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“按我自己的评价，这次得以获奖的工作中，我在33岁以前开始进行的工作占了大部分，60岁以后的情形是一方面。”在获得2001年度国家最高科学技术奖之后，黄昆这样说。
他口中的“33岁以前”，指的是从1945年到1951年的旅英时光，学术界多认为那是他科研生涯中的黄金时代。而他再次站到国际前沿，已经是20世纪80年代。
在国际物理学界看来，从1951年回国，一直到文化大革命结束，黄昆的科研生涯出现了一个断层。可是，就像没有人觉得画作中的留白多余，黄昆也不觉得一心扑到物理教育上的时光可惜，他认为那同样也是在实现自己的价值。
黄金时代
1945年10月，黄昆来到英国布里斯托尔大学，师从国际著名固体物理学家莫特。莫特是20世纪最伟大的理论物理学家之一，曾获得1977年诺贝尔物理学奖。黄昆是莫特在第二次世界大战结束后招收的第一位博士生。他最初从莫特那里接到的两个博士论文研究题目：一是理论研究稀固溶体的X光衍射；二是计算小角度晶粒间界的能量。黄昆当时对如何处理晶粒间界问题还是一头雾水，自然选择了前者。
一般認为，具有严格周期对称性的完整晶体，其X散射应遵循布拉格定律。但实际材料中的原子往往不这么循规蹈矩，它们总是会偏离严格的周期排列。究其原因：一是晶体原子的热运动导致的偏离，被称为“热致漫散射”；另一种可能，则是由材料中外来的杂质与缺陷引起的。而这一点，正是黄昆的入手点。
经过大胆假设、小心求证，黄昆针对长程弹性畸变导致的X射线漫散射提出了几个“预言”，如：杂质原子的存在使布拉格衍射峰强度减小了一个因子，该因子与倒格矢的平方成反比，且与杂质浓度有关。
以当时的实验技术，这些发现根本不可能得到一一验证。这也是它们在很长一段时间被称之为“预言”的原因。20多年后，黄昆的预言才被国际学术界普遍承认，为了区别于热致漫散射，这种漫散射被称作“黄漫散射”，或简称为“黄散射”。从20世纪60年代末到70年代初，“黄散射”发展成为一种能直接有效地研究晶体中微观缺陷的手段，只是那时国内正陷于文化大革命中，消息不畅，黄昆并不知道有此进展。
黄昆一直相信这些预言是正确的，也相信这些现象完全可以在低温下被观测到，却并不认为去验证它们是自己最重要的工作。1946年9月，这些预言以“稀固溶体的X光漫散射”为题发表在《英国皇家学会录A》上。这是黄昆第一篇受到物理学界长时间重视的论文，直到半个世纪后，每年依然会被平均引用6？7次。可以说，黄昆开创了X射线漫散射研究一个新的分支，但他本人却再未涉足这里。
第一份答卷交上去之后，勤快的黄昆开始自己找事做。一次，他读到了莫特的一篇文章。文中讲述了莫特通过托马斯-费米方法来处理异价原子固溶体的电荷屏蔽问题。黄昆一下子被托马斯—费米方法吸引了。他第一次知道原来还有这样一种确立空间电子气浓度、电势与费米能级之间关系的近似方法，并且折服于它的简单和有效。
异价原子的固溶体电荷屏蔽可以这样处理，那同价元素的稀固溶体可不可以呢？
这么好的方法，自然要为己所用。黄昆很快做出了反应，联想到了金银稀固溶体。它们的原子实的荷电情况一样，但由于功函数不同，在金原子处可能就会形成势阱，电子可以堆积在阱里，导致电荷在空间出现不均匀分布与屏蔽势。借助托马斯-费米方法，黄昆研究了同价原子金和银的固溶体的结合能和残余电阻率问题，提出了同价原子构成的固溶体中的电荷屏蔽分布机制。不仅如此，他还创造性地采用了量子力学散射理论的相位移动方法，从理论上来计算电子波函数。
