76歲解開電磁學(xué)哥德巴赫猜想——“中國微波之父”林為干

林為干（1919年10月20日—2015年1月23日），廣東省臺(tái)山縣人。我國著名微波理論學(xué)家。1939年畢業(yè)于清華大學(xué)；1951年在美國加州大學(xué)伯克利分校獲博士學(xué)位。1951年回國，在嶺南大學(xué)、中山大學(xué)任教。1957年調(diào)至成都電訊工程學(xué)院（現(xiàn)電子科技大學(xué)），曾任院長助理、副院長等職。對(duì)我國電磁學(xué)、微波理論和技術(shù)的發(fā)展作出杰出貢獻(xiàn)，主要成就涉及閉合場理論、開放場理論、鏡像理論等諸多領(lǐng)域。1980年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員（院士）。

同行評(píng)價(jià)，林為干在我國電磁場和微波理論研究和教學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)無人替代。1993年，香港中文大學(xué)邀請(qǐng)林為干作學(xué)術(shù)報(bào)告，尊稱他為“中國微波之父”。

寫滿公式的草稿本上斜躺著一支筆，一柄老式放大鏡壓在翻開的電磁學(xué)理論書籍上。透過鏡面看去，書頁上的文字和符號(hào)有些變形，透出幾分深?yuàn)W與玄妙。

在中國科學(xué)院院士林為干的書桌上，你總能看到這樣的景致。盡管已經(jīng)年過九旬，但他仍堅(jiān)持每天在此伏案工作，拿起桌上的筆和放大鏡，便是進(jìn)入了自己的“科學(xué)王國”，顫抖著手在紙上推演公式。

“我最大的特點(diǎn)就是勤奮。”作為著名的微波理論科學(xué)家，林為干被公認(rèn)為我國微波學(xué)界的奠基人之一，貢獻(xiàn)卓著。然而這句極為質(zhì)樸的自我評(píng)價(jià)，卻被他視為自己科學(xué)生涯中能夠有所成就的唯一秘訣。

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功夫不負(fù)有心人

1919年的中國軍閥混戰(zhàn)、動(dòng)蕩不安，林為干出生在廣東省臺(tái)山縣的一個(gè)偏遠(yuǎn)小山村。父親林本偉曾參加科舉謀求仕途，后成為一名律師，他希望自己的三個(gè)兒子都能成為國家棟梁，于是分別給他們?nèi)∶麨闂?、為梁、為干?/span>

受五四運(yùn)動(dòng)萌發(fā)的科學(xué)與民主觀念之熏染，三兄弟先后成長為熱血青年，心中播下報(bào)效祖國的火種。大哥林為棟投筆從戎，歷經(jīng)戰(zhàn)火洗禮；僅長自己3歲的二哥林為梁參加革命壯烈犧牲；作為家中幼子，林為干同樣對(duì)積貧積弱的中國感到痛心疾首，但兩位兄長鼓勵(lì)他發(fā)奮讀書，將來走科學(xué)救國之路。

不負(fù)眾望，數(shù)理化課程一向表現(xiàn)突出的林為干在初中、高中階段各跳一級(jí)，16歲時(shí)便以優(yōu)異的成績考取清華大學(xué)。1939年畢業(yè)時(shí)，抗日戰(zhàn)火中的清華大學(xué)西遷昆明，他在那里拿到西南聯(lián)大工學(xué)學(xué)士學(xué)位。

“清華大學(xué)是我提高的地方?！碑厴I(yè)后，林為干考入清華研究院電子工程學(xué)部電訊組攻讀研究生，師從著名華裔物理學(xué)家任之恭。未曾料想，不斷升級(jí)的戰(zhàn)亂阻斷了林為干與父親的聯(lián)系，失去經(jīng)濟(jì)支持的他被迫中斷了研究生學(xué)業(yè)。

學(xué)業(yè)中斷成為青年林為干最大的遺憾，但他卻不想就此放棄繼續(xù)深造的夢想。

在昆明安家生子，林為干白天擔(dān)任當(dāng)時(shí)交通部電政局的技術(shù)員，晚上回家則不忘讀書自學(xué)，立志將來要從事科學(xué)研究工作。轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在1945年抗戰(zhàn)勝利之后，他考取交通部公費(fèi)出國名額，得到赴美學(xué)習(xí)一年的機(jī)會(huì)。

“我很刻苦用功，一學(xué)期下來，所有成績都是優(yōu)秀。”一年學(xué)習(xí)結(jié)束后，同伴們紛紛收拾行李準(zhǔn)備回國，盡管林為干也很思念遠(yuǎn)在祖國的妻兒，但他感覺自己所學(xué)知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，決定留在美國自費(fèi)攻讀博士。

