【复旦谢希德】谢希德:中国半导体之母

她,生于军阀混战的贫穷旧中国;求学于日寇侵略,民族灾难深重的岁月;怀着科学救国的抱负,学成于万里海外;又在新中国成立之后,历尽曲折毅然返回祖国;无私忘我的投身于祖国的社会主义建设事业之中。

她的一生和复旦大学所经过的百年历程一样,见证了中国从一个贫穷落后,任人欺凌之旧中国,到当今飞速发展,昂首屹立于世界民族之林之新中国的近百年历史。

她,就是中国半导体之母,也是我国半导体物理学科和表面物理学科开创者之一,新中国成立后第一位大学女校长——谢希德。

1935年,谢希德(前排右一)与父亲、继母及两位弟弟在北平合影

年少多磨难

谢希德,1921年出生于福建省泉州市。

“书籍是人类进步的阶梯”,幼年时期的谢希德并没有许多玩具,父亲的书房是她最爱逗留的地方,书柜里的书是那样地吸引她,不管看得懂看不懂,她都爱翻开来看一看、读一读。越看,她知识越长进;越看,她求知的兴趣就越浓。

由于父亲每晚在书房工作到很晚,他的勤奋激励着谢希德的读书学习。有一次她父亲出差在外打来了一份电报,当时电报局没有翻译电报字码的业务,得由收报人自己去译,所以很多家庭都备有一本电报明码检字的小册子,以备不时之需。正当老祖母为找不到明码本而焦急时,小小的谢希德却轻而易举地从一大堆书中找了出来,喜得祖母夸奖不已。

在她看来,读书从来不是一种负担,而是一种乐趣,这样,从小形成的习惯也一直持续终身。

谢希德(中)在贝满女中时与同学们在校园里

初中二年级,谢希德转学到北京著名的贝满女中就读。她当年的同学如今都已白发苍苍,对过去的记忆都已淡薄了,然而她们却能清晰地回忆起中学时代的优秀生谢希德。她们记得每当老师提出比较难答的问题时,大家都低下了头,怕老师点到自己的名字而受窘,同时又不约而同地把视线转向谢希德,希望她快快地站起来回答以解大家之围。她们公认:谢希德不是死读书,学习起来十分认真,钻研精神特别足。

1937年卢沟桥事变后,抗日战争爆发了,日本侵略军的铁蹄践踏华北,谢希德全家随父亲南下逃难到了贵阳。

中华民族遭到了劫难,谢希德除了遇到国难外,又受到了另一种劫难——病魔的折磨,股关节结核病使她卧床不起而辍学了。

30年代的结核病犹如今天的癌症,往往被认为是一种不治之症,多少患者因丧失信心而倒下。这对年轻的谢希德——正准备跨进大学校门的女孩子来讲当然是一个极大的打击。

但她并未在病魔前低头。在这民族危亡的时刻,她看到了中国的落后,也看到了人民的觉醒。她更成熟了,学习的目的有了进一步的升华。她已不再单纯地为求知而学习,她要像雄鹰那样搏击长空,为祖国的奋起和强盛而学习。

谢希德总是乐观地对母亲说:“读书是我最大的兴趣,只有读书可以使我忘掉病痛,使我的生活充实。读书是治我疾病的良方。”

她的青春活力,她的崇高理想,她的坚强毅力终于战胜了疾病。4年后,谢希德离开病榻,重新站了起来。

1946年夏,厦门大学毕业留念,前排左一为谢希德

漂洋过海,赴美攻读博士学位

1946年,当谢希德完成了在厦大数理系四年的学业、正式毕业后,她的父亲便提出希望她出国留学。留美考试中,谢希德未能考取公费留美生,但是考取了自费留美资格,即允许用官价购买美元出国留学。可是家里当时的经济条件有限,根本不可能支持谢希德出国自费留学。

