1982年11月8日，汤定元（左一）在德国马普学会欢迎会上与德国科学家交流

1951年春，芝加哥大学物理系中国同学在郊外聚餐欢送汤定元（左一）回国

1950年，汤定元在房间里钻研晶体结构

　　他当年撕碎美国名校硕士文凭回国，成为我国半导体学科创始人之一；他写下“三封信”力挽狂澜，成为中国红外物理和技术奠基者；他87岁还在写光电科普书……

　　据《新闻晚报》报道，汤定元语速缓慢，开口前总会先认真地想上一想，“我反应慢，别人讲的话我常常不能马上理解，我自己讲话后又常惶恐有哪里说得不对，所以不大敢讲话。 ”

　　可正是这个谦恭和蔼的老人，年轻时曾冲冠一怒，撕碎海外名校的硕士文凭，成为新中国成立后在美留学生中第一批回国的11人之一；又是这个不善言辞的物理学家，曾慷慨激昂接连上书“三封信”轰动学界，为中国红外研究力挽狂澜，中国“上天入地”的尖端技术，有着他不可磨灭的功绩。

　　他是我国半导体学科创始人之一，也是我国红外物理和技术的奠基者。 92岁的他现在只有一个遗憾，他一直想写本关于光和电的科普书，已经写了12万字，却随着年事已高等原因，终究没有坚持下去。可他仍想大声疾呼，“中国科普真的需要人推进。 ”

　　汤定元，固体物理学家，曾任中国科学院上海技术物理研究所所长、研究员，中国半导体学科和红外学科创始人之一，为我国物理学的发展和国家科学技术、国防科学技术的创新作出了重要贡献。

　　他研究发现了金属铈的高压相变起源于原子半径的突然收缩；首创了国际上高压物理研究的重要仪器――金刚石高压容器；在我国开创了窄禁带半导体分支学科；参加和指导研制了硅太阳能电池、高能粒子探测器等多种光电器件；研制了硫化铅、锑化铟、锗掺汞、碲镉汞等各种红外探测器的材料和器件；在把半导体红外器件成功地应用于中国空间探测方面有开拓性贡献。

　　1台收音机触发数十年科研兴趣 兴趣是求知的原动力

　　“要玩！小孩子一定要玩，别逼着他们去学这学那的。通过玩耍培养出的兴趣，很有可能成为以后的发展方向。 ”

　　这位著名的物理学家之所以有今天的成就，最初的触发点是一台收音机。

　　汤定元初中毕业第二天，在朋友家中看到了一台稀罕的矿石收音机，戴上耳机一听，传来电台的播音声，他当时就震惊了，“这怎么会发出声音呢？ ”他不管三七二十一打开看看，内部结构很简单，里面没什么东西。可越是这样，汤定元就越是想弄懂它的原理。

　　于是，他大着胆子，擅自把父亲给他用作报考苏州工业职业学校的路费省下来，买了矿石收音机的零部件带回家，凭着记忆很快就把矿石收音机装好了，居然成功地收听到了广播电台。

　　兴奋的汤定元决定弄懂它的原理，在考取免费的无锡师范学校后，一头扎进图书馆，寻找有关无线电方面的书籍。

　　当时在中国，无线电还是一门新兴的技术，在几种报纸上有定期的无线电副刊，他从报纸杂志上收集介绍矿石收音机的文章，抄了好多本，还是没有弄懂。这让他的急迫感与日俱增。

　　到了二年级暑假，另一样引起他浓厚兴趣的东西出现了。

　　汤定元从学校图书馆借回来一本萨本栋编的大学教本《普通物理学》，开头讲的都是关于力学的知识，他仿佛被带进了一个五彩缤纷的力学世界，“当时我看得简直入了迷，从此对物理产生了兴趣”。

　　比如，书中讲力的合成，在流动的河中，乘小船到对岸渡口，不能正对着渡口方向行驶，必须斜向渡口上游方向航行，才能顺利抵达。汤定元居住的小村庄东头就有一个渡口，他多次在那里坐过渡船，发现船夫靠岸时确实是这样操作的。结合到日常生活中的许多事例，他逐渐地理解了书中讲到的物理学常识和原理。