同學(xué)們勸告林為干，說這個(gè)選擇太冒險(xiǎn)了。他卻回應(yīng)道：“不怕，試試吧?！?/span>

功夫不負(fù)有心人，中斷了經(jīng)濟(jì)來源的林為干以各科全優(yōu)的成績進(jìn)入世界頂尖學(xué)府——加州大學(xué)伯克利分校，以全系第一名的成績獲得免交學(xué)費(fèi)的獎(jiǎng)勵(lì)。為了解決生活費(fèi)用，他先后爭取到助教和講師資格，從此半工半讀潛心研究。

在美國師從電磁學(xué)家J.R.Whinnery教授，林為干開始了結(jié)緣一生的微波理論和技術(shù)研究。微波成為一門技術(shù)科學(xué)始于上世紀(jì)30年代，二戰(zhàn)期間因軍事需求得以飛速發(fā)展，林為干進(jìn)這個(gè)領(lǐng)域時(shí)，國際學(xué)界的研究方興未艾，是當(dāng)時(shí)的前沿學(xué)科。

“在美國，我接觸到了當(dāng)時(shí)電磁場理論方面的最新研究成果。”很快，林為干走進(jìn)了該領(lǐng)域的前沿陣地。5年勤工儉學(xué)之后，他完成了博士畢業(yè)論文《關(guān)于一腔多模的微波濾波器理論》，并被發(fā)表在國際權(quán)威雜志《應(yīng)用物理》的第一頁，引起國際學(xué)界轟動(dòng)。

這篇論文，打破了之前國際微波學(xué)界認(rèn)為一個(gè)圓柱諧振腔只有兩個(gè)簡并?？梢岳玫膫鹘y(tǒng)認(rèn)識(shí)。一腔多模理論的提出成為重大突破，為此后幾十年間通信衛(wèi)星大發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

短短6年間，林為干從一個(gè)默默無聞的中國學(xué)生，迅速成長為國際微波研究領(lǐng)域一顆冉冉升起的新星。直到1994年，仍有法國學(xué)者認(rèn)為，近代衛(wèi)星廣播通信業(yè)所用的多模技術(shù)，其發(fā)展基礎(chǔ)中林為干的工作起到了至關(guān)重要的作用。

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中國微波之父

拿到博士學(xué)位，離家六載的林為干歸心似箭。他深知，微波技術(shù)對(duì)祖國的國防與社會(huì)生活建設(shè)意義重大，然而對(duì)于剛剛成立的新中國而言，卻幾乎是一片空白。

聽聞錢學(xué)森回國受阻并且被軟禁，林為干感到自己的專業(yè)極為敏感，于是暗自加快歸國的準(zhǔn)備，并廣泛聯(lián)系在美的留學(xué)生，鼓勵(lì)大家一起回去為新中國作貢獻(xiàn)。

5個(gè)月后，林為干等11名中國留學(xué)生一同登上歸國郵輪。船到香港，當(dāng)?shù)貐s以護(hù)照不對(duì)為由拒絕林為干等人上岸。他們向廣東省發(fā)出緊急電報(bào)，幾天后廣東派船直接前往公海迎接，最終得以踏上祖國土地。

受電磁學(xué)家馮秉銓之邀，林為干留在廣州任教于嶺南大學(xué)，同時(shí)在中山大學(xué)授課，不久成為嶺南大學(xué)最年輕的電機(jī)系系主任，培養(yǎng)出新中國第一批電信人才。1957年，在組織安排下，林為干舉家遷往成都，參與籌建成都電訊工程學(xué)院（現(xiàn)電子科技大學(xué)），并在這所高校奉獻(xiàn)一生。

彼時(shí)，中國的微波技術(shù)教育非常落后，林為干在成都電訊工程學(xué)院主持創(chuàng)立無線電物理系和應(yīng)用物理研究所，專門培養(yǎng)微波領(lǐng)域人才，為我國微波技術(shù)行業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力。一邊教學(xué)一邊科研，這貫穿于林為干一生的事業(yè)之中。1963年，他和助手鐘祥禮在《物理學(xué)報(bào)》發(fā)表題為《傳輸線特性阻抗的一個(gè)新計(jì)算方法》的學(xué)術(shù)論文，將此前廣泛使用的函數(shù)變換法和變分法相結(jié)合，大大簡化了計(jì)算方法。

