中國之聲特別策劃《先生》,向以德性滋養(yǎng)風(fēng)氣的大師致敬、為他們的成就與修為留痕。今天(10日)播出《褚君浩:追光而往,向光而行》。
人物名片
褚君浩,1945年生于江蘇宜興,今年80歲,中國科學(xué)院院士,中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員,紅外物理學(xué)家、半導(dǎo)體物理和器件專家。他是我國自主培養(yǎng)的第一位紅外物理博士,上世紀80年代發(fā)現(xiàn)了最完整的碲鎘汞紅外本征光吸收光譜,提出了CXT公式和吸收系數(shù)公式,至今仍是國際上紅外探測器研究的“金標準”。他潛心研究的多項原創(chuàng)成果有力推動了風(fēng)云四號衛(wèi)星、嫦娥探月工程等相關(guān)紅外探測載荷的研制,使中國紅外探測遙感技術(shù)走在國際前列。
“調(diào)皮大王”逆襲!
他立志“要有以中國人命名的定理”
全場注視下,褚君浩手持一種特殊材料——柱鏡光柵薄膜,身影瞬間消失大半。一片驚嘆聲中,褚君浩的皺紋里蕩漾開頑童般的笑意。
“柱鏡光柵實際上就是有好多柱狀的透鏡。如果你前面放一個透鏡,人就被壓縮了,就是哈哈鏡。如果這個薄膜里有好多柱鏡,你能通過不同的柱鏡變成一條細線,就看不見了?!瘪揖平忉尅?/p>
如果時光倒轉(zhuǎn),回到初窺光學(xué)秘境的少年時代,這份頑皮早就有跡可循。父親是鼎鼎有名的地理學(xué)家,兒時的褚君浩卻看不出多少學(xué)霸基因。他是出了名的“調(diào)皮大王”,書桌抽屜是他的百寶箱——養(yǎng)過蟋蟀,藏過彈弓,直到初三,抽屜才慢慢被各類書籍和筆記填滿。
△小學(xué)5年級時的褚君浩
初三班主任一句高情商的夸獎,讓褚君浩學(xué)習(xí)的斗志熊熊燃起。從此,《光學(xué)》《眼睛與太陽》等物理學(xué)書籍,成為他汲取知識的源泉。從牛頓運動定律到麥克斯韋方程,從費馬原理到斯涅耳定律,他在書中始終沒有找到中國人的名字。
年少時寫下的3萬多字讀書筆記中,有一句話被重重地寫在紙面上——“我們要爭這口氣,在最短的時間里,達到在定律的隊伍中,有我們偉大中國的發(fā)現(xiàn)”。
褚君浩說:“我感到我們中國應(yīng)該要有自己發(fā)明的定理,要有自己發(fā)明的公式,所以我在筆記上就寫了這個話?!?/p>
△年少時褚君浩寫的讀書筆記
想當(dāng)科學(xué)家
他用筆名“坦?!敝戮纯茖W(xué)巨匠
63年前的那次高考,褚君浩的志愿填報卡上,清一色地全部填著物理系。
物理100分,語文只有40分,沒能進入心儀的大學(xué),但生性樂觀的褚君浩很快釋然。他說,就像看交響樂,只是坐在前排后排的區(qū)別,交響樂還是交響樂,物理學(xué)還是物理學(xué)。
很快,大學(xué)的黑板報便出現(xiàn)了一篇題為《勤奮加上智慧等于力量》的文章,作者署名“坦牛”。多年后,褚君浩談到這段“黑歷史”仍會忍俊不禁。
褚君浩回憶:“人家問我‘坦?!裁匆馑??我說在平坦的大道上像牛一樣勤奮地工作。其實我心里面想的是愛因斯坦、牛頓,當(dāng)時很想當(dāng)個科學(xué)家,以他們?yōu)榘駱?。?/p>
△就讀于上海師范學(xué)院的褚君浩
想當(dāng)科學(xué)家的道路當(dāng)然不會平坦。大學(xué)畢業(yè)剛好撞上研究生停招,褚君浩成為了一名中學(xué)物理老師。但燃起的火苗再也沒有熄滅過。每逢周末,他都邀約同道中人聚在一起討論科學(xué),回憶那段日子,他說雖然“偷偷摸摸”,但激情澎湃。
1978年,研究生恢復(fù)招生,科學(xué)的春天也來了。33歲的褚君浩抱著《半導(dǎo)體物理》教材狂啃了幾個月,叩開中國科學(xué)院的大門。
褚君浩說:“當(dāng)時中國科學(xué)院早半年招研究生,考的有一門課《半導(dǎo)體物理》,這本書我沒念過,我是自修的,把里面的公式全部推導(dǎo),寫了好多筆記,然后考了90分,是第二名?!?/p>
追尋看不見的光
他破解世界級物理難題
紅橙黃綠青藍紫,光的奧秘可遠不止肉眼可見的部分。紅外光,就位于光譜紅色光外側(cè),是一種看不見的“熱線”。上到衛(wèi)星觀測天氣,下到自動感應(yīng)水龍頭,再到可夜視的紅外攝像機、醫(yī)療用的紅外測溫儀,紅外技術(shù)都有廣泛的應(yīng)用。
△褚君浩與導(dǎo)師湯定元先生
剛上研究生,導(dǎo)師湯定元先生便拋給褚君浩一道“世界級”難題:碲鎘汞的本征光吸收,國際沒人做出來,你敢不敢?
