中国之声特别策划《先生》,向以德性滋养风气的大师致敬、为他们的成就与修为留痕。今天播出:《褚君浩:追光而往,向光而行》。
褚君浩:中国的科学,归根结底是要把自己的水平发展起来。你在外国,在人家教授下面做人家的课题,不是我们自己应该做的事情。
【人物名片】
褚君浩,1945年生于江苏宜兴,今年80岁,中国科学院院士,中国科学院上海技术物理研究所研究员,红外物理学家、半导体物理和器件专家。他是我国自主培养的第一位红外物理博士,上世纪80年代发现了最完整的碲镉汞红外本征光吸收光谱,提出了CXT公式和吸收系数公式,至今仍是国际上红外探测器研究的“金标准”。他潜心研究的多项原创成果有力推动了风云四号卫星、嫦娥探月工程等相关红外探测载荷的研制,使中国红外探测遥感技术走在国际前列。
“隐身术”出圈 其实是“光的魔法”
褚君浩:大家好,我是褚君浩。在这个方向大家还能看到我吧,看得见吗?换个方向大家就会看不见我了,我现在就是在场给大家展示下半身的消失术……
全场注视下,褚君浩手持一种特殊材料——柱镜光栅薄膜,身影瞬间消失大半。一片惊叹声中,褚君浩的皱纹里荡漾开顽童般的笑意。
褚君浩:柱镜光栅实际上就是有好多柱状的透镜。如果你前面放一个透镜在这里,那么你人就压缩掉了,就是哈哈镜。那么如果这个薄膜里面有好多柱镜,你能通过不同的柱镜变成一条细的线,这就看不见了。
“调皮大王”逆袭! 他立志“要有以中国人命名的定理”
小学5年级时的褚君浩
如果时光倒转,回到初窥光学秘境的少年时代,这份顽皮早就有迹可循。父亲是鼎鼎有名的地理学家,儿时的褚君浩却看不出多少学霸基因。他是出了名的“调皮大王”,书桌抽屉是他的百宝箱——养过蟋蟀,藏过弹弓,直到初三,抽屉才慢慢被各类书籍和笔记填满。
褚君浩:我小时候其实很调皮的,功课不太好,自然是5分,大多数是4分,写字跟画图是3分。
初三班主任一句高情商的夸奖,让褚君浩学习的斗志熊熊燃起。从此,《光学》《眼睛与太阳》等物理学书籍,都成为他汲取知识的源泉。从牛顿运动定律到麦克斯韦方程,从费马原理到斯涅耳定律,他在书中始终没有找到中国人的名字。
褚君浩:当时中学里面学到好多定理,就感到中国人那么多,应该在科学上要有贡献。而且还看到有一位国外的作者说中国在科学技术上是不会有任何贡献的,我看了也很气愤。
年少时褚君浩写的读书笔记
年少时写下的3万多字读书笔记中,有一句话被重重地写在纸面上——“我们要争这口气,在最短的时间里,达到在定律的队伍中,有我们伟大中国的发现”。
褚君浩:这样的情况,我就感到我们中国应该要能够有自己发明的定理,要有自己发明的公式,所以我在笔记上就写了这个话。
想当科学家 他用笔名“坦牛”致敬科学巨匠
63年前的那次高考,褚君浩的志愿填报卡上,清一色地全部填着物理系。物理100分,语文只有40分,没能进入心仪的大学,但生性乐观的褚君浩很快释然。他说,就像看交响乐,只是坐在前排后排的区别,交响乐还是交响乐,物理学还是物理学。
就读于上海师范学院的褚君浩
很快,大学的黑板报便出现了一篇题为《勤奋加上智慧等于力量》的文章,作者署名“坦牛”。多年后,褚君浩谈到这段“黑历史”仍会忍俊不禁。
褚君浩:大学里面我还写过一篇文章,名字写“坦牛”,人家说什么意思?我说在平坦的大道上像牛一样勤奋地工作。我其实心里面想就是爱因斯坦、牛顿,当时很想当个科学家,以他们为榜样。
想当科学家的道路当然不会平坦。大学毕业刚好撞上研究生停招,褚君浩成为了一名中学物理老师。但燃起的火苗再也没有熄灭过。每逢周末,他都邀约同道中人聚在一起讨论科学,回忆那段日子,他说虽然“偷偷摸摸”,但激情澎湃。
1978年,研究生恢复招生,科学的春天也来了。33岁的褚君浩抱着《半导体物理》教材狂啃了几个月,叩开中国科学院的大门。
褚君浩:我当然想考研究生了,当时中国科学院早半年招研究生,考的有一门课《半导体物理》,这本书我没念过,我是自修的,我把里面的公式全部推导,写了好多笔记,然后考了90分,我是第二名,后来录取到这里来做研究生了。
记者:那时候其实您已经有一份很稳定的工作了,您的太太她支持吗?