　　正是这自然萌生的好奇、与自行探索的乐趣，使兴趣的种子萌芽、生长，最终枝繁叶茂，硕果累累。

　　“兴趣是学习的动力，有了兴趣才会自觉去学习。 ”汤定元解释。而当他在科研领域有所建树后，又以同样的热情投身科普，以一篇篇妙趣横生、深入浅出的科普小文，唤起民众对科学的兴趣和求知欲。

　　他认同这样的观点――我们常见刚会讲话的小孩话特别多，总要问这是什么、那是什么、为什么？对于牙牙学语的小孩子来说，他们遇到的许多东西都是新鲜的，他们就在这些喋喋不休的提问中揣摩实践，学到知识。也正是有了兴趣，才有动力自己去探究、摸索，哪怕是艰深如物理学，只要兴趣初衷不改，一样能甘之如饴。尤其在当今高科技迅猛发展的时代，新鲜事物层出不穷。对这些新鲜事物怀有强烈的兴趣，就是人们求知的原动力。

    1把尺奠定“科学实用主义” 别光论证，得动手做

　　熟悉汤定元的人都知道，“格物致知、学以致用”是他科研的指导思想。

　　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，并进入芝加哥大学金属研究所兼任研究助理。

　　这段时间，他在高压物理研究室的负责人劳森教授指导下进行关于固体高压相变的研究。在短短的两年时间里，做出了出色的研究成果：证实了金属铈的高压相变起源于原子外部的电子被压入内部状态，这是一种新颖的相变，并证明高压相正是诺贝尔奖金获得者鲍林先生（L.Pauling）的金属原子半径理论所要寻找的相。这项成果当年就发表在美国《物理评论》上，两位诺贝尔奖获得者给予了高度评价。

　　此外，他还和劳森教授一起，在全世界范围内首先研制成能获得3万大气压压强的金刚石高压容器，开创了高压下固体光学性质的研究。它目前在光学研究中有多种用途，已发展成高压物理研究中最重要的基本手段之一。

　　在芝加哥大学学习时，一个细节引起了他的注意。在当时中国大学的物理系，通常做习题和考试都注重论证，不太重视实用型的数值计算，所以一般物理系的学生都没有计算尺。而他在芝大参加预备考试时，考题倒不算难，但大多数题目都要作数值计算，他对计算尺的使用不熟练，在考试中吃了大亏。这更让他体验到当时中美两国大学教育之间的明显差别，而美国教育中注重实用的教学精神让他秉承至今。

　　当他回国后测量了锗的光电导光谱并发表论文，当时的吴有训副院长在一次与年轻人谈及科学方法时说，最好的研究工作应当是能用比较简单的实验去说明重要的问题，而汤定元的这一工作就可以算属于这一类型。

　　“中国人做科研，理论的东西讲得太多，实践的却不多，做习题也都是理论上的论证，实用性不强。这种习惯是不容易改的，要从小培养实用主义的精神，动手去做，注重结果，这才是最重要的！ ”汤定元表示。

　　此外，芝加哥大学物理系十分重视学术讨论会的传统也深深地影响着他。后来，当汤定元在北京任中国科学院应用物理研究所副研究员时，在所里负责20位大学毕业生的工作和学习，就常利用讨论班的形式提高这些同志的业务水平。

　　1950年6月，他获得美国芝加哥大学物理学硕士学位，在固体物理研究领域做出了卓越的贡献，所有的人都认为他前程似锦。可1年后的这个时候，他决定回国效力，成为新中国成立后，在美留学生中第一批回国的11人之一。

　　当听闻汤定元要回到“一穷二白”的中国，当时的美国移民局官员很吃惊：“美国不是很好吗？我知道，你们中国人都想赚美国人的钱。 ”

　　一向温和的汤定元被激怒了，大声告诉对方，“我就是来学科学的，既然已经学成，就应该回去报效祖国。 ”

　　为了让着力挽留的同学、好友明白自己的决心，临行前，他撕掉了芝加哥大学授予的硕士学位证书，“反正我不打算再来美国，留着这个也没有意义。”