这项工作，被黄昆写成了《金银稀固溶体的溶解热和电阻率》。不过，在这篇论文中，黄昆只给出了电势与电荷密度分布的短程变化趋势，没有进一步将其长程振荡部分的函数关系显示出来。后来，莫特的女婿夫里德耳提出了固体物理中著名的“夫里德耳振荡”，而这一点在其中得到了完整的体现。虽然如此，但是黄昆的影响却是实实在在的，一直到今天，他的这篇论文还常常被国外科学家在论文中引证。
到了1947年春天，黄昆已经完成了他的两项研究及博士论文。可最早的博士学位典礼也要等到1948年1月。
当时，程开甲正在爱丁堡大学留学，他的导师玻恩教授也是黄昆倾慕的对象。玻恩是国际公认的量子力学奠基人之一和晶格动力学奠基人，也是1954年诺贝尔物理学奖获得者。1915年，玻恩就以德文写过一部《晶格动力学》，后来又计划以量子力学的观点来重新系统地阐述《晶格动力学理论》。第二次世界大战前，玻恩就已经开始动笔了，只是因为战争和其他原因，这部专著被慢慢搁浅了。搬到英国后，玻恩发现英国物理系的学生中懂德语的少，了解晶格动力学的更少。黄昆恰恰满足这两个条件。在程开甲的引荐下，黄昆见到了这位偶像。
显然，大师也是需要知己的。这一老一小就这样成了忘年交，玻恩甚至把自己的《晶格动力学理论》手稿让黄昆阅读，还邀请他共同完成这部著作。
沉甸甸的“馅饼”掉下来，黄昆却没敢马上接受。这个急于要以知识报国的年轻人，在完成博士论文之后就早早写信给西南联合大学时期的硕士导师吴大猷，商讨回国后的工作问题，当年就收到了北京大学的教授聘书，而他的留英奖学金也将在1948年10月结束。短短几个月，怎么能够写得完这部书呢？
但黄昆到底还是心动了，在写给时任北京大学理学院院长饶毓泰的信里，还特意提及此事，饶毓泰表示了支持。紧接着，新的转机来了。黄昆回到布里斯托尔接受博士学位时，遇到昔日的合作者弗勒利希。弗勒利希正准备去利物浦大学新成立的理论物理系担任系主任，邀请黄昆同往做为期3年的帝国化学工业公司博士后研究员，并且同意他以一半的时间来撰写《晶格动力学理论》。这下子，钱的问题也迎刃而解，黄昆没有理由再拒绝玻恩的邀请了，当然，他本来也不愿意拒绝。
合作之初，黄昆和玻恩出现了意见分歧。玻恩的计划是从量子理论最一般的原理出发，以演绎的方式尽量推导出晶体的结构和性质。黄昆却认为，单有晶格动力学的系统推导是不够的，这只是抽象的“普遍理论”，为了便于理解，应该再增加“基础理论”部分作为过渡。在他的坚持下，玻恩不得不做了让步。而这部专著也就有了现在看到的版本——被分为3章“基础理论”和4章“普遍理论”，前者包含所有晶体的基础知识与实验应用；后者由一般理论及由此导致的一些更为复杂的实验事实组成，包括理论预言的一系列新的光学现象。随着激光的发现，书中的理论结果已经被一一证实。 随着合作写作的深入，他在一些问题的研究上也得到了升华。1950年，他与助手里斯（中文名李爱扶，后来成为黄昆的妻子）合作发表了《F中心的光吸收与无辐射跃迁理论》，同时建立了光跃迁过程中的多声子理论与无辐射跃迁过程中的多声子理论。国际物理学界公认这项工作对于多声子跃迁领域的开创作用，将之称为“黄—里斯理论”，论文中使用的标志晶格弛豫强度的参量被称作“黄—里斯因子”。
年轻的黄昆有个执念，觉得人们对论文的关注度总不如对专著高。这是他当初接受玻恩邀请的一个小“私心”。翻开《晶格动力学理论》，不难发现，他当时的很多研究工作都在其中得到了体现，比如黄方程的阐述、声子极化激元的理论推导、均匀变形理论、晶格内部的平衡条件等，均收录在“基础理论”部分，而这些很难在其他文献中找到。
