闵乃本:做科学工作乐在其中
原标题:闵乃本院士:做科学工作,是“自讨苦吃”,但自己乐在其中
2019年,为纪念中国著名物理学家闵乃本先生逝世一周年,南京大学出版社再版发行了他生前唯一专著《晶体生长的物理基础》,这是国际上第一本全面论述晶体生长的理论著作,也是我国材料物理和晶体生长领域科技工作者的重要参考书目之一。
闵乃本是固体物理学家、中国科学院院士。他长期从事晶体物理研究,在教书育人、科学研究、团队建设等方面作出了重要贡献,提出多项新理论,开发多项新应用,成就斐然。

科学报国,结缘晶体
1935年8月9日,闵乃本出生于江苏如皋。他的童年时代,正值山河破碎、民族危亡之际,使他从小就明白“落后就要挨打”的道理,立志科学报国。
1955年,闵乃本考入南京大学物理系;1959年毕业留校任教。在物理学家冯端先生的指导下,他进入了当时国内尚属空白的晶体缺陷领域。
闵乃本凭借自身掌握的工程技术,经过多年努力,于1962年成功研制出中国第一台电子束浮区区熔仪,制备出了体心立方难熔金属钼、钨、铌单晶体。此项成果于1964年获国家计委、经委、科委“工业新产品”二等奖。
闵乃本凭借自身掌握的工程技术,参考国外文献,于1962年成功研制出中国第一台电子束浮区区熔仪,制备出了体心立方难熔金属钼、钨、铌单晶体。此项成果于1964年获国家计委、经委、科委“工业新产品”二等奖。
1972年,南京大学将金属物理教研室改为晶体物理教研室,闵乃本承担了晶体生长方面的科研、教学工作。他从自己负责的LiNbO3晶体生长项目出发,组织建设了晶体生长实验室,生长出用于制作激光Q开关的LiNbO3单晶,还对LiNbO3单晶生长工艺、生长机制进行了系统研究。
随着广泛、深入地阅读晶体生长领域中的论著,闵乃本对晶体生长领域现状与发展有了较为透彻的理解,他结合自己在晶体生长方面的实践经验,耗费多年心血完成了教材《晶体生长的物理基础》。

闵乃本的著作《晶体生长的物理基础》(来源:孔夫子旧书网)
这本书着重总结晶体生长的基本规律和解释生长过程中的基本现象,是国际上第一本全面论述晶体生长基本过程的理论著作,也是闵乃本生前的唯一专著。
1982年,《晶体生长的物理基础》首次出版,并于次年获得全国科技图书一等奖。直到今天,该书仍是世界上阐述晶体生长物理和技术的特色专著之一。

《晶体生长的物理基础》再版发行仪式 (来源:科技日报 金凤 摄)
合作研究,名扬国际
改革开放以后,国家鼓励学者去学习西方的先进技术和享用国际优质资源,加强国际交流与合作,促进科研水平的提高。1982年,闵乃本应美国晶体生长协会副主席罗森伯格教授的邀请,以访问学者的身份在美国犹他大学进行合作研究。

1983年,闵乃本(左)和蒋民华访问犹他大学
闵乃本在美国修正了晶体生长的“杰克逊”理论,成功解释了晶面热致粗糙化的难题。在第七届国际晶体生长会议上被誉为“近十年来晶体生长领域最好的研究成果”,获得了美国犹他大学和黑格斯飞弹公司联合设立的“大力神”奖。
凭借出类拔萃的科研能力,闵乃本受到了罗森伯格教授的重视。罗森伯格教授希望他未来十年能继续在美国进行研究工作,并开出了优于国内几十倍,甚至上百倍的薪资待遇。面对这个许多人梦寐以求的机会,闵乃本不为所动,毅然踏上回国之路。
他说:“科学的追求旨在对全人类的奉献,而不是以科学家本人的功利为目的。自古以来,中国知识分子毕生最大的追求,就是将自己的知识贡献给祖国和人民。”闵乃本回国后带领南京大学固体微结构物理国家重点实验室为我国微结构科学的发展做出了重要贡献。
精诚所至,金石为开
在闵乃本的科研生涯中,介电体超晶格的研制经历了近20年的漫长征途。
晶格指的是固体材料的结构粒子在空间内形成有规则的结构,而超晶格则是将介电体材料的晶格放大数倍,从而可以通过多样化的微加工和微处理技术设计物质的结构,创造新材料,投入新应用。
1984年,科学家发现一种物质的新形态——准晶,已经耕耘于晶体物理研究领域30余年的闵乃本了解后,设想将准晶结构引入到介电体超晶格中,构建准周期超晶格。
经过2-3年的探索,闵乃本和学生朱永元等人建立了准周期超晶格的多重准位相匹配理论,并预言“一块准周期的介电体超晶格有可能将一种颜色激光同时转换成三、四种颜色的激光”。
这是一项令人激动的新发现,它突破了传统固体激光器只能发出单一色光的局限性,为当代激光技术开拓新应用提供了可能。
然而,这一研究成果最初刊载在国际学术刊物上时,并未引起学术界的重视。刚开始,闵乃本心里很不是滋味,后来他想通了,一个理论要得到国际上的承认,不能没有实验验证。于是在其后的两年时间里,闵乃本带领课题组将心思扑在了制备介电体超晶格新工艺上,成功地发展出一种室温图案极化制备介电体超晶格的新技术。