　　后来，许多人不止一次地问汤定元，为什么当时那么坚定回来？不拿博士学位后悔吗？也有很多人问他，美国的科研条件比国内好得多，作为一个科学家，你怎么舍得放弃？

　　汤定元总是笑笑，“为什么我当时不应该回来呢？我去美国就是为了学习的，学完了不就应该马上回来报效祖国吗？我不是不想拿那个博士学位，可当时情况特殊，有更重要的选择。 ”

    1群年轻人坐在楼梯上开讨论会

　　要让年轻人学会自己拿着钥匙去开门，自由自在探索

　　上世纪五六十年代，当人们经过半导体研究所时，常能看到汤定元带着一大群年轻人坐在楼梯上开讨论会，这成了一道独特的风景线。

　　汤定元回国时，半导体的应用前景已很明朗，他在中科院选择了半导体物理作为自己的研究方向。 1956年下半年，汤定元在北京中科院应用物理研究所 （后改名为 “物理研究所”）半导体研究室进行锗的区域提纯的工作，并对锗光电导光谱分布作了测量研究，用表面复合速度定量地解释了锗光导光谱分布的形状，提出了研究表面复合速度的方法，并用实验证明表面复合在光电导过程中的重要作用。

　　为推动我国半导体研究的发展，他与同事一起召开 “全国半导体会议”，翻译出版专著，成立应用物理研究所半导体研究室，在北京大学开设半导体课程，在所里又负责20位大学毕业生的工作和学习。

　　汤定元一直认为，科研重在创新，创新则往往始于提问，“对人才的尊重绝不单单是待遇和奖励，更重要的是对各类意见的重视。”为此，在半导体研究所工作的那几年，他一直坚持主持专题讨论，群策群力，充分发挥助手们的聪明才智。那时第五研究室没有一间房间能够容纳那么多的听众，于是讨论会总是在走廊里的楼梯口举行，一级级阶梯就成了最好的座位，仿佛现在的阶梯会议室。碰到好天气，讨论会干脆就在阳台上举行。

　　“年轻人成长要有土壤，允许失败，让他们学会自己拿着钥匙去开门，自由自在地进行探索。只有在大批人才冒出来的情况下，才可能出非常大的成果。”

　　正是秉承着这样的人才观，汤定元培养了大批杰出的科研人才。他的学生、中科院上海技术物理研究所禇君浩院士曾言， “身教重于言教，他的治学态度和人格精神以及对于发展祖国科学事业的崇高精神境界，对我们学术后辈的成长影响深远。”

　　3封信引出一段学界佳话

　　红外研究从无到有，从衰到兴离不开他的倡议与呼吁

　　汤定元是我国半导体学科创始人之一，也是我国红外物理和技术的奠基者。在我国的红外研究领域，有一段由汤定元的三封信引出的佳话。

　　1958年，汤定元意识到当时我国需要研究的不仅仅是物理机制，还应该在应用上多做文章。于是，他直接写信给解放军总参谋部，建议红外研究领域应注重器件研制，例如红外探测器，可用于军事、国防等领域。这一建议得到了重视并马上付诸实践，国家正式下达了发展红外技术的科学研究任务。这是著名的“三封信”中的第一封。

　　从这一年起，汤定元领导的小组经过半年的艰苦努力，终于研制出性能优良的硫化铅红外探测器，同时建立起一套测试设备，这套测试系统成为以后国内建立红外探测器实验室的样板。

　　“大跃进”期间，各地的红外研究所纷纷上马，但三年困难时期很快到来，30多家研究所因经费等原因又纷纷下马，科学界一时众说纷纭。强烈的责任感驱使汤定元第二次提笔，写了一封信给聂荣臻元帅，指出红外研究大有发展前途，但不能一窝蜂，要聚散为整，集中全国的科研力量攻关。他又向国家科委负责人韩光作了详细汇报并应邀写了一篇介绍红外技术的文章，在《内参》上发表，引起了国家领导人的重视。这是“三封信”中的第二封。

　　1962年，由于他的倡议，红外技术与应用光学并列作为国家的科研发展重点；也是因为他的力促，中科院于1963年底召开了红外工作会议，并作出一个重要决定：把上海技术物理研究所与昆明物理研究所作为我国发展红外技术的专业研究所，中国的红外研究从此“柳暗花明又一村”。