不得已之下,她只能先找工作,后来担任了上海沪江大学数理系的助教,一边学习一边申请学校。一年后,谢希德被美国史密斯女子文理学院录取,担任该校助教,免收学费。

谢希德还有三个弟弟,父亲也准备以后把他们都送出国门深造,因此父亲不得不应友人之约,只身到菲律宾谋职,以改善家庭的经济状况。谢玉铭也许没有想到,这一别后他与全家人从此天涯相隔,生前再也未能全家团聚。这是谢希德一生的憾事,也成为一家人刻骨铭心之痛。

于是,1947年8月10日,谢希德乘船漂洋过海赴美深造,在美国著名的史密斯女子文理学院,师从研究生院院长安斯罗教授攻读硕士课程。此时正值内战爆发,物价飞涨,民不聊生。幸好这时父亲已经在菲律宾马尼拉工作,家庭经济状况好转,可以给希德一些资助。此外母亲每半年还可以从当时的中央银行以官价购买一些外汇,使得她能在美国安心求学。

1949年谢希德以《关于碳氢化合物吸收光谱中氢键信息的分析》论文通过答辩并获得硕士学位。史密斯女子文理学院的物理系不培养博士生,谢希德在深思熟虑后放弃了去耶鲁大学的机会,提出了到麻省理工学院(MIT)深造的申请。MIT不但接受了谢希德,同时也免去了她的全部学费。

1949年谢希德到MIT继续攻读博士学位,跟随莫尔斯和阿利斯两位教授进行高压态氢恶阻光性理论分析,并在1951年以该项研究成果获得博士学位。留学期间的课程要求非常严格,课外作业很多,生活显得特别紧凑,谢希德常常到了深夜才能入睡。而为了维持生活,她同时也在课外为MIT的气体放电实验室做一些理论计算的工作,以得到一些经济收入。

自MIT毕业后,完满完成学习任务的谢希德,从没有忘却自己的祖国,此时此刻的她,已经为祖国建设社会主义的召唤,做好了全新的准备。

为祖国发展贡献一己之力

1949年10月1日,新中国成立,正在美国麻省理工学院攻读博士学位的谢希德从亲人的来信中得到这一消息。昂首屹立于世界东方的祖国母亲,像磁石般吸引着这个远在异国他乡的赤子。

有人劝告谢希德不要回到当时生活贫困、科研条件差的中国去,她却视祖国的利益高于一切,决心在学习告一段落后,立刻回国参加建设。并于1952年,获得博士学位的谢希德回国,在复旦大学任教,并于1956年与北京大学的黄昆教授共同主持开办了我国第一个半导体专门化培训班。

原在上海交通大学的周同庆曾请谢希德去交大任教,由于院系调整,她同周同庆一起来到复旦大学物理系。

在这里,她承担了极其繁重的教学任务,从1952年到1956年,先后主讲6门基础课和专业课,且都编写了教材和讲义。她善于组织课程内容,讲课切合学生实际,由浅入深,信息量大,条理清晰,语言流畅,使学生们深得教益。

现在中国许多中年科技骨干,如方守贤、丁大钊、王启明等都是她当年的门生。在她努力下,复旦大学于1955年开设了固体物理专门化,致力于半导体物理的发展。

1956年秋,为了实现国家12年科学发展规划,北大、复旦、南京大学、厦大、吉大等5所大学的物理系的部分师生汇集于北大,共同创办半导体物理专门化。黄昆任教研组主任,谢希德任副主任。他们通力合作,撰写了一部专著《半导体物理学》,1958年由科学出版社出版。

这在当时国际上是一部学术水平很高的权威性著作,为中国培养一大批半导体科技骨干人才及时作出了贡献。令人钦敬的是她为了科学事业,放下出生才5个月的小孩,交给爱人曹天钦照料,毅然去北大工作。

