中國科學院院士褚君浩：破解世界級難題，推動我國紅外傳感技術發(fā)展?。▽ＴL）

63年前，上海徐匯中學一名16歲高中生在筆記本上寫下感慨，為沒有一條以中國人命名的定律而遺憾，并決心奮發(fā)讀書、為國爭光。

若干年后，這個少年成了那個寫定律的人。

在紅外物理領域，他在上世紀80年代提出的CXT公式和吸收系數(shù)公式成為碲鎘汞材料器件設計的重要依據(jù)，至今仍是國際上判斷紅外探測器新材料、新結構的通用公式。

他就是紅外物理學家、半導體物理和器件專家、中國科學院院士、中國科學院上海技術物理研究所研究員褚君浩。CXT公式和吸收系數(shù)公式正是以褚君浩（C）、徐世秋（X）、湯定元（T）這三位中國科學家的名字命名的。

1 成功挑戰(zhàn)“不可能的任務”

如今，只要沒有外出安排，每天9時左右，褚君浩總會出現(xiàn)在上海市技物所光電大樓4樓的辦公室里。

這是間再普通不過的辦公室——右側是會客用的沙發(fā)，左側的一整排沿墻書架被塞得滿滿當當，后來者就只能被堆放在地上。

屋子的“鎮(zhèn)宅之寶”，就和其他書籍、文件、紀念品一起，挨挨擠擠站在書架上?！斑?，就是這幾本書?！敝钢鴰妆旧钏{色的原版書，褚君浩笑道。

是全球紅外物理領域科研人員的必讀書目——其中一本是褚君浩所著的《窄禁帶半導體物理學》，作為國際上全面綜述窄禁帶半導體有關研究成果的第一本專著，被幾十個國家的研究機構作為開展相關材料和器件研究的理論依據(jù)；另一本，則是國際權威的科學手冊《Landolt-Bornstein》，這本擁有120余年歷史的科學手冊，涵蓋了人類科學和技術各領域的基本數(shù)據(jù)和函數(shù)關系，每隔10—15年邀請各領域最有影響力的科學家集中修訂，手冊含汞化合物部分，就是由褚君浩來編寫的。

科學史上，紅外光的發(fā)現(xiàn)多少帶著偶然的成分——19世紀初，英國科學家赫胥爾設計了一個實驗裝置，將太陽光分解成彩色光帶，然后在不同顏色光帶中放置溫度計，以測量光帶中不同色光所包含的能量，再和室內其他位置的溫度計進行比較。赫胥爾意外發(fā)現(xiàn)，放在光帶紅光外的溫度計，比室內其他溫度計的指示值都要高。經過反復實驗，他證實了太陽發(fā)出的光線中除了可見光外，還有一種看不見的“熱線”，由于位于紅色光外側，因而被稱之為“紅外光”。

褚君浩和紅外光的相遇，也是偶然。由于高考語文作文偏題，他和第一志愿復旦大學失之交臂，被上海師范大學錄取。然而，這并未影響他從小對物理的喜愛。1978年，我國恢復研究生考試。中國科學院院士嚴東生很欣賞機敏好學的褚君浩，便推薦他參加中國科學院上海技術物理所的研究生錄取考試。

當時，在上海技物所，中國半導體科學和紅外技術開拓者之一、著名紅外物理學家湯定元已經敏銳地看到，碲鎘汞是制備第三代紅外光子探測器最重要的材料，也是開展太空探測的基礎。

因此，他選擇以窄禁帶半導體碲鎘汞作為主攻方向，親自組建團隊開展窄禁帶半導體物理基礎研究。然而，從本科到畢業(yè)后在普陀區(qū)梅隴中學當老師，褚君浩始終偏好的是理論物理，這一切，對于當時還是紅外物理的“門外漢”褚君浩來說是全新的。求學心切的他想到復旦大學研究生錄取考試還要晚半年才舉行，便決定去試試。憑借本科學習打下的堅實基礎，他自學了黃昆和謝希德的《半導體物理學》，以90分的高分通過了考試，師從湯定元先生，踏上了紅外物理科研之路。

