裘偉廷
他是著名的美籍華人物理學家,于1998年獲得諾貝爾物理學獎,成為繼李政道、楊振寧、丁肇中、李遠哲、朱棣文之后,第六位榮獲諾貝爾物理學獎的華人科學家。
他從一個農(nóng)村娃成長為蜚聲世界的物理大家,歷經(jīng)曲折卻也終得圓滿。
“這個娃今后肯定有出息”
1939年2月28日,崔琦出生在河南省寶豐縣肖旗鄉(xiāng)范莊村一間簡陋的農(nóng)舍里。他排行老四,上面有三個姐姐。他的出生給已到中年(母親已四十一歲,父親四十五歲)卻膝下無子的崔家夫婦,帶來了無盡的歡樂。父母給他取了個乳名叫“驢娃兒”。
崔琦的父親崔長生是一個耿直方正、不愛言語的老實巴交的農(nóng)民,一家人全靠他種地和賣煤為生;母親王雙賢目不識丁,卻深明事理,為人和善,有著不同于常人的長遠見識和博大胸懷。他們沒有嬌慣這唯一的兒子,崔琦稍大一點就幫家里干活,農(nóng)忙時幫父親在田里施肥、鋤地、澆水,農(nóng)閑時就給家里的毛驢割草,也曾到附近小樹林里撿柴火。崔家的家規(guī)嚴,王雙賢深知,人必須能吃苦、愛勞動才行,否則長大就會養(yǎng)成好吃懶做的毛病。
1947年寶豐解放后,崔家被劃為富農(nóng)。事實上,崔家只有兩間破草房,十幾畝地,再加一頭小毛驢(靠它拉煤),所以崔琦并沒有過上什么優(yōu)越的生活。但他從小天資聰穎,這在十里八鄉(xiāng)是出了名的。
崔琦有三個舅舅,他和姐姐們是跟著三舅讀書習文的。在三舅的教育下,崔琦的三個姐姐都上了大學,崔琦也自小熟讀四書五經(jīng)。崔琦的父母雖然都是農(nóng)民,但不管生活多艱難,還是堅持讓孩子們讀書。
1949年崔琦小學畢業(yè),由于當?shù)貨]有中學,而能教他的三舅此時已經(jīng)全家移居澳門,崔琦只得輟學在家,一邊幫父母干農(nóng)活,一邊時不時幫村里寫寫材料。一次村里丈量土地,村長叫他去幫忙。別人都是量一下記一下,可崔琦是只看不記,量地的人喊:“琦,你記了沒有?”崔琦說:“你只管量吧,俺心里擱著呢?!钡葞讐K地量完了,各塊地的畝數(shù)他一一準確地報了出來。聽說這事后,村里的老會計不信,故意找了一塊號稱“一桿旗”(相當于不規(guī)則三角形)的地塊,讓他算。各個邊的數(shù)據(jù)剛量出,崔琦就說出了這塊地的畝數(shù)。那位老會計反復算了多遍,與崔琦報的畝數(shù)分毫不差,不禁豎起大拇指贊嘆道:“這個娃今后肯定有出息?!?/p>
新中國成立后,范莊村成立了婦女識字班,輟學在家的崔琦常常代替大姐和其他老師到婦女識字班上課。崔琦講課通俗易懂,非常有趣,大家都喜歡聽他講,還尊稱他為“小先生”。但崔琦轉(zhuǎn)眼間輟學已有兩年,這可急壞了母親王雙賢。于是,母親毅然決定讓從沒離開過家門的十二歲的崔琦,去投靠兩年前移居香港的二姐,以完成中學的學業(yè)。
1951年秋天,崔琦進入香港培正中學,從此開始了人生最重要的學習時代。但誰也沒有想到,他這一走,竟是與父母的永別。而沒有為父母盡孝,成為崔琦一生的遺憾。
“品學兼優(yōu)”
初到香港,崔琦面臨的最大困難是語言關(guān),不僅要學廣東話,還要學英文。為此,他只能先在荃灣小學重讀六年級。起初,因為語言交流困難及生活拮據(jù)等,崔琦異常孤獨、苦悶,從而強烈思念家鄉(xiāng)的父母,遂兩次寫信給母親要求回老家。母親收到信后,熱淚長流,但她將思子之情埋在心底,回信勸他不要想家,好好讀書求學才是對父母最大的安慰。漸漸地,崔琦那顆浮動的心平靜了下來。
經(jīng)過一年的刻苦學習,崔琦考上了香港培正中學。這是一所雙語并用的學校,崔琦在這里英文進步很快。此時,家里已無法接濟他。為了解決學費問題,崔琦加倍努力學習,在培正中學的六年時間里,不僅打下了堅實的知識基礎(chǔ),還年年都拿獎學金。再加上每年老師都給予他“家境清貧,學費減免”的優(yōu)待意見,他的學費問題算是解決了。崔琦幾乎所有的學科成績都很出色,據(jù)他自己回憶,當年對所有的課程都很感興趣,曾經(jīng)有一兩年特別喜歡歷史。他的畢業(yè)評語上這樣寫道:勤奮、舉止端正、彬彬有禮。1957年夏天,崔琦以優(yōu)異的成績完成了中學學業(yè)。