褚君浩:1978年我已经33岁了,小孩已经5岁了。因为我喜欢做研究,我夫人她也很支持,所以当时就来做研究生了。
追寻看不见的光 他破解世界级物理难题
红橙黄绿青蓝紫,光的奥秘可远不止肉眼可见的部分。红外光,就位于光谱红色光外侧,是一种看不见的“热线”。上到卫星观测天气,下到自动感应水龙头,再到可夜视的红外摄像机、医疗用的红外测温仪,红外技术都有广泛的应用。
褚君浩与导师汤定元先生
刚上研究生,导师汤定元先生便抛给褚君浩一道“世界级”难题:碲镉汞的本征光吸收,国际没人做出来,你敢不敢?碲镉汞是一种对红外辐射特别敏感的材料,但在当时并不明确,这个实验就是要研究它对红外光的吸收情况,帮助评估它作为红外探测器材料的性能。
褚君浩:我一开始也很迷茫,像外国人也没做出来,我们中国人做得出来吗?但是我很想当个科学家。好,汤先生给我做了一道难题,是世界难题,你不是很想当科学家吗?他现在给你做难题了,你做不做?
做这个实验的前提,是需要制备出大量样品。这种样品价格昂贵,又极薄易碎,指甲盖大小就需要上千美元。
褚君浩:做光学实验,就要把样品磨得很薄,因为样品厚的话,吸收系数大的光它就穿不过去了,但是你磨样品的时候,磨磨就破掉了,要好多样品。样品很贵,像指甲这么大一块,如果从外国买的话,大概要1000美金一片。
在研究生期间进行碲镉汞吸收光谱研究的褚君浩
正在一筹莫展之际,研究所其他小组主动献出了资源。褚君浩至今仍保存着40多年前的薄片样品,记录着那段物资匮乏却热血沸腾的岁月。
褚君浩:技术物理研究所自己做材料,而且有三个小组在做,他们都愿意把样品给我。我这里还保留好多样品的口袋。
记者:这薄片也是有40岁了?
褚君浩:这个不止40岁,1983年,它40多岁了。
写出CXT公式 少年的梦想照进现实
无数个日夜探索,褚君浩终于绘制出世界上最完整的碲镉汞红外本征光吸收光谱图谱,并在此基础上提出了碲镉汞禁带宽度关系式,被国际上称为CXT公式,至今仍是红外探测器研究的“金标准”。
褚君浩:我做了大量的实验,最后把这个吸收光谱做出来了。这个吸收光谱一直到现在都是国际上最好的碲镉汞的吸收光谱。CXT公式就是根据这样的实验总结出来。
工作中的褚君浩
CXT公式,正是以三位中国科学家名字命名,其中的“C”便是褚君浩的“褚”字拼音首字母。年少时的梦想照进了现实,甚至照得人恍惚,因为他看到自己居然和“量子力学之父”普朗克的名字并列在一起。
褚君浩:国际上面他们把这个写成CXT公式,我感到很高兴。他们还说这个公式,它的偏差怎么小,误差怎么小。还有一篇文章,它是发现一种新现象,就用这几个参数,一个是光速c,一个是h普朗克常数,一个是k玻尔兹曼常量,还有一个阿尔法吸收系数,就取自褚等人的工作,并列在一起,我看了开心得不得了。
放弃国外高薪,世界上最好的地方在中国
褚君浩的红外研究成果,助力“玉兔号”月球车和“祝融号”火星车在浩瀚太空练就“火眼金睛”,让风云卫星化身太空“超级侦察兵”……为了让这束看不见的光为国为民所用,褚君浩奋斗了半个多世纪,一路艰辛,一路坚定。研究生毕业时,他接到美国一所大学的橄榄枝。
褚君浩:有一个大学给了我2万多美金的奖学金,要叫我去念博士,那个时候我们做研究生,一个月是八十几块钱,一年也就是1000块钱左右,吸引力还是很大的。我也很希望去念博士。
记者:您当时为什么没有去?
