黃昆(1919年9月2日-2005年7月6日),出生于北京,籍貫嘉興市,1941年(中華民國三十年)畢業于燕京大學,1948年(中華民國三十七年)獲布里斯托爾大學博士學位,固體物理、半導體物理學家,中國共產黨員,九三學社社員,中國科學院學部委員(院士)、瑞典皇家科學院外籍院士、發展中國家科學院院士院士,曾任北京大學教授、中國科學院半導體研究所所長、中國物理學會理事長等職。
黃昆主要從事于固體物理理論、半導體物理學等方面的研究,是中國半導體物理學研究的開創者之一。黃昆提出了稀固溶體的X-光漫散射理論和晶體光學振動的唯象方程,預見了晶體光學聲子和電磁場的耦合振動模式,提出并發展了由晶格弛豫引起多聲子躍遷理論,提出了有效解決半導體超晶格光學振動模型。其研究成果先后榮獲國家自然科學獎三等獎、國家自然科學獎二等獎、陳嘉庚科學獎數理科學獎、何梁何利基金科學與技術成就獎、國家最高科學技術獎等獎項。
此外,黃昆與馬克斯·玻恩合著的《晶格動力學理論》成為晶格動力學領域的第一部權威專著和標準參考文獻。
人物生平
早年與教育經歷
1919年9月2日,黃昆出生于北京市,祖籍嘉興市,母親賀延祉為人嚴肅認真,對黃昆少年時期成長有很大影響,家中排行老四,先后就讀于北京師范大學附屬小學、上海光華小學。1932年,黃昆隨家遷往北平,插班進入燕京大學附屬中學初二,半年后,轉入北京通縣潞河中學,并且黃昆的高中三年成績始終是全班第一。
1937年,黃昆通過北京市通州區潞河中學的保送考試進入燕京大學,大學期間,黃昆開始自主學習量子力學,1941年,在自學的基礎上完成了畢業論文《海森堡和薛定量子力學理論的等價性》,獲得了燕京大學物理系學士以及金質獎章,同年,前往昆明西南聯合大學任助教。
1942年,黃昆考入昆明西南聯合大學,師從吳大猷攻讀理論物理系碩士學位,與楊振寧、張守廉并稱為西南聯大“三劍客”。1944年,黃昆完成了畢業論文《日冕光譜線的激起》,獲北京大學碩士學位,同年,前往昆明天文臺任助理研究員。
1945年,黃昆在通過第八屆“庚子賠款”留英公費生后,前往英國布里斯托大學,師從莫特教授研究現代固體物理學,攻讀博士學位。1946年9月,黃昆發表了論文《稀固溶體的X光漫散射》,提出了固體中雜質缺陷導致X光漫射的理論,開創了X射線研究的新領域,這種漫散射系統理論被證實后以黃昆的姓氏命名為“黃散射”,1947年,黃昆完成論文《金銀稀固溶體的溶解熱和電阻率》,此外,在英國布里斯托大學期間,黃昆還完成了《輕核的束縛能》與《若干金屬的表面自由能》兩篇論文,5月,黃昆前往英國愛丁堡大學物理系,與諾貝爾獎獲得者玻恩合作完成了《晶格動力學理論》。
1948年,在時任英國利物浦大學理論物理系主任佛羅利希的聘請下,黃昆前往利物浦大學理論物理系進行博士后研究,1950年,黃昆與Avril Rhys發表論文《F中心的光吸收與無輻射躍遷理論》,其中首次提出多聲子的輻射和無輻射躍遷的量子理論,即“黃—里斯理論”,1951年,黃昆首次提出了晶體中聲子與電磁波的耦合振蕩模式及有關的基本方程。經拉曼實驗證實后,聲子與電磁波的耦合振蕩模式被稱為電磁聲子,后來發現其他物質振動也有類似的與電磁波的耦合振蕩模式,便統稱為極化激元;此外,黃昆所發現的基本方程即“黃方程”,同年,在饒毓泰的邀請下,黃昆轉道香港特別行政區回國。
工作與科研經歷
