我的治学之路 黄 昆

熊猫羊

我的治学之路

                 黄  昆        

    这次中科院教育局为研究生组织的专题讲座，不知为什么点到我。也许是 认为我在大学呆了20多年，讲课比较擅长。可这是完全不同的两回事。讲课或 作学术报告是一回事，要跟研究生讲做人修养、成才之道，又是另一回事，因为 讲这一问题得讲出点道理来，就需要比较多的素材；另外，我是做具体研究工作 的，缺乏政治理论修养，所以对讲这次课很为难。怎么办?想来想去，只能讲一讲 我个人的治学经历，所走过的路，然后结合经历的每一阶段，谈点个人的体会和 看法，供大家参考。    从上大学到出国留学        这是一个打基础的阶段，也即培育我对科学的追求的阶段。        我在北京上的是燕京大学，它是由美国基督教会办的。那时，这所大学的课 程门类较少，课程内容也较浅，从学专业基础知识讲，是比较局限的。不过，却有 利于我打另外一个基础，即培育了我对科学事业的追求，这可以说是基础的基 础。        我在上一二年级时，讲微积分课的老师，是位从剑桥大学毕业不久的英国 教员，他不仅讲课非常出色，课外对学生也十分关心。出于启发学生对发展科学 的追求的目的，他出面找了几个优秀生，组织了一个课外研究小组，在课余和他 本人一起学一些科学发展的新知识。这个“尖子班”，试图学习“相对论”，学习新 兴的“量子力学”及其所带动的一些新的数学方法，主要是矩阵数学。这一活动 进行了一年，结果包括这位教员本人在内，对相对论谁也没学懂。不过，在这一 过程中，通过学习新知识，探讨科学的最新发展，对教育我对科学的爱好与追 求，却很有影响。        另一方面，因大学课程不重，我从事课外阅读的机会较多。当时，我读过的 两本书，给我的印象最深，书名至今都还记得。一本叫Men of Mathematics(数 学家)，讲的是从牛顿以来的数百年间最伟大的物理学家们的生平和贡献；另一 本叫Microbe Hunters(探索微生物的人们)，主要讲从发现细菌以后的一二百 年中，科学家们一个接一个地找到了引发一系列重大病症的细菌和防治办法。 该书对这些医学方面的大科学家们的研究工作过程，描写得非常生动感人。读 了这两本书，觉得这些科学家们的事业，是再辉煌不过的了，比什么都振奋人 心。这些科学家们对科学事业的追求和献身精神，对我震憾很大，影响着我的人 生，使我对科学事业产生了兴趣和爱好。        再有一个事例，就是学习量子力学的问题。我们那个研究组，想要学的是包 含量子力学的数学。在当时情况下，量子力学在国内还是一门非常新颖和神秘 的学问，它代表了当时物理学发展的顶峰，所以我对它非常景仰，因此，我在大 学三四年级时，通过对图书馆里仅有的几本介绍量子力学的书的自学，初步打 下了量子力学的基础，并在此基础上，完成了大学的毕业论文《海森堡和薛定楞 量子力学理论的等价性》。因为在当时，量子力学的发展，先是海森堡提出了一 个量子力学的理论，其数学形式是用矩阵来表示的；一年之后，薛定镕也发摈了 他提出的量子力学理论，是以波动方程形式表达的。我的论文，就是论述这两种 理论为何是等价的。将两者沟通后，就变成了一门具有普遍性的量子力学理论。 这一工作本身，并没有自己的创见，不过，通过这一实践，增强了我对这一理论 的发展过程的参与感，自己觉得也进入了这一科学新领域。        我在1941年大学毕业后，去了西南联大，先是当助教，后来做研究生，一直 到1945年出国留学。        在这期间，对我最有影响的事，是认识了杨振宁和张守廉。他们两位都是天 赋极高、聪明过人的人。课堂上一些我认为是非常艰深的理论，他俩很快就能轻 松地掌握。所以在日常交谈中，这些知识成了我们随时讨论的课题。对科学的追 求，在他俩身上随时随地都有体现。因与他俩交往甚密，我也受到了感染。        总之，从上大学到当研究生，通过课外小组的活动，通过自学，通过同学问 的交往，培育了我对科学的爱好向往和追求，这对有志于科学研究的人来讲，是 非常重要的。国家近年来的政策，在基础研究方向，强调要提高质量，要在国际 上占有一席之地。要做到这一点，对从事这方面工作的人，首先需要有对科学不 懈追求的精神。这种追求，不是口头上而是要渗透到自己的思想中去，甚至于渗 透到每天的生活中去。做基础研究的人，如果没有这样一种思想境界，在某种意 义上讲，可以说是不大像一个做基础研究的人。    出国留学阶段        1945年，我考取了去英国公费留学。有这种机会的好处是，你可以自主地填 报志愿。        