周紋因 王笑君

(華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院 廣東 廣州 510006)

從身邊的手機(jī)、眼前的電腦，到天空的飛機(jī)、飛往外太空的火箭，都離不開半導(dǎo)體芯片，半導(dǎo)體芯片可以說是電子產(chǎn)品的基石.半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著重要的作用，在中國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)的發(fā)展中，有一位嘔心瀝血、功不可沒的科學(xué)工作者，她就是謝希德先生.

謝希德，是我國(guó)半導(dǎo)體物理學(xué)科和表面物理學(xué)科的開創(chuàng)者之一，是中國(guó)半導(dǎo)體之母，也是新中國(guó)成立后的第一位大學(xué)女校長(zhǎng)[1].她的名字，始終與我國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)的發(fā)展緊密相連.她的一生，坎坷而精彩，始終以一顆赤誠(chéng)之心展開科學(xué)研究與人才培養(yǎng).通過回顧謝希德的人生經(jīng)歷，有助于學(xué)生感受我國(guó)科學(xué)工作者不畏艱苦、求真務(wù)實(shí)、甘于奉獻(xiàn)的科學(xué)精神.

1 年少勤學(xué) 病痛與戰(zhàn)火中輾轉(zhuǎn)求學(xué)

1921年春，一位推動(dòng)中國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)事業(yè)及物理學(xué)科教育事業(yè)發(fā)展的偉大科學(xué)家——謝希德，在泉州市蚶江鎮(zhèn)赤湖鄉(xiāng)這座文化古城中悄然出生.年幼的謝希德勤奮好學(xué)，各科課程都在班上名列前茅，但是體質(zhì)較弱，常常因病請(qǐng)假.病假并未讓刻苦的謝希德落下學(xué)習(xí)，她以自己勤奮認(rèn)真的態(tài)度，攻克了疾病帶來的困難.

隨著盧溝橋事件爆發(fā)，當(dāng)時(shí)就讀在高三年級(jí)的謝希德開始了她戰(zhàn)火紛飛、輾轉(zhuǎn)不定的學(xué)習(xí)生涯.伴隨著病魔的折磨與戰(zhàn)亂的紛擾，謝希德的求學(xué)生涯是曲折坎坷的.她在1938年考取湖南大學(xué)不久后，便患上了骨關(guān)節(jié)病變，不得不休學(xué)在家.但病魔的折磨并未打消謝希德的求學(xué)意志，她在病床上堅(jiān)持閱讀學(xué)習(xí)，背單詞、學(xué)英語，奠定了自身的英語基礎(chǔ).這次病好后，她再次參加高考，考入浙大，但還沒來得及入學(xué)，便隨父親轉(zhuǎn)往廈門，后又在第三次高考中考入廈門大學(xué).期間由于疾病的后患，行動(dòng)不便，4年的疾病折磨與3次的高考考驗(yàn)并沒有阻擋謝希德不斷學(xué)習(xí)的腳步，她終在1946年秋從廈門大學(xué)的數(shù)理系畢業(yè)[2].

此后，內(nèi)戰(zhàn)的紛爭(zhēng)籠罩華夏大地，當(dāng)時(shí)的謝希德苦于報(bào)國(guó)無門，為了有所作為，她選擇了暫時(shí)出國(guó)學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)知識(shí)，為報(bào)國(guó)作好準(zhǔn)備.謝希德憑借著自身的努力，攻讀下史密斯文理學(xué)院的碩士學(xué)位以及麻省理工學(xué)院的博士學(xué)位，為今后的科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

2 赤子之心 紛亂與貧苦中毅然歸國(guó)

新中國(guó)成立之初，國(guó)內(nèi)的物質(zhì)生活條件與科學(xué)研究條件并不如國(guó)外優(yōu)越，但在異鄉(xiāng)的謝希德懷揣著一顆報(bào)國(guó)之心，渴望回歸到祖國(guó)的懷抱當(dāng)中.當(dāng)時(shí)，考慮到國(guó)內(nèi)條件艱苦，謝希德的父親希望她可以留在條件更為優(yōu)厚的國(guó)外，但謝希德報(bào)國(guó)之心堅(jiān)定，她在自述中寫道：“在迎接祖國(guó)新生的歲月里，自己出國(guó)求學(xué)，沒有為革命做什么工作，現(xiàn)在祖國(guó)需要大批建設(shè)人才，我卻留在國(guó)外，實(shí)在說不過去，回國(guó)參加社會(huì)主義建設(shè)，責(zé)無旁貸，不能再等了[3].” 目標(biāo)意志堅(jiān)定的謝希德渴望將國(guó)外所學(xué)回報(bào)于祖國(guó)母親，甚至因此與父親產(chǎn)生了終生的嫌隙.