黃昆回國后,前往北京大學物理系任教,1952年,院系調整后,原北京大學、清華大學、燕京大學三校物理系的大部分和清華大學地質地理氣象系的氣象部分合并成北京大學物理系,黃昆擔任普通物理教研組副主任,4月,黃昆與里斯結婚。1953年,北京大學設立固體物理教研室,1954年,黃昆被任命為固體物理教研室主任,與葉企孫等人開設了固體概論等課程。1954年,黃昆與馬克斯·玻恩合著的《晶格動力學理論》在牛津出版社發表,1955年,當選為中國科學院數理學部委員(院士)。1956年,黃昆以《晶格動力學理論》獲中國科學院自然科學獎三等獎,同年,黃昆在國家十二年科學技術發展規劃中參與制定了《發展計算技術、半導體技術、無線電電子學、自動學和遠距離操縱技術的緊急措施方案》,并被任為北京大學物理系半導體物理教研室主任以及北京大學、復旦大學、南京大學、廈門大學和吉林大學五校聯合舉辦的半導體專業主任,學界將該專業稱為“半導體的黃埔軍校第一期”。1957年,黃昆加入九三學社,1958年,黃昆與謝希德合著《半導體物理學》并由科學出版社出版,次年,加入中國共產黨,被評為中央國家機關優秀黨員與全國勞動模范。1960年,黃昆任北京大學物理系副主任,主持科學研究工作,1962年,黃昆與謝希德聯合提出加強我國固體能譜基礎研究的建議,次年,開始籌建北京大學能譜研究室和實驗室。1966年,文化大革命開始,1969年,黃昆到北京大學電子儀器廠(代號北大200號)參加勞動,后參加半導體器件生產和教學。1
1977年,黃昆離開北京大學,前往并擔任中國科學院半導體研究所所長,1978年,當選為中國人民政治協商會議第五屆全國委員會常務委員,并前往美國與瑞典簽訂了雙邊學術交流協議。1979年,在薩拉姆的邀請下,黃昆帶領中國物理學家代表團第一次訪問意大利國際理論物理中心,作了多聲子遷躍的綜述報告,1980年,黃昆建立了統一絕熱近似與靜態耦合的理論,先后被國際深能級會議與第十五屆國際半導體會議邀請,在國際上引起重視,同年,當選為瑞典皇家科學院國外院士,并在中國倡導半導體超晶格微結構研究。1983年,黃昆擔任中國科學院半導體研究所榮譽所長,1985年,當選為發展中國家科學院院士院士,開始從事于半導體超晶格物理研究,并在半導體超晶格量子阱的電子態、激子態、光學聲子模式、拉曼散射等領域有所建樹,1988年,黃昆與朱邦芬合作建立關于半導體超晶格中光學聲子模式的“黃-朱模型”,提出并發展了關于半導體超晶格光學振動的理論,此外,兩人提出了國際上第一個系統的多量子阱和超晶格河南中光學集團有限公司聲子拉曼散射微觀理論,3月,開始籌建半導體超晶格微結構國家重點實驗室。1993年,黃昆以《半導體超晶格的電子態與聲子模理論》獲國家自然科學獎二等獎。1995年,被陳嘉庚科學獎基金會授予陳嘉庚科學獎數理科學獎。
患病、建議與逝世
1999年,黃昆患巴金森氏病,《黃昆論文選暨評注》作為新加坡世界科學出版社的“世界科學20世紀物理學叢書”之一出版。2000年,黃昆擔任第17屆國際拉曼光譜學大會的國際科學顧問委員會主席,被授予香港科技大學授予名譽博士學位,2001年,黃昆與甘子釗等院士,聯名向國家領導部門建議發展我國的納米電子科學與技術。2002年2月1日,黃昆獲2001年度中華人民共和國最高科學技術獎,2003年,黃昆被評為“感動中國2002年度人物”之一。
2005年7月6日16時18分,2001年度國家最高科學技術獎獲得者、世界著名物理學家黃昆院士因病醫治無效在北京逝世,享年86歲;12日,賀國強等同志在八寶山革命公墓禮堂為黃昆院士送行。
社會任職
主要成就
科研成果
黃散射:1945年,在進入英國布里斯托大學,黃昆選擇了導師莫特教授所給的論文題目“稀固溶體的X光衍射問題”,1946年9月,黃昆完成了“稀固溶體的X光漫散射”研究,相關論文發表在《英國皇家學會錄A》,提出了固體中雜質缺陷導致X光漫射的理論,開創了X射線研究的新領域,1967年,該理論在被實驗所證實命名為“黃漫散射”,簡稱為“黃散射”,成為研究固體中雜質狀態的重要依據,利用黃漫散射強度分布,可以推導出點缺陷的結構,從而發展為一種能直接研究晶體中微觀缺陷的實驗手段。