我在西南联大时，有一位英国教授给联大捐赠了一大批在英国出版的科学 书籍。我对这批书很感兴趣，大都翻阅了一下。引起我注意的是一位叫莫特的英 国科学家，写了三本书：《原子的碰撞理论》，《金属与合金的电子理论》，《离子晶    体中的电子过程》。这使我感到这位科学家的学识非常渊博；另外，在这三本书 中，后两本讲的是固体物理的问题，虽然在当时并没什么“固体物理”一说，读了之后，感到内容新颖、奇特，很有意思，他所研究的领域是非常丰富多彩的。基于 这两方面原因，我就到布列斯特大学做了莫特的研究生。        现在想来，我在科学研究的方向选择上是非常幸运的。首要一点，选择莫特 做导师，也就选择了将固体物理做为自己的研究方向。而固体物理作为一门学 科来讲，在40年代刚刚形成，以后有了很大发展，称得上是物理学在20世纪里 最重大的一个新的学科的发展。我在那个时期进入这一大有作为的科学领域是 很幸运的。其次就是导师莫特的治学风格，对我产生了很大的影响。跟他认识和 接触以后，使我进一步认识到，从对科学的追求到真正进入科研领域，是通过对 一个又一个具体的科学问题的解决逐步发展的。原认为他很博学，跟他接触后 发现，他只关心他当时所研究的具体的问题。其他的问题，你跟他讨论，他几句 话就把你打发开，或用打叉的办法马上给敷衍过去了。我觉得这一习惯对我影 响较深，其好处是，科研工作需要你集中全部精力来解决你所面临的问题。当然 也有坏的作用，时间一长，知识面就较窄。集中精力与否，是你能否做好研究工 作的关键。        我讲这些，是说明我的出国留学，是有目的、有方向性的，因而才得以有良 师的指点和影响，也才有我后来的作为和成就。从做学问的目的讲，我极不赞成 盲目追求出国，不管去什么地方，不管去干什么，更不知道跟什么样入干工作， 这就丧失了出国留学的积极意义。认为只要出国就好，甚至到条件并不怎么样 的地方去充当廉价劳动力，那会白白浪费自己最为宝贵的年华，是贻误青春。
在做博士后的日子里        我赴英留学的公费期限是3年。l 947年完成博士论文《稀因溶体的X光漫 散射》之后，还剩下一年多的时间，想换个地方去进修，老在一年地方对增长才 干有局限性。在这段时间，我已了解到玻思教授对量子力学的发展有过大的贡 献，是欧洲公认的物理学大师；另外，他自19lo年起就致力于晶格动力学的研究 工作，也是公认的晶格动力学的创始人。其学术造诣颇深。征得他的同意，便去 了爱丁堡大学，在玻恩手下做访问学者。去后不久，玻思就给我看了他在二次世 界大战前就开始酝酿写就的《晶格动力学》一书粗稿，这是一本完全以量子力学 为基础的晶格动力学理论。那时，他已年近70，感到精力不够，难以完成该书的 系统写作工作，建议由我执笔，合作完成此书的写作。我觉得这是个发挥聪明才 智的极好机会，乐于从命。有趣的是，我当时还有过一个错误的看法，认为写文 章别人不一定看，因为文章一年要发表很多，写得再好别人也不一定能读到。而 写成专著的书，容易受到注意。后来的事实证明，这种观点是不对的，我最早的 那篇“固体材料中的杂质缺陷导致X光漫散射”(即“黄散射”)论文，过了几十年 还有人看，并做实验予以验证。总之，觉得写书不错。可是，那时我已接受了北京 大学的聘请，在3年留学期满后回国任教。为此，我便将写书的事告知北京大学 理学院院长饶硫泰征求意见，他热情地支持我承担这一工作，我才答应了玻思 的建议。到这时，我的公费仅有几个月了，用来写书的时间远远不够。不曾料到， 我原所在的布列斯特大学的一位讲师，应聘于利物浦大学当教授，约我去他创 办的理论物理系做博士后研究员。我给他讲好，在这3年中，我用一半的时间来 写书，这便是三年博土后生涯的由来。        在这3年里，我的时间是紧张的，工作是繁忙的，成效也较为显著。第一，我 基本上完成了写书的任务。第二，提出了一对关于光学振动的唯象方程(即“黄 方程”)。第三，把这一唯象方程跟麦克斯威尔方程结合起来，又发现了所谓的光 子和声子的“韶合振荡模”，形成了一个具有普遍性的运动形式。第四，提出了所 谓的光跃迁多声子理论(即“黄一里斯理论”。第五，在这一工作的基础上，我又 进一步发展了无辐射跃迁的多声子理论。        上述这些工作，是我在科研里程中的几件最有影响的工作，这说明在你年 轻的时候，是可以做很多工作的，要充分认识到30岁左右的这个年龄段的可贵。 况且，这个时期的工作，还可为你以后的工作打下良好的基础。具体地讲，我在 近几年所做的两件最为满意的工作，都是跟几十年前所做的工作有直接联系 的，这就是进一步发展了多声子理论，我在几十年前提出的多声子理论，是有毛 病的，当时没觉察到，使得在以后的发展过程中引起了很大的矛盾，好像这一理 论与实际对不上号。