歐陽鐘燦院士的科研人生

2024年7月14日，《知識(shí)就是力量》雜志社社長、主編郭晶博士，邀請中國科學(xué)院院士、理論物理學(xué)家歐陽鐘燦，做客“科學(xué)教育大家談”。歐陽鐘燦院士不僅是清華大學(xué)第一位理學(xué)博士，也是中國建立首個(gè)博士后科研流動(dòng)站的研究人員，是中國博士后群體中成長起來的第一位院士，第一位華人物理協(xié)會(huì)亞洲杰出成就獎(jiǎng)獲得者。歐陽鐘燦院士分享了自己的人生經(jīng)歷，也對青少年興趣培養(yǎng)、科學(xué)教育提出了自己的觀點(diǎn)。小編據(jù)此整理成文，以饗讀友。

“喜歡從未知的現(xiàn)象中找到答案的過程”

猜謎和讀書這兩個(gè)愛好，始終陪伴著歐陽鐘燦。

“就比如說以‘鑿壁偷光’為謎題，打3個(gè)古人的名字”，歐陽鐘燦娓娓道來，“其中一個(gè)是諸葛孔明，因?yàn)殍彵谕倒猓浮住土粒黄渌麅蓚€(gè)就是《水滸傳》里的孔明和孔亮兩兄弟。”

歐陽鐘燦認(rèn)為讀書不僅能增長知識(shí)，對思維的發(fā)展也很有幫助。“1979年，《知識(shí)就是力量》雜志發(fā)表了茅以升撰寫的《沒有不能造的橋》。從文中這座橋可以聯(lián)想到，魯班造橋的典故、清朝時(shí)建的瀘定橋、位于河南省鄭州市的中國‘黃河第一鐵路橋’、位于甘肅省蘭州市的中山橋……主動(dòng)將概念聯(lián)系起來，發(fā)散思維”。

“機(jī)遇總會(huì)留給有準(zhǔn)備的人”

在18歲時(shí)，歐陽鐘燦以優(yōu)異的成績考取了清華大學(xué)自動(dòng)控制系。1968年，歐陽鐘燦從清華大學(xué)畢業(yè)，被分配到蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠廠。

那段日子里，他總?cè)D書館“做苦力”。當(dāng)宿舍里其他人在打牌時(shí)，他主動(dòng)到更為安靜的上鋪?zhàn)。耙驗(yàn)楫?dāng)時(shí)太愛好讀書，所以總是想方設(shè)法獲取讀書機(jī)會(huì)。”生活的艱辛在歐陽鐘燦的眼里格外值得珍惜。在工廠勞動(dòng)鍛煉期間，歐陽鐘燦自學(xué)了自己感興趣的《量子力學(xué)》和《廣義相對論》。

“科學(xué)研究需要機(jī)遇也需要信心”

在選擇研究方向時(shí)，歐陽鐘燦毅然決然地選擇了理論物理方向，師從謝毓章教授，研究液晶顯示。

液晶顯示“土博士”

作紅細(xì)胞“新研究”

歐陽鐘燦認(rèn)為，搞科研要特別注意“新”。于是，他的博士論文以研究液晶非線性光學(xué)這個(gè)難題為目標(biāo)，完全依靠筆和紙進(jìn)行推導(dǎo)，最終成功解答了這一難題，并憑借這一突破性成果被授予清華大學(xué)第一個(gè)理學(xué)博士學(xué)位。

在清華大學(xué)工作一段時(shí)間后，歐陽鐘燦成功進(jìn)入中國科學(xué)院理論物理研究所，成為我國博士后制度設(shè)立后的首批入站研究人員。

后來，歐陽鐘燦申請了德國柏林自由大學(xué)發(fā)明液晶顯示的赫爾弗雷奇（Helfrich）教授作為合作導(dǎo)師，但到德國才發(fā)現(xiàn)，赫爾弗雷奇教授已經(jīng)由液晶顯示轉(zhuǎn)向了液晶生物膜研究。當(dāng)時(shí)，很多人都勸歐陽鐘燦繼續(xù)做液晶顯示，但是他卻認(rèn)為“機(jī)會(huì)來了”。

看似不相關(guān)的轉(zhuǎn)向

大約300年前，人們就通過光學(xué)顯微鏡發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞是雙凹碟形，但它為什么是這個(gè)形狀，沒有人知道。

于是，歐陽鐘燦跟隨赫爾弗雷奇教授，轉(zhuǎn)而研究生物膜理論。“老師是應(yīng)用物理學(xué)家，他能想到紅細(xì)胞的膜是液晶的膜，可是不能推出為什么是雙凹蝶形。”

歐陽鐘燦將自學(xué)的理論物理知識(shí)運(yùn)用其中，最終和赫爾弗雷奇教授共同推導(dǎo)出描述細(xì)胞復(fù)雜形狀的普遍曲面方程，并求出了紅細(xì)胞雙凹蝶形狀的解析，這項(xiàng)成果也被學(xué)界命名為“鐘燦-赫爾弗雷奇方程”。

“所以我始終覺得機(jī)會(huì)和選擇很重要，機(jī)會(huì)總是留給有準(zhǔn)備的人”。

抓住信息社會(huì)的“牛鼻子”

在未來，液晶會(huì)不會(huì)被取代？歐陽鐘燦認(rèn)為不會(huì)。相比于近幾年興起的OLED（Organic Light-Emitting Diode），液晶顯示技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，性質(zhì)狀態(tài)已經(jīng)穩(wěn)定，并且不會(huì)因溫度變化而無法顯示。

“我們國家這幾年顯示技術(shù)的發(fā)展，真正抓住了信息社會(huì)的‘牛鼻子’。歐陽鐘燦信心滿滿地表示。在博物館，隨處可見液晶顯示屏，“我們研制的液晶顯示屏也在接觸數(shù)字化，下一個(gè)時(shí)代是屬于新質(zhì)生產(chǎn)力的時(shí)代”。

知識(shí)鏈接

“液晶”的小故事

1888年，奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（Friedrich Reinitzer）發(fā)現(xiàn)，有一種白色粉末，剛對其加熱時(shí)，呈不透明、渾濁液體態(tài)，但在繼續(xù)加熱后，就變成了透明的液體。為了探究成因，萊尼茨爾把這種物質(zhì)寄給德國的物理學(xué)家萊曼（Otto Lehmann）。萊曼通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光透過這種物質(zhì)時(shí)，呈現(xiàn)出了只有一般晶體才有的特性，它對光來說就是晶體，但是它同時(shí)具有液體的流動(dòng)狀態(tài)，所以，萊曼將這種物質(zhì)定義為液晶。