19年煉成“魔法石”

南京大學閔乃本教授及其同事經過長達１９年的艱苦努力，終于以激光領域的杰出成就贏得２００６年國家自然科學一等獎。這是自１９９９年改革科技獎勵制度以來高校首次獨立獲獎。

　　紅光，綠光，藍光，三種顏色的激光同時閃爍。南京大學科技館４樓的一間實驗室，中國科學院院士閔乃本及其同事利用一種神奇的“魔法石”——介電體超晶格，在一臺激光器上同時得到紅綠藍三種顏色的激光，而一臺固體激光器通常只能出現一種顏色的激光。
　　“這是激光投影顯示的重要目標，”著名物理學家、澳大利亞科學院院士基沙（Ｙｕｒｉ Ｋｉｖｓｈａｒ）等人在《光學進展》叢刊上如是評論。
　?。玻埃埃纺辏苍拢玻?日，國家科學技術獎勵大會在北京舉行，南京大學閔乃本教授等研究人員憑借“介電體超晶格材料的設計、制備、性能和應用”，獲得２００６年度國家自然科學一等獎。該獎項的獎金只有９萬元，但這是中國基礎研究的最高榮譽，堪稱是中國版的諾貝爾獎，以往的獲獎者包括華羅庚、李四光、梁思成等大師。由于評審時堅持國際標準，該獎項經?？杖?。自１９９９年中國改革科技獎勵制度以來，這還是高校首次獨立獲獎。

閔乃本（中）和年輕的學生們在一起。李虎軍／攝

閔乃本其人
　?。保梗福茨?，閔乃本從美國猶他大學訪問歸來。
　　“這一年，中國發生了兩件大事，一是中央決定建立國家自然科學基金會，二是原國家計委決定建立國家重點實驗室”，閔乃本說，“這兩件事激勵了我，使我感到有可能去實現我們的科學設想?！?BR>　　此前，中國高校的科研條件非常簡陋，即使身處南京大學這樣的名校，閔乃本和同事們也只能用教學儀器來搞科研。
　　那兩件大事的發生，以及接著開展的８６３計劃、攀登計劃、９７３計劃等，使他們告別“小米加步槍”的日子。閔乃本所在的南京大學固體微結構物理實驗室是首批國家重點實驗室之一，得到８００多萬元建設經費，陸續購置了一些先進的科學儀器。
　　儀器和經費固然不可或缺，但科學研究最為關鍵的還是有沒有人，有沒有學術思想。
　　當時，閔乃本已在南京大學度過近３０年科學生涯，成為一名學術中堅。１９５５年，出生于江蘇如皋的青年閔乃本考取南京大學物理系。本科畢業后，他在中科院院士馮端的指導下進入晶體缺陷領域?！拔母铩逼陂g，中國的教育和科研陷入停頓。閔乃本于１９７２年接到某科研單位的任務，才有機會從勞動工地返回實驗室。１９８２年，他出版４０余萬字的專著《晶體生長的物理基礎》。南京大學副校長、物理系教授張榮說：“這本書影響了一代人，我自己也讀過?！?BR>　　美國斯坦福大學文理學院副院長費耶爾（Ｍａｒｔｉｎ Ｆｅｊｅｒ）也是閔乃本的讀者之一。１９８０年代初，費耶爾還是博士生時，就讀過閔乃本他們發表在國際雜志上的論文。馮端帶領閔乃本等研究人員制備出聚片多疇晶體，率先驗證了諾貝爾獎得主布倫伯根（Ｎｉｃｏｌａａｓ Ｂｌｏｅｍｂｅｒｇｅｎ）１９６２年提出的準相位匹配理論。
　　閔乃本后來的興趣主要放在了介電體超晶格，他決定全力研究其物理規律和可能應用。通過人為地設計和調控（透明而不導電的）介電材料的微觀結構，可以制備出全新的光電功能材料。
　　此時，閔乃本已經年約５０歲。他決定組建一個團隊，邊培養學生邊開展工作。
大師和他的團隊
　　首先加入團隊的是朱永元和祝世寧。他們的經歷非常相似：“老三屆”畢業生，下過鄉，做過工人，“文革”結束參加高考時已年近３０。
　　隨后又有陸亞林、陸延青等年輕學子陸續加入。目前在美國科羅拉多大學泉城分校任教的陸亞林說，他從浙江大學材料系獲得工學碩士之前，想成為物理學家。這簡直是一個１８０度大轉彎，他需要通過那些完全陌生的物理課程考試。他給閔乃本教授去信，但并未奢望得到回復。閔教授卻很快回了一封兩頁紙的信，信中充滿鼓勵，并列出了書單和自學建議。１９８８年，陸亞林開始在閔乃本指導下攻讀物理學博士。
　　招收陸亞林這樣的工科學生，乃是閔乃本的深謀遠慮。他說：“我們開始做的是純基礎研究，后來很可能發展到應用，所以不僅在物理系學生中招研究生，還有博士后，而且在工學院也招?！?BR>　　在這個大家庭式的團隊中，有一位令人尊敬的女性：閔乃本的妻子葛傳珍。葛傳珍現在是物理系的退休教授，曾與閔乃本共事多年，研究領域是缺陷物理。閔乃本的事業重新起步后，她還是丈夫的得力助手，與研究組其他成員相處融洽。
　　閔乃本是團隊的學術領導人，但并不專制，弟子們畢業后如果留下來成為合作者，“做出來的工作首先屬于他們自己，論文署名時是第一作者或通訊作者，這樣才會形成一個和諧集體”。
　　研究組成員都在國外有名的實驗室工作過，而且很多人又回到大家庭。祝世寧很坦率：“我的年齡偏大，出去也只是為了增長見識，回到家里還可以做更好的事情?！蹦陜H３５歲的材料系教授陸延青是５位獲獎人中最年輕的一位。他從２０００年起將興趣轉向應用工程技術領域，到美國呆了五六年，在光電子行業的高技術公司做過產品開發，甚至是生產管理。在閔乃本的一聲召喚下，他這個“在外放飛的風箏”飛回了南京大學。

