中科院物理所曾有一位公認十分“低調”的老科學家,在他所寫的文章中,多次直言自己“根底很淺”“學識根底還很淺薄”;申報科技成果獎項和投稿重要論文,除非自己親自做了主要工作,否則絕不掛名,被寫上了也會將自己的名字劃掉;多次拒絕社會上擬授予他個人的獎項,所獲的幾個國際獎項事先他都毫不知情;
晚年在所領導再三勸說下,配合老科學家學術成長資料采集工程,也要一再強調不要把他寫得那么“高”,更是嚴格審核傳記初稿,執意刪去一些形容詞或副詞等修飾性詞句,例如“歷史性貢獻”,他就堅持刪去“歷史性”三個字……
他就是著名物理學家,我國低溫物理與低溫技術研究的奠基人,中國科學院院士洪朝生。
這位數十年如一日保持謙虛謹慎態度的科學家,正像他一直致力研究的低溫科學與技術一樣,看似并不激烈,但性質方正,踏踏實實地為眾多尖端科技應用領域提供基礎支撐和空間開拓。

洪朝生院士工作照
立志當物理學家的愛國小英雄
1920年,洪朝生出生在北京一個知識分子家庭。父親洪觀濤早年加入同盟會,參加過辛亥革命,由技工而留洋深造八年,成長為民國時期著名的鐵路工程專家,母親高君遠是商務印書館元老、著名出版家高夢旦的次女,抗戰時曾積極參加慰勞抗日將士工作。
良好的家庭教育氛圍讓洪朝生從小就養成了良好的學習習慣和學習興趣,愛國、崇德、助學的門風也浸潤著洪朝生的心靈,鑄造了他獨特的精神氣質。

洪朝生全家福(坐者:母高君遠;后右起:父洪觀濤、大姐洪晶、洪朝生、二姐洪盈,1937年攝于西安)
洪朝生自小聰穎過人,先受家庭教師教育,后相繼入讀頗負盛名的育英學校、匯文中學,成績優異,特別是得到了良好的英語語言訓練。

1933年,在育英中學讀書時的洪朝生
在學校里,洪朝生經受了愛國主義教育的洗禮:九一八事變第二天,整個教室哭成一片,震撼了洪朝生幼小的心靈,以至于80多年后追憶往事時,洪朝生仍很激動 ;“一二·九”抗日救亡運動中參加學校組織的大游行、大示威,“與水龍大刀斗了幾番”,并在動員大會上登臺演說,令師生印象深刻。

1936年,在匯文中學讀書時期的洪朝生
高三時,洪朝生遇到了引領他走上物理之路的名師張佩瑚。張佩瑚是中國物理學會最早的一批會員之一,他以生動、清楚、深入淺出、引人入勝的講解,讓洪朝生對物理產生濃厚興趣,立志“為人類求真理,提高國家地位”。
1936年9月,洪朝生考入清華大學,按照父親“工程救國”的嚴令,舍物理系而就讀于電機工程系。后來,隨學校一路南遷至云南,徒步三千里。1940年6月,洪朝生從西南聯大畢業后留校擔任助教,期間閱讀物理學書籍,對物理學仍舊興趣濃濃。

1938年,隨校南遷途中與同學合影(前排左二為洪朝生)
“沒有如果”
1943年到1944年,洪朝生先后考取了第六屆庚款留美和第八屆庚款留英公費生資格,能夠同時考取留英和留美雙重資格,在當時是很讓人羨慕的。最終在西南聯大任之恭和范緒云兩位老師建議下,決定到麻省理工學院學習物理電子學。
1945年12月,洪朝生進入麻省理工學院物理系研究院學習,強化了量子力學、統計力學、原子物理、電磁學等多門基礎課程及相關物理實驗方面的知識和技能。據洪朝生所說,正是這段時期“喜歡上了實驗工作,對雙手還能干出點靈巧的活兒也自感滿意。”