1960~1962年间,她同方俊鑫合作,编写了《固体物理学》(上、下册)一书,由上海科学技术出版社出版,深受国内各大学师生欢迎。20世纪80年代,这部书重新修订,谢希德增写了《非晶态物质》一章,保持原书特色,既系统讲述本学科的基础内容,又介绍各主要分支的发展概况。1988年被国家教委评为优秀教材。

白手起家干科研

谢希德常说,“科学研究真正需要的是发展思维、发展远见和始终如一的发展勇气。”

在科研方面,她也是白手起家,于1958年创办上海技术物理研究所,并任副所长(1958~1966)。

在她精心指导和组织下,坚持应用技术和基础研究并重,为上海半导体工业发展和基础研究创建了必要的条件,培养了一支队伍。当时实验技术人员非常缺乏,为此她建立了上海技术物理中专,培养实验员,后来这批人都补齐了大学课程,成为得力的科技人才。当年提前毕业参加建所的大学生中有很有成就的沈学础。

20世纪60年代初,国际上硅平面工艺兴起,她和黄昆敏锐地看到这将促进半导体技术和物理的迅猛发展,联名建议开展固体能谱研究,并由北京大学、复旦大学、南京大学共同承担。

1962年11月,她晋升为教授。在她指导下,复旦建立了顺磁共振等当时先进的实验技术。她招收研究生,开设“半导体理论”和“群论”课,编写讲义,指导研究生从事空间群矩阵元选择定则、应变条件下半导体载流子回旋共振理论、间接隧道效应理论、半导体能带计算等项科研课题。

1966年夏,在北京召开的暑期物理讨论会上,她作了能带计算成果的报告,与各国学者进行交流。

同时,谢希德一直密切关注看国内外物理学研究的动态,努力探索真知。

20世纪70年代后期,她开始思索一个奥妙而又实际的问题—怎样使钢材不生诱?是什么起到抗腐性的保护层作用?世界上一些国家每年因腐性而才民废的钢材达上千万吨,中国也面临着同样的问题。怎样才能使我国有限的钢材发挥更大的作用?这就要涉足表面物理。

专长在半导体和固体物理研究的谢希德,如果继续从事她的研究,可以说既省力又稳妥,还可以尽快出成果;如果另辟蹊径转入新领域,即使付出艰辛的劳动,五年十载能否取得显著成绩仍是个未知数。

然而,她是一个进取心很强的人,表面物理亟待研究,哪怕付出10倍、20倍的努力,也要勇闯难关,有所创造。

在1977年底的全国自然科学规划会上,谢希德报告了她的科学调研,以殷实的材料说明在固体物理、材料科学和量子化学之间正在形成新的边缘科学即表面科学,其基础是表面物理,基本内容包含三个部分:一是确定表面的原子成分;二是表面原子结构和成键性质;三是表面电子态和各种特殊的物理性质。

她还阐明了表面物理同高新技术和科学发展以及与国民经济之间的重要关系,提出在中国发展表面物理的倡议。这个报告得到与会科学家的赞赏。她的倡议得到国家科委和高教部的支持,返校后,她立即着手筹建以表面物理为研究重点的复旦大学现代物理研究所。在短时间内,在原有物理系和核科学系的基础上建立了8个研究室。

80年代初,美国著名科学家,两次诺贝尔物理学奖获得者J.巴丁(Bardeen)率团访华。他回国后称赞说:“在中国科学界中,谢希德教授是属于最有影响的人士之一。”

由于她与同事们坚持不懈的努力,1985年、1987年、1990年和1997年,谢希德和张开明、叶令及蒋平等共取得4项科研成果。这就是“半导体表面电子态理论与实验之一”“镍硅化合物和硅界面理论研究”“金属在半导体表面吸附及金属与半导体界面电子特性研究”和“量子器件与异质结构电子性质的理论研究”,分别获得国家教委科技进步二等奖。

谢希德在物理楼的办公室(1982年)