这部书的独一无二，还在于已发表的玻恩学派的研究成果中，有很多被贴上了“黄昆”的标签。比如在对玻恩-奥本海默近似的阐述、晶格理论的长波方法等方面，黄昆都做了大胆的创新。
从出版到现在，《晶格动力学理论》在固体物理学领域从未被超越过，成为几代固体物理学家们的方向标。从1975年至2001年3月，該书的英文版被引用5254次，俄文版被引用376次，平均每年200多次。它停印过3年，又被呼吁再版，从此加印不止。学者们从不吝惜赞美和褒扬，1989年，在德国举行的一个学术会议上，美国麻省理工学院物理系主任对北京大学物理系张树霖教授说：“我把黄昆的书像《圣经》一样放在我的桌上。”
为了这部“圣经”，玻恩和黄昆都花了太多心血。1951年10月，黄昆起程回国，书稿也基本完成，唯有最后一章需要做修改。玻恩以为，黄昆带走的1/4能够很快回来，结果等到牛津大学正式出版时已经是1954年了。原因是，黄昆回国时正值“三反五反”运动，他要教书，还得参加政治学习，几乎无暇顾及书稿。而且在那种特殊时期，与国外联络还需要通过申请和批准，黄昆的书稿在完成半年后才寄回给玻恩。
“到最后时期，如果不是有约在前，已经很不想写下去了，因为这在当时远不是一个热门。我想书出版后大概也没有多少人看，过两年也就停止出版了。”与黄昆的悲观不同，玻恩一直对他们的合著充满期待，在给爱因斯坦的信中写道：“书稿内容已完全超越了我现在的理解，我能懂得年轻的黄昆以我俩的名义所写的东西，就很高兴。”
“沉寂”在三尺讲台上
1951年10月，黄昆回国。谁也没想到，他竟然从此在国际物理学界沉寂了近30年。这段远离一线科研的时间里，他去哪儿了呢？
玻恩曾说黄昆是个“热忱的共产主义者”，听到新中国成立的消息，“就想回国参加正在进行的一切事情”。玻恩所说的“一切事情”，转换到当时的黄昆身上，就是站到北京大学物理系的讲台上。
1952年，一场轰轰烈烈的“院系调整”运动之后，北大物理系进入了一个新的发展阶段，从学生数量、教学体制到学科设置都发生了重大的变化。黄昆的教程也从统计物理、近代物理转换到普通物理上。
在现在的大学物理课程中，普通物理并不像“四大力学”（理论力学、电动力学、统计力学、量子力学）课程那么受瞩目，但作为理工科大学生的入门基础课，绝大多数物理学家都认为它才是物理系学生最根本的“当家”课。改组后的北大物理系为之组建了一个黄金阵容：虞福春、黄昆、褚圣麟、叶企孙、沈克琦、汪永铨、赵凯华、丛树桐、李椿等，这些人无一不是后来物理学研究和教育中的中坚力量。其中，虞福春教授担任教研组主任，黄昆为副主任。
意外的是，初登讲台的黄昆，他的教学榜样不是哪个教育家，而是京剧艺术大师梅兰芳先生——不管多熟的戏路，上台演出之前，梅兰芳先生都要再对一遍戏词，再做一次演练。黄昆要的就是这种一丝不苟的范儿：不论讲什么课，讲过多少遍，听的人是谁，每一节课都要重新写讲稿；备课要备好全部板书，细致到表述方式、详略安排、讲述节奏、书写位置，甚至哪些内容不能轻易擦掉都已考虑好。
如此一来，每周6个学时的普通物理课，他光备课就要耗去50？60小时。可听过黄昆讲课的学生都知道，他在课堂上很少去看讲稿，反而更像个“读心专家”，根据学生的微表情，做出即兴调整。这也是他讲课的另一个原则，先假定听讲人对所听问题一无所知又反应较慢，在问别人是否听懂之前，先不断自问是否已经讲清楚。张宗烨院士恰好是1952年院系调整后考入北大物理系的，黄昆的普通物理课程令她至今记忆犹新：“他把每一个问题都分析得很深，把背后的东西都挖掘了出来。”同样是北大1952级的秦国刚院士则认为：“听他的课是一种享受，除了科学以外，能体会到一种美感。”