1958年,十九歲的崔琦獲得美國伊利諾伊州奧古斯塔納學院(現(xiàn)奧古斯塔納大學)的全額獎學金資助,只身橫渡太平洋,開始了他的大學生活。奧古斯塔納學院是一所規(guī)模不大的教會學校,設(shè)置有數(shù)學、物理等自然科學課程,特別關(guān)注學生的全面發(fā)展。那時全校只有崔琦一名中國學生,好在他已養(yǎng)成了沉穩(wěn)、堅韌的性格。
崔琦興趣廣泛,不僅物理、生物、化學、英文等學科成績優(yōu)秀,還是體育、文娛活躍分子。除了經(jīng)常出現(xiàn)在籃球場上,他還在游泳比賽中得過獎;在學校組織的聯(lián)歡會上,他表演過獨唱并擔任過樂隊的指揮。崔琦的社交能力也十分出色,校內(nèi)一切慈善活動,他都大力支持并積極參與。作為當時校內(nèi)的焦點人物,崔琦與很多師友關(guān)系很好,以至有教授認為:“我們在短期內(nèi)很難再遇到像崔琦這樣品學兼優(yōu)的學生了。”
1961年,崔琦從奧古斯塔納學院畢業(yè)后,幾乎沒有任何猶疑,就選擇了去芝加哥大學繼續(xù)深造,因為他的偶像楊振寧和李政道都是芝加哥大學畢業(yè)的。在芝加哥大學,崔琦師從史達克教授,攻讀物理學博士學位,并成了老師的得力助手。史達克教授風趣的物理教學以及物理本身的廣博和奧妙,使崔琦對物理學產(chǎn)生了極大的興趣,他自此在物理學領(lǐng)域投入更多精力,并且孜孜不倦地耕耘。此后,在歷時六年異常緊張艱辛而又充滿快樂的科研征途上,崔琦成了唯一與史達克教授同甘苦、共患難的學生。
在史達克看來,與崔琦一起工作的那段時日,是十分愉快且卓有成效的。畢業(yè)時,史達克非常希望他能留在自己身邊工作。然而,當崔琦于1967年在芝加哥大學取得物理學博士學位,并做了一年的博士后研究之后,他不得不離開自己的恩師(史達克隨后去了舊金山),于1968年來到了著名的貝爾實驗室。
然而,崔琦一直不知道,家人為了不影響他的學業(yè),甚至連父母離世都沒忍心告訴他。崔琦在奧古斯塔納學院學習時,父親已身患重病,臥床不起。他本應回國盡孝,但母親對他隱瞞了這件事,直到 1959 年夏天父親去世,都沒向他透露一點兒消息。之后九年間,母親不顧年老體弱,獨自料理生活起居。1968 年,重病的母親在茅草庵里離世。當時,只有崔琦的大姐守在母親身邊。將父母合葬后,崔琦的大姐返回北京,因積勞成疾,不久在“五七”干校去世。這是崔琦一生的痛。
第六位榮獲諾貝爾物理學獎的華人科學家
作為高科技的搖籃,貝爾實驗室不僅在通信原理、通信設(shè)備及信息、激光、半導體材料及生長技術(shù)等領(lǐng)域走在時代的前列,為分數(shù)量子霍爾效應的研究創(chuàng)造了良好的條件,而且被稱為“諾貝爾獎獲得者的搖籃”,出了十一位諾貝爾物理學獎獲得者,其中就包括華人科學家朱棣文和崔琦。
崔琦在貝爾實驗室跟隨羅威爾教授從事研究工作。羅威爾教授把物理實驗變成不斷展示新天地的趣味游戲,激發(fā)了崔琦探索的好奇心。他整日沉浸在神奇的物理世界里。有時為了研究需要,不惜四處奔波。他工作時很少理會身旁其他事情,所以他的研究效率非常高。同時,崔琦又是很具幽默感、很隨和的人,他常視物理實驗如玩游戲,他說,能隨心所欲地設(shè)計新模型,能制造一個個用錢都買不到的新產(chǎn)品,那種滿足感難以形容,做實驗又有何難?在研究中遇到困難時,他也會說:“外面天氣很好,到外面玩玩再回來,不要強迫自己鉆進牛角尖,松弛一下,將會更有利于問題的解決。”