1949年,洪朝生在麻省理工學院自行搭建的陰極平臺上做實驗
洪朝生艱苦付出,以遲來幾個月的插班生身份,在基礎課、專業課考試中獲得了第一名,被老師和同學們稱贊為“英雄”!導師諾丁漢姆異常喜愛這位勤奮踏實的留學生,并為他申請了助教資格,這為他查資料、通宵使用實驗室、加快實驗進度創造了條件。
1948年9月,洪朝生提前一年多時間獲得了博士學位,其學位論文《加速場和減速場作用下氧化物陰極的熱離子發射》更是廣受贊譽,不僅被導師推薦為美國物理學會年會受邀報告論文,更發表在美國《應用物理期刊》上。面對殊榮,洪朝生沒有過分驕傲,反而很快冷靜地認識到“尚未完成博士生訓練的要求,學位論文不是我的獨立研究成果,里面的主導思想不是我的。”
博士畢業后,諾丁漢姆主動與半導體和晶體管研究重鎮之一的美國普渡大學物理系聯系,將洪朝生介紹過去做半導體研究。在這里,洪朝生跟隨國際知名的半導體物理學家哈洛維茲(K.Lark-Horovitz)教授,參與半導體低溫電性研究。在普渡大學從事研究的近2年時間,洪朝生收獲頗豐,在學術成長上“補上了獨立研究的初步鍛煉”,產生了科研信心。

1950年,洪朝生(右)與鄧稼先在普渡大學低溫實驗室簡易房前
洪朝生在半導體鍺單晶低溫運輸現象的實驗中,發現雜質能級上的導電現象,形成雜質導電的概念,被半導體物理界稱為“洪朝生效應”或“洪朝生現象”。
這一工作引起了國際上對無序系統電子輸運機制的探索,隨后英國的莫特和美國的安德森在洪朝生的工作基礎上深入研究并獲得了1977年諾貝爾物理獎。安德森在訪問中國時說選的第一個驗證他的理論模型的實驗,就是洪朝生的實驗結果。
60年代洪朝生隨中國代表團去蘇聯,朗道教授(1962年諾貝爾物理獎獲得者)在聽了洪朝生的半導體雜質能級導電報告后,極為欣賞,認為這可不是一般的工作。
1949年,新中國成立的消息傳到大洋彼岸,洪朝生激動地在坐標紙上親手繪制了一幅五星紅旗。此后,他還主動與清華大學聯系,了解回國后從事哪方面的研究工作為宜,得到錢三強、彭桓武兩位先生的回復說,低溫物理很重要,我國也應開展這方面的基礎研究,并建議他再去西歐一年,以增長低溫物理方面的見識。

新中國成立時,正在普渡大學留學的洪朝生心潮澎湃,在坐標紙上精心繪制了五星紅旗圖樣,以表達對偉大祖國的熾烈情感
1950年,洪朝生按照我國建設需要,從美國赴荷蘭萊頓大學低溫實驗室從事超流氦實驗研究。室主任哈洛維茲多次以加薪等條件挽留洪朝生回普渡大學繼續從事研究工作;物理大師莫特(N.F.Mott)也對洪朝生的才華頗為賞識,熱情邀請洪朝生到英國利物浦大學跟他一起做位錯理論研究。面對優厚待遇和寶貴機會,洪朝生多次婉拒邀請,并于1952年初回國。

