我叫褚君浩，在科技界、教育界長期工作，也是經(jīng)過了從小學、初中、高中、大學、研究生、到出國留學、到回到我們國家自己的實驗室做科學研究的過程。我的科學研究工作主要是圍繞著半導體、紅外光電子方面。

從近的方面來說，這次疫情期間，用的測溫儀。你把手放在那個測溫儀下面，沒有接觸到，就可以測量一下，知道你的溫度。從高端說來，我們最近有臺風，氣象報告非常準。為什么當?shù)貧庀髨蟾娣浅剩烤褪且驗椋覀冇酗L云衛(wèi)星在天上。風云衛(wèi)星上面，有紅外照相機，它白天可以看風云，夜里也可以看風云，把風云的行蹤及其好多物理參數(shù)，都測量得非常準確。所以氣象報告非常準，知道臺風什么時候要來，在哪里登陸，登陸以后的路徑是怎么樣。那么這些事情里面，都有核心的方面，有材料科學、器件、芯片技術，還有光學工程、還有好多應用。

我現(xiàn)在就是在這樣一個領域里做研究工作，也培養(yǎng)學生，也參加我們國家的一些科技方面的活動，或者是咨詢的項目、思想庫的工作。尤其是培養(yǎng)青年學生。所以最近階段，也經(jīng)常和同學們交流。同學們都感興趣的問題是：“你作為一個科學家，你是怎么樣成為一個科學家？怎么樣走上這條道路的？”那么這個問題也使得我，對自己過去的發(fā)展，也做了一些回顧。

其實我小時候功課不好，我現(xiàn)在還保留一張我小學畢業(yè)的時候的畢業(yè)證書、一個成績單。我小學是在華東師范大學附小畢業(yè)的，因為我的父親是華東師范大學的老師。我畢業(yè)的時候，成績單大多數(shù)是四分。但是自然很好，自然是五分。前幾年有一次，我到華東師范大學附屬小學跟小朋友們面對面。我當時念小學的校長，現(xiàn)在已經(jīng)九十多歲，他還很健康，也很激動，從家里面就寫了一封信，他還記得我這個調(diào)皮的學生。他說，褚君浩小時候是愛玩，愛動手，愛動腦，愛交朋友，那么現(xiàn)在就是做科學研究很好，很有成就，也做好多科普，希望小朋友們能向我學習。

我小時候身體很好。記得六年級的時候，有一個上海市的青少年運動會，我就參加了一個六十米的短跑的比賽，當時我是普陀區(qū)的第二名，有一枚銀質(zhì)獎章，這個獎章現(xiàn)在還在我家里放著。所以我那個時候功課不好，但是還是很活躍的。我記得小時候，我的父親跟我講日食、月食，什么道理有日食現(xiàn)象，什么道理有月食現(xiàn)象，跟我講這個道理。所以我從小那個時候，對天文學有點興趣。我記得小學五年級的時候，我還拿了兩個透鏡，用個硬紙板做一個筒，前面放一個，后面放一個，兩個之間把距離移動移動，也可以看月亮、看得很清楚，很有興趣。

到了初中二年級以后，我突然對數(shù)學感興趣了，我做了好多數(shù)學的題目。男孩初二可能開竅了，就很用功了。我初三的時候轉(zhuǎn)了一個學校，轉(zhuǎn)到徐匯中學去了。徐匯中學的班主任老師叫王書哲，他跟我說，很歡迎我到這個學校來。他在這個班級里面，跟同學們說。其實我那天不在班級里面，因為還沒正式進去，王書哲老師就跟同學們說，我們班就要轉(zhuǎn)來一個很好的學生，功課怎怎么好，各方面怎么好。同學們告訴我，他們說王老師在班級里面表揚你，告訴我了以后，我非常開心，心里面像受到非常大的激勵。所以我從初三開始，就變成一個非常好的學生了，各方面都開始變得很好。