但歸國(guó)的道路并不如想象中的輕松，恰逢朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，杜魯門政府禁止美國(guó)理工科的中國(guó)留學(xué)生歸國(guó).謝希德在李約瑟的幫助下，通過借道英國(guó)的方式，才艱難地回到中國(guó).歷經(jīng)險(xiǎn)阻，輾轉(zhuǎn)歸國(guó)的謝希德已不再是當(dāng)年那個(gè)懷揣著迷茫與不安的留學(xué)青年，而是目標(biāo)明確，眼神堅(jiān)定，學(xué)富五車的科學(xué)工作者[4].

3 拳拳之心 教育與科研齊頭并進(jìn)

歸國(guó)后的謝希德眼看祖國(guó)大地，心中激情澎湃，她提到：“經(jīng)歷了不少曲折，耗費(fèi)了許多精力，回國(guó)的目的總算達(dá)到，心中有說不出的高興[3].”此后，謝希德便開始在半導(dǎo)體技術(shù)以及表面物理領(lǐng)域白手起家，為我國(guó)這個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展和人才培養(yǎng)作出了卓越的貢獻(xiàn).

學(xué)成歸國(guó)的謝希德發(fā)現(xiàn)國(guó)家急需大批專業(yè)技術(shù)人才，深感為祖國(guó)培養(yǎng)人才的重要性，于是積極地投身到人才培養(yǎng)的工作中.進(jìn)入復(fù)旦大學(xué)擔(dān)任講師，其先后開設(shè)了普通物理的光學(xué)、力學(xué)、理論力學(xué)、量子力學(xué)、固體力學(xué)等七八門課程，為復(fù)旦物理系的學(xué)科起到了奠基作用.在教學(xué)的過程中，她自編教材講義為學(xué)生授課，培養(yǎng)了一大批專業(yè)人才.在1958年，與黃昆教授合作，出版了一部在當(dāng)時(shí)國(guó)際上可稱為權(quán)威的專著，亦是我國(guó)第一部全面論述半導(dǎo)體的科學(xué)論著——《半導(dǎo)體物理》[5].

在培育人才之余，謝希德不忘工作在科研一線，在1954年與方俊鑫等同志負(fù)責(zé)籌建了復(fù)旦大學(xué)物理系固體物理教研室，并帶領(lǐng)教研室的教師們積極開展教學(xué)和科研工作，成為了我國(guó)固體物理研究的拓荒者之一.在謝希德?lián)涡ｉL(zhǎng)之后，為了兼顧校務(wù)工作和科研安排，常常工作到深夜12點(diǎn)，又在次日的清晨6點(diǎn)醒來.為了不讓自己睡過，她的房間總是放著多個(gè)鬧鐘.正是謝希德這種艱苦奮斗的精神，讓她在兼顧校務(wù)工作之余，始終站在科學(xué)研究的前哨[6].謝希德在固體能譜、表面物理的研究領(lǐng)域都獲得卓越的成果，獲得國(guó)家教委科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)[7].圖1為謝希德作表面物理學(xué)術(shù)報(bào)告的照片.

圖1 謝希德正在作表面物理學(xué)術(shù)報(bào)告

4 謝希德先生事跡在中學(xué)物理教學(xué)中的啟示

謝希德先生的人生經(jīng)歷展現(xiàn)著我國(guó)科學(xué)工作者熠熠生輝的優(yōu)秀品質(zhì)，我國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)的發(fā)展繞不開謝希德這位偉大科學(xué)家的名字.教師在課堂教學(xué)的過程中，讓學(xué)生了解科學(xué)家的生平，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、情感態(tài)度與價(jià)值觀.

4.1 不畏艱苦 勇戰(zhàn)病魔

謝希德的一生宛如一名戰(zhàn)士，始終在與病魔斗爭(zhēng).從年幼時(shí)虛弱的體質(zhì)，到患上骨關(guān)節(jié)結(jié)核，再到后來患上癌癥，謝希德始終沒有向病痛折服，每一次都在病痛中堅(jiān)持學(xué)習(xí)或工作，用自己強(qiáng)大的意志擊倒病痛.即便在文革后，謝希德飽受癌癥的折磨，養(yǎng)病中的她依舊從早晨伏案工作至深夜——夜以繼日地閱讀文獻(xiàn)資料，循循善誘地指導(dǎo)研究生學(xué)習(xí)，一絲不茍地解答來訪者的疑難問題.有一次，謝希德不顧自身疲憊，在病痛中為承擔(dān)軍工科研任務(wù)的陳仁溪先生翻譯所需的論文，協(xié)助國(guó)家的科研任務(wù)得以順利完成[6].謝希德即便身患病疾，仍努力留下了豐厚的科學(xué)及教育成果.

物理學(xué)習(xí)及科學(xué)研究中不可避免的就是各種挫折和困難，需要依靠意志力克服這些困難，教師在分享的過程中可以強(qiáng)調(diào)謝希德身上不畏困難，攻克難關(guān)的品質(zhì).