這篇論文，一舉確立了林為干在微波傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域的重要地位。國際學(xué)者將林為干和鐘祥禮創(chuàng)造的這一計(jì)算方法稱為“林—鐘方法”，與其他歐美科學(xué)家的計(jì)算公式進(jìn)行比較，“林—鐘方法”的計(jì)算公式最準(zhǔn)確，也最便于計(jì)算和估值。

林為干之子林詒玉回憶，父親當(dāng)年每天吃過晚飯后休息半個(gè)小時(shí)，就讓大家不要喧鬧，獨(dú)自一人開始“作功課”。鉆研學(xué)術(shù)已經(jīng)成為林為干的習(xí)慣和生活方式。

正是這種勤奮和刻苦，讓林為干始終處于學(xué)科的國際前沿，作出了理論上的重大創(chuàng)新。即便是在“文革”中被關(guān)進(jìn)牛棚，林為干也沒有放棄他以學(xué)術(shù)為伴的生活方式。他申請(qǐng)用自己被扣發(fā)的工資訂閱外文學(xué)術(shù)刊物，竟意外獲得準(zhǔn)許，一有空閑，他就看書學(xué)習(xí)，保持自己對(duì)國際學(xué)術(shù)前沿的了解。

那段艱辛的歲月里，林為干堅(jiān)信陰霾籠罩的日子終將過去，科研的價(jià)值不會(huì)被埋沒。勤奮和專注，也的確帶來了最終的回報(bào)。

1978年至1984年，林為干將“文革”期間的學(xué)習(xí)和研究匯集成冊(cè)，先后出版《微波網(wǎng)絡(luò)》、《微波理論和技術(shù)》、《電磁場工程》、《電磁場理論》這四部專著共380余萬字，成為學(xué)科的經(jīng)典著作。

同行評(píng)價(jià)，林為干在我國電磁場和微波理論研究和教學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)無人替代。1993年，香港中文大學(xué)邀請(qǐng)林為干作學(xué)術(shù)報(bào)告，尊稱他為“中國微波之父”。

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做一輩子的研究生

1989年，70歲的林為干從科研和教學(xué)一線退了下來，然而卻未曾停下探索的腳步。1995年12月，林為干的學(xué)術(shù)論文《一個(gè)介質(zhì)球的靜電鏡像群》發(fā)表在美國《靜電學(xué)》學(xué)報(bào)上，該文被認(rèn)為攻克了一個(gè)百年難題。

早在1892年麥克斯韋出版《電磁學(xué)（第三版）》以來，關(guān)于點(diǎn)電荷在介質(zhì)球中能夠形成多大鏡像、位于何處的研究一直都是未解之謎。這一難題，被視為電磁學(xué)界的“哥德巴赫猜想”，揭開謎底成為一代代電磁學(xué)家的夢想。

自1951年獲得博士學(xué)位起的40多年間，林為干一直沒有離開對(duì)此問題的探求。1995年的論文中，他通過旋轉(zhuǎn)退化雙極坐標(biāo)系，發(fā)現(xiàn)了介質(zhì)平面的雙鏡現(xiàn)象，由此終于找到了破解百年難題的“鑰匙”。這一研究成果具有重要應(yīng)用價(jià)值，微波學(xué)界為之歡呼。令人更加驚嘆的是，林為干晚年的科研工作中，每一年都有重要論文在國際一流期刊上發(fā)表，紀(jì)錄一直延續(xù)到91歲高齡。

“我要爭取活到100歲，而且100歲時(shí)還要發(fā)表有影響力的學(xué)術(shù)論文?！绷譃楦扇栽谝?guī)劃著自己的人生，有了新的奮斗目標(biāo)。2012年初，林為干因感冒引發(fā)肺部感染大病一場，他以頑強(qiáng)的生命力挺過了生死關(guān)。出院回家，林為干又坐在書桌前，推算著旁人難以理解的公式。

筆耕不輟的林為干又回來了，那身影深深印刻在弟子們的腦海中。從教60多年，林為干培養(yǎng)出數(shù)百名碩士，80余名博士，均成為推動(dòng)我國微波事業(yè)的骨干。

在弟子們眼里，林為干平易可親，對(duì)待科研卻極為嚴(yán)格?！拔易约汉苡霉ΑW(xué)生們看在眼里，也不好意思不用功吧?！绷譃楦傻淖旖锹冻鲆唤z笑容。

“做一輩子的研究生。”——這是一次開學(xué)典禮上，林為干對(duì)學(xué)子們的囑咐和期許，此后成為他的一句名言在校園內(nèi)廣為流傳。言傳身教，這句話無疑也是他一生科研教學(xué)生涯的真實(shí)寫照。

（原載于《中國科學(xué)報(bào)》 2013-06-14 第6版 印刻）