這里我也有一個體會，就是老師對學生、家長對小孩、自己對同事，反過來也是這樣子，表揚為主，要看到成績。表揚為主以后，被表揚的一方，內(nèi)部的積極性、或者說所謂的正能量，就會發(fā)揮出來。所以我初三以后、就非常用功，很主動地學習。我記得小時候，父親、母親也會說，什么時候叫你做功課是反過來，是叫你不要做工作、不要看書了，要你休息休息。

初中三年級開始，我就到達了這樣一個境界，經(jīng)常非常努力地看書，做一些題，把老師教的課程學好。而且學好了以后，還有好多時間。所以我初三、高中，看好多科普的書籍，包括這個《宇宙物質(zhì)》《光線的科學》《從近代物理學的觀念看宇宙》等等；還看了好多傳記，包括《居里夫人傳》《科學家奮斗史話》等等；也看一些教材，大學里的教材。比如我記得那時候看天文學，我也喜歡天文學，看《原子物理學》，還看《分子物理學》，還做了一些筆記。當然那個時候因為是中學生，里面好多深奧的道理也看不懂，但是有興趣，培養(yǎng)了這個興趣。

所以我記得在中學里面，高中一年級的時候，有一個活動叫“大搞科技活動”，我就做過一個吸塵器。這個吸塵器用在圖書館。我們徐匯中學圖書館，圖書館的書放在那里，邊上會有好多灰，書一本本放在那里，我就讓這個吸塵器的頭能夠伸到這個里面去轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)了以后把書的側(cè)面的、上面的灰都要去掉。當然很粗糙，但是也很開動腦筋。

那個時候，一方面是思考一些問題，一方面是努力好好學習。這兩個方面我覺得我都是做了好多工作，努力學習好，是學習里面的一些規(guī)律，把它們之間的聯(lián)系建立起來。比如物理學，有運動學、有動力學、動能關系、能量守恒定律、能量轉(zhuǎn)換，把里面這些規(guī)律、互相之間公式推導，通過這樣的推導培養(yǎng)了興趣。做題目的時候找到規(guī)律，怎么把題目能夠做得又快又好。一道題目做好了以后，又想想有沒有其他的辦法，這條路可以走，我不是這條路，換一條路能不能走。那么通過這樣的訓練以后，對物理學、對科學知識里面的這種規(guī)律，就掌握得很好，而且感到很有趣，就是在學習里面，培養(yǎng)了對學習的、工作的興趣。

我經(jīng)常主動地去思考一些問題。記得當時幾何作圖，當然按照它的條件來作圖，我當時想了一個辦法，后來知道這個方法跟大學里面學的解析幾何有點關系，不是自己憑空地去想象怎么做，而是有一種確定的方法。我就當時還寫了本筆記，這個筆記我現(xiàn)在還保留在那里。數(shù)學上面我還記得我去證明一個事實定理，這個事實定理就是，一個地圖里面你去發(fā)現(xiàn)的話，只要有四種顏色就夠了，它就能夠得到相鄰兩個國家之間的顏色不一樣。那么這是個數(shù)學問題，我當時也寫了五六頁的文章，想投到《數(shù)學通報》去，但給退回來了。因為中學生要證明這個問題還是難的，據(jù)說這個問題到現(xiàn)在，還是一個沒有完全解決的問題。但最近聽說，北大教授要解決這個問題，在國際上正式宣布要解決這個問題，那么說明我那個時候也是很動腦筋的。

另外，還在思考一些自然界的現(xiàn)象。比如，我記得有些書里面在說我們整個世界里面充滿一種物質(zhì)，叫以太，以就是所以的以，太就是太陽的太。以太就是一種無所不在的、充滿宇宙世界的這樣一種物質(zhì)。那么，到底這個以太，是跟我們地球連在一起的，地球運動，以太也跟著運動，帶了一起走；還是像我們輪船在海里面航行，海在那里、河在那里、湖在那里，輪船是穿過湖水走過去，完全不帶著走，就是穿過這個里面走過去；還是我這個地球走的時候，部分地帶動了這個以太？當時我也說這個問題，我記得我還寫了個筆記，好像高中二年級寫了個筆記，從那個打乒乓球削球原理的聯(lián)想。打乒乓球削球，一削球這個球就轉(zhuǎn)了，那么從這個球轉(zhuǎn)過去以后，它一面在轉(zhuǎn)動、一面在移動，它帶動多少空氣層，來考慮這個乒乓球的質(zhì)量、運動的速度、偏轉(zhuǎn)的角度、跟空氣的關系，看看它有什么關系。