　　1965年，由于一次实验爆炸造成人员伤亡，在当时轰动一时，给刚刚迈步的红外研究蒙上了一层阴影。此时，汤定元再次给聂荣臻元帅写信，言辞恳切地表明了他对红外研究的信心与决心。

　　这第三封信又一次得到了聂帅与党中央的支持与帮助。在一次北京召开的会议上，聂荣臻副总理明确点名红外雷达由上海技物所承担。

　　而我国的红外物理和技术的研究与应用，也随着汤定元的这三封信，及其团队背后的科研努力，从基础研究发展到空间应用等更广阔的领域。汤定元先后组织领导了硅太阳能电池、温差制冷器、热敏电阻红外探测器等的研制，它们被装备到军用、人造卫星、工业和科研设施上，以及用作航空航天遥感等多种红外系统中。

　　如今，汤定元的学生们已经接过导师的接力棒，将红外技术运用于以卫星为平台，探测来袭弹道导弹等空间危险目标的时间、空间与辐射的分布特性，提供早期预警信息；此外，也正是得益于汤定元的开创贡献，使我国气象卫星从第一代发展到现在，更使我国的多光谱通道探测技术从红外拓宽到紫外光等光谱波段。

　  87岁仍为科普著书立说

　　把科学成就告诉普通老百姓是科学家的责任

　　北京天坛建筑的声学现象举世闻名，而这其中的“秘密”，最初就是汤定元破解的。

　　1951年下半年，汤定元回国后到中国科学院应用物理研究所工作，接到的第一个任务,就是针对群众来信咨询，去“破解回音壁的秘密”。

　　天坛的建筑中共有三个奇特的声学现象——回音壁、三音石、圜丘。

　　比如，在从天坛南大门进来的第一个建筑“圜丘”是个青石建筑的圆形平台，四周都有石栏杆。由石柱与横梁组成。石柱之间的下部都有一块高约50厘米的光滑青石，台面不完全水平，中心略高。中心的那块大圆石叫做天心石。人站在天心石上讲话，听起来比平时更响。

　　汤定元猜想，就是由于这种栏杆的青石不完全垂直于台面的特殊结构，站在天心石上的人，从嘴里发出的声音向四周发射，碰到青石就会反射到台面，再反射到台中央，在人耳高度会合，因而声音特别响。

　　这样的解释似乎很合理，但怎么去证明呢？

　　最先想到的办法是用棉被把栏杆都盖起来，使它们不能再定向反射声音，但是50多米长的栏杆要用多少条棉被呀？正巧当时林子里有许多解放军正在搭建帐篷，他心想，用身体来挡住不是更好吗，而那位王营长也同意配合实验。

　　到了约定的日子，几百名士兵沿着石栏杆一字排开，正好把全部栏杆遮盖住。王营长大呼一声，声音果然小了点。几百名士兵沿着石栏杆席地而坐后，王营长再大喊一声，果然彻底没有声音了。这个问题就这样解决了。

　　问题证实了，还要写成科普文章。汤定元此前从来没写过这类文章，便老老实实地花了大半年学习修辞和写作，数易其稿，最终完成《天坛中几个建筑物的声学问题》，对北京天坛的回音壁、三音石、圜丘声学现象的形成机理提出了很有见地的科学假说，从科学上解释了400年来人们迷惑不解的天坛奇异声学问题。这篇文章发表在了《科学通报》上，激起了很大反响。

　　打那以后，科普工作成了汤定元科研事业中另一块重要领域。

　　“文革”结束后，汤定元组织编写了一本名为《红外技术——基础与应用》的科学普及读物，发行了近五万本。1985年，他参加红外辐射加热技术研讨会，了解到这一重要的节能技术在我国发展中所遇到的一些问题，就决定写一本名为《红外辐射加热技术》的科普读物，阐明辐射加热的基本原理。汤定元认为，直接从事这项工作的工人及技术人员，如能理解辐射加热的实质内容，就能发挥出主动性和创造性，就能为国家更有效地节约能源。

　　至今，汤定元撰写和编译出版的科技专著和科普书籍已达10本，印刷字数超过300万。

　　科普工作任务繁重，也没什么经济回报，可汤定元不在乎这些，“人家叫我写，我从来不推辞，知道有人通过我的文章搞懂了科学问题，我就特别高兴。 ”

