华裔超导专家蒙如玲

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图2:1986年春天,美国科学院院士、中国科学院院士朱经武(左),国际超导专家蒙如玲和中国科学院院士赵忠贤(右)在休斯敦大学。
图3:1987年1月,休斯敦纪事报“发现”专栏介绍朱经武和蒙如玲的科研创新。
图4:蒙如玲在旅美专家协会17届年会上演讲。

1986年夏末至1987年初春,在探索高温超导体的科研领域发生了一场世界科学史上罕见的激烈竞争,以IBM的瑞士科学家缪勒和贝德诺兹为先导,以美中日三国数以千计的物理和材料学家为主力的超导“奥林匹克”竞技大军,轮番冲击着高温超导的“世界记录”,把超导体转变温度,从多年来徘徊不前的23K,一下子提高到液氮温区(77K 以上)。

这场超导“奥林匹克”大赛,在诺贝尔奖等科学家梦寐以求的荣誉和高温超导体潜在商机的双重驱动之下,其激烈程度令人吃惊,其竞争名次和优先权的时间尺度,是以天和小时来计算的。
华裔科学家在这场超导的“奥林匹克”大赛中成为冲击世界纪录的领军人物。美国休斯敦大学高温超导研究小组在华裔科学家朱经武的领导下,通过几个月夜以继日的奋战,率先发现和报道了钇钡氧化物材料在常压和高压下的超导电性,以令世人瞠目的98K的成果,成为当时超导“奥林匹克”竞技场上一颗耀眼的新星。

1987年2月15日美国国家基金宣布朱经武等发现了临界温度为98K的超导体之后,朱经武的个人魅力和勤奋精神,成为当时休斯敦华文媒体的热点,为大家耳闻详熟。休斯敦大学的校园里一幢红色的大楼拔地而起,得克萨斯州政府资助了近三千万美元建造了德州超导中心。

蒙如玲是超导材料实验室的创建者和多年的主持人。她以学者的敏锐,在全球首先重复了IBM科学家的结果,成功地合成了多个系列的氧化物超导新材料。她是从海南椰子园里走出来的华裔女科学家,从1979到2007年退休,共发表科研报告近300篇。2000年被美国科学信息研究所(ISI)在全球50万名科学家中评选为1981年至1997年(15年内)论文被引用次数最高的1000名科学家之一,国际国内十几个科研机构和大学曾邀她前去演讲。

朱经武在UC Santa Barbara的导师是一位优秀的物理学家和材料学家。这位导师临终时说,在寻求新超导材料的过程中,化学元素周期表上所有的元素他都尝试过了。朱经武秉承师传,在实验室起步时就邀请专攻材料的学者加入团队。当时美国大多数超导实验室没有专门的材料实验室,朱经武在竞争中抢占了先机,十几年内把一个美国三流大学里只有七八个人的超导实验室,变成为一个领先世界水平,有200多名员工的德州超导中心。

1979年中国文革刚结束不久,朱经武是美籍华人科学家访问中国大陆的第一人。当时中国的科研百废待兴,朱经武第一次访问中国科学院物理所,就邀请蒙如玲来美国参加他的科研团队。蒙如玲原在矿冶研究所从事超导材料合成,调到物理所后研究超导薄膜,主要设备到科仪厂要回来,自己挖个一平方米大的深洞埋地线,组装起来。几年里白手起家创建了物理所材料室。而朱经武要创建一个材料实验室,把物理和材料研究绑在一起。

