本文聚焦中国科学院院士褚君浩,详细介绍了他在红外科学领域的卓越成就、为国家重大需求所做出的贡献、坎坷又坚定的科研之路、积极投身科普事业以及将科研智慧融入参政议政等方面的事迹,展现了一位德高望重的科学家形象。
3月20日,在“与共和国红外科学技术共成长”褚君浩学术思想研讨会上,80岁的中国科学院院士、以“隐身术”出圈的科普达人褚君浩,十分谦逊地说道:“我现在80岁了但不敢躺平,95岁的匡定波院士至今每周三次去所里工作,我也不敢懈怠,只觉得时间过得快,事情来不及做。”
对接国家重大需求
红外光的波长范围处于可见光和微波之间,人眼无法看见。然而,就是在这个看不见的科学领域里,褚君浩凭借着众人皆能看到的勤奋与探索精神,在国际上闯出了一片属于自己的天地。
褚君浩潜心钻研,多项原创研究成果得到了广泛应用。比如为大气做“CT”、探测月球表面的物质成分等,这些成果被运用在了风云四号卫星、月球车等红外探测器上,让中国的红外探测遥感技术站在了国际前沿位置。
中国科学院院士、复旦大学原校长许宁生回忆道:“我印象最深的是,褚院士把自己的研究与国家重大需求相结合。刚跟他接触时,以为他研制新材料主要是为了发论文,后来得知这些成果对接了国家重大需求,我感到特别震撼。这样的学术思想即使在今天仍然是我们学习的样板。”
许宁生还提到了褚君浩对于重大科学问题的“敏锐眼光”。2011年,国家自然科学基金委启动“面向能源的光电转换材料”重大研究计划,许宁生是专家团队成员之一。“立项时遇到的最大问题是,科学问题究竟集中在哪里?当时褚院士提出,核心难题是光电转换效率,这一判断引领了整个项目。如今回头看,这一研究布局极具前瞻性,对于我国的光伏产业影响深远。”
作为我国自主培养的第一位红外物理博士,褚君浩在红外材料研究方面取得了重大突破。碲镉汞是制备第三代红外光子探测器最重要的材料,他发现了最完整的碲镉汞红外本征光吸收光谱,攻克了一道长期困扰物理学界的世界级难题。他还提出了碲镉汞禁带宽度关系式,被国际学术界称为CXT公式(以褚君浩、徐世秋、汤定元三位中国科学家名字命名),至今仍是国际上判断红外探测器新材料、新结构的通用公式。
褚君浩所著的《窄禁带半导体物理学》,是国际上全面综述窄禁带半导体相关研究成果的第一本专著,堪称红外物理领域科研人员的必读书目之一。当时美国斯坦福大学在筹划该套丛书时,认为中国在这一领域的工作走在了前面,而褚君浩则是写这本书最好的人选。
笔名背后的志存高远
褚君浩上大学时曾用“坦牛”作为笔名,因为他内心渴望成为像爱因斯坦和牛顿那样伟大的物理学家。
其实,早在中学时期,他就感慨物理教材中的定律大多以外国科学家命名,并在阅读笔记中袒露了自己的抱负。1962年高考时,他将物理作为唯一的专业选择。虽然物理考了满分,但因语文发挥失常,他进入了第三志愿的上海师范学院物理系。不过,正是在这所学校的学习经历,让他坚定了“做,要做到极致”的信念。
大学毕业时,正值“文革”,无法继续读研的褚君浩成为了一名中学物理老师。但他并未放弃自己的梦想,与志同道合的人组建了“基本粒子谜小组”,每逢周末就聚在一起讨论科学问题。
1978年,“科学的春天”来临,33岁的褚君浩自学了黄昆和谢希德的《半导体物理学》,以第二名的成绩成为中国科学院上海技术物理研究所的研究生,师从著名红外物理学家汤定元。
当时,碲镉汞作为一种优质的红外探测器材料,但特性还不明确。褚君浩从导师那里接到的任务是测量碲镉汞红外本征光吸收光谱,这首先需要制备大量样品。然而,手指甲大小的碲镉汞就需要一千美元。让褚君浩难忘的是,上海技术物理研究所三个研究小组毫无保留地提供了大量样品。
硕士毕业后,褚君浩曾有机会到美国攻读博士,但需要改变专业方向。当时,美国大学每年补贴2万多美元,而国内每月仅补贴80多元人民币。但他放不下热爱的红外探测研究,毅然选择了留下。
上世纪80年代,褚君浩前往德国慕尼黑技术大学从事客座研究。刚到异国他乡,他就解决了困扰同行多时的远红外激光器无法稳定工作的难题。两年后,他婉拒了德方的工作邀约,回到了上海技术物理研究所。
褚君浩笑着说:“我们所的土地面积是100亩,差不多每10亩地就走出了一位院士。”他十分欣赏并受益于这里求实、创新、合作、守信的所风。
作为一名博士生导师,褚君浩为了传承这样的所风,同样付出了不懈的努力。27岁的博士生赵倩茹说:“几个月前,褚老师在2024年的年终组会上谈到博士生科研的理想状态——五态共存,让我对科研有了新的理解:已发表的论文是科研的根基,正在审稿的论文是创新的锋芒,正在撰写的论文是智慧的沉淀,进行中的实验是未来的火种,而不断涌现的新想法则是永不熄灭的好奇心。”
红外探测有着广阔的应用前景,作为年轻一代“红外人”,毕业在即的赵倩茹表示将牢记褚君浩的叮嘱:“多维协同探测才能发挥最大效能,科研也要学会‘多线程作战’,让创新始终处于激发态。”
会“隐身术”的科普达人
今年1月,褚君浩入驻抖音平台当天,就发布了3条光电现象科普短视频,瞬间引发了广泛关注。
早在2023年,在B站的“超级科学晚”上,褚君浩现场展示了利用特殊材料实现的“隐身术”,从而火出圈。
从小就喜欢翻看《科学画报》等科普杂志的褚君浩认为,科普本身就是科研工作的一部分。40余年来,他先后组织开展和参与各类科普活动近6000场次,为普及科学知识、传播科学精神不遗余力。2013年,他获得上海首届科普教育创新奖的“科普杰出人物奖”,被誉为“心系科普的院士”。
许宁生感慨地说:“褚院士为科普下了很多工夫。十多年前我在中山大学担任校长时,有一次去顺德一家中学,学生们非常兴奋地告诉我,他们聆听了褚院士的科普讲座,并深受鼓舞。”
除了倾心科普,褚君浩还将科研智慧融入参政议政。担任全国人大代表、上海市政府参事期间,他先后提出关于再生能源产业发展、低碳经济发展等多项建议和议案,促成国家相关法案的修订与完善。担任九三学社中国科学院上海分院主委期间,他发起举办的“浦江学科交叉论坛”,现已连续举办23届,成为跨学科融合交流的品牌活动。
褚君浩的微信名是“小草”,寓意着随遇谦和,又非常顽强。进入耄耋之年的他,心态依然年轻,总想着还有很多科学问题有待探索。
本文全方位展现了中国科学院院士褚君浩的传奇人生。他在红外科学领域成果卓著,将科研与国家重大需求紧密结合,攻克多项世界级难题;在科研道路上,历经坎坷却始终坚守初心;他还是一位积极的科普达人,40余年开展近6000场次科普活动,同时将科研智慧用于参政议政。虽已80岁高龄,但他仍保持着年轻的心态,不断探索科学问题,是一位令人敬仰的科学家典范。