　　直到耄耋之年，汤定元最热衷做的事，仍是给《上海青少年科技报》作科学顾问，还是上海徐汇区科技委员会讲学团的团员之一，说起经常给小朋友们讲科学，汤定元的脸上就漾满笑意。

　　在接受采访时，汤定元翻出一厚叠书稿，92岁的他有一个遗憾：“我早就想写本关于光和电的科普书，还找了一位合作者，希望把它写成一部经典的科普书。但不知为什么，却对自己的写作产生了怀疑，能写得好吗？会不会受读者欢迎呢？我越写越没信心，写到2007年，虽然已经写了12万字，还是决定放弃。这成为我此生的一个大遗憾。 ”

　　事实上，他对这本书的写作投入了极大的热忱，即便是85岁高龄胆囊开刀后，还在认真地写。但随着年事已高等多方面原因，终究没能再坚持下去。

　　白发苍苍的老科学家，一辈子把科普当作和科研工作同样重要的责任，原因只有一个：“我们国家的科普基础太薄弱，把科学成就告诉普通老百姓是科学家应尽的责任。 ”

　  大事年表

　　1920年出生

　　1938年被破格录取进中央大学物理系（现为南京大学）

　　1942年10月至1948年1月，任中央大学物理系助教，在国际第一流的刊物《PhysicalReview》上发表有关实验研究的论文，这在当时很少见

　　1948年至1950年5月赴美留学，和同事一起研制成能获得3万大气压的压强的金刚石高压容器，它目前在光学研究中有多种用途，已发展成高压物理研究中最重要的基本手段之一

　　1950年6月获美国芝加哥大学物理学硕士学位

　　1951年克服重重困难回国，进入中国科学院应用物理研究所任助理研究员，选择半导体物理作为研究方向

　　1958年国防部布置了解剖分析及仿制响尾蛇导弹的任务，汤定元接受了其中硫化铅探测器的试制任务，研制出硫化铅红外探测器，经过测量，性能优良。此年，他写信建议在红外研究领域注重器件研究，这是汤定元有名的“三封信”中的第一封

　　1960年物理所成立以研究红外探测器为主的第九研究室，汤定元任室主任。当时全国经济困难，研究工作的 “下马风”盛行，红外探测器的研制工作也纷纷下马。他写信指出：红外技术研究大有发展前途，不要让它中断，但不能搞 “一窝蜂”，要聚散为整，集中全国的科技力量进行攻关。这是“三封信”中的第二封

　　1965年写信表示希望能承担红外雷达研制任务，这是“三封信”中的第三封信。后受命与同事赴河南参加美制F-4B飞机上雷达残骸的分析工作

　　1968年9月至1970年12月，被打成“反动学术权威”

　　1971年参与的研究小组在国内首先研制成功单元锗掺汞红外探测器

　　1974年由上海技物所和1411所等单位发起，并由上海技物所具体承办的首届全国红外技术学术交流会在上海召开，并决定以后每两年召开一次，一直延续至今

　　1977年被评为上海市先进科技工作者。指导的“2元及20元线列锗掺汞红外探测器”获上海市科学大会重大成果奖；指导的“HgCdTe 8-14μm 单元光伏红外探测器”获中国科学院重大成果奖

　　1978年至1983年科研成果“硅太阳能电池的研制”获全国科学大会奖，成果“温差电材料及制冷器的研制”获1978年国家科委三等奖，兼任上海科技大学教授和技术物理系主任

　　1982年任上海技术物理研究所所长

　　1983年至1993年任第六、第七届全国政协常委，九三学社第七、第八届中央委员会委员

　　1986年指导和组织有关研究室研制成功我国第一个航天遥感用长波碲镉汞光导探测器

　　1995年与褚君浩等人合作的成果 “半导体表面二维电子气研究”获中国科学院自然科学二等奖

　　2002年获中国科学院优秀研究生导师奖。获香港何梁何利基金 “科学与技术进步奖”，所得奖金20万人民币如数捐献给母校金坛市华罗庚中学，设立奖学金。