成立美国研究中心

1985年,谢希德校长意识到中国和美国之间,存在着许多研究和交流的缺陷,便有成立美国研究中心的想法。同年2月1日,复旦大学美国研究中心经批准成立,谢老兼任中心主任,这在全国高校中应属首创。

在建造中心大楼的过程中,为解决资金问题,谢希德四处奔波,寻求支持。

有一次,谢希德去见美国众议院拨款委员会主席康迪,希望在资金问题上得到他的帮助。康迪曾就读于麻省理工学院,和她都是波斯顿“红短袜”棒球队的球迷,谢希德也深知这一点。两人在见面握手以后,谢希德张口就提“老朋友,‘红短袜队’最近赛事如何”,康迪听了非常高兴,两人无形之中也亲近许多。聊着聊着,谢希德很自然地就将话题转到美国研究中心筹资的事上。

后来,康迪果然不负谢希德之望,在项目投资上出了不少力。就这样,经过好几年的争取,复旦终于从各方筹集到400万美元,美国研究中心大楼得以于1990年4月3日破土动工。

1995年,美国研究中心大楼历时5年建成并投入使用,正式发挥它作为教育和研究基地的功能。在这座建筑面积约8000平方米、4层高的大楼里,中心通过安排校内外各学科的专家学者,对美国政治、经济、外交、科学技术、国际事务及中美关系等问题进行重点研究,并承担培养新一代比较深入了解美国的专家,从而更好地为我国现代化建设服务。

如今20多年过去,美国研究中心取得了比较辉煌的成绩,已经成为一个相当有影响和水准的国际研究机构,并将一如既往地发挥着它的作用……这一切都源于谢希德最初的那个想法以及为之付出的努力。

现在的美国研究中心

此外,谢希德还在与国际科技界友好往来和学术交流中,显示了特有的智慧和才干,为振兴中华、建设祖国作出了重大贡献。

自1983年起她每年都参加美国物理学会的三月会议,回来后必向物理系师生作介绍,并撰文讲述当年物理学前沿的重要发展。她多次应邀出国参加各种会议,作有关半导体物理、表面物理学术报告外,还作有关中国科学、教育、妇女、人口和环境等方面的报告,足迹遍及美、英、法、德、意、日、俄、波兰、匈牙利、希腊、泰国、委内瑞拉等国。

由于谢希德的科研成就和国际学术交流方面的卓越贡献,使她得到国内外学术界的赞誉,享有崇高的声望。她被选为中国物理学会副理事长(1978~1991),中国科学院数理学部委员(院士)、两度当选中国科学院学部主席团成员(1981年和1992年)。

美、英、日、加的13所大学分别授予她名誉科学博士、名誉工学博士和人文科学博士1987年6月接受美国纽约州立大学Alabany分校授予名誉博士时,《今日美国》报社记者采访她,称她为“中国的哈佛大学校长”。

担任复旦大学校长

1983年,谢希德担任复旦大学校长。以她的身份,每天上下班都有专车。可是人们时常在校车上看到她的身影。她说:“在车上既可以提前处理一些公事,又可以借这个机会与同志们交谈,倾听各种议论,从校内的事到天下事都可以成为车内的话题,其中有牢骚,也不乏独到的见解:特别有意思的车内总有一两位不愿隐瞒自己观点、也不善于窃窃私语的同志不时发表一通高见,而且获得一些同事的共呜。”

在这里,教师对学校的意见和要求得到了反映,学校的决策又通过谢希德的盆传深入人心。

在指导研究生方面,据不完全统计,自1978年以来,已培养了博士15名,硕士10多名。发表学术论文近百篇。她是1997年何梁何利科技进步奖的获得者之一。

40多年的教学生涯中,她更将这一份对国家的忠诚热爱传递给学生。

20多年前,一个阳光灿烂的下午,复旦物理楼前的大草坪上,学生沈丁立与谢希德话别。“我马上要出国了,谢老师,您对我有什么要求?”沈丁立问。谢希德想了想,郑重地说:“有些人言而无信,出国后就不回来了。我希望你能信守诺言。”

两年后,沈丁立如期学成回国,谢希德高兴地迎接他,还邀请他到家里吃饭。“虽然是粗茶淡饭,但我终生难忘。因为我感到谢老师看重我,看重一个信守诺言的学生!”

