继开展了当时国际上相对比较前沿的半导体超晶格、量子阱的研究。短短几年，独立自主研制出中国自己生产的分子束外延设备，并生长出质量优良的超晶格、量子阱材料，在国际上引起很大的反响。

　　在理论研究方面，夏建白也取得了开创性成果，如发展了研究超晶格电子结构的平面波展开方法，提出量子点的有效质量张量模型，提出了一维量子波导理论，提出空穴量子理论，提出了GaAs/AIAs超晶格中G-X跃迁理论等。

　　1983年夏建白到瑞士洛桑高工在Baldereschi教授的指导下工作。Baldereschi是从事半导体电子态研究的，夏建白从他那里学到了许多东西，从考虑问题的角度一直到计算程序中的细节都受益匪浅。第三年，夏建白到意大利国际理论物理中心工作。1986年，国际上半导体超晶格量子阱的实验工作已经有了很大发展，而理论工作相对滞后，夏建白在大量研究的基础上提出了新的计算模式，发展了一种叫经验赝势同质结模型，其成果发表于1987年的半导体学报，后被翻译成英文，发表在美国出版的Chinese Physics上。这个模型后来被美国再生能源研究所的Zunger和他的一批中国学生利用了，发展了一种计算大原子集团电子结构的方法。

　　十年中，夏建白在低维半导体微结构的电子态理论及其应用方面取得了一系列创造性的成果，如提出量子球空穴态的张量模型、介观系统的一维量子波导理论、（11N）取向衬底上生长超晶格的有效质量理论、半导体双势垒结构的空穴隧穿理论、以及计算超晶格电子态的有限平面波展开方法等。他发表的学术论文100余篇，专著2部。获1993年、2004年国家自然科学二等奖；1989年、1998年获中国科学院自然科学一等奖。专著《半导体超晶格物理》获1998年第八届全国优秀科技图书一等奖和第三届国家图书奖提名奖，专著《现代半导体物理》获2001年全国优秀科技图书三等奖。

　　以简单化解复杂问题，是夏建白研究的风格，他坚持科研必须服从于应用，他说：“我喜欢用比较简单、直观的模型，得到一些一般的结果，最后用一点数值计算一些具体的问题。”





创新是一个世纪的话题
　　“我的研究领域是基础研究，理论虽然难懂，世人却并不陌生。你问街头的大爷，知道‘半导体’吗？他会拿出他的收音机说‘这就是’。”

　　的确，随着信息社会的发展，半导体技术的应用也越来越广阔，无线通讯、网络等都需要有半导体器件。夏建白说，近些年产业部门作为创新的主体发挥了很大的作用，理论研究机构的社会影响虽然有所不如，却功劳不小。作为产业部门的创新之源，理论研究必须关注更为前沿的趋势和基础性的研究，必须走在发展的前列。

　　夏建白指出，80年代超晶格、量子阱的发展，带来的是集成电路的小型化趋势，然而小型化是有极限的，不可以无限发展，估计到2020年就会走到尽头。

　　那么新世纪后半导体的发展趋势又是什么？夏建白解释说，是半导体纳米材料、量子线、量子点等，未来的趋势可能有几百种，但是任何两种趋势的突破都会是人类进步极大的福音，目前来看，在半导体基础研究领域，量子计算、量子通讯理论的发展已经能看出苗头了。

　　其实，夏建白对于创新问题的思考不仅仅局限于自己的领域。他不止一次教导自己的学生要有创新意识。他认为建设创新型国家首先要创建一个创新的文化，他批评现有教育制度，认为教育制度的落后与建立创新文化、培养创新精神不相容，他说包括自己在内的院士有一个重要的任务，就是能够培养出高质量、能超越自己的人才。

　　2006年9月，夏建白院士在重庆作报告时，就曾指出，一个国家、一个地区，甚至一个企业、一个学校要发展，关键是要有创新型人才。创新型人才有两类：一类是天才型创新型人才，自然科学方面有爱因斯坦、杨振宁、李政道、黄昆等，文学方面有鲁迅、郭沫若、胡适等。但天才只能是少数。第二类是普通型创新型人才。他认为，我们周围绝大多数人在自己的岗位上勤勤恳恳工作一辈子，为国家的建设和发展作出了重要的贡献。这中间有很大的差别。有的人有创新精神，不论在哪个岗位上都不断地有所创新，突破自己，工作有主动性。有的人就比较平凡，没有创新。

　　“我们国家需要成千上万个在各个不同工作岗位上的普通型创新型人才，只有他们每个人都发挥了自己的聪明才干，我们国家才能从目前的“经济大国”发展到科学技术强国，”夏建白意味深长地说。