黃方程:1948年,在時任英國利物浦大學理論物理系主任佛羅利希的聘請下,黃昆前往利物浦大學理論物理系進行博士后研究,1951年,黃昆首次提出晶體中聲子與電磁波的耦合振蕩模式及有關的基本方程,于1963年被拉曼散射實驗所證實,被命名為電磁聲子,后來發現其他物質振動也有類似的與電磁波的耦合振蕩模式,統稱為極化激元,現在極化激元已經成為分析固體某些光學性質的基礎,該基本方程被稱為“黃方程”。
黃-里斯理論:1950年,黃昆與Avril Rhys發表論文《F中心的光吸收與無輻射躍遷理論》,其中首次提出多聲子的輻射和無輻射躍遷的量子理論,即“黃—里斯理論”。該理論先后在 60年代和70年代被實驗所證實;此外,黃昆等證明,由于晶格弛豫,電子躍遷過程中振動量子數可以任意改變,而躍遷幾率不為零,該概念奠定了固體中束縛在雜質和缺陷上的局域電子態躍遷理論的基礎,是現代多體理論中“Mahan 奇異性”和“正交災難”的先驅。1979年,黃昆發現康登近似實質上是把躍遷計算中的一階微擾與包含高階微擾的晶格弛豫混合并用,并且證明消除這種不自洽性后,絕熱近似與靜態耦合在一級近似下是等價的,從而澄清了30年來無輻射躍遷理論中曾出現的混亂,1980年以后,黃昆先后建立了統一絕熱近似與靜態耦合的理論,提出了多聲子多頻模型。
黃-朱模型:1986年底,黃昆與朱邦芬開始合作研究量子阱中熱電子被光學聲子散射幾率問題,1987年,基于黃昆在20世紀50年代年提出的偶極振子模型與連續介電模型,黃昆與朱邦芬設計了一個與宏觀介電模型完全相容但包含色散的“偶極子超晶格”模型,并在該模型的基礎上給出了超晶格中光學振動模式與靜電式的近似解析表達式,國際上將此關于準二維系統光學聲子的理論模型稱為“黃-朱模型”。
主要論文
朱邦芬所著《黃昆》中共收錄黃昆71篇論文,根據期刊水平及重要性,簡列以下15篇論文:
出版著作
榮譽與獎項
獎項
榮譽
人才培養
黃昆等人在教學過程中,建立了有中國特色的普通物理教學體系,強調立論要嚴謹、物理圖像要清晰、講授要深入淺出,在備課方面,黃昆在講授普通物理,每周上6個學時,卻要用50到60小時來備課;在授課方面,黃昆保持了“假定聽講人對所聽問題一無所知且又反應較慢”以及“無論講過多少次,每次都要重新備課”的原則。1951年,黃昆回國并在北京大學物理系任教,在院系調整后,先后從事普通物理、固體物理和半導體物理的教學工作,并編著了《固體物理學》《半導體物理學》等教材,1956年,任北京大學、復旦大學、南京大學、廈門大學和吉林大學五校聯合舉辦的半導體專業主任,并于1957年和1958年培養出200多名首批半導體專業畢業生,以及曹昌祺、秦國剛、甘子釗、夏建白、強元擎、任尚元、蔣翔六、顧宗權等人才。
其中,秦國剛,1961年研究生畢業于北京大學物理系,2001年當選為中國科學院院士,長期從事半導體材料物理研究,對光致發光提出量子限制-發光中心模型以及設計并研制出一系列硅基電致發光新結構;夏建白,1965年研究生畢業于北京大學物理系,2001年當選為中國科學院院士,在低維半導體微結構電子態的量子理論及其應用方面進行了系統的研究。
2005年4月21日,經中華人民共和國科學技術部批準,設立“黃昆固體物理和半導體物理科學研究獎”,5月21日,黃昆獎第一次理事會擴大會議在中國科學院半導體研究所舉行。2019年,由北京科技大學和中科院半導體所聯合培養本科生的“黃昆班”掛牌,鄭厚植院士擔任特聘教授及教學指導委員會主任。