“送师生出去,让知识回来”

复旦大学20世纪80年代初出国的学者,大部分是由谢希德送出去的。

当许多人还对“外国”两个字避之惟恐不及时,谢希德毫不犹豫与国外积极联系,把复旦师生送到国外去深造。后来据海外许多学者反映,也是从那时起他们才突然接触到许多复旦学者,长期以来“与世隔绝”的复旦因此在国际上声名鹊起。

1982年,在计算机并行处理方面颇有建树的朱传琪教授,以访问学者身份赴美国伊利诺大学作学术研究,但是遇到了一点小麻烦。朱传琪找到了当时主管外事工作的副校长谢希德,并顺利得到解决,出国的事情很快便批了下来。

到美国以后,每当遇到问题,他就想到谢校长,而谢希德又总能帮助解决。“因为谢校长的信任,我才得以出国;又是因为她的信任,我回来了。”1988年,朱传琪谢绝了与他共同研究的库克教授的盛情挽留,回到了复旦校园。

值得一提的是,谢希德每年都要为考取出国攻读研究生的物理系学生写推荐信,初步估计也有百人以上。

谢希德十分关心青年的前途,乐于写推荐信,“这个项目是李政道教授倡导的,第一批录取始于1980年,1989年已是第九批,复旦考取的学生有17人。每年都为考取的学生写推荐信,虽然这要占用我不少时间,但看到他们每个人写的自我介绍,大多数是多才多艺的全面手,对我是一种乐趣。”

有一次,有人受一位物理系学生之托,请谢老为其写份出国求学推荐信。为省时省事,那位同学事先将信草拟好,不料却受到她重重的批评。因为她每次给学生写推荐信,都是亲笔写,从来不用别人代劳的。这件看似细小的事,却在学生中广为流传,誉为典范。

“送师生出去,让知识回来”,谢希德送出去的师生几乎在留学期满后都回到祖国,并成为学术界的中坚、国家的栋梁。

谢希德与学生交谈

中国半导体之母

62岁时,谢希德成了新中国第一位女大学校长。她的“就职演说”朴实无华:“论经验和威望,我不能同前任校长陈望道教授和苏步青教授相比,但作为一个共产党员,我有决心在有限的任期内,依靠集体的力量,完成党组及交给的任务……”

在每次校长会议上,她不喜欢绕圈子,总是长话短说。她情愿带领一班人马到基层去办公,花不到一个小时的时间签署一大摞的文件和报告,她还喜欢和老师们一起乘坐“巨龙”班车来上班,那样,她可以听到各种各样的议论,还经常有“高见”产生。

学生们都喜欢这位平易近人、和蔼可亲的老太太,女大学生变更愿意向她吐露心中的苦闷。她主持的“校长信箱”开通一个月就受到60多封来信,每一封信谢希德都亲笔批阅,转交给有关部门时,要求必须一周内反馈处理意见。

在谢希德担任校长的5年里,复旦的气氛活跃和严谨治学一样地出名。每到周五,许多学术讲座和兴趣小组便在校园的各个角落展开活动。最引人注目的是一个亮着五颜六色灯光的学生活动中心,它们是在谢希德的完全支持下创办的。因此,在它的招牌下面,是一个不起眼的、被复旦人念了千百遍的名字——谢希德。

谢希德的学生沈丁立老师曾说,他认为“谢希德是不可超越的”这句话既对也不对。若论学术上的成就,现在的研究者们在物理学上的造诣一定远超谢老当年。但若是要论她的爱国精神与人文境界,谢老永远值得我们学习。