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雷啸霖


[中国科学院院士]
  
雷啸霖
  雷啸霖(1938年11月27日—),出生于广西桂林。物理学家。1997年当选为中国科学院院士。1986年加入九三学社。
  童年时代的雷啸霖亲眼目睹了旧中国的贫穷落后和日本帝国主义的侵略。国土的沦丧迫使他跟着父母颠沛流离到山区农村,他幼小的心灵中埋下了对侵略者仇恨的种子,同时萌发了科学救国的思想。由于父母的教诲和引导,雷啸霖自幼受到传统文化的熏陶,使他对自然科学产生了强烈兴趣,甚至到了如痴如醉的境地。从少年到青年,他一直把爱迪生牛顿爱因斯坦作为自己的偶像。
  雷啸霖对科学的爱好是从饲养小动物开始的。从小学二年级起他养过多种小动物。他特别喜欢养鸽子,天天细心观察鸽子繁殖、孵化和生长的过程,并逐一详细记录在实验本上。进入中学以后他变成一个小小化学家:在家中自己的房间里摆满了试管、烧杯和装有酸碱试剂的药瓶,一天到晚摆弄。二年级起他又成了少年无线电迷:他把课余时间和财力都投入安装无线电的活动,两年内完成了从矿石收音机到七管超外差式收音机的全过程。他还是一位少年天文爱好者。无数次仰望浩瀚的天空,窥探一个个美丽的星座和银河深处隐藏的河外星系的奥秘。他对科学的兴趣得到了母亲的鼓励和支持,母亲为了培养他的科学思维,有意识地让他在数学方面受到更多的训练。从小学到中学,他的各门数学课都学得得心应手。到了高中阶段,严密数学的逻辑推理和由此导出的结论,使他得到了一种从未有过的满足。同时,物理世界的奇妙,简洁的方程把宇宙和原子都描绘得如此精确的物理学更在这位年仅15岁的年轻人的心灵中扎下了根。
  1955年,雷啸霖在广西以高考理科总分第一名的成绩考入北京大学物理系。大学的课程开拓了他的视野,而从小养成的独立思考的学习风格在这里得到进一步巩固。平时他复习功课所用的时间往往比别的同学更多些:他对每个章节都要追根寻源,为此常要到高年级的参考书中去寻找答案,直到能够完全用自己的逻辑和语言表达出来,归结到基本的公理或定律,才算是弄懂了,期末几乎每门课考试他都能轻松自如地取得好成绩。
  大学第六年,雷啸霖在青年教师吴杭生先生的指导下做毕业论文。导师给他定的论文范围是研究超导薄膜的电磁性质,从此开始了他在凝聚态物理学领域的科研生涯。他与吴杭生先生一起通过研究,提出超导薄膜尺寸非局域效应的概念,导出非局域的金兹伯—朗道方程,确立了超导薄膜临界磁场随厚度变化的负二分之三次方规律,使人们对超导薄膜电动力学的理解前进了一步。雷啸霖谈到那次理论的突破时曾深有感触地说:“相信自己的思维和判断,敢于质疑别人的结论是创新的开始。”
  1963年雷啸霖毕业,被分配到山东大学物理系任教。走上工作岗位的最初两年中,他出色完成双倍教学工作量的同时,又继续致力于超导电性研究。他发表了3篇高水平的学术论文。其中《磁场中的超导膜》一文在《物理学报》刊出后还被推荐到反映当时中国最高水平学术成果的英文刊物《中国科学》杂志。正当雷啸霖学术上将达到最高创造的黄金时期,“文革”开始了。10年漫长的日子里,他只能在工厂、农村和学校中接受“批判”、“改造”和“再教育”,完全没有任何做学术研究的可能。这种状况一直持续到1977年,他因夫妻两地分居被照顾调到上海医疗器械研究所任技术员。
  1978年,在科学的春天里,雷啸霖来到了中国科学院上海冶金研究所。由于20世纪60年代早期的积累和70年代末的刻苦钻研,雷啸霖对超导临界温度级数的收敛判据以及声子谱高频行为的效应,提出无序晶态合金电阻率的超散射理论,导出了电阻率与有序度的关系,解释了高阻合金电阻率的负温度系数和A15化合物低温电阻率的反常行为,在同行中很有影响。他还提出电荷密度波超导体喇曼散射的能隙激发理论,研究了超导电性与巡游铁磁性以及超导电性与电荷密度波共存系统的热力学及光学性质,取得了不少有影响的成果。