“回国后全力以赴搞教学工作，是客观形势的需要，是一个服从国家大局的问题。这也并非我事业上的牺牲，因为搞教学工作并没影响我发挥聪明才智，而是从另一方面增长了才干，实现了自身价值。”黄昆说。
一个“大局”，让他一个猛子扎进物理教学里，一边向学生形象地传播知识，一边将自己的经验潜移默化地传递给身边的教师。正是有了如他一样物理人的努力，北大物理系才在短短几年内就形成了“立论严谨、概念清楚”的教学传统。他的做派，也一直保持了下来，很多听过他讲课的人都直呼“过瘾”。
然而，黄昆自己却觉得不过瘾。20世纪50年代，距今只有60多年，物理学，尤其是物理学教育上的空白点却不少。拿现在极为普通的固体物理来说，国内外竟然只有学术专著，没有现成的教科书蓝本，遑论作为新兴学科的半导体物理学。作为国际固体物理界领军人物，黄昆认为固体物理应该是物理学中一门重要的基础课，而半导体物理则将是固体物理中最活跃的领域，为长远计，编著完整规范的教材势在必行。
1958年，黄昆与谢希德一起完成了《半导体物理学》。这本书从理论上系统地阐述了正在迅速发展的半导体物理学科的基本物理现象和理论，是中国半导体领域最早的一本专著。
1965年，黄昆根据讲义全面修订了《固体物理学》，可惜未及印刷就被文化大革命耽误了，一误就到了1979年才第一次出版。与同类教材相比，黄昆的《固体物理学》更接地气，而他却因这个时间差，“始终有不安之感”。几年后，当这部教材被建议修订再版，黄昆却认为摘摘抄抄不是教材编写之道，应该彻底翻新，加入新的实践经验，才能不过时。彼时，黄昆已经是中国科学院半导体研究所所长，疏离了教学一线。他建议由曾经的助手——北京大学韩汝琦教授执笔改编，而他则担任指导角色。1988年10月，黄昆原著、韩汝琦改编的《固体物理学》正式出版。这本教材立足于20世纪80年代物理学的新发展，将原著风貌与物理学新突破漂亮地融合在一起，成为一代经典，先后获得1992年全国优秀教材评选之国家级特等奖及1996年全国科技进步奖二等奖。 这两部专著，在很长一段时间内成为半导体物理和固体物理专业的必读之作。黄昆，也作为中国固体物理学的开创者及中国半导体科学技术的奠基人，被铭刻在中国现代物理学发展的里程碑上。
第二个春天
“有一位老科学家，搞半导体的，北大叫他改行教别的，他不会，科学院半导体所请他做学术报告，反映很好。他说这是业余研究的。这种用非所学的人是大量的，应当发挥他们的作用，不然对国家是最大的浪费。他是学部委员、全国知名的人，就这么个遭遇。为什么不叫他搞本行？北大不用他，可以调到半导体所当所长，给他配党委书记，配后勤人员。”说这段话的人是邓小平，时间是1975年9月。
当时，话中的“老科学家”黄昆还窝在北京市郊昌平的“北大200号”接受所谓的“斗、批、改”，忙着生产半导体器件。邓小平点将，当时并没有给黄昆带来什么“好处”，反而把他卷到了邓小平大起大落的政治生涯中去，被要求写批邓文章。尽管最后刊登的文章另有人捉刀，黄昆却认为，署了名就要承担责任，要记住这个教训。
无独有偶，1977年邓小平再次出山后，听闻黄昆还在“北大200号”，依然坚持人才不该被埋没。“他（黄昆）批了我，是我害了他。”言辞中的豁达，与黄昆的自责相映生辉，交织出一个伯乐与千里马的佳话。
