编者按

    2019年6月3日，我国著名物理学家、中国科学院院士汤定元逝世。汤定元作为我国半导体学科开创者之一和红外技术研究的奠基人，曾以三封书信重塑中国红外事业的战略眼光，以深沉的家国情为动力，在科学征途上披荆斩棘。

    他是新中国成立后留美学生中第一批回国的11人之一，放弃美国优越条件、博士学位毅然归国；他曾向国家主管部门和领导人先后递送“三封信”，建议国家重视并部署红外技术研究工作，在科学界中传为美谈；带领团队在国内最早开展硫化铅红外探测器研究，为中国“两弹一星”的研制提供有力支撑。

    他就是我国著名物理学家、中国科学院院士汤定元。

汤定元

来源 | 中国科学家博物馆
 

矿石收音机里的科学火种

    少年时期，窘困的生活一度迫使汤定元辍学在家。初中毕业时，他的梦想是要考进免费提供食宿的师范学校，当一名小学教师。

    报考之际，同村青年的一台矿石收音机让汤定元深受震撼——戴上耳机，两百里外南京电台的声音竟从电流杂音中清晰传来。他打开后盖，只见简单的矿石、线圈等零件组合，却想不通 “声音如何传过来”。这个“矿石为何能说话”的疑问，如同一颗火种，在他心中燃起对物理世界的炽热好奇。

    当时，父亲给了他报考无锡师范学校和苏州工专的路费。考完无锡师范后，他自感录取有望，又考虑到苏州工专学费负担重，反复斟酌后，决定省下路费，花两元钱买了矿石收音机零部件，包括一根用作天线的长铁丝。

    父亲见他不去报考苏州工专，却买了这些不能当饭吃的东西，批评了他。没想到他很快就组装好了收音机，通过这个小盒子收听到许多新信息。他对收音机兴趣日增，却苦于不懂原理，探索的渴望愈发强烈。

    这台用赶考路费换来的矿石收音机，虽没能培养出一名小学教师，却意外点燃了未来“中国半导体学科创始人”的科学火种。也许，科学的起点，往往藏在最朴素的好奇里。

新中国首批归国的“科学游子”

    1948年，汤定元赴美留学，先入明尼苏达大学物理系，同年转入芝加哥大学物理系，并进入芝加哥大学高压物理实验室从事研究工作。在此期间，他取得了多项重要成果：发现高压下金属铈的化学键改变，这一发现被诺贝尔奖得主鲍林收录至《化学键的本质》中；发明金刚石高压容器并将其用于高压物理研究。此外，他还开展了金属铯高压相变、溴化银蠕变等探索性研究。

    在美国求学时，汤定元加入中国科学工作者协会北美分会。1949年新中国成立后，哥哥汤生洪每月邮寄的《人民日报》，让他真切感受到祖国建设的热潮，他心中萌生了尽快返回祖国参加新中国建设的强烈念头。

    当时，朝鲜战争爆发。汤定元权衡两个月后，决定放弃即将完成的博士学位，趁通航期回国。面对美国移民局官员“中国人想赚美国人钱”的轻蔑言论，他愤然反驳：“绝大多数人不是这样，我肯定是要回国的！”并告知自己已经订好了5月10日离开旧金山的船票。

    1951年5月10日，汤定元带着装满仪器资料的行李箱，登上“戈登将军”号海轮。两个月后，美国政府禁止中国留学生回国，他成为新中国成立后留美学生中第一批回国的11人之一。此生，他再未到过美国。

“三封信”奠基红外事业

    归国后，汤定元进入中国科学院应用物理研究所工作。他与王守武等人组建“半导体研究组”，主攻半导体光学与光电性能研究。1956年参与制定 “十二年科学技术发展远景规划” 时，他首次将硫化铅红外探测器研究纳入规划，虽因认知局限未能深入，却为后续探索埋下伏笔。

汤定元与褚君浩等科研人员在实验室留影

（左三汤定元、右二褚君浩）

来源 | 上海科协

第一封信：叩开红外研究之门

    1958年，汤定元意识到我国需要的不仅是理论研究，还应该多发展应用研究。他首次致信总参谋部，强调红外技术的国防价值并主动承担探测器研制任务。仅用半年时间，团队成功研发硫化铅红外探测器，建立的测试系统成为国内实验室标杆，推动国家正式立项红外研究。
 

第二封信：重塑红外战略布局

    面对20世纪60年代初红外线技术盲目上马又因经费短缺纷纷下马的困境，他再次致信聂荣臻元帅，提出“聚散为整、集中攻关”的战略思路。1962年，红外技术被列为国家科研重点；1964年，中国科学院确立上海技物所与昆明物理所为专业研究机构，完成我国红外事业的战略性布局。

第三封信：突破核心技术瓶颈

    1965年，美军战斗机残骸中红外雷达部件的发现，促使汤定元第三次致信聂荣臻，力主承担研制任务。在他的推动下，技物所团队突破3-5微米红外波段技术瓶颈，将我国红外技术从基础研究推向空间应用等前沿领域。

汤定元（左二）在实验室与学生交流
 来源  | 《科苑党建》杂志

    在汤定元三封书信的战略擘画与团队持续科研攻坚下，我国红外技术研究与应用实现从基础理论到空间应用的跨越式发展。他领衔研制的多项国际先进水平红外光电探测器成果，深度融入多种遥感探测尖端装备，为我国多项重大科技工程筑牢关键技术根基，在国防安全与航天探索领域绽放出璀璨的科学光芒。

    从少年时用路费换取矿石收音机零件的“叛逆”选择，到以三封书信重塑中国红外事业的战略眼光，汤定元始终以朴素的好奇心为起点，以深沉的家国情为动力，在科学征途上披荆斩棘。

    审核单位：中国科学院上海技术物理研究所

    参考文献：

    [1]科学与人生:中国科学院院士传记汤定元传[M].北京:科学出版社,2011.

    [2]汤定元：雁过留声不留痕[N].中国科学报,2013-03-01.

中国科学家博物馆出品