1979年9月底,蒙如玲第一次来到休斯敦大学。第二天是星期天,她跟朱经武来到学校里的低温实验室,看到朱经武当时的学生吴茂昆和几个华裔研究生,一个美国学生和一个美国博士后。当时低温实验室只搞低温测量,占了两间实验室中的一间,另一间就算材料实验室,诺大的房间里,只有一台连控温器都没有马弗炉孤零零地站在角落,这就是材料室的起点。 建立一套做薄膜的真空系统,朱经武没有钱买新的。蒙如玲和两个研究生,酷暑中每天开着汽车出去淘宝,跑遍了美国政府所属的报废器材仓库和休斯敦各种五金器材店,用买到的真空罩和自己做的支架,东拼西凑地把系统装了起来。 开始真空系统的扩散泵在运行中总达不到高级真空,没有检漏仪,蒙如玲只好用国内的老办法,用真空封泥到处堵,居然找到了泄漏点。后来,实验室的技工常跟她开玩笑,用一个指头比比划划地学她用真空封泥检漏的动作。

1979年的圣诞节,旧机械泵通往真空罩的管子有裂缝,蒙如玲蹲在实验室地下用焊枪焊管道。朱经武也来了,他看了几分钟后,用一个煤气加热枪把焊口均匀预热,焊口焊得十分平滑。不到两个月,一套东拼西凑可以同时用溅射和蒸发法作薄膜,也可以直接拉单晶的三用真空系统投入使用了。

材料室制作块材需要一台电弧炉。朱经武从贝尔实验室拿来了一幅不完全的图纸。蒙如玲从修改图纸开始,每个部件设计好就拿去加工。炉子下面的木垫,是用木头钉的三只脚撑起来的。这个土造的电弧炉使用了近30年。

材料研究室建起来后,使低温实验室如虎添翼,大大缩短了实验的周期。两位科学家常常在吃中饭时讨论,朱经武需要何种材料,蒙如玲的实验室就提供什么材料。这个自力更生创建的实验室,在1986年至1987年那场超导“奥林匹克”世纪大赛中,曾向美国十几个同行实验室提供过最新的超导材料。
此后的二十年里,蒙如玲创造了五个世界第一:1990年制备出第一根织构定向生长的高温超导体钇钡铜氧块材,1991年第一个生长出无缺陷的炭60(C60)单晶,1993年第一个发现了具有目前最高超导转变温度的汞系超导体的生长机制和制备方法,1996年制备出第一块汞系超导体带材,1998年首次以金属镍基带取代了昂贵的银基带,制备了铋系超导体带材。要在研究工作中创新,就要根据实验的设计需要自己组装设备。用买来的仪器,只能重复人家能做和已经做过的工作。

1984年正值超导研究的低潮,人们基本上是在金属间化合物和合金系列中寻找有用的超导材料,国际上只有贝尔实验室、日本的实验室和朱经武的实验室在研究氧化物的高温超导材料。因为经费紧张,朱经武建立了一个磁性材料中心,生产些伽马F2Oe3之类的磁性记忆材料,来养活超导研究。
当时用X-Y记录仪记录测试结果,测试过程中测试人员站着工作长达十六小时,每次实验都打出厚厚的曲线结果。直到所有的数据结果载入计算机,才结束了实验人员“站台”的历史,简化了从资料整理到论文发表中的工作量。

1986年春天,中国科学院物理所赵仲贤先生来休斯敦大学超导中心访问。11月底,蒙如玲收到回国后的赵仲贤寄来的一封信。打开一看,一行大字跳入眼帘:镧钡氧化物系列可能高温超导!赵忠贤写道:“这见于IBM的瑞士科学家缪勒和贝德诺兹的文章,文章发表在名不见经传的小杂志上,估计是对这个结果还不是特别肯定,可是我不怀疑有这个可能性”! 当时,朱经武应美国国家基金会之邀任一年的管理工作。周一至周五在华盛顿的基金委办公室工作,周末飞回休斯敦领导超导实验室的研究。经费困难,教授和研究员们利用各自的关系到各实验室寻求援助,最终做出了镧钡铜氧超导材料。朱经武的科研成就轰动了世界,成为中国人的骄傲。