湯定元給褚君浩布置的是一項“看似不可能”的任務——測量出碲鎘汞紅外本征光吸收光譜。這在當時是一個世界級難題，尚無人攻克。要做出碲鎘汞紅外本征光吸收光譜，首先就需要制備出大量碲鎘汞薄樣品，來解決如何測量高吸收系數(shù)的問題。然而這種樣品價格昂貴，指甲蓋大小就需要上千美元。令褚君浩感動的是，研究所其他小組在生長這種材料，他們毫無保留地貢獻出自己的資源出來，集合一切力量，幫助褚君浩開展從“0”到“1”的突破。

“當時那些樣品袋我都保存著?！敝噶酥笗瘢揖普f。雖然紙袋早已空空蕩蕩，但卻盛滿了科研人攜手合作的情誼。

2 帶著學生一起向前跑

宇宙蒼穹，紅外光雖然無法用肉眼看見，但時時刻刻幫助人們洞察世界的真相。照向國之重器，也直抵民生所需。有了它的助力，“玉兔號”月球車和“祝融號”火星車得以睜開“眼睛”，探測星球表面的物質成分；風云衛(wèi)星能夠實時采集數(shù)據(jù)，為大氣做“CT”，追蹤臺風飄忽不定的軌跡；救援人員能探測山林大火之后哪里還有生命留存……

為了“看見”這道光，更為了讓這道光為國為民所用，褚君浩已經奮斗了半個多世紀。他坦言，上世紀80年代初曾有機會赴美攻讀博士，且一年的津貼是留在國內的20倍。不過，要轉攻其他領域。聽取了湯定元先生建議，褚君浩選擇了留在技物所。

“紅外技術是買不到的。經過幾十年自立自強研究發(fā)展。從上世紀90年代開始，我們已經不再受技術‘卡脖子’的影響，構建了從基礎研究、應用研究到工程應用的獨立體系?！瘪揖谱婕K宜興，從小生活在上海，言談中帶著軟糯的南方口音，但是，講到紅外技術的發(fā)展前景，他的語氣鏗鏘有力?！拔覀円呀浤軌蛑苽涑龊芎玫恼麕?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/514436.html">半導體材料，在不同的波段都有很好的性能，并且把這些材料、器件應用于空天科技、風云衛(wèi)星、火星探測、月球探測等各個領域?！瘪揖拼蛄藗€形象的比方，“我們已經從跟跑到并排跑，到現(xiàn)在開始部分領跑。”

而在后輩學生們眼中，褚君浩就是那個定方向的人，跟著他走，總會有收獲。因為他總會寬容地說，“如果能證明這個材料不能做，也是一種成果”。

如今也已經成為一名博導的黃志明研究員是70后，他申請的國家發(fā)明專利“單色儀分光紅外橢圓偏振光譜儀”曾獲第五屆中國國際發(fā)明展覽會金獎。很少有人知道，這個課題在開展半年時，差一點因為計算遇到瓶頸而夭折?！榜以菏繉ξ艺f，你回去考慮三天，三天后如果還覺得要放棄，那就放棄?！秉S志明說，經過褚院士的點撥和鼓勵，課題出現(xiàn)了轉機。最終這套紅外橢圓偏振光譜儀成為科研人員的手中利器，幫助團隊完成了一系列新材料光學常數(shù)的測定，也堅定了年輕科研人員在紅外物理研究這條路上的決心。

“做，要做到極致?！边@是褚君浩對自己和團隊的要求。

成 長 路

愛科學的 心是這樣煉成的

不做書呆子 養(yǎng)成學習好習慣

如今，在華東師大檔案館中，擺放著一張大書桌。這是褚君浩院士一家的回憶。

書桌的抽屜里，藏著童年的蟋蟀罐，藏著1956年“上海市中小學生及自學小組學生體育運動會”跑步比賽第二名的獎牌，藏著不夠完美的成績單，也藏著一個“小調皮”對世界蓬勃的好奇心。