碲鎘汞是一種對紅外輻射特別敏感的材料,但在當(dāng)時并不明確,這個實驗就是要研究它對紅外光的吸收情況,幫助評估它作為紅外探測器材料的性能。
做這個實驗的前提是需要制備出大量樣品。這種樣品價格昂貴,又極薄易碎,指甲蓋大小就需要上千美元。
褚君浩說:“做光學(xué)實驗,就要把樣品磨得很薄,因為樣品厚的話,吸收系數(shù)大的光就穿不過去了。樣品很貴,像指甲這么大一塊,如果從外國買的話,大概要1000美金。”
△在研究生期間進行碲鎘汞吸收光譜研究的褚君浩
正在一籌莫展之際,研究所其他小組主動獻出了資源。褚君浩至今仍保存著40多年前的薄片樣品,記錄著那段物資匱乏卻熱血沸騰的歲月。
無數(shù)個日夜探索,褚君浩終于繪制出世界上最完整的碲鎘汞紅外本征光吸收光譜圖譜,并在此基礎(chǔ)上提出了碲鎘汞禁帶寬度關(guān)系式,被國際上稱為CXT公式,至今仍是紅外探測器研究的“金標準”。
△工作中的褚君浩
CXT公式,正是以三位中國科學(xué)家名字命名,其中的“C”便是褚君浩的“褚”字拼音首字母,年少時的夢想終于照進了現(xiàn)實。
放棄國外高薪
世界上最好的地方在中國
褚君浩的紅外研究成果,助力“玉兔號”月球車和“祝融號”火星車在浩瀚太空練就“火眼金睛”,讓風(fēng)云衛(wèi)星化身太空“超級偵察兵”……為了讓這束看不見的光為國為民所用,褚君浩奮斗了半個多世紀,一路艱辛,一路堅定。
研究生畢業(yè)時,他接到美國一所大學(xué)的橄欖枝。褚君浩說:“有個大學(xué)給我2萬多美金的獎學(xué)金,叫我去念博士。那時我們做研究生,一個月是八十幾塊錢,一年也就1000塊錢左右,吸引力還是很大的?!?/p>
但褚君浩最終沒有去?!瓣P(guān)鍵不是看你在哪里念博士,關(guān)鍵是你做了什么工作,怎么建立起自己的工作,所以我就沒去美國,繼續(xù)跟湯先生做博士生?!?/p>
上世紀80年代,褚君浩去德國交流,來來往往的一封封家書,都真切地寫著“思念祖國”和“不如歸去”?!拔耶?dāng)時的想法是我們應(yīng)該把外面學(xué)到的東西移植到國內(nèi)。”
△褚君浩在德國實驗室的留影
小時候,父親帶他闖世界,鼓勵他在原野自由撒歡;長大后,母親叫他回中國,聲聲叮嚀如同“風(fēng)箏線”?;貒螅谥挥惺畮灼椒矫椎姆孔永?,褚君浩繼續(xù)埋頭研究,再抬起頭時,中國受紅外技術(shù)“卡脖子”的時代已經(jīng)結(jié)束了。
褚君浩說:“現(xiàn)在基本上是在‘并跑’的基礎(chǔ)上,逐步在更大范圍里做‘領(lǐng)跑’的工作?!?/p>
△褚君浩從德國回來后,在狹小的房間里繼續(xù)工作。
80歲“不敢躺平”
“追光者”成為后來者眼中的光
“你相信光嗎?”80歲的褚君浩院士用畢生奉獻作答。從一路追光到馭光而行,他也是后來者眼中的那束光。
中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員黃志明是褚先生的大弟子,他說老師就是那個定方向的人。
黃志明講述:“我當(dāng)時覺得非常難,寫了三四頁紙,最后結(jié)論就是這個事情應(yīng)該是做不成的,交給褚老師。后來他給了我一些建議,一直不斷地支持我去發(fā)展去努力,整整做了兩年,終于做成了?!?/p>
褚君浩追逐新鮮事物的熱情,仍如少年時。他也利用互聯(lián)網(wǎng),把更多精力轉(zhuǎn)向科普。許多對科學(xué)感興趣的朋友都會刷到他的短視頻,睿智又風(fēng)趣。
他還把目光投向具身智能的未來圖景。“一個人形機器人最核心的是要有‘五官’,能聽懂聲音,能看清外界。紅外傳感器就是感知外界的信息,能夠大膽來分析事件,能夠采取措施?!?/p>
80歲,褚君浩仍說“不敢躺平”,每天早上9點準時出現(xiàn)在辦公室,這是他多年養(yǎng)成的習(xí)慣。大學(xué)時筆名叫“坦?!?,意氣風(fēng)發(fā),如今他的微信名是“小草”,謙遜質(zhì)樸。歲月改變不了的,是那份永遠蓬勃的生命力。
褚君浩說:“作為一個科學(xué)家,把自己的成長跟學(xué)科的發(fā)展,跟我們國家的科學(xué)事業(yè)發(fā)展緊密地結(jié)合在一起,這是成功之路,也是我們科技工作者必由之路?!?/p>
記者手記:
我是記者孔穎,一個文科出身的紅外物理“門外漢”。采訪前,我向褚老坦陳自己對紅外物理的陌生,沒想到他朗聲笑道:“科普做得好,就是要讓文科生也能聽懂嘛!”那一刻,這位滿頭銀發(fā)的院士在我心中褪去了“學(xué)術(shù)泰斗”的威嚴,變得格外溫暖可親。
作為“追光者”,也是科普達人,耄耋之年的他,談起工作,搖搖頭說:“哪敢躺平?好多事還沒來得及做呢?!碑?dāng)被問及為何珍藏那些實驗樣品,他笑稱,這些都是專屬于他的時光切片,手指輕輕滑過樣品表面,像是在撫摸舊日的戰(zhàn)友。陽光掠過那個裝著碲鎘汞薄片的塑料盒,那一刻,我忽然讀懂了這句話的重量:有些光雖不可見,但卻可以永遠照亮前路。
褚君浩