早在1879年,美國霍普金斯大學年僅二十四歲的研究生霍爾在實驗中發(fā)現(xiàn),放置于磁場中的通電金屬板,在垂直于磁場并與電流平行的兩個端面上,存在一個與磁場強度成正比的電壓(后稱為“霍爾電壓”)。后來,這個效應被稱為“霍爾效應”。這一發(fā)現(xiàn)為半導體材料等領(lǐng)域的研究提供了重要手段?;魻栃€只是在通常條件下的現(xiàn)象,那么在極低溫和強磁場條件下情況會怎樣呢?這便是德國物理學家馮·克利青和崔琦等人所做的工作。其中馮·克利青因發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應榮獲了1985年度諾貝爾物理學獎。
1982年上半年,崔琦和德籍物理學家斯托爾默,在貝爾實驗室利用半導體砷化鎵和砷鋁化鎵進行霍爾效應試驗。他們實驗的溫度更低,磁場強度更大。為了能進行這種實驗,崔琦自己設(shè)計了一種獨特的實驗環(huán)境:將兩種截然不同的半導體晶片像三明治那樣夾在一起,一面是砷化鎵,一面是砷鋁化鎵。他們發(fā)現(xiàn),電子就在這兩個半導體之間的界面上聚集。
接著,他們使這一界面的溫度降低到僅比絕對零度高十分之一攝氏度(約零下二百七十三攝氏度)的超低溫環(huán)境中,然后加以相當于地球磁場強度一百萬倍的超強磁場。他們在實驗中驚奇地發(fā)現(xiàn),在強磁場中共同發(fā)生作用的普通電子,在極低的溫度下可以濃縮成為新的亞原子粒子類型,這些新粒子具有類似于流體的特性,崔琦甚至能聽到這種新粒子流動的聲音,就像“下一場大冰雹時每一塊冰雹落地的清脆聲”。這種反常的效應就是所謂的“分數(shù)量子霍爾效應”。
新的量子流體霍爾效應在實驗和理論上的發(fā)現(xiàn),證明了過去人們一向認為不可分的、基本的電子電荷其實是可分的,可分裂成帶分數(shù)電荷的準粒子,這是人類在認識物質(zhì)的微觀組成和電的基本單位上的重大突破,因而有著重大的科學價值和歷史意義。分數(shù)量子霍爾效應的發(fā)現(xiàn),在應用上為人體現(xiàn)象的諸多研究開辟了一條新的道路,對微電子學的發(fā)展也有重大裨益,并可令日后生產(chǎn)的電子儀器(如電腦、電視及手提電話等)的記憶系統(tǒng)的體積更小、更精細。此外,它還有助于了解宇宙時空中真空的量子結(jié)構(gòu),所以也具有宇宙學方面的意義。
由于在這一尖端科學研究方面取得的成就,崔琦不僅成為美國高尖科學學會會員,而且在1984年榮獲濃縮物質(zhì)物理巴克利獎,1987年當選為美國國家科學院院士,1998年4月榮獲本杰明·富蘭克林物理獎——物理學界僅次于諾貝爾獎的崇高榮譽。當時很多同行都相信,崔琦有很大機會更上一層樓,因為之前居里夫人、愛因斯坦等大科學家都是在獲得富蘭克林獎之后獲得諾貝爾獎的。
果然不出人們所料,半年以后,1998年10月13日,瑞典斯德哥爾摩的皇家科學院傳出了一個令全球華人振奮的消息:五十九歲的崔琦獲1998年諾貝爾物理學獎,成為繼李政道、楊振寧、丁肇中、李遠哲、朱棣文之后,第六位榮獲諾貝爾獎的華人科學家。對此,李政道說,崔琦獲獎不僅在物理學新發(fā)現(xiàn)及新應用方面有重大作用,更進一步增強了華人的自信心,為華人在世界學術(shù)地位的提高做出了貢獻。
而此時崔琦早已不在貝爾實驗室。他于1982年辭去貝爾實驗室的工作,前往美國普林斯頓大學電子工程系任教。
“一生中所遇到的最美好的事情”
早在奧古斯塔納學院讀書時,崔琦就認識了挪威裔美國學生琳達。1961年,崔琦前往芝加哥大學讀博士,與來芝加哥大學進修的琳達不期而遇。兩人對這次重逢喜出望外,就開始交往。琳達回憶說,崔琦在與她交往的過程中,充分表現(xiàn)出了他不受傳統(tǒng)思想束縛的個性。崔琦的幽默感和思想深度及出眾的才華,給她留下了深刻的印象,終使琳達墜入愛河。他們在1964年組成美滿家庭。對此,崔琦很自信,稱這是他“一生中所遇到的最美好的事情”。