小學時，褚君浩遠算不上“學霸”。體育和自然拿了5分（滿分），其余科目中，閱讀4分、作文4分、寫字3分、算術4分，和標準意義上的優(yōu)等生相距甚遠。在他的世界，游戲和運動是絕對主角，放學后的時光屬于在麗娃河游泳、登上第五宿舍尖頂講故事、和伙伴們一起爬樹。

“好動手、好動腦、會玩、會運動，廣交朋友，不是一個呆子。”若干年后，華東師大附小老校長陳先墀老先生點評了這位當年的學生。陳老先生寫道，褚君浩的成功，是因為保持了“純潔的童心、為大眾的初心、科普的熱心、對事業(yè)的愛心、努力工作的決心”?！拔矣袀€很好的習慣，就是上課注意力非常集中，只看黑板、老師和書三個地方，這樣放學后就能很快完成功課?！瘪揖谱晕铱偨Y。

讀書勤思考 寫下3萬字札記

如今的中學生很忙，忙著做題，忙著補習，以至于忙到沒有時間看書。

而中學生時期的褚君浩卻寫了一份總字數(shù)超過3萬字的閱讀札記。不少段落旁還有他的鋼筆手繪圖。那是他在徐匯中學讀書時，利用課余時間留下的?！拔覀円獱幦≡谧疃痰臅r間內，達到在定律的隊伍中有我們偉大的中國所發(fā)現(xiàn)的（定律）?！蹦晟贂r的誓言，就寫在這個本子里。

字里行間，躍動少年蓬勃的求知欲。從月亮的圓缺、宇宙的起源到電子何以會圍繞核作不停的運動，從“無窮點的比較問題或無窮數(shù)的比較”到“乒乓球中的削球原理之聯(lián)想”“人造衛(wèi)星和天體物理學的將來”，物理、數(shù)學、天文等方面的種種問題，都引發(fā)了他無窮的探究和推演。

圖書館成了褚君浩最愛去的地方，泛黃的筆記本上，留下科學少年長長的閱讀書單。一本巴掌大的特殊“影集”記錄了當年愛書人特別的借閱方式——用微縮相機將原版圖書一張張拍下，再影印裝訂起來。在讀完笛卡爾的《哲學原理》后，褚君浩寫道，“我們要以懷疑一切的眼光來對待一切科學結果，尤其是那些所謂不言而喻的結論。要對于感官所見的對象，完全正確地運用自己的理性而再形成判斷，方能擺脫因外來影響而產生的謬誤?！?/p>

讀大學時，褚君浩給自己起了個筆名，叫“坦?！?。他對人說，這個名字意味著“在平坦的大道上，像牛一樣勤奮地工作”。其實他真實的想法是，要當一名像“愛因斯坦”和“牛頓”那樣的科學家。

大學畢業(yè)后，褚君浩到梅隴中學當了一名物理老師。他找到了一群志同道合的伙伴，組建了民間“基本粒子討論班”，討論科學問題，撰寫科普文章，并請來復旦大學物理系殷鵬程教授當指導教師。在這群年輕人中，朱偉成長為華東師范大學教授，陳良范、馮承天、陸繼宗成長為上海師范大學教授，張民生則擔任了上海市教委副主任一職?！懊恐芪覀兙屯低稻墼谝粋€同學家里，或者在誰的辦公室里，由一個人負責作一個報告，然后大家討論?！痹隈揖菩睦?，那段日子雖然“偷偷摸摸”，但激情澎湃。

同時，父母的言傳身教對他影響深遠。褚君浩的父親褚紹唐先生是中國著名地理教育家、歷史地理學家，是中國第一位地理教育學碩士生導師。兒時，父親經常帶他去虹口公園看星星、看月亮，給他講天文學知識。在父親的影響下，褚君浩喜歡自己動手做一些小發(fā)明。五年級時，他將兩塊透鏡和一片硬紙板組合在一起，自制成簡易的望遠鏡，這是他第一次通過自己的雙手觀測浩瀚的星空。母親的叮嚀，則如同一根“風箏線”般，將他個人的事業(yè)和祖國的科技發(fā)展緊密相連。在褚君浩受邀到德國從事研究期間，母親在越洋電話和信件中念叨最多的一句話，“世界上最好的地方是中國?！?/p>