當時，從這個聯(lián)想到我們地球、太陽在宇宙空間中運動的時候，會跟以太會有什么關系，到底是帶動的、還是穿過去的，還是部分帶動的，所以這個就要動腦筋。當時就看了好多書，就是對物理學的興趣，就從那個時候開始了。一個是感到，科學知識內(nèi)在有關系，同時又感到，物理學、宇宙的好多奧秘，要我們?nèi)祟惾グl(fā)現(xiàn)。我看了好多書，所以中學時，就開始對物理學感興趣。

大學畢業(yè)以后，我當中學老師。一方面把書教得很好，經(jīng)常開公開課。我做中學老師的時候，記得我找了個手扶拖拉機手，請他把拖拉機開到學校里面，然后針對這個手扶拖拉機，來講物理學。因為這個手扶拖拉機，它開動的時候是運動學，里面的把柄有靜力學、杠桿原理在里頭。那么開動起來，它又與動力學有關系，跟摩擦力也有關系，又有內(nèi)燃機在里頭，跟熱學又有關系，所以也是很開動腦筋。我記得當時也開了好多公開課。

我當時的特點是做一行愛一行，所以當中學老師的時候，我記得中學的物理書，叫作《工業(yè)基礎知識》，那個時候去參加上海市工業(yè)基礎知識的教材編寫組。我記得在這個教材編寫組里邊有（原）華東師范大學的校長張瑞琨教授、（原）上海市的教委副主任張民生老師。所以當時我教書教得很好，但同時還是課余的時間做研究，做這個理論物理方面的研究。我記得跟復旦大學的老師、一些中學老師一起專門討論基本粒子，在當時是有個基本粒子謎。我記得當中學老師的時候，還跟張民生、朱維一起發(fā)表過關于基本粒子的論文。那么同時在中學當老師的時候，還寫過一些科普的文章、科普的書，比如，《能量》是1976年我出版的書，上海人民教育出版社出版；還在當時《文匯報》《解放日報》，寫過好多科普的文章。因為當時學習自然辯證法，那寫了好多有關科學史、科學方面的有關的一些小文章，譬如蒸汽機的發(fā)明、萬有引力的發(fā)現(xiàn)、九天之上、九地之下，然后寫過關于公害等等的一些書。所以那個時候，也就是非常鉆研科學技術。

當時的這個思想，為什么到了研究院也這么做呢？這是因為，中學階段打好了基礎，這個基礎是什么基礎呢，是思想的基礎，就是想當一個科學家，想做科學研究，想探索宇宙的奧秘，想來研究一些問題。那么能夠這樣想的原因也就是因為自己受到科普書籍的影響，從小時候看《科學大眾》，后來看科普的書籍，看科學家的傳記，也受到當時國家的發(fā)展的一些影響，也有一種勵志的感覺。

我記得當時看過一本書，它說中國人在科學上面，是絕對不會有什么成就的。我看了這本書，在我的筆記上面就把它抄下來了，后面發(fā)表自己的感想。這樣的說法是很沒有道理的，中國在近代科學技術落后，是因為受到三座大山的壓迫，那么我們一定要奮發(fā)圖強，要爭這口氣。這個就是勵志。所以中學時候，當時就是有一種勵志的感覺。

在大學念書的時候，我記得我當時在系里的宣傳部，要出黑板報。我記得當時就寫過一篇黑板報，文章的名字就叫做《勤奮加智慧等于力量》，標題就是這個標題，我署名叫坦牛。人家問我了，你這個坦牛什么意思？我說就是在平坦的大道上，像牛一樣勤奮地工作，那么心里面怎么想呢：愛因斯坦、牛頓。用這個作為別名，所以心里面還是想當個科學家。在大學里面就有這樣一個思想，一直帶到大學畢業(yè)以后工作的階段，一直是這樣子的。我記得那個時候，經(jīng)常到上海圖書館，看科技的文獻，把這個文字抄下來，翻譯成中文，再仔細地看。那個時候是搞一種顯微照片，這種小小的照片，拍照拍下來了以后沖出來，再把它翻成中文，來仔細研究，很用功、很刻苦。