褚君浩:关键不是看你在哪里念博士,关键是你做了什么工作,怎么建立起自己的工作,所以我就没去美国,继续跟汤先生做博士生了。
褚君浩在德国实验室的留影
上世纪80年代,褚君浩去德国交流,来来往往的一封封家书,都真切地写着“思念祖国”和“不如归去”。
褚君浩:我在德国,我父亲给我写信,那么我的母亲就在后面加了一句,她说:世界上最好的地方是中国。那么我就希望快点回来,我当时的想法是我们应该把外面学到的东西移植到国内。
小时候,父亲带他闯世界,鼓励他在原野自由撒欢;长大后,母亲叫他回中国,声声叮咛如同“风筝线”。回国后,在只有十几平方米的房子里,褚君浩继续埋头研究,再抬起头时,中国受红外技术“卡脖子”的时代已经结束了。
褚君浩:现在情况基本上是在“并跑”的基础上,逐步在更多的范围里面做“领跑”的工作。学部对我们院士都有这样的要求,我们也都这样做,预计我们以后的成果会更多地涌现出来,人才成果会更加高质量地涌现。
褚君浩从德国回来后,在狭小的房间里继续工作
80岁“不敢躺平”,“追光者”也用光照亮别人
“你相信光吗?”80 岁的褚君浩院士用毕生奉献作答。从一路追光到驭光而行,他也是后来者眼中的那束光。中国科学院上海技术物理研究所研究员黄志明是褚先生的大弟子,他说老师就是那个定方向的人。
黄志明:我当时觉得非常难,我就写了三四页纸,最后一个结论就是说这个事情应该是做不成的,交给褚老师了。后来他给了我一些建议,一直不断地支持我往前面去发展去努力,大概整整做了两年,终于做成了。
褚君浩追逐新鲜事物的热情,仍如少年时。他也利用互联网,把更多精力转向科普。许多对科学感兴趣的朋友都会刷到他的短视频,睿智又风趣。他也把目光投向具身智能的未来图景。
褚君浩:一个人形机器人最核心的,它要有“五官”,能听懂声音,能够看清外界。那么,红外传感器就是感知外界的信息,能够大胆来分析这个事件,能够采取措施,那就是一个完整的人工智能的系统。
80岁,褚君浩仍说“不敢躺平”,每天早上9点准时出现在办公室,这是他多年养成的习惯。大学时笔名叫“坦牛”,意气风发,如今他的微信名是“小草”,谦逊质朴。岁月改变不了的,是那份永远蓬勃的生命力。
褚君浩:现在年龄大了,但是身体还可以。白天工作跟同学们、同事们讨论点科学问题,很有乐趣,也有成就感。作为一个科学家,把自己的成长跟学科的发展,跟我们国家的科学事业的发展紧密地结合在一起,这是成功之路,也是我们科技工作者必由之路。
【记者手记】
我是记者孔颖,一个文科出身的红外物理“门外汉”。采访前,我向褚老坦陈自己对红外物理的陌生,没想到他朗声笑道:“科普做得好,就是要让文科生也能听懂嘛!”那一刻,这位满头银发的院士在我心中褪去了“学术泰斗”的威严,变得格外温暖可亲。作为“追光者”,也是科普达人,耄耋之年的他,谈起工作,摇摇头说:“哪敢躺平?好多事还没来得及做呢。”当被问及为何珍藏那些实验样品,他笑称,这些都是专属于他的时光切片,手指轻轻滑过样品表面,像是在抚摸旧日的战友。阳光掠过那个装着碲镉汞薄片的塑料盒,那一刻,我忽然读懂了这句话的重量:有些光虽不可见,但却可以永远照亮前路。
先生,不仅是一种称谓,更蕴含着敬意与传承。可堪先生之名者,不仅在某一领域独树一帜,更有着温润深厚的德性、豁达包容的胸襟,任风吹雨打,仍固守信念,将深沉的家国情怀根植于血脉之中。捧着一颗心来,不带半根草去,为后生晚辈持起读书、做人的一盏灯。今年是中国科学院学部成立70周年。
70年来,中国科学院学部共遴选1560位中国科学院院士,他们是中国科技发展的中流砥柱,为解决国家重大需求、攀登世界科技高峰、传承弘扬科学精神等做出了突出贡献。5月5日至10日,总台中国之声推出《先生》特辑,向以德性滋养风气的大师致敬、为他们的成就与修为留痕。
图文来源:央视新闻-中国之声(2025年5月10日)