相關人物
軼事
擅長英文
黃昆的英文極好,閱讀了大量的英文小說,尤其是各類偵探小說與驚險小說,與他合著《晶格動力學理論》一書的諾貝爾物理學獎金獲得者馬克斯·玻恩在他的自傳《我的一生》中也曾寫道:“令人驚異的是,一個中國人能夠如此流利而正確地撰寫歐洲文字。”
爭論問題
1942年,黃昆考取了國立西南聯合大學理論物理系的研究生,與楊振寧、張守廉同班同寢,三人常因為物理學等各種問題爭論不休,楊振寧在提及這段經歷的時候曾說:“我一生中最重要的一年,不是在美國做研究,而是當時和黃昆同住一舍的時光……正是這些爭論,使我找到了科研的感覺。”
毅然回國
?1947年4月1日,黃昆在給楊振寧的信中寫道:“當我有時告訴人我一兩年后回國,他們常有疑訝的表現,似乎奇怪為什么我不想在這orderly(秩序井然),secure(安全)的地方住下來而要跳入火坑。雖然我難以想像我們一介儒生怎樣能影響多少國運……但我們如果在國外拖延目的只在逃避,就似乎有違良心。我們衷心還是覺得,中國有我們和沒我們,makes a difference。”1951年,黃昆在收到饒毓泰的來信后,轉道香港特別行政區回國。
生活樸素
1986年,黃昆申請了“固體能譜理論”項目,三年共申請經費2萬元,朱邦芬曾說:““黃昆先生這輩子就申請過這一次國家自然科學基金,他特別珍惜國家的錢,但花自己的錢卻不太在乎。”此外,黃昆居住在70平米小三室的單元房子里,地面是水泥磚,沒有任何鋪設,直到中科院分給黃昆一套五間的院士房,但在也只是黃昆去世前兩年入住了。在黃昆去世后,李愛扶馬上就搬回了中關園,直到2013年去世。
?影響與評價
1954年,《晶格動力學理論》出版后,馬克斯·玻恩在序言中說:“本書之最終形式和撰寫應基本上歸功于黃昆博士。”此外,玻恩在寫給阿爾伯特·愛因斯坦的信中提到黃昆:“他是一位熱忱的共產主義者,當他聽到毛澤東戰勝蔣介石的消息時,就想回國參加正在進行的一切事情。”以及“書稿內容現在已經完全超越了我的理論,我能懂得年輕的黃昆以我們兩人的名義所寫的東西,就很高興了。”1989年,在黃昆先生70華誕時,北京大學物理系師生為黃昆所寫的對聯中寫道:“渡重洋,迎朝暉,心系祖國,傲視功名富貴如草芥;攀高峰,歷磨難,志興華夏,欣聞徒子徒孫盡棟梁。”2002年,黃昆入選感動中國年度人物,頒獎詞這樣寫道:“他一生都在科學的世界里探求真諦,一生都在默默地傳遞著知識的薪火,面對名利的起落,他處之淡然。他不僅以自己嚴謹和勤奮的科學態度在科學的領域里為人類的進步做出卓越的貢獻,更以淡泊名利和率真的人生態度詮釋了一個科學家的人格本質。”此外,微電子學家、清華大學李志堅院士曾說:“黃昆先生做人、做科研求真務實,他那實事求是的精神、創新的思維和嚴謹的學風都值得我們學習。”
2019年7月10日,朱邦芬在第22屆全國半導體物理學術會議上評價黃昆到:“意志純潔、公正不阿的判斷、珍惜國家科研經費、極端的謙虛、學風純正、律己極嚴、生活上特別容易滿足、在任何時候都意識到自己是社會的公仆,所有這一切都難得地集中在一個人的身上,這就是黃昆。”2019年9月2日,在黃昆先生誕辰100周年暨半導體學科發展研討會上,國際著名物理學家、諾貝爾獎獲得者楊振寧評價到:“黃昆以他特有的堅持原則的本事,度過了非常復雜的這幾十年,而有了巨大的成就,對于國家和民族的發展產生了巨大的影響。”并在會上為黃昆獻詞:“黃方程,黃玻書,引領聲子物理;律己嚴,誨人勤,堪稱一代宗師。”
后世紀念