崔琦在研究中的那種投入和嚴謹是有口皆碑的,也曾令夫人琳達為之感動。他們初次見面在芝加哥大學的圖書館,周圍都是些落滿灰塵、少人問津的舊書,但那里卻是崔琦學習的好去處。崔琦常把自己比作一個在讀書、思考、寫作中的烏龜,而不是兔子。
他在生活中沒有一點學者的架子,憨態(tài)可掬、隨意謙和,為人處世從不計較什么。在家里,崔琦既是好丈夫也是好父親。他與琳達結(jié)婚幾十年來,從未紅過臉吵過架。崔琦喜歡寬松、融洽的氣氛,常借自由交談或外出散步時與家人進行思想交流。每每談到這一點時,琳達都感到無比自豪和欣慰。
談及崔琦的成功之道,琳達認為:“渴望知道得更多、遇事多問幾個為什么、嘗試解決復雜問題是崔琦對待所有事情的態(tài)度,是他特有的品格……我們的飯廳里一直放有一本字典,從而在遇到生字時能夠隨時查找,甚至在吃飯中間也是這樣。除了科學,神學、藝術(shù)、音樂、政治以及烹調(diào)也都成了他的興趣所在?!?/p>
他們育有兩個女兒,大女兒艾琳,小女兒朱迪絲。崔琦教育她們做人要有信心、有愛心、有理想,不干涉她們的趣向、志愿和愛好,對她們唯一的要求就是必須學習漢語,會講簡單的中國話。為此,大女兒在哈佛大學學習藝術(shù)史期間,曾到武漢大學留學一年;而小女兒就讀醫(yī)學院時,利用暑假在北京語言學院漢語進修班學習了兩個月。
隨著年齡的增長,加之心臟不太好,年輕時興趣廣泛的崔琦每天工作之余就是散散步,有時打打太極拳,或者捧上厚厚一沓報紙,饒有興趣地瀏覽,不論是政治、科技、教育,還是經(jīng)濟、藝術(shù)、體育,都不放過,邊看還邊聽音樂。他在榮獲諾貝爾物理學獎后的記者招待會上風趣地說:“我什么新聞都喜歡看,什么音樂都喜歡聽,卻不見得都看得懂聽得懂。”
對故土充滿眷戀
自離開家鄉(xiāng)后,幾十年彈指一揮間。崔琦在談起自己的生活和成就時,一股惆悵涌上心頭:“離開內(nèi)地后就再未見過父母,今日的成績未能與父母分享是最大的遺憾?!?982 年崔琦到北京講學時,本來準備回家鄉(xiāng)看看,但由于時間緊迫未能如愿。
崔琦十分關(guān)心中國科學技術(shù)事業(yè)的發(fā)展,曾于1979年和1984年兩度回國講學,介紹國際科學技術(shù)的最新熱點和前沿領(lǐng)域,建議中國開展二維電子系統(tǒng)和低維量子體系物理的研究,并積極推進“中美原子、分子和凝聚態(tài)物理研究合作備忘錄計劃”的實施。他還多次表示希望有機會回祖國訪問、講學與交流。據(jù)崔琦門下的中國學生李濟群等人介紹,工作之余,崔琦常和學生們談論中國的發(fā)展,關(guān)心祖國的未來,愛國之心溢于言表。
2003 年 11 月,中國科學院物理研究所正式授予崔琦“中國科學院物理研究所講座教授”榮譽稱號,并商定設(shè)立“崔琦講座”,即每年請崔琦教授在世界范圍內(nèi)邀請一名一流的物理學家,在物理研究所進行短期訪問和學術(shù)交流。
2005年4月28日,崔琦事跡展覽館開始對外開放,并被定為“平頂山市市級青少年愛國主義教育基地”。2007 年 4 月,崔琦在美國與寶豐縣僑聯(lián)簽訂了希望小學捐建協(xié)議書。當年 6 月,由崔琦出資三十五萬元人民幣捐建的希望小學,在肖旗鄉(xiāng)開建。2008年9月,“崔琦希望小學”已經(jīng)落成使用。
2013 年 10 月 23 日,七十四歲的崔琦偕夫人琳達重返中原故土,首先參觀了河南博物院。次日,他們先后前往河南工業(yè)大學、鄭州大學參觀考察。崔琦精神矍鑠、氣度儒雅,和學子們談物理、講求學、說興趣,交流研究心得,分享個人經(jīng)驗。在很多青年學生心中,崔琦是用知識改變命運的標志性人物。
2014年 4月,崔琦偕夫人、女兒、女婿以及外孫女,回到了寶豐縣肖旗鄉(xiāng)范莊村。崔琦用流暢的家鄉(xiāng)話與親人們交流,溫馨感人……