“如果留在美國，可能過著豪華的生活，但我一定要回來”
2019年6月3日，九三學(xué)社社員、中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員湯定元先生，因病醫(yī)治無效，在上海逝世，享年100歲。1920年5月12日，湯定元出生于江蘇金壇，1942年畢業(yè)于重慶中央大學(xué)物理系，1950年獲美國芝加哥大學(xué)物理系碩士學(xué)位。留美期間，他成績卓著，可毅然決定回國，成為新中國成立后，在美留學(xué)生中第一批回國的11人之一。臨行前，他撕掉了碩士學(xué)位證書，他后來說：“如果留在美國，是可能過著豪華的生活。但我們那個(gè)年代的人，愛國心都很強(qiáng)，一定要回國效力。”1951年起，湯定元先后在中國科學(xué)院物理所、半導(dǎo)體所和上海技術(shù)物理研究所工作，1991年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員（院士）。他是我國半導(dǎo)體學(xué)科創(chuàng)始人之一、紅外學(xué)科奠基者，帶領(lǐng)研制成功多種具有國際先進(jìn)水平的紅外光電探測(cè)器，為我國“兩彈一星”等的研制作出了重要貢獻(xiàn)。（記者李苑）
2005年9月22日，《光明日?qǐng)?bào)》曾刊發(fā)湯定元院士的署名文章《偶然中的必然》。
今日重讀，以示紀(jì)念——
偶然中的必然
作者：中國科學(xué)院資深院士湯定元
初入研究領(lǐng)域的幸運(yùn)兒
我1948年秋進(jìn)入芝加哥大學(xué)物理系學(xué)習(xí)，不久就在該校的金屬研究所高壓物理實(shí)驗(yàn)室找到一個(gè)半時(shí)工作的研究助理的位置，在Lawson教授的指導(dǎo)下工作。
我進(jìn)入高壓實(shí)驗(yàn)室的第一項(xiàng)工作是用大顆粒多晶鈹做高壓容器，用x射線通過鈹容器攝取粉末樣品在高壓下的衍射線。接受這項(xiàng)工作后，我對(duì)設(shè)備做了一些小改動(dòng)，對(duì)樣品進(jìn)行了反復(fù)的測(cè)量研究，發(fā)現(xiàn)金屬鈰的晶體結(jié)構(gòu)在高壓下仍然保持常壓下的晶體結(jié)構(gòu)面心立方，但體積突變卻達(dá)16.5%。壓力下晶體結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致體積變化是當(dāng)時(shí)已知的科學(xué)事實(shí)，是容易理解的；然而，實(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)固體在壓力下晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，而體積卻發(fā)生突變———這幾乎是不可相信的。
實(shí)驗(yàn)事實(shí)向傳統(tǒng)思維提出了挑戰(zhàn)，新發(fā)現(xiàn)也由此而生：這一突變只能是原子半徑突然縮短的結(jié)果，即原子外殼層中電子分布的改變引起的相變。這是一種新穎的相變!
鈹金屬高壓容器是一個(gè)創(chuàng)新技術(shù)，但鈹?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度不夠高，上述實(shí)驗(yàn)已經(jīng)接近它的耐壓上限。要想得到更高的壓力，必須采用機(jī)械強(qiáng)度更高的材料。我們選擇了金剛石，但金剛石太硬，不可能在上面鉆孔。當(dāng)時(shí)我們想出了一個(gè)巧妙的方法：用兩片大小相同的金剛石，在每片上硬磨出一個(gè)半圓形槽，合起來就是一個(gè)圓形孔道，用來放置活塞和樣品；另外再做一個(gè)小巧的施壓設(shè)備。我拿到這個(gè)小設(shè)備后，就用碲粉作樣品，很快就取得了碲的x射線的衍射線。
1951年我離開高壓實(shí)驗(yàn)室回國時(shí)，把這個(gè)設(shè)備移交給一位同事。1965年到1973年期間，這個(gè)金剛石高壓容器又有了三次重要改進(jìn)，成為高壓物理研究中常用的重要儀器。我認(rèn)為，初入研究領(lǐng)域的工作者能夠碰上一位高水平的導(dǎo)師，并在一個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)里從事前沿研究，是很幸運(yùn)的。
偶然決定了我50年的研究方向
在高壓實(shí)驗(yàn)室取得衍射照片后，我必須去金相實(shí)驗(yàn)室沖洗底片。這里有一位老教授，房間內(nèi)擺滿一書架的《物理評(píng)論》雜志。我在等待底片晾干時(shí)，常坐在那里翻閱。1949年的一天，我翻閱一本新到的雜志，看到一篇關(guān)于硅的電學(xué)性質(zhì)的文章，我把那本雜志帶到高壓實(shí)驗(yàn)室。
在我專心閱讀時(shí)，Lawson進(jìn)來了。他看了看文章的題目后問我：“你對(duì)這個(gè)問題有興趣嗎？”我說這篇文章的內(nèi)容很豐富。他沒再說什么就走了。幾分鐘后，他拿來一瓶5磅裝的杜邦高純硅，對(duì)我說：“你有興趣就做硅在高壓下的電學(xué)性質(zhì)的研究，這實(shí)際上是我發(fā)明的”。
想不到，這決定了我以后50年的研究方向。
回國后,在認(rèn)識(shí)到我國科技發(fā)展需要的不單是研究物理機(jī)制，還要研制有用的器件后，我決定轉(zhuǎn)向器件研制，準(zhǔn)備研制紅外探測(cè)器。1958年初，我提出的建議獲得了有關(guān)部門的重視和采納，國家開始下達(dá)發(fā)展紅外技術(shù)的科研任務(wù)。1962年，我參加了國家科學(xué)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃的制定，紅外技術(shù)與應(yīng)用光學(xué)被并列作為國家的發(fā)展重點(diǎn)。
我先后組織領(lǐng)導(dǎo)了硅太陽能電池、溫差制冷器、熱敏電阻紅外探測(cè)器等的研制，它們被裝備到軍用、人造衛(wèi)星、工業(yè)和科研設(shè)施上，以及用作航空航天遙感等多種紅外系統(tǒng)中。
現(xiàn)在假想，如果當(dāng)年留在美國，仍然從事科研工作，也許能做出一些成果，多發(fā)表幾篇論文，但效果肯定不會(huì)像現(xiàn)在這樣顯著。根據(jù)自己的經(jīng)歷，我認(rèn)為，在科學(xué)比較落后的國家，派留學(xué)生到先進(jìn)國家去學(xué)習(xí)，是一件很重要而且很有必要的事。因?yàn)樵谀抢锟梢暂^快地學(xué)到先進(jìn)的科學(xué)研究方法，可以較早地接觸前沿課題，抓住機(jī)遇。
學(xué)習(xí)結(jié)束后開始工作時(shí)，最好的選擇是回到自己的祖國，因?yàn)槟抢锸巧阌愕耐恋兀沧钚枰衲氵@樣的人才。
特別是我們現(xiàn)在的中國，經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上，正在實(shí)施科教興國戰(zhàn)略，亟需各類人才，從事科教工作不但會(huì)受到人們的尊敬，而且做出的成果也容易受到人們的重視，從而引發(fā)積極的影響。