  1982年底,雷啸霖应邀赴美工作,先后在美国休斯顿大学、纽约市立大学、斯梯文理工学院任客座副教授、客座教授,从事凝聚态物理学理论研究。在将近4年的研究工作中,他仍然走一条自己开拓的新路。他与美籍学者丁秦生(CSTing)合作,提出了分离质心的力学运动与相对电子的统计运动,选择最捷径初态等一系列首创的物理思想。他把质心比作行进中列车的整体,把载流子比作车内的乘客,解释多粒子体系的输运现象,创立了半导体输运的平衡方程理论。他把这一理论推广到异质结和超晶格等二维半导体系统以及多种载流子组成的体系,研究了瞬态、高频和有磁场情况下的传导;研究了噪声、扩散和热电势等多种输运问题。他作为第一作者在国际权威性物理学刊物美国《物理评论》、《应用物理杂志》、英国《物理学杂志》等发表30多篇论文。为此,美国有好几所大学邀请他去工作。如果说童年时代的雷啸霖心中埋的仅仅是科学救国的种子,那么这时已生根、发芽、开花、结果了。科学没有国界,但科学家是有祖国的,雷啸霖毅然带着妻子于1986年回国。同年,他在中国科学院上海冶金研究所被破格晋升为研究员。
  回国后,他作为斯梯文理工学院的兼职教授继续与美国学者合作,主要研究关于平衡方程方法在理论上的发展、论战及在各方面的应用。这些研究取得了重要结果。平衡方程理论在学术界获得广泛承认,被称为雷—丁理论。这一理论的确立为半导体输运问题的研究开辟了新途径,提供了一个高效率的计算实际系统传导性质和进行半导体器件模拟设计的新手段。1988年雷啸霖被评为国家有突出贡献的中青年科技专家,1989年获得中国科学院自然科学奖二等奖。
  1991年,他提出窄能带材料中电子输运的布拉格散射模型,建立了半导体超晶格微带输运的解析理论,成功解释了超晶格纵向输运的负微分迁移率、峰值速度及临界电场随微带宽度的变化。1995年,他提出用6个有效质量系数和6个非抛物系数描述任意形状的能带系统在电场和磁场同时存在时的输运性质的方程,为研究复杂能带材料在强电场下的磁输运提供了一个简便而系统的方法。
  1998年,他对高频电场和直流电场共同影响下的多载流子系统实现了质心速度缓变部分与快速振荡部分的分离,导出了一组不含时间快变量的输运平衡方程。这个包括了各阶多光子效应又能用比较简便的计算获得强太赫兹电磁辐照下半导体输运和光学性质的光子辅助跃迁模型,预言了非线性载流子吸收反常,解释了长期未决的能量弛豫共振和碰撞离化增强等问题,为研究三维和各种低维半导体与远红外电磁辐射的相互作用提供了便捷方法。
  2003年,他与合作者一道发展了高频电磁场作用下法拉第组态二维半导体磁输运的平衡方程理论。这个理论不但给出电磁辐射激发的基波磁阻振荡,而且预言会出现与多光子过程相关的次级峰谷结构,成功解释微波引起二维半导体强烈磁阻振荡和零电阻态的奇特现象。近年来,他把电磁辐照下半导体非线性磁输运的平衡方程理论进一步细化,使其成为研究辐射与凝聚物质相互作用的系统方法。
  雷啸霖不仅是一位卓有建树的科学家,同时又是一位循循善诱的好老师。他十分重视培养青年科技人才,多年来他一直给青年研究人员讲授电动力学,为研究生讲授高等固体物理等课程,深受好评。他直接指导了数十名硕士生、博士生和博士后。他治学严谨,责任心强,对学生严格要求,从不马虎,显示了严谨的科学态度和高度的责任心。
  步入古稀之年的雷啸霖仍然在勤勤恳恳地工作。在物理学的研究中做一点事是他生活中自然的习惯。他说:“在物理学宏伟的大厦中,我在半导体输运理论方面的工作是微不足道的沧海一粟,而在有生之年我恐怕只能再做一点更加微不足道的小事。但我还是和过去一样,钟爱物理,情愿把一生献给这门科学。”
  1994年,雷啸霖获得中国科学院自然科学奖一等奖。1995年,他获得国家自然科学奖二等奖。1995年被评为上海市劳动模范,1996年获得全国总工会授予的“五一”劳动奖章。2006年,获得何梁何利科学与技术进步奖。至2009年底,雷啸霖在国际物理学著名学术刊物上发表论文290余篇,其中他为第一作者的论文150余篇。据SCI统计,他为第一作者的论文中单篇被引用100次以上的有5篇,其中最高一篇230次。
  来源:九三学社中央宣传部
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相关院校:

同年(公元1938年)出生的名人:
艾国祥 中国科学院院士 湖南益阳
方成 中国科学院院士 江苏无锡江阴
甘子钊 中国科学院院士 广东茂名信宜
沈学础 中国科学院院士 江苏常州溧阳

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