院 士 問 答

思維和創(chuàng)新是科研的靈魂

作為一名熱心科普的科學家，面對不同的受眾，褚君浩總有辦法用深入淺出的語言，描述紅外光的神奇。他為不同聽眾群體量身制定科普報告：面對中小學生，他喜歡講科學家的小故事，激發(fā)他們探索科學的興趣；面對社會大眾，他聊科學常識，也聊“物聯(lián)網”等最新科技動態(tài)，解讀公眾對科學問題、社會現(xiàn)象的疑問；面對公務員、產業(yè)界人士以及各行業(yè)領軍人士，他講高科技發(fā)展趨勢，從光電信息獲取聯(lián)系到智慧城市建設，從光電能量轉換聯(lián)系到可再生能源和低碳城市。

因此，他對年輕科研人員，對中小學生都有自己的建議——

問：您最看重青年科研工作者身上哪些特質？

答：思維和創(chuàng)新是靈魂。我經常問學生，“你有什么新的東西加進去？”“你為這個課題做了什么貢獻？”是否善于思考、是否有創(chuàng)新能力、是否能提出問題、是否有新的點子，這些決定他的未來發(fā)展空間有多大。我現(xiàn)在也在不斷學習新的東西，保持思維的活躍度。比如ChatGPT很熱門，我也去研究了一下，請它寫首描寫天氣炎熱的詩，問它“褚君浩是怎樣的人”等問題，看它怎么回答，來分析它的生成內容的特點和優(yōu)缺點。

科研工作還必須勤奮?？茖W研究往往需要花時間才能看到成果，在這個過程中，目標一定要明確。

問：作為上海市青少年科學研究院院長，您認為該如何保護孩子們對世界的好奇心，激發(fā)他們探索世界的欲望？

答：童年時間保持對萬物的好奇心至關重要。如今，孩子們的學業(yè)壓力大，給他們“留白”的空間又很少。老師不應該把知識點下放，不要把高年級的內容提前灌輸給低年級的學生。好的學習方法是做了十道題，把知識點掌握得很牢固，可以靈活運用；笨的學習方法是做一百道題，但不會變通。孩子們應該出于興趣，自由探索其他知識，而不是被禁錮在以應試為導向的題海中。

問：業(yè)余時間，您有些什么愛好？

答：欣賞音樂。我最喜歡的英文歌是“You raise me up”，中文歌是《我和我的祖國》。它們的歌詞有著深刻的內涵，每一段都圍繞著主旋律重復，但每一次重復又有著變化。這很像我們做科研工作的過程。最近，我也在試著寫一個曲子，反映科學家如何克服困難，不斷取得突破。

1945年3月 出生在江蘇宜興

1966年 畢業(yè)于上海師范學院（現(xiàn)上海師范大學）物理系，被分到上海市梅隴中學當物理老師

1978年 考上中國科學院上海技術物理研究所研究生，先后獲得碩士學位和博士學位

1984年12月起，擔任中國科學院上海技術物理研究所物理室副主任

1993年 7月起，擔任中國科學院紅外物理國家重點實驗室主任

2005年 正式當選中國科學院院士

●曾獲全國首屆創(chuàng)新爭先獎章、第十四屆上海市大眾科學傳播杰出人物、首屆上海統(tǒng)一戰(zhàn)線崗位建功十大楷模、上海市科普創(chuàng)新杰出人物獎、2017年度“感動上海人物”等多項榮譽，并被多家媒體譽為“心系科普的院士”。

●發(fā)表學術論文800余篇，專利100余項，出版專著6部，先后獲得國家自然科學獎3次、省部級科學技術獎12項。