到了1978年，我記得這個科學的春天，我考研究生了。當時有一個大學同學的父親，叫嚴東生先生，是中國科學院的副院長，他知道我很用功，他就推薦說：褚君浩，你可以到科學院來考研究生。所以我當時就想考研究生。那么考研究生，其實我喜歡的是理論物理，但是理論物理，上海只有復旦大學有理論物理。高校考研究生晚半年，中科院是早半年，所以我提早半年就考到中科院，正好嚴先生幫我寫推薦，就考這個研究生了。

考到中國科學院上海技術研究所，那么考這個研究生，其中有一門很重要的課，叫半導體物理，我大學里面沒學過。大學里面沒學過，怎么辦呢？我就自修這本書，寫筆記、推導里面的公式。我一考，居然考了90分，第二名。所以這里面我有一個感想，就是一定在大學里面念書的時候，包括在中學里面念書的時候，要把基礎打得很好，這個基礎打得很好以后，你就具備了學習新知識的本領。這個本領是非常重要的，知識是有限的，本領是無限的。

因為大學里面是普通物理學得很好，理論物理學得很好，當時力學、熱學、電力學、理論力學、電動力學、熱力學統(tǒng)計、物理量子力學，四大力學都學得很好，基礎打得很好，所以我看這個半導體物理的書，自己推導就很容易掌握了，就有這個本領，隨意考考90分。所以這一點，也就是我們青少年的朋友們，不管你現(xiàn)在是小學、中學、大學，一定要把基礎知識學好，一定要培養(yǎng)自己具有學習新知識的本領。

后來，我研究生就跟（著）湯定元先生。湯定元先生跟嚴東生先生一樣，都是一解放的時候從美國回來了，他們很愛中國、回到中國。湯定元先生在上個世紀70年代的時候，他就看中一種材料，叫碲鎘汞窄禁帶半導體，用這個材料做紅外探測器非常好。實際上全世界發(fā)明這個材料是1959年，到70年代也就十幾年的時間，而且也不知道它到底是不是最好的做紅外探測器的材料。

另外，還有其他的候選材料，當時做紅外探測器最好的，是用鍺這個材料里面摻上汞，鍺摻汞材料，做紅外探測器。這個材料做紅外探測器的話，有個缺點，需要在液氫下工作，液氫下面工作有危險。我記得上海技術物理研究所還出現(xiàn)過一件事情，液氫爆炸的事情，所以這之后，大家都在尋找。上個世紀60年代的時候，還是鍺摻汞這種深低溫、液氫溫度下面工作，要找溫度高一點工作的探測器。77度K的是液氮的溫度，我們空氣里面4/5是氮，如果把空氣里面的氮，把它從氣體變成液體，它的溫度就是77度K，零下200度左右，在這個溫度下面可以工作的器件，它的條件比較容易掌握，77度K也比較容易掌握。

到底什么材料好？碲鎘汞？當時并不知道，但湯定元先生就一直在技術物理研究所開展這方面的研究工作。我1978年考研究生，就跟湯定元先生做這個材料的研究，做他的物理的研究、材料的研究。現(xiàn)在證明這個材料是最好的紅外探測器的材料。所以到現(xiàn)在為止我們的風云衛(wèi)星、我們的導彈預警、我們所有的最尖端的紅外設備儀器，都是這種材料——碲鎘汞紅外探測器。

我記得湯定元先生，當時叫我解決一個疑難的問題。他說把這個碲鎘汞材料，把它的本征吸收光譜做出來。湯定元先生叫我直接做這個本征躍遷，是個世界難題。我當時想想，外國人做不出來，我們能做得出來啊？但是后來想想，要勇于承擔這個任務。