在冲击世界高温超导纪录的过程中,许多炎黄子孙做出了重要贡献。轰动效应的98K的论文,是朱经武当时的中国学生吴茂昆实验室和蒙如玲实验室的共同成果。蒙如玲的实验室有七个人,其中有五位华人。在冲击98K 的实验过程中,科学家和研究生们每周七天,每天工作十几个小时,共同分享着自己的发现和成果。谈起上世纪八九十年代那场超导大比拼的成就,蒙如玲认为,任何一个学科的大成就,都是靠领军人的远见和团队的协作力量。

人们普遍认为搞理论研究的人生活枯燥,没有业余爱好。蒙如玲的家位于休斯敦紧邻的糖城,三室两厅明亮洁净,书柜里有不少中英文版的传记文学和散文诗歌,还有言情小说。不熟悉五线谱的蒙如玲曾是休斯敦著名叠声合唱团的“资深”女高音,2006年夏天还参加了在厦门举行的国际合唱比赛,获得了银奖。这位国际超導材料學家50多岁时丈夫因病去世,一对儿女陪伴着她。60多岁时师从休斯敦著名雕塑家王维力学素描;她参考父母40多岁时的照片为父母画了肖像,带回家挂在祖屋的墙上,亲友们都说很像。 70多岁时学塑像,为两位外孙女塑的头像参加了王维力艺术工作室的师生展。十多年来,每周六上午都在王維力艺术工作室學習。

1992年蒙如玲和一批中国学生学者在休斯敦创建了中國旅美專家協會,并任會長。2017年3月在纪念专家协会成立25周年之际,蒙如玲的义卖画展在糖城藝術中心(Sugar Land Art Center & Gallery)開幕。中国驻休斯敦总领馆副總領事趙宇敏,雕塑家王維力、專家協會多位新老會長,休斯敦大學機電系和物理系教授、蒙如玲的家人和親友,以及僑界、藝術界、學界等百餘人應邀出席。

近年来,蒙如玲从师不同的老师学习油畫、水彩畫。展出的60幅作品是其三年來习画的成绩和收获。3月16日是蒙如玲的80大寿。蒙如玲说,在我80歲生日之際舉辦此次画展,是想獻給親朋好友们一份驚喜。這些作品,是一个初学者的习作,也是自我、真我的表現。三年来,讓我感受到藝術帶来的快樂,豐富了我的晚年生活。

開幕式上,趙宇敏副總領事轉達了總領事李強民的問候,赞扬了專家協會多年來致力於美中科技交流和对社区建设的贡献,贈送了一幅“松鹤延年”的雙面繡祝賀蒙如玲80壽辰。蒙如玲將自己的一幅《長城》油畫作品贈給休斯敦總領館,以感謝總領館長期以來對專家協會的支持。

来宾为蒙如玲高唱生日歌,祝贺這位80岁的科學家在藝術領域的成绩和收获;赞扬她义卖画展将收入作为专家协会科技創新獎勵基金的义举。来宾们热情地请蒙如玲在畫冊和作品上簽名留念。很多人不知道,她曾是中南工业大学的兼职教授,她曾率领休斯敦大学教授代表团回国访问,她曾多年为国内清贫学生捐款;退休后,70岁高龄的她曾为风能技术的发展奔走在中美两国之间……,她像一支燃烧的蜡烛,生命不息,工作不止,学习不止。

出国前,我在中科院计算所,蒙如玲在物理所,两个研究所只有一墙之隔。1987年我到路易斯安娜州立大学(LSU)读书时,她已经是休斯敦大学(UH)的超导专家。1996年全家迁入休斯敦后,我们先后成为王维力的学生。2004年,我创建了简体字版的《华夏时报》,特聘蒙如玲、王维力等师友为荣誉顾问。一代又一代献身科研和艺术的大家们用心血推动着人类文明的发展,在他们身上我看到了生命的价值。看着她带着老花眼镜,在画布前的专注和执着,就有了写点什么的冲动,也就有了这篇文字。
(文/于建一、曾健君,摄影/陆钢)

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