科学领域上下求索 学以致用报效祖国——记王守武院士

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王守武,中国科学院院士,中国半导体事业奠基人之一。他早年留学美国,新中国成立初期,毅然返回祖国。回国后,他以国家需要为导向,始终站在科技前沿。在他与几位科学家的极力推动下,1956年,我国《十二年科学技术发展远景规划》出台时,将发展半导体科学技术列为四项紧急措施之一。同年,王守武先生成为中科院物理研究所半导体室主任。1960 中国科学院半导体研究所成立,王先生出任第一任业务副所长。1978年黄昆先生任半导体所所长后,他们通力合作,为我国半导体元器件、光电子发展领域奠定了坚实的科技基础,做出了重要的贡献。

今年,已85岁高龄的王先生,仍活跃在科研一线,每年还奔波于中美两国之间。在国内他承担了中科院半导体所和微电子所两方面的研究工作,每周坚持工作五天,并乐此不疲。

九月下旬的一天,应王先生的学生、现半导体所研究员余金中教授之邀,王先生携夫人葛修怀女士与半导体所青年学子畅谈求学、治学、研究、做人……讲述老人集一生经验对事业和婚姻的感悟。尽管已是耄耋之年,可两位老人仍然精神矍铄,思维敏捷,与年轻人在一起,充满热情与活力。在两个小时的座谈中,有老人谆谆教诲,有殷切希望,有治学方法的介绍,有对恋爱家庭的体会……,这其中蕴含了巨大而宝贵的精神力量。同学们循着两位老人的心路历程,能深切地感受到老一辈科学家为国家科技事业发展的不懈奋斗,对真理的不断求索。

坎坷求学路 信念助自学

王守武先生1919年出生在苏州的一户名门望族。上溯几代,这个家族明朝时曾出过宰相,“诗书传家久”的古训是这个家族的座右铭。专心读书、获取知识,为国家做力所能及的事是这个家族的家风。对于王先生而言,生长在这样的家庭是幸运的,因为他有机会接受良好的教育,受到优秀文化熏陶。由于从小体弱多病,父亲为此断定这个孩子“头脑笨,没大出息”,对他不抱希望。这倒培养了王先生内向、坚定的性格。家庭中大姐对他影响很大,她从清华毕业到美国留学的经历,使王先生认识到:做人一定要读书,要获取知识,要有气节。他坚信“人家能弄懂的东西我一定能弄懂”,“人家能学会的东西我一定能学会”。凭着顽强的毅力和坚定的信念,他断断续续读完了小学和中学。由于生病,王先生又错过了苏州全区的统一会考,第二年才进入同济大学本科,主攻机电专业。

王先生的大学生涯是在动荡和颠沛流离中度过的,由于抗日战争爆发,当时同济最有名的德国教授离开了学校,只留下一些助教和讲师。生活、学习无定所,没有好老师,促使王先生继续他的自学之路。他在逃难的路上一有空就看书,坚持学习,大学的知识几乎都是靠自学得来的。

有过自学经历的人都遇到过这样的烦恼,书上的内容看不懂,没有人指导,怎么办?为此,王先生在自学的实践中摸索总结了一套自学方法,即,把看不懂的地方先放在一边,往前翻书,翻到能看懂的地方,再一点一点往后看。在自学过程中,王先生学会了自己给自己提问题,考考自己。自学者往往在学习过程中对所学知识似懂非懂,考自己的目的就是看看自己是否真正弄懂了所学的东西,是否真正掌握了所学的知识。同时,还要将自学的知识拿到实践中检验,如果能解决实际问题,说明真正弄懂了。王先生就是这样凭着坚定的信念,靠自学完成了大学学业,并取得了优异成绩。

学以致用 创新求真

王守武先生大学毕业后,进入工厂工作。到厂后他就设计了一套机械设备,送到厂长手里,设计方案却被束之高阁,不予理睬。这对于注重把知识用于实践的王先生来说,无疑是一个打击。为此,他辞去了工厂工作,回到大学,当了一名助教,他认为只有这样,才能学以致用,真正发挥自己的作用。他自己先行学习,再教给学生。刚刚学过东西即去教授,实际上对王先生也是一种锻炼,考验他是否真正弄懂了所学的知识,教书的过程成为他再学习的过程,成为检验他自己学习的过程。

不断地问为什么,是王守武的天性。机械设计中有很多是经验公式,他不满足于此,便开始接触材料力学,感到材料力学中有更多可探求的东西。因此,他去美国攻读材料力学硕士。毕业后,正值国内内战,他暂时留在美国继续求学。材料的力学强度与原子结构有关,他转而又做原子结构的研究。求知欲,好奇心,促使他在相关的研究领域不断探索,去了解更深、更广的自然规律。固体理论中的能带结构,是当时的新东西,这极大地满足了王先生不仅要把问题搞懂,还要搞得更深、更精的心理,他又攻读了这一领域的博士学位。

二十世纪五十年代初期,在新中国的感召下,王先生放弃了美国优裕的生活条件和良好的科研环境,毅然回到了祖国。今天,当年轻学子们问他:“当时您为什么要回来?回国后,经历了那么多苦难,不后悔吗?”他只平静地回答了一句“我是吃中国农民种的大米长大的,我要为中国人民干点儿事”。回国后,他没有给自己设定固定的研究领域与目标,他只有一个朴素的想法,国内需要我干什么我就干什么。此时,一个极有发展前景的全新科研领域被对科学极具敏锐洞察力的王先生捕捉到——半导体晶体管技术将对未来电子学的发展产生重大影响。

