“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，九三學社社員、中國科學院院士、中國科學院上海技術(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)于重慶中央大學物理系，1950年獲美國芝加哥大學物理系碩士學位。留美期間，他成績卓著，可毅然決定回國，成為新中國成立后，在美留學生中第一批回國的11人之一。臨行前，他撕掉了碩士學位證書，他后來說：“如果留在美國，是可能過著豪華的生活。但我們那個年代的人，愛國心都很強，一定要回國效力。”1951年起，湯定元先后在中國科學院物理所、半導體所和上海技術(shù)物理研究所工作，1991年當選為中國科學院學部委員（院士）。他是我國半導體學科創(chuàng)始人之一、紅外學科奠基者，帶領(lǐng)研制成功多種具有國際先進水平的紅外光電探測器，為我國“兩彈一星”等的研制作出了重要貢獻。（記者李苑）

　　2005年9月22日，《光明日報》曾刊發(fā)湯定元院士的署名文章《偶然中的必然》。 

　　今日重讀，以示紀念—— 

　　偶然中的必然 

　　作者：中國科學院資深院士湯定元  

　　初入研究領(lǐng)域的幸運兒 

　　我1948年秋進入芝加哥大學物理系學習，不久就在該校的金屬研究所高壓物理實驗室找到一個半時工作的研究助理的位置，在Lawson教授的指導下工作。 

　　我進入高壓實驗室的第一項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。接受這項工作后，我對設(shè)備做了一些小改動，對樣品進行了反復的測量研究，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16.5%。壓力下晶體結(jié)構(gòu)的變化導致體積變化是當時已知的科學事實，是容易理解的；然而，實驗卻發(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。 

　　實驗事實向傳統(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創(chuàng)新技術(shù)，但鈹?shù)臋C械強度不夠高，上述實驗已經(jīng)接近它的耐壓上限。要想得到更高的壓力，必須采用機械強度更高的材料。我們選擇了金剛石，但金剛石太硬，不可能在上面鉆孔。當時我們想出了一個巧妙的方法：用兩片大小相同的金剛石，在每片上硬磨出一個半圓形槽，合起來就是一個圓形孔道，用來放置活塞和樣品；另外再做一個小巧的施壓設(shè)備。我拿到這個小設(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年我離開高壓實驗室回國時，把這個設(shè)備移交給一位同事。1965年到1973年期間，這個金剛石高壓容器又有了三次重要改進，成為高壓物理研究中常用的重要儀器。我認為，初入研究領(lǐng)域的工作者能夠碰上一位高水平的導師，并在一個創(chuàng)新團隊里從事前沿研究，是很幸運的。 

　　偶然決定了我50年的研究方向 

　　在高壓實驗室取得衍射照片后，我必須去金相實驗室沖洗底片。這里有一位老教授，房間內(nèi)擺滿一書架的《物理評論》雜志。我在等待底片晾干時，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)于硅的電學性質(zhì)的文章，我把那本雜志帶到高壓實驗室。 

　　在我專心閱讀時，Lawson進來了。他看了看文章的題目后問我：“你對這個問題有興趣嗎？”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，對我說：“你有興趣就做硅在高壓下的電學性質(zhì)的研究，這實際上是我發(fā)明的”。 

　　想不到，這決定了我以后50年的研究方向。 

　　回國后,在認識到我國科技發(fā)展需要的不單是研究物理機制，還要研制有用的器件后，我決定轉(zhuǎn)向器件研制，準備研制紅外探測器。1958年初，我提出的建議獲得了有關(guān)部門的重視和采納，國家開始下達發(fā)展紅外技術(shù)的科研任務(wù)。1962年，我參加了國家科學發(fā)展遠景規(guī)劃的制定，紅外技術(shù)與應(yīng)用光學被并列作為國家的發(fā)展重點。 

　　我先后組織領(lǐng)導了硅太陽能電池、溫差制冷器、熱敏電阻紅外探測器等的研制，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，但效果肯定不會像現(xiàn)在這樣顯著。根據(jù)自己的經(jīng)歷，我認為，在科學比較落后的國家，派留學生到先進國家去學習，是一件很重要而且很有必要的事。因為在那里可以較快地學到先進的科學研究方法，可以較早地接觸前沿課題，抓住機遇。 

　　學習結(jié)束后開始工作時，最好的選擇是回到自己的祖國，因為那里是生你育你的土地，也最需要像你這樣的人才。 

　　特別是我們現(xiàn)在的中國，經(jīng)濟蒸蒸日上，正在實施科教興國戰(zhàn)略，亟需各類人才，從事科教工作不但會受到人們的尊敬，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。