1983年,闵乃本(左一)在德国斯图加特参加国际晶体生长会议,顺访闵乃大
“做科学工作,我体会的是自讨苦吃,没有钟点,没有假期,没有周末。”尽管科研工作经历了曲折艰难,但闵乃本甘坐“冷板凳”,始终积极向上、乐在其中。
在他的感染下,即便没有严苛的上下班时间,团队成员们也总会在吃过晚饭后,自觉地回到实验室,大家常常工作到晚上十一二点才离开。有时甚至在大年三十,他们也坚持把手头的事情处理完后再各自回家过年。

1988年,闵乃本(左一)与王牧在晶体生长实时观察实验室讨论分形生长
精诚所至,金石为开。在重压之下,经过十余年的努力,课题组制备出了同时能发出两种颜色激光的准周期介电体超晶格,并成功用实验验证了他们建立的多重准位相匹配理论,这段科研长跑终于告一段落。
闵乃本认为,“科学精神是坚持到底的精神”,如果科学工作者不具有科学精神,就难以取得重要的科学成果,只能是昙花一现,而“锲而不舍”是“金石为开”的重要一环。正是在科学精神的指引下,他翻越了一座又一座科研高山,在晶体物理领域取得了斐然的成就。
言传身教,甘为人梯
闵乃本一生致力于教书育人和建设科研团队,他所领导的南京大学固体微结构国家重点实验室20多年来在国家发改委、科技部、国家自然科学基金委所组织的历次评估中均名列前茅。
在组建科研团队时,闵乃本考虑到未来研究可能会从基础科学发展到应用科学,便招收了一些具有工科背景的研究生,陆亚林就是其中之一。
当时,刚从浙大获得工学硕士学位的陆亚林,渴望前往闵乃本的课题组攻读博士,但又担心自己的物理背景不够。他忐忑不安地向闵乃本写了一封申请信,本以为申请信会“石沉大海”。但令他惊讶的是,闵乃本很快就回复了一封整整两页纸的亲笔信,回应了他的请求。这令陆亚林深受鼓舞,终生难忘。从此,他就跟随这支理工结合、锐意创新的团队开始了漫长而艰辛的科研之路。

1995年,闵乃本获全国优秀教师奖章证书(来源:南京大学档案馆)
如果说小组成员是船,那么闵乃本则是帆,对于自己课题组的学生,闵乃本不遗余力地帮助他们走出国门,扬帆远航,,扩宽知识面。
在闵乃本的“远线投资”下,课题组成员们以专家的身份,赴欧美等国的知名研究所从事合作研究,开阔视野;但成员们也一如闵乃本的赤诚忠心,在看过外面的世界后主动回国,继续与闵乃本并肩作战。
当时,中国高校科研条件简陋,许多人取得博士学位后都不愿意留校工作,在当时刮起了一阵“出国热”。稳定的经济条件是优质学术产出的重要条件,闵乃本深知这一点的重要性。为了让课题组成员安心工作,闵乃本尽力创造条件,改善成员生活。
20世纪90年代,闵乃本从慷慨投资的企业家吴思伟手中拿到资助款时,他做的第一件事就是用这笔钱在物理系、材料系和微结构实验室设立“克力奖研金”。获奖者每个月可拿到1000元的补助,这在当时比闵乃本自己的工资还要高。

1997年,闵乃本获得普通高等学校国家级教学成果奖励
2003年6月,国务院成立《国家中长期科技规划纲要》领导小组,为我国从21世纪初至2020年科技发展制定规划和蓝图。作为第十四专题基础学科战略研究小组的常务副组长,闵乃本深感责任重大。
基础学科种类复杂,甚至有些学科与他毫无关联。隔行如隔山,为了做好规划,闵乃本把自己关在房间里读书,了解国际和国内最新发展的前沿动态,又认真听取各方面专家的意见加以整理分析。最终他制定的规划得到了中央领导同志的肯定,列入“十一五”规划之中。

2007年5月23日,闵乃本(左二)与学生合影
(原刊载于Nature杂志)
2013年,国际编号199953号小行星被命名为“闵乃本星”,闪耀在浩瀚的宇宙星河中。这是闵乃本熠熠生辉的学术生涯和闪闪发光的精神品格的象征。
2018年9月16日,闵乃本因病医治无效去世,享年83岁。斯人已逝,精神永垂,这颗科学界闪耀的星星将永远照亮中国物理界的天空。
文:采集工程项目办公室/中国科协创新战略研究院
参考文献:
[1]《闵乃本资料长编》,老科学家学术成长资料采集工程.
[2]罗静,朱晓华.醉心晶体谱华章——记中科院院士、南京大学物理系教授闵乃本[J].中国高校科技与产业化,2007(11):58-64.
[3]罗静,朱晓华.痴迷教坛启后昆执著创新一鸣惊——记中科院院士、南京大学物理系教授闵乃本[J].中国高等教育,2007(17):41-43.
[4]闵乃本:创新成就源于科学精神[J].创新科技,2007(04):5.
[5]翟帆,赵建春,罗静,秦刚.见“微”知著探求晶体的奥秘[N].中国教育报,2007-03-02(001).
[6]郑晋鸣,罗静,秦刚.宵衣旰食二十载,吹尽狂沙始到金[N]. 光明日报,2007-02-28(006).
[7]把握发展规律,加强自主创新——访全国政协常委、中科院院士闵乃本先生[J].群众,2011(04):17-18.
[8]张晔,罗静.闵乃本:醉心晶体“大力神”[N].科技日报,2007-09-02(003).
[9]申琳.光影摇曳十九年[N].人民日报,2007-09-02(004).
[10]罗静,秦刚,朱金龙. 49岁“创业”19年磨剑[N]. 文汇报,2007-02-28(002).
[11]张晔张文江. 太空新增“闵乃本星”[N].科技日报.2013-12-21(001).
[12]本文图片来源老科学家学术成长资料采集工程


