科学报国,一生许国

——深切缅怀九三学社社员、我国低温物理学开创者洪朝生

杨琴冬子

2018-10-11期11版

著名物理学家、我国低温物理和低温技术研究的开创者洪朝生1952年加入九三学社,1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。2018年8月19日,洪朝生因病在京逝世,享年98岁。

九三学社中央宣传部的同志写下这篇文章,以纪念这位优秀物理学家矢志报国、无私奉献的精神。

科学没有国界,可科学家有祖国

1920年10月10日,洪朝生出生于北京。他的父亲洪观涛早年曾加入同盟会,后赴法国、比利时留学8年,专习铁路工程。回国后任陇海铁路潼关至西安段工程局局长兼总工程师及铁道部路政司技正等职。外祖父高梦旦为近代著名出版家。

洪朝生的中学阶段是在北京育英学校和汇文中学这两所教会学校度过的。在汇文读高中期间,他在物理名师张佩瑚等人的引导下,对物理学产生了浓厚兴趣,并立志做一名物理学家。

1936年,洪朝生考取了清华大学物理系,但笃信“工程救国”的父亲坚决反对他学物理,令其转入工科。1937年抗战爆发后,清华南迁至长沙,他曾和同学商议好奔赴延安,后因交通封锁等原因,未能成行。1938年,学校再度南迁,他随学校“湘黔滇旅行团”步行3000余里至昆明,就读于西南联大。1940年联大毕业后,他在联大电机系做了4年助教。

1944年,洪朝生同时通过了庚款留英和留美考试。在西南联大老师范绪筠的建议下,他于1945年赴美国麻省理工学院学习电子物理学,1948年获博士学位,后入普渡大学作研究。其间,洪朝生在半导体锗单晶低温运输现象的实验中,发现杂质能级上的导电现象,形成杂质导电的概念,引起了国际上对无序系统电子输运机制的探索,他所发表的论文引用寿命长达60余年。

1948年,九三学社先贤、“两弹一星”元勋邓稼先也赴普渡大学深造,与洪朝生成为亲密好友,有一段时间他们合住在一位美国老太太的阁楼里。有一次他俩去吃饭,两份牛排端上后,邓稼先看了看,对洪朝生说:“我这块小,你那块大。”洪朝生就把自己那份给了邓稼先,此事后来成为两人一生多次提起的话题。

在美期间,洪朝生积极参加“北美中国学生会”和“留美科协”进步学生活动。中华人民共和国成立时,正在普渡大学留学的他心潮澎湃,按照《华侨日报》转载的五星红旗图样和制法说明,在坐标纸上精心绘制了五星红旗图样,以表达对伟大祖国的炽烈情感。

在普渡大学期间,洪朝生与清华大学联系,了解回国后从事哪方面的研究工作为宜,得到钱三强、彭桓武两位先生的回复说,低温物理很重要,我国也应开展这方面的基础研究,并建议他再去西欧一年,以增长低温物理方面的见识。于是,洪朝生进入以著名物理学家昂内斯命名的荷兰莱顿大学低温实验室,从事超流氦实验研究。1952年初,洪朝生放弃国外优厚条件,毅然回国,投身到低温事业的创建和发展中。

多年后,他的学生张殿林问他,如果您当年不回国会是什么样的结果、会不会有更大的学术成就时,洪朝生摇摇头说:“没有如果。”

他从未动摇和后悔回国的决定。

一生献给祖国的科研事业

中华人民共和国成立后,我国低温物理领域的研究是一片空白,低温研究仪器更是无从说起。那时候,中国还没有液氦机,洪朝生依据这些设备的科学原理,开展先进设备的自主研制工作。1953年,洪朝生在中国科学院物理研究所组建了国内第一个低温实验室,主持研制低温研究设备。在科研人员的共同努力下,1956年研制出了一台能够生产液氢的液化器,1959年成功实现了氦的液化。

这些技术的掌握,打破了西方国家的技术垄断,迈出了我国低温物理研究的第一步,为我国科学研究,特别是“两弹一星”的成功研制做出了贡献。1970年,他又领导低温科研队伍,完成了大型空间环境模拟系统KM3和KM4低温氦制冷系统的研制任务,提供卫星上天的空间环境模拟试验条件,为我国航天事业的发展做出了贡献。“KM4大型航天环模设备的研制”获得1985年国家科技进步一等奖。

上世纪80年代初,随着超导研究和航天技术的发展,国内对低温技术的需求不断增加,中科院组建了一个综合性低温技术研究发展机构“中科院低温技术实验中心”,开展氦制冷技术、低温实验技术和低温技术应用的基础研究,任命洪朝生为中心主任。

洪朝生率领科研团队除了开展磁制冷等方面的应用基础研究和制冷系统自动控制装置等方面的研究外,同时逐步建立起液氦实验室、低温强磁场实验室等多个面向全国开放的公用实验室,为促进超导技术的进步提供实验条件。由于在世界低温物理研究领域取得了卓越成就,国际低温工程委员会决定把2000年的门德尔森奖授予洪朝生,这一奖励是对他在液氢、液氦以及超导应用等领域出色的研究能力的高度肯定。

为半导体事业奠基

洪朝生与九三学社社员、我国固体物理和半导体物理学的先驱、中国科学院院士黄昆也结下深厚情谊。

1944年,黄昆从西南联大研究生毕业,考取留英公费生。1951年,黄昆自英国回国。1952年,洪朝生自美国回国。洪朝生在美国曾做过锗在低温下的电学测量,提出过杂质导电带的概念,回国后在中国科学院应用物理所建设低温实验室。黄昆回国后,1953年开始主持北京大学物理系的固体物理教研室工作。由于他们都对新兴的半导体科学将会给人类社会带来的重大变革有着共同认识和追求,洪朝生和黄昆的交往逐渐增多起来。

1954年下半年,洪朝生与黄昆等物理学家对我国半导体科学发展进行专题研讨,每周讨论一个下午。这一工作持续了很长时间。1954年,北京大学物理系为半导体方向学生开设了《半导体物理学》课程,这一新兴课程由黄昆、洪朝生、王守武、汤定元四人合作讲授。从事“两弹一星”研究的许多科技人员都从这里走出,或者曾经聆听过他们的授课。

1956年1月30日到2月4日,半导体物理讨论会在中国科学院应用物理所大礼堂举行。会上,洪朝生首先对半导体科学发展的一般性问题作报告,然后由黄昆等9位科学家分别对半导体重要领域的科学原理、发展概况作报告。关于这次讨论会,九三学社中央原主席、时任物理学会会长的周培源院士在《半导体会议文集》序言中做了总结:“半导体的研究和利用是科学和技术中的一个新兴的领域。直到最近十年内,科学先进的国家才以大量的而且是加速增长的人力和物力来发展这一领域。在我们国内,由于科学基础薄弱,不用说,在中华人民共和国成立以前是没有这方面的研究工作的,只是到了中华人民共和国成立后才有少数人开始准备半导体的研究工作。但研究力量是非常薄弱的。”在我国制定1956年至1967年《十二年科学技术发展远景规划》中,将半导体技术列为我国新技术的四大紧急措施之一。

2018年8月19日,洪朝生耗尽了生命的最后一束光。大师虽然远去,可他身上科技报国、求索创新、严谨务实的科学精神将被九三学社社员永远传承下去。

(作者单位:九三学社中央宣传部)