近几年的工作(即“绝热近似与静态锅合理论”)，就是弄清 了这一问题的所在，并给予了纠正。再一项工作，是关于超晶格光学声子模和静 电势理论问题(即“黄一朱模型”)，它实际上是利用了我在50年代为了解决两个 完全不同的问题而提出的两个不同的品格模型，把这两个模型用到超晶格理论 上来，解决了超品格光学振动的一个较为关键的难题。近期国家科委关于我国 科技论文的统计表明，在近5年我国发表的论文中，我们这篇文章，被同行引用 的次数列全国第二位。我讲这些事例，是希望大家要真正认识到青年时期的可 贵，认识到这个时期你在科研工作上是会大有作为的，是会对你以后的工作奠 定重要的基础的。                                
为国效力        
我于1951年回国后，立即赴北京大学任教。这时，新中国刚刚成立，国家把 培养人才的工作放在了极为重要的地位，学校对教学工作提得很重，我全身心 地投入了教学工作。从33岁到59岁，都是致力于教学工作。        
近些年来，新闻媒介的人士多次问我：“你没把研究工作长期搞下来，是不 是一个很大的损失?”我是一直没同意这一看法的。因为回国后全力以赴搞教学 工作，是客观形势发展的需要，是个服从国家大局的问题。这也并非我事业上的 牺牲，因为摘教学工作并没影响我发挥聪明才智，而是从另一方面长了才干，实 现自身价值。        
在教学工作中，我先后讲了3门课。第一门课是讲普通物理，这是大学生的 入门课程，也是经院系调整后列为重点的一门课程，因此，我在教这门课时，全 力以赴。虽然一周只讲3次，6个学时，可我用于备课的时间近60学时，集全部 精力钻研教学内容，悉心探索最好的教学方法。据说，我的课讲得不错，最近还 有人说在北大理科的基础课教学中，以普通物理这门课受到的影响更大，这说 明我的全力以赴搞教学是起到了较好的作用的。对我个人来讲，其收获是真正 学会了讲课，增长了才干。        
我讲的另两门课，是固体物理和半导体物理。在当时，无论国内国外，都仅 有专著，而无现成的教科书可供借鉴，完全是从无到有摘出来的。固体物理，我 先于l 953年在北大给3个研究生讲起，接着进城给当时的中科院应用物理所的 科研人员讲，后来又跟一位苏联金属物理专家合作讲。通过这几次讲课，经过多 年的反复实践，才逐渐形成一门系统的固体物理课程。至于半导体物理，它在某 些理科学生教学中的重要性，许多专家都有共识，我便约请应用物理所关注半 导体科学的王守武、洪朝生、汤定元3位专家合作讲，每人分工讲9学时，有此基 础后，自l 956年起，就独自给学生讲。后来，又与谢希德合作，给5个大学联合在北大办的半导体专门化培训班讲。有此基础后，我们对教材进行了整理，于l 958 年成书出版，成为一本培养半导体学科专门人才的广为使用的标准教材。        
这些教材的形成，有一个发展过程。在这一过程中，借助了我在科研工作中 的经验，将其作为获取科研成果来对待，潜心研究，臻于完美，所以说做教学工 作仍然充分地发挥了自己的潜力和才干，为国家的教学事业做了积极有益的贡 献。        
1977年秋，我被调到中科院半导体研究所任职。自教学岗位转至科研岗位， 这无疑又是一次客观形势的变化。到了研究所不做研究工作说不过去，这对年 近60的我来讲，又是个新的要求。在这十多年来，尽管有些勉强，我终归还是把 研究工作搞起来了，做了些力所能及的工作，至少是对本所物理方面的研究工 作起了一定的推动作用。在人生旅程中，难免因客观形势的变化，对自身的要求 也会发生这样那样的变化。但只要我们能正确对待，转变观念，认真努力地工 作，以积极的态度去适应这一变化，同样可以增长才干，做出业绩，实现自身的 价值。        
对于成才问题，从我的切身经历，体会出两个小道理：一是要学习知识，二 是要创造知识。对做科学研究工作的人来讲，归根结底在于创造知识。        
在学习知识上，我的实际体会是，不是越多越好，越深越好，而是要服从于 应用，要与自己驾驭知识的能力相匹配。        
对于创造知识，就是要在科研工作中有所作为，真正做出点有价值的研究 成果。为此，要做到三个“善于”，即要善于发现和提出问题，尤其是要提出在科 学上有意义的问题；要善于提出模型或方法去解决问题，因为只提出问题而不 去解决问题，所提问题就失去实际意义；还要善于作出最重要、虽有意义的结 论。当然，这说起来容易，做起来难。至于怎么做到“善于”，我也说不清。反正事 实上你要做好研究工作，我体会是非如此不可。