在国外,半导体研究很早就有,但直到1948年半导体晶体管才被发现。由于其性能不稳定,到五十年代中期才推广应用,它的出现标志着人类已经能够运用固体里电子的运动规律来直接控制固体导线中传送的电子信号,这对电子器件的微小型化必然会引起划时代的变革。当时,对半导体晶体管新技术有如此深刻认识的还只限于少数几位科学家,而政府有关部门领导并未给予足够的重视。王先生还曾建议尽早开展硅单晶材料的研制。这项建议在征求苏联老大哥的意见时,他们傲慢地表示“这么先进的东西,我们现在都搞不了,你们更搞不了,还是等我们搞出来后把技术传授给你们”。科学家的社会责任感使王先生们不唯权、不唯书,只求真,他联合几位科学家给政府官员做起了科普宣传员。经过努力,终于在1956年由周恩来总理主持制定的《十二年科学技术发展远景规划》中把发展半导体科学技术作为四项紧急措施之一。事实证明,在这一领域中我国起步较早,直到上世纪六十年代台湾仍惊讶于我们在此领域所具有的创新性和前瞻性。

从机械设计到材料力学,从量子力学到半导体,如此大的科研领域跨越,靠的是深而广的研究基础。没有基础知识,则没有新的、独特的眼光,这是王先生的切身体会。他还有一个重要体会就是不怕扣帽子,科学就是要求真、求实。

王守武先生特别告诫年轻的科学工作者:一个科技人才的培养,重要的有两条,一是靠自己,自学是关键。有好老师的引导是很幸运的,但如果没有这个条件,自己有能力学,自力更生,也可以学好;二是以国家需要作为自己的研究方向,不要怕科研方向的转变,只要有深广的基础知识,研究方向变化不可怕。王先生以为人生有两个关键阶段,一是求知,要想让知识深而广,就要读书,不断地问为什么?二是做事,为国家做事,想尽方法把学到的知识用于科研工作。遇到问题,解决问题,需要知识的积累。1977年文革结束后的一次科研工作会上,邓小平同志对半导体所的同志说,你们一定要把大规模集成电路搞成功。这项任务很重,当时国内可以生产小规模集成电路,但成本高,只能用于军用。所内的科研小组想用大量投片的方式来得到一个样品,做了一年时间没有搞成。王先生被指派做此项目后,仔细分析了问题所在。他认为,集成电路的基本工艺我们已经掌握,主要问题是成品率低,大规模集成电路技术要求单管成品率在99%以上,要提高单管的成品率就必须使每道工艺都稳定保持在最佳状态。找到了问题的关键,他带领科研人员开始对四十道工艺逐道工序检验,分析其稳定程度。首先是工艺设备的稳定,他对设备中不合理的电路设计进行改进。在此基础上,进而净化空间,制定化学制剂的使用制度,进行提纯、检测。一个步骤一个步骤地分析,一个问题一个问题地解决,只花了一个月的时间,问题就得到了解决。

创新的基础是科学的求真务实、尊重事实、从实际出发。王先生从科学家的社会责任角度认为,由于中国科技体制的原因,科研工作与工业生产采取分割管理的模式,这样极不利于新技术的发展,只有把科研开发真正与工业生产相结合,在生产中看到科研成果的转化,科研才有生命力,科学家才真正做到为国家服务。半导体科研领域在这方面有很多工作要做,技术成果转化大有可为。

相濡以沫的生活伴侣 科技事业的同路人

王先生与夫人葛修怀女士可谓一对相濡以沫的生活伴侣,科技事业的同路人。他们的相识还有一段有趣的故事。王先生与葛女士早年同留学美国,在同一个学校读书。当时的女学生书包里必备口红,而只有葛修怀没有一支口红。王先生断定这样的女性才能真正投身科学事业,才是自己的理想伴侣。

事实也是如此。在几十年的生活中,葛女士陪丈夫回到祖国,与丈夫一起从事科研工作,陪丈夫度过了漫长的“文革”时期,与丈夫共同迎来科学的春天。现在,两位老人仍携手奔波于中美两国的科研领域。让葛女士感到最浪漫的事情,也许就是陪着王先生这样一个睿智的科学家一起慢慢变老。

今天的葛女士,在谈及王先生时,当年炽热的感情已沉淀在平和的话语中。他说,人不能只为吃点儿、喝点儿,五十代他一心要回国,放弃了美国的优裕生活,回来报效祖国。这个信念几十年他没有动摇、没有后悔过。平日,他满脑子就是搞科研,有时半夜醒来突然大喊:“我知道了,我想起来了,我能解决这个问题了。

谈到王先生夫妇二人的志同道合,还有一个为半导体所的许多同志不知道的故事。几年前,中科院调整工资,王先生夫妇也提高了工资。当时他们商定,我们现在已是衣食无忧,何不把这部分钱拿出来,捐献给希望工程,帮助贫困山区的孩子们上学。为了不张扬,他们把这件事委托给王先生的学生余金中教授办理。几年过去了,弟子余金中忠于职守,认真负责地做着此事,并为王先生夫妇保守着这个秘密,只有在王先生回国时,向老先生一一汇报。现在,王先生资助的许多贫困儿童已完成初、高中学业,有的还考上了大学。

两个小时很快就过去了。这两个小时的座谈内容对莘莘学子来说是受益终身的。在他们的成长道路上,这是难忘的两个小时。

(半导体所关家英老师根据王守武院士座谈讲话整理)