做這個事情很難，尤其是這個樣品很貴，像指甲這么大的樣品，如果到外國去買的話，一千美金一片。好在技術物理研究所有三個小組都在生產(chǎn)這個樣品，他們都愿意把樣品給我，我做了測量跟他們討論怎么改進這個樣品的質(zhì)量。所以這里面有一個非常重要的問題，就是合作精神。合作精神是科學研究里面，非常重要的一個方面，我就是跟他們合作，所以就能夠有大量的樣品來做研究，最后把這個本征技術就做出來。結(jié)果到現(xiàn)在，也是國際上最好的。當時論文發(fā)表了以后，收到好多明信片，他們就是來問我要發(fā)表文章的單行本。你把工作做了好了以后國際上面就很重視。

我們把本征吸收光譜做出來以后，得到的禁帶寬度的公式，最能夠反映它的物理意義。這個禁帶寬度部分，主峰跟溫度的關系式，國際上面把它稱為CXT公式。C就是褚君浩的拼音的第一個字母；X是第二位作者姓徐，徐的第一個字母；第三個T，就是湯定元的第一個字母。這個公式，他們用在紅外探測器的設計。如何來設計紅外探測器，在什么溫度下工作，什么主峰，它的禁帶寬度是多少，而這個禁帶寬度跟紅外響應，是密切相關的。

作為一個基本的常數(shù)，湯定元先生這個方向，給我指得很好，而且我的切入點很好。所以后來以這個為切入點，發(fā)現(xiàn)了禁帶寬度跟主峰溫度的關系式的表達式，而且又得到了本征吸收系數(shù)的一個表達式，后面得出了一系列的規(guī)律：本征載流子濃度、有效質(zhì)量、能帶參數(shù)，得到了這些規(guī)律以后，又派用處，又建了一些模型，建了一些方法，來指導材料期間的生長。所以當時我覺得是跟湯定元先生做博士以及博士以后延續(xù)下去的一個工作的方面。當然后來的工作又更寬泛了。

所以切入點要好，深入下去得到一系列結(jié)果，而且得到了結(jié)果以后，你要想辦法能夠派用處；而且發(fā)現(xiàn)了一些問題以后，一個問題解決以后，相關的問題要相應地解決。所以有的時候面對媒體，我跟他們舉個例子，就像掘井一樣，先是掘一個井，你要把井里面水掘到；你掘到一半、你就不掘了，不做下去了，半途而廢。所以由井做好了以后，你可以由井，一點、到線、到面，到一個小的領域。所以實際上所有做研究，都是圍繞光電現(xiàn)象，從窄禁帶半導體開始，到這個能帶結(jié)構(gòu)光電性質(zhì)，到器件應用，然后在各種相鄰的紅外探測器。我們國家的紅外技術，也跟我們這一代科學家一起同步發(fā)展。現(xiàn)在我們的學生做的，還有一些領先的工作，我們那個時候做的好多工作，跟跑的比較多，外國人怎么做我們也做，或者外國人這方面做得不夠，我們能夠超過一些。

一個人的成長，人才的成長、成果的發(fā)展，都是隨著我們學科的發(fā)展、科學技術的發(fā)展、跟國家需求的發(fā)展緊密地結(jié)合在一起。我們現(xiàn)在這個衛(wèi)星、風云衛(wèi)星，一開始我就舉這個例子，這個氣象預報怎么準，就是由于我們有紅外探測器。那么現(xiàn)在紅外技術，它的應用面非常寬，尤其是國防安全、國計民生、工業(yè)、農(nóng)業(yè)，許多方面都在應用。我們平時普通的應用、高端的應用，都有好多。比如火星上面、月亮上面、月亮的背面，都有我們技術物理研究所做的那種相機。

紅外成像儀放在上面，它有什么用處呢？就在月亮的表面，收集它的光譜：紅外光譜、可見光光譜，來分析這個月亮的表面的礦物、土壤，是什么成分；在月亮的背面，現(xiàn)在我們的月球車，也在月亮的背面，也在做這個事情，要收集月亮背面的光譜；那么收集的光譜，包括可見光、包括紅外光，波段很寬，就能夠找到光譜的特征，跟數(shù)據(jù)庫里面去比對，就知道它背面到底是什么，是什么成分，這件事情還是蠻有趣的。所以我們高端的應用非常多。

