冯端:春风化雨育真人,横跨理工钻科研

2023-07-12 14:43洪嘉骆刘小贤
世纪风采 2023年7期
关键词:凝聚态物理学物理

洪嘉骆 刘小贤

冯端是享誉海内外的凝聚态物理学家和教育家,我国金属物理学、凝聚态物理学的奠基人之一,南京大学教授、中国科学院院士、中国科学院学部主席团成员,曾任中国物理学会理事长。他成长于较为宽松的家庭环境,但读书十分勤奋,良好的阅读习惯伴随了他一生。正是这样的习惯使他在科研方面深入耕耘,博采众长,开创了功能材料的人工微结构化的科研领域;在教学方面视野开阔,见解独到,建立的凝聚态物理新学科体系,指引无数学子前行。

勤奋学习.奠定基础

1923年6月11日,冯端出生于江苏苏州,由于出生于端午节前,故名冯端。浙江绍兴是冯家之祖籍地,素有“名士之乡”的美誉,俗话说“绍兴士比鲫鱼多”,其父冯祖培曾于激烈竞争之中脱颖而出,考上案首。

冯端小时经常与自己的兄弟玩耍,打乒乓球、踢皮球是兄弟二人最喜欢的运动。冯端的母亲也并没有过多地管束他们,没有刻意安排他们的未来,而是放手让他们闯荡,在体验的过程中寻找兴趣爱好,磨砺坚强意志。事实上,正是母亲这种“无为而治”的教育理念,不经意间指明了冯端前进的方向。其实,冯端的成长依靠的不仅仅是家庭提供的宽松环境,苏州这座古城对文化创造力的尊重,对教育和科学的尊重.以及学校深厚的文化氛围,同样使冯端养成了沉静稳重、独立进取、爱好科学的品格,为他今后的科研与教学生涯奠定了坚实的基础。

冯端求学之路始于苏州中学,他从苏州中学小学部,升入初中部,而后因战火转入福州高中继续求学。冯端学习勤奋,从不睡懒觉。他每天早上起床,总是急急忙忙,嘴里念叨着:“要迟到了!要迟到了!”接着飞快地洗漱、吃早饭,然后奔向学校,每天都说自己要迟到,结果却一直早到。看门的工友总说:“你来得好早啊!还有半个多小时才上课呢!”但冯端依然日日如此。冯端有个习惯,做完功课就把书本一扔,早早睡觉,生怕第二天早上起不来,等到第二天起床时,又要飞快收拾书包。他的书没多久就被他揉坏了,匆忙之中自然也难以找到书本。曾有一次,画着一只大黄鸟的国文书找不到了,冯端便喊:“我的大黄鸟呢?我的大黄鸟呢?”母亲帮着冯端满屋子找“大黄鸟”,好不容易才找到。

千年学府苏州中学,有着较为先进的教育理念,对学生不加以过多约束,以打下坚实基础为主。按当时实验小学的做法:“谨守小学教习范围,不越雷池一步”,语文方面只教白话文,英语则一点也不教。冯端认为,这样的做法实是明智之举,因为若由不合格的英语老师教授英语,只会使人误入歧途,今后再进行矫正就困难了。

冯端自幼喜好读书,无论是先辈留下的小说、诗词、译本,还是兄姐的高年级课本,都深得冯端的喜爱。当时,苏州中学专门开辟图书室,供学生课外阅读,校外还开有名为“可园”的江苏图书馆,这为冯端打开了一扇了解世界的窗户,开拓了他的眼界,也培养了他独立思考的习惯。冯端借助校内外图书馆,广泛涉猎文史哲乃至艺术,尤其是名人传记和科普读物,都被冯端视为宝贝。广泛的阅读,最终造就了冯端异于常人的科学与人文鉴赏能力,培养了他科技历史和科技哲学的素养。他还喜欢阅读天文、物理学方面的书籍,书中所介绍的天文学成果、现代物理学理论使冯端逐渐对奇妙的物理产生了兴趣。这也促成了冯端日后在凝聚态物理与材料科学领域的不懈探索。在福州高中,冯端与同学组织“牛顿自然科学社”,获得众多名师的鼓励与指导。

1940年下半年,冯端的父亲突患胃癌去世,冯家失去了经济来源。兵荒马乱之时,为维持生计,也为进入当时的中央大学,冯端不远万里来到重庆,投奔大哥,开启了他新的人生旅程。1942年,冯端顺利进入国立中央大学学习物理。冯端说,“简陋校舍中的学术空气却是浓郁的。”受其向上的学术氛围影响,冯端一心向学,最终与沙频之、赵文桐一起坚持读完4年,顺利毕业。

教书育人,为学笃行

冯端长达60余年的教学生涯始于1946年。从为南大外系讲授普通物理课程,到为本系讲授普通物理课程,冯端积累了丰富的教学经验,教授科目遍及物理学各个分支。20世纪50年代,冯端任教两门令系里老师头疼的科目,一是为数学系开设的理论力学,二是为天文系开设的理论物理。他不断用理论深化、指导教学,又在教学中实践、丰富理论。凭借着丰富的实践经验和深厚的理论底蕴,冯端在教学中不断创新,最终成为一名成功的教育工作者。