黃昆先生銅像:2006年12月15日,在北京大學物理學院、北京大學微電子研究所、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室的聯合主辦下,黃昆先生銅像落成儀式在北京大學物理大樓舉行。
黃昆星:2010年7月26日,國際小行星中心發布公告將第48636號小行星永久命名為“黃昆星”,2011年5月3日,包括黃昆在內的四位國家最高科學技術獎獲獎者的小行星命名儀式在北京舉行。
《名師風范——憶黃昆》:2011年4月8日,在北京大學建校110周年暨物理學院校友會成立之際,北京大學出版了包括《名師風范——憶黃昆》在內的三本人物圖書。
十周年追思會:2015年7月6日,在時任中國科學院半導體所所長的李樹深院士主持下,中國科學院半導體研究所在學術會議中心舉行了“黃昆院士學術思想研討會暨黃昆先生逝世十周年追思會”,來紀念黃昆對科學事業做出的貢獻。
黃昆先生百年誕辰:2019年9月2日,在中科院半導體所、北京大學、中國物理學會和九三學社主辦下,由時任半導體超晶格國家重點實驗室主任王開友主持的黃昆先生誕辰100周年暨半導體學科發展研討會在北京西郊賓館銀杏大廳召開,包括國際著名物理學家、諾貝爾獎獲得者楊振寧先生在內的300余人參加了會議。
參考資料 >
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學界紀念黃昆先生百年誕辰.科學網.2023-03-12
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共和國的足跡——1966年:“文化大革命”十年內亂開始.中國政府網.2023-03-15
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第六屆中國人民政治協商會議全國委員會組成人員名單.中國政協網.2023-04-01
第七屆中國人民政治協商會議全國委員會組成人員名單.中國政協網.2023-04-01
第八屆中國人民政治協商會議全國委員會組成人員名單.中國政協網.2023-04-01
第五屆中國人民政治協商會議全國委員會組成人員名單.中國政協網.2023-03-31
每日一星|物理學家 黃昆.學習強國.2023-03-31
黃昆.何梁何利基金.2023-03-16
國家最高科學技術獎黃昆.中國科學院.2023-03-16
獲獎科學家.何梁何利基金.2023-03-16
光明日報:一代學者風范——記黃昆院士.中國科學院.2023-03-12
秦國剛(信息技術科學部-凝聚態物理).北京大學物理學院.2023-03-14
夏建白.中國科學院半導體研究所.2023-03-14
北科大“黃昆班”成立.共產黨員網.2023-03-13
楊振寧.清華大學.2023-04-12
科學時報:追記半導體科技界的一代宗師黃昆.中國科學院北京分院.2023-03-13
朱邦芬院士憶黃昆:越偉大,越純潔.中國科學院半導體研究所.2023-03-13
黃昆先生誕辰100周年暨半導體學科發展研討會順利召開.中國科學院半導體研究所.2023-03-13
黃昆先生銅像落成儀式隆重舉行 并慶祝中國半導體學科創建50周年.北京大學物理學院.2023-03-13
黃昆先生等國家最高科學技術獎獲獎者獲小行星命名.黃昆固體物理和半導體物理科學研究獎.2023-03-14
北京大學建校110周年物理人物圖書系列 .北京大學物理學院.2023-03-13
黃昆院士學術思想研討會暨黃昆院士逝世十周年追思會舉行.中國科學院.2023-03-13