科學技術的發(fā)展，需要靈敏的探測器，波段要寬、要靈敏、要看得清、看得準、看得要快，所以我們現(xiàn)在一方面完成科研任務，發(fā)現(xiàn)自然界的奧秘，解決我們的一些需求，完成國家的需求，另一方面也發(fā)表好多文章，人才也在不斷地培養(yǎng)。

年輕的人才需要年長一點的人才帶動。那么青少年們也是要從小打好基礎，尤其是要培養(yǎng)對科學的興趣。你從小對科學有興趣，就會慢慢地變成我要學，而不是要我學。如果是老師要你學，家長要你學，你是學不好的。等到哪一天是你要學，你要主動地去學習，那么你的轉(zhuǎn)折點就到了。

那么怎么會有“我要學”呢？那就要培養(yǎng)興趣，你對某一門科學技術特別有興趣，你就會多看這方面的書。家長們也要鼓勵子女，培養(yǎng)興趣。他喜歡歷史，就讓他多看歷史；他喜歡地理，就讓他多學地理；他喜歡數(shù)學，就讓他多鉆研數(shù)學。一方面、我們基本的功課，當然都要能夠完成好，同時，他特別有興趣的方面，要培養(yǎng)他、發(fā)展他，要讓他看一些課外的書籍。

做題目也要養(yǎng)成方法，現(xiàn)在我們同學做題目，我就發(fā)現(xiàn)他們一天到晚做題，做好了以后沒體會，就不從做題目里面吸取經(jīng)驗。做了題目了以后、一定要培養(yǎng)解題的經(jīng)驗、解題的方法，比如你做一百道題目，但是你不在做一百道題目里，去吸取經(jīng)驗，到第一百零一題目給你做，可能你也做不出來，這個就是不好的學習方法。好的學習方法，是注重經(jīng)驗掌握的這個方法。我做二十道題目，我就知道，做這個題目里面的關鍵在什么，它的知識點在什么、訣竅在哪里。做一道題目五分鐘，我再花五分鐘時間想一想，把經(jīng)驗總結(jié)出來。你掌握了方法，解題的能力也特別強。

說到這個能力的培養(yǎng)，我們是要培養(yǎng)學習新知識的能力、解決問題的能力。解決問題的能力是包括兩類，一類是解題、也是解決問題。解題實際上是培養(yǎng)你解決問題的能力，那么你到實際過程中間去從事某些項目的研究，完成一個任務，大的任務、小的任務，那也是解決問題的能力。所以都要培養(yǎng)。

我們做科學研究，就是屬于后一類的，不是解題、而是解決一個任務，這種能力培養(yǎng)好，對你將來的發(fā)展是非常重要。我們要鼓勵我們的同學，能夠在完成好，學校的規(guī)定的任務以外，再培養(yǎng)好自己對科學的興趣，有了這樣一個興趣以后，再加上我們的一種責任感。有興趣再加上你有責任感，你就一定能夠把事情做好。

科學研究很有趣、也很有用。我們國家，現(xiàn)在非常需要青少年，將來能夠為國家的科學事業(yè)去貢獻自己的力量。因為現(xiàn)在社會發(fā)展、不斷地發(fā)展，越來越多地依賴于科學技術的發(fā)展。科學技術的發(fā)展，需要不同的人才，它需要有些會動腦筋的，也要需要有些特別會動手的。我們要培養(yǎng)創(chuàng)新的能力，培養(yǎng)工匠的精神，都是很需要的。

作為經(jīng)典導讀，我也想向大家推薦一套叢書，名字就叫《科學起跑線》。它的對象就是高年級的小學生、初中生、高中生，當然大學生也可以看，家長也可以看。我們看科普書籍，就是要培養(yǎng)科學的方法、科學的精神，讓你的智慧、靈魂得到升華，你對自然界的看法，對工作的態(tài)度，都會影響你的一生。

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