漫漫研究路
　　從１９８６年開始，這個研究組開始了近２０年的漫長征程。閔乃本說：“做科學工作等于自討苦吃，他們都是沒有假期，沒有周末，包括我以前也是，一有時間就想到科研?！弊Ｊ缹幘驮照沟刈鰧嶒?，累得在激光器旁入睡，在學生中傳為美談。
　　前幾年，他們這個研究領域的應用前景并不明顯，在國際上處于冷門。在閔乃本看來，“一個真正的科學家要耐得住寂寞，１０年、２０年靜下心來，不能心急，不能以功利為目的，而功利只是一個水到渠成的事情?！?BR>　?。保梗梗澳?，朱永元等提出多重準位相匹配理論，預言在一塊準周期的介電體超晶格材料里面可以出現多種波長，即多種顏色的激光。論文在國際雜志上發表后，幾乎沒有引起什么反響。研究團隊開始心里不是滋味。但后來想通了，一個理論要得到別人承認，沒有實驗的驗證不行。他們決心轉去制備準周期超晶格。
　　但接下來的路非常艱難。當時他們使用的生長條紋方法，只能制備周期超晶格而不能制備準周期超晶格。兩年多的求索，始終不得要領。閔乃本稱這是研究過程中最難的難關，“得不到要領的過程非常痛苦”。
　?。保梗梗材甑囊惶?，正在香港中文大學訪問的閔乃本偶然翻到《應用物理快報》上面日本科學家的一篇論文，介紹如何將半導體的平面工藝應用到光波導周期結構制備。他心里一動：以前怎么沒想到將這個工藝“搬”過來呢？ 
　　三年后，研究組在半導體平面工藝的基礎上加以改進，成功制備出準周期超晶格。同年夏天，閔乃本去日本參加一個學術會議，報告研究進展。斯坦福大學的拜爾（Ｒｏｂｅｒｔ Ｂｙｅｒ）和費耶爾對此很感興趣，特地邀請他一同進餐。事后，閔乃本馬上找來祝世寧：“只能給你兩年時間了！”他擔心被兩位斯坦福教授搶了先。
　　研究組果然不辱使命，于１９９７年實現了兩種波長（即兩種顏色）激光的同時輸出，多重準位相匹配理論得以驗證?！爱敃r輸出的激光非常微弱，像鬼火一樣，但我們非常興奮?！弊Ｊ缹幷f。

多付出５０％以上
　　研究論文被美國《科學》雜志接受時，祝世寧正在美國賓州州立大學做訪問學者。該雜志編輯曾問他，要不要署上賓州州立大學的地址。他回答說不需要，因為研究工作全部是在南京大學完成的。
　　論文發表后，這一領域逐漸成為熱門。研究組并沒有就此停步，非線性光學專家王慧田和全固態激光技術專家何京良等也加入了研究。２００５年，他們研制成功全固態超晶格三基色激光器，在一臺激光器上同時得到紅綠藍三種顏色的激光。研究組的成果在光電子、聲電子、量子信息學等領域都可能會有重要應用。
　　“如果是在技術非常發達的國家，我們做到１９９７年，接力棒就可以傳給工業界了。一個團隊不能包打天下，應該合理接力，接力過程短比較好”，閔乃本說，“但我們是發展中國家，再往前走個十年八年，演示出全固態三基色激光器，這樣更能引起工業界的關注。發達國家那些名校（的科學家）容易引人注目，中國科學家要取得同樣的學術地位，大概要多付出５０％以上?！?BR>　　研究組的工作已經得到國際同行認可。澳大利亞國立大學基沙教授說，他從未見過閔乃本及其同事，卻熟知這個研究組的先驅性工作?；吃冢玻埃埃的甓取豆鈱W進展》叢刊撰寫評述文章時，多處引用閔乃本他們的研究。斯坦福大學費耶爾教授曾數次與閔乃本進行學術討論。他說：“閔教授和他的同事在這個領域做出了許多開創性的貢獻?！?BR>　　國家自然科學一等獎只能有５位獲獎者，除閔乃本以外，名單上還包括朱永元、祝世寧、陸亞林和陸延青。閔乃本說，還有許多人的名字沒有放進去。
　　“這個項目不單出了成果，而且出了人才，”南京大學副校長張榮評價說，“這批隊伍完全是國內自己培養出來的，主要研究工作也都是在中國土地上完成?！彼麑㈤h乃本等人的成功看作“大師 ＋ 團隊”模式的典范。