1950年,洪朝生在荷蘭萊頓大學做實驗的地方
數十年后,洪朝生的學生張殿琳院士曾問他,如果當年不回國會不會有更大的學術成就?洪朝生搖搖頭說:“沒有如果。”他從未動搖和后悔回國的決定。
低溫王國拓荒人
回國后的洪朝生才發現,當時國內的科研環境無法支持低溫物理基礎性研究的開展,而且組建低溫物理實驗室要從為“基礎研究準備技術條件”入手,比如開展氫、氦液化等工程技術人員的工作。
洪朝生沒有半點兒猶豫,根據國家需求,立即將主要研究方向由基礎研究調整到工程技術研究。1953年,他在中科院應用物理所組建了國內第一個低溫實驗室,主持研制低溫研究設備,在一窮二白的基礎上首次在國內實現了氫的液化和氦的液化。
他還積極為社會整體利益服務,努力為中科院內外單位創造和提供低溫實驗條件、培訓科研人員,支持中國科技大學和北京大學低溫專業建設,堅持以微利或無利的價格向需求單位提供液氫、液氦,甚至將低溫室在氫、氦液化技術中形成的技術資料、圖紙,以及工作經驗體會無償提供給生產廠方,使相關技術在國內得以推廣,為我國科技事業的發展特別是“兩彈一星”的成功研制作出了貢獻。
自1953年起,洪朝生在半導體研究領域,與黃昆、王守武、湯定元等人開展半導體科學研究、教學和普及工作,為此后中國半導體事業的飛速發展做出了鋪墊性和先行性工作。
1958年,他又組建了國內第一個超導研究組,率先提出在國內開展獲得超導轉換溫度80K以上的超導體(金屬與合金)研究,并組織開展了超導體薄膜及電子計算機元件研究,開啟了中國的超導物理研究先河。
60年代初,他參與創辦了我國第一個高等院校低溫物理專業——中國科技大學低溫物理專業,為我國低溫物理、低溫技術和超導研究培育了大批優秀科技人才。洪朝生一生桃李滿天下,他指導的研究生張裕恒、張殿琳,在中國科技大學教過的學生趙忠賢,在半導體聯合科技攻關中指導過的青年科技人員陳星弼、王啟明等人,后來都當選為中科院院士。

中國科學技術大學低溫物理專業首屆畢業生在校內合影(右五為洪朝生)
70年代,洪朝生領導低溫科研隊伍研制了大型空間環境模擬系統,提供衛星上天的空間環境模擬試驗條件,為中國航天事業的發展作出了貢獻。80年代初,他領導組建中國科學院低溫技術實驗中心,推廣和提高液氦溫區低溫技術,促進低溫實驗工作與超導電技術應用。

中國第一顆氣象衛星在KM4空間環境模擬系統中做實驗
洪朝生先后獲得全國科技大會表彰的全國先進科技工作者稱號、中國物理學會胡剛復物理獎、國際低溫工程理事會門德爾松獎、美國低溫工程和低溫材料大會塞繆爾·科林斯獎。1980年,洪朝生當選為中科院數理學部學部委員(院士),并任常務委員。

洪朝生院士獲美國低溫工程和低溫材料大會塞繆爾·科林斯獎
晚年時,回顧數十年的科研經歷,洪朝生坦陳心跡:
“到美國本來是遂我心愿去學物理。但我原來只有教科書上的知識,沒有聯大物理系的學術熏染,在外幾年算是開始對物理世界感到興趣,可根底很淺,還談不到有自己的追求的學術方向。回來后,由于工作的需要,也是自己希望做點實用的事,逐漸又轉到技術工作,非熱門的工程技術。有點物理知識、有點技術也能做點小事,現在還能做,否則更是太有愧于我所經歷的中國大變化和世界科學大變化的時代了。”
洪朝生被普遍認為是一位有社會責任感的好人,一位具有剛正、獨立、低調等獨特精神氣質的純粹的科學家,一位深具科技工作者職業精神,勤奮堅韌、嚴謹求實,且極為注重職業操守的真正做學問的人。正如陳星弼院士所言:“口頭禪就是‘不懂’。他不了解的東西都老老實實地說不懂,并認真向人請教,但他自稱‘懂’的東西卻‘非常厲害’,國內幾乎無人出其右。”

1996年10月28日洪朝生在西昌衛星發射中心
“奉獻、清正一生,事業、精神永存”,洪朝生用一生詮釋了愛國、科學的真諦,為后人留下了寶貴的精神遺產,也把優秀品質和科研精神的種子播撒到了更多后輩的心中……