4.2 嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí) 求真的科學(xué)態(tài)度

“鐘，總是每秒每分，那么嚴(yán)密，那么準(zhǔn)確，激勵(lì)著我們養(yǎng)成良好的學(xué)風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.”謝希德以鐘喻人生，而在謝希德的工作中也展現(xiàn)著這種“鐘的精神”——對(duì)待實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)多次重復(fù)及規(guī)律尋找提出近似嚴(yán)苛的要求；對(duì)論文逐字逐句修改，找出其中文獻(xiàn)引用的錯(cuò)漏甚至小筆誤；審閱文章時(shí)，細(xì)心而嚴(yán)謹(jǐn)，當(dāng)原作者提出混淆“硅片”與“芯片”時(shí)，她甚至作出示意圖幫助作者辨別，將“指甲大小”這些帶有模糊歧義的地方修改為“一平方厘米見方”這樣的嚴(yán)謹(jǐn)表述[6].謝希德先生始終以這種嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)心的精神感染自己的學(xué)生，將這一嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家作風(fēng)傳承下去.

對(duì)日抗戰(zhàn)開始后，國(guó)民黨教育部提出了新的教育目標(biāo)，當(dāng)時(shí)的時(shí)局強(qiáng)調(diào)國(guó)家更需要大量“實(shí)用科學(xué)”的人才，以致許多畢業(yè)生為畢業(yè)之后的出路而爭(zhēng)相學(xué)習(xí)工科與經(jīng)濟(jì)學(xué)科.當(dāng)時(shí)的謝希德并沒有受到時(shí)局風(fēng)氣的影響，始終保持著對(duì)物理學(xué)科的熱愛與堅(jiān)守.此后幾十年間，始終堅(jiān)守在物理科研與物理教育的工作中，不忘初心，為祖國(guó)奉獻(xiàn)出自己的一生.

細(xì)致、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、求真務(wù)實(shí)這些在謝希德身上展現(xiàn)的品質(zhì)是物理學(xué)習(xí)及科學(xué)研究過程中必不可少的重要品質(zhì)，教師在分享的過程中可以有意地向?qū)W生滲透這些重要的科學(xué)品質(zhì).

4.3 矢志不渝 報(bào)效祖國(guó)

謝希德歸國(guó)的時(shí)期正是祖國(guó)需要發(fā)展壯大而國(guó)家的科教事業(yè)又相對(duì)貧瘠的時(shí)期.謝希德本可留在國(guó)外，選擇一條工作輕松而生活富足的路，但她卻在學(xué)成后不顧家人反對(duì)和時(shí)局混亂，歷經(jīng)艱險(xiǎn)，毅然歸國(guó)，為祖國(guó)發(fā)展科學(xué)，培育人才.后來，“文革”爆發(fā)，謝希德受到政治運(yùn)動(dòng)的沖擊而不得不中止了手頭的科學(xué)研究.直到1972年，她才可以重新投入到科研工作中.期間她飽受艱苦，卻始終不忘周恩來總理視察北京大學(xué)半導(dǎo)體工廠時(shí)提到的：“不重視基礎(chǔ)科學(xué)的理論研究，我們要吃大虧，犯大錯(cuò)誤.”這段往事激勵(lì)著謝希德，讓她度過那段如同浩劫般的時(shí)光，也激勵(lì)著她努力追回逝去的十年時(shí)光，夜以繼日地為我國(guó)發(fā)展科學(xué)研究以及培育科學(xué)人才.她的一生，為祖國(guó)的科教事業(yè)作出了卓越的貢獻(xiàn).她矢志不渝、報(bào)效祖國(guó)的優(yōu)秀品質(zhì)永遠(yuǎn)值得我們學(xué)習(xí)和懷念，并將激勵(lì)當(dāng)代青年為中華民族的偉大復(fù)興而努力奮斗.

通過分享謝希德在國(guó)家危難時(shí)毅然歸國(guó)、國(guó)家困難時(shí)積極報(bào)國(guó)的事跡，可以在物理教學(xué)的過程中滲透思想教育，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷.

4.4 與中學(xué)物理教學(xué)的結(jié)合

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中提出要讓學(xué)生了解材料科學(xué)的有關(guān)知識(shí)及應(yīng)用，其中一個(gè)例子便是半導(dǎo)體，《課標(biāo)》還要求學(xué)生認(rèn)識(shí)常用傳感器的基本原理和簡(jiǎn)單的控制電路，半導(dǎo)體是可以制成傳感器的材料之一[8].在人教版和粵教版選擇性必修二的教材中“傳感器”部分以及選擇性必修三“固體”部分的教學(xué)都涉及有相關(guān)的內(nèi)容[9,10].此外，粵教版選擇性必修三第二章第6節(jié)中，其中一部分便詳細(xì)地介紹了半導(dǎo)體材料的相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用[11].在教師教授以上這些內(nèi)容的時(shí)候，可以將其作為課堂的素材之一，為學(xué)生分享中國(guó)科學(xué)家的精神品質(zhì)和科學(xué)貢獻(xiàn)，亦可以將謝希德的人生經(jīng)歷作為課后閱讀材料給予學(xué)生，還可以讓學(xué)生在課后進(jìn)行檢索，了解中國(guó)科學(xué)家的相關(guān)事跡.