冯端在教学上的造诣有三:一是学以致用,他在讲授理论力学时,由于陈旧的苏联课本晦涩难懂,就参照戈德斯坦的《经典力学》来教,教学效果甚好;同样,在讲授天文专业的理论物理课时,他参照了斯莱特和弗兰克的理论物理导论,收效也非常好。二是融会贯通,冯端善于总结,在自身大量阅读的基础上总结规律、总结教训,并将其运用在科学研究与教学之中,不仅造就了他极强的物理直觉,也使他的教學独树一帜。三是志存高远,冯端凭借精深的学术造诣,丰富的科学实践,常有独特的见解、敏锐的洞见,不断完善知识结构,构建其理论体系。

1953年,南京大学建设“X射线金属物理专门化”专业,冯端随后被分配到这里。在南京大学,冯端的授课以及科学报告用语朴实、内涵丰富,堪称科学大家。他的教学,从教材到课堂,严谨踏实,衔接紧密。他每次研习教材,都会分析其特色,梳理作者的思维逻辑,把原理弄清楚后举一反三,融入教学内容之中;讲课时尤其注意物理图像的讲解、物理含义的理解,旁征博引,引人入胜。若用一句诗来形容冯端的学术报告,那一定是“山重水复疑无路,柳暗花明叉一村”。他积极调动学生的兴趣,引导他们自行探索物理世界,渐入佳境进而感受乐趣,最终“乐不思蜀”。

“学高为师,身正为范”,冯端正是这句古话的最好印证。他十分注重指导的艺术,每次帮助研究生选题,都能抓住重中之重;他敢于放手,发挥学生的主观能动性,但绝不放任不管。无论多忙,都会热情接待研究生,为他们出谋划策。科研人员出了成果,他总是非常高兴,到处宣传;即使研究生发表的论著中有他的心血,他也从不在其中挂上自己的名字。

1998年,冯端撰写的《研究生治学若干关系的辨析》入选《中国社会主义精神文明建设宝典》。2009年,冯端与学生对话,在回答学生提问时,给大学生打气,告诉他们基础科学必须有一种坚持,要“抛弃急功近利的心态,保持踏踏实实做人、做学问的心态”。

横跨理工,成就卓著

时任南京大学校长的蒋树声曾说:“作为一名科学大师,先生的成就是历史性的和时代性的。”李齐也在《中国科学家传记》中写到:“冯端在科研工作中高瞻远瞩,勇于开拓,既立足于国家需要和自身条件,又瞄准世界科技发展的前沿,精心谋划,精心组织,实现一个又一个飞跃。”

冯端取得卓著的科研成就,靠的不仅是他非凡的战略眼光,而且更有他坚强的意志力。他不仅通过敏锐的战略眼光指导选题,而且还从理论的高度概括鉴赏能力与科研之间的紧密联系,善于抓住重要问题,找到突破口,从而实现研究领域的弯道超车。

自1958年起,冯端担任南京大学金属物理教研组主任,领导教学与科研。他选择金属材料的缺陷问题作为研究对象,针对国防工业的需要,研究“浮区法制备难熔金属单晶体”,成功制备了钼、钨、铌等单晶体;“文化大革命”后,转而对激光与非线性光学开展了一系列理论与实验探究,为我国研究物质结构中场同电磁辐射作用的关系奠定了基础;20世纪80年代,又将目光投向人工控制微结构,钻研凝聚态物理学与材料科学学科的交叉领域,发表了《晶体生长中缺陷的形成》《晶体缺陷研究的进展》等高质量论文,全面验证了诺贝尔奖得主布洛姆伯根于1962年提出的倍频增强效应;1986年,高临界温度超导体被发现后,立刻带领团队深入研究其结构、缺陷和相变;20世纪90年代,他再次转向,开始研究“纳米材料”。他首次研制出硅基高亮度多孔碳化硅蓝光发射材料,提出的激光晶化及限制性结晶相结合的制备硅纳米量子点技术,为国际公认的五种方法之一。冯端的目光始终盯着世界前沿,关注世界最新科学动态,获取第—手的信息,并及时投入研究,取得许多独创性成果,也使我国的多项技术水平居于世界前列。

冯端构建的凝聚态物理学科体系共有三层。第一层是1992年出版的《凝聚态物理学新论》,其旨在填补教科书与前沿文献的鸿沟,以便科研工作者能够了解学科动态,追踪科学前沿,从而选择有价值的研究课题。第二层是对固体物理学的开拓、延伸和深化,使其成为凝聚态物理学,填补了固体物理学领域与现代凝聚态物理之间的空白。第三层是两册科普著作《漫谈凝聚态物质》,分别是《晶态面面观》和《放眼晶态之外》。他使用生动活泼的语言,阐述了科学继承与发展之间的关系,有效地推广和普及了凝聚态物理学。

2003年,冯端的《漫谈物理学的过去、现在与未来》被选人“第一届中国科协期刊优秀学术论文”,2012年,冯端的《凝聚态物理的回顾与展望》也成功被选人《岁月留痕——(物理>四十年集萃》。

2020年12月15日,冯端在南京去世,享年98岁。他一生致力于教学、科研,取得公认的非凡成就,但他总能平淡处之。一介书生,一生平淡,这正是冯端一生为人、为学风格的自然写照。正如蒋树声校长所言:“高瞻遠瞩的科学视野,道器并重的治学方法,真诚淡泊的处事方略,文理通融的深厚学养,正是先生成为一代宗师的基本条件,也是我们这辈人学之不尽的精神财富。”

(责任编辑:贾茹)

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