这一次，黄昆一路绿灯，走到了中国科学院半导体所所长的位置上。用现在的观点看，黄昆的“后台”实在是够硬，他却忽然怀疑起自己的能力。在他看来，国家交付的半导体新材料及相关器件的研发任务，并非自己的长项；做一个研究所的“大家长”，也是大姑娘上轿头一回。然而，当他在1年后向时任中国科学院院长方毅递上辞职信后，等来的却是邓小平的一句话：“要他当所长就是要他进所直接到实验室去。”
在间断了近30年之后，以花甲之龄重返科研一线，对谁来说都是一种挑战。然而，为了心中一直未曾湮灭的科研梦想，为了知遇之恩与报国之念，黄昆还是迎了上去。
1979年，黄昆受邀访问意大利国际理论物理中心。在国际学术舞台上，这是黄昆个人的复出，也是中国物理学的复出，自然不能空手而去。黄昆准备趁机梳理出多声子跃迁领域的发展脉络，作为他的出山之作。
到了此时，“黄—里斯理论”中的多声子光跃迁部分已经板上钉钉，而多声子无辐射跃迁虽然被定性，却无法与实验定量比较相匹配。黄昆尝试将理论与实验并行展现，同时把围绕该理论出现的争议一一澄清。他建立的“统一理论”（统一绝热近似与静态耦合的理论）成为连续三届国际半导体物理会议上的新宠，又被英国皇家学会院士、物理学家德利编入刚刚出版的教科书《半导体中的量子过程》。他与顾宗权一起发展的多频声子模型，也成为多声子跃迁理论在应用上的一个重要突破。当黄昆再次成为“世界领头的固体物理学家”，他的复出作品获得1984年中国科学院科技进步奖一等奖，也就不算什么稀罕了。
文化大革命之前，黄昆就预感到半导体物理学将成为固体物理学中最活跃的领域。出山就担任半导体所所长的他，自然也少不了在这上面下功夫。在他的带领下，半导体所建成了我国半导体超晶格国家重点实验室，开创了我国在材料科学和固体物理学中崭新领域的研究工作。而继英国黄金时代之后，他又推出了一個“姓黄”的理论——“黄—朱模型”。“朱”是指他的搭档朱邦芬院士。后来，他们还在超晶格光学声子“黄—朱模型”的基础上，提出了国际上第一个系统的多量子阱和超晶格中光学声子拉曼散射微观理论。
这里还有个小插曲。由于回国后沉醉于物理教育，国际上很多人都以为黄昆已经告别了学术界。他的名字被列入玻恩等大师同列，被当作是前辈来仰望。“黄—朱模型”横空出世的时候，很多人无法将两个“黄昆”联系在一起，以至于得知两者为同一人之后，引来一众惊叹。国际著名的固体物理学家、德国马普学会固体物理研究所前所长卡多纳教授在提到他时，充满敬意：“他好比现代的凤凰涅槃，从灰烬中飞起，又成为世界领头的固体物理学家。”
但得夕阳无限好，何须惆怅近黄昏。黄昆用一腔热忱证明了他的时代尚未远去，也在不经意间成为后辈们的励志书。
性情黄昆
获得国家最高科学技术奖之后，学术圈外的人开始越来越多地问“黄昆是谁”。很多人以为他的成长经历是由神童而成天才，他自己却觉得应该属于智力发育滞后的类型，小学时的表现“说不出有多么优秀”。
真正的转变，是在他插班到燕京大学附属中学初中二年级的半年里。一次，黄昆的伯父偶然看见他放学后很悠闲，就问他作业做好了没有。黄昆回答，老师布置的数学作业都完成了。伯父却告诉他，数学课本上的习题要一道道地全都做完。小黄昆乖乖地按照伯父的要求去做了。因为忙于做习题，他很少去看书上的例题，也就很少套用例题的思路去解答，免去了“照猫画虎”的思维干扰。这个做法后来延伸成他的一个重要习惯，即“从第一原理出发”的治学之道——做研究时先不看已有文献，而是独立地从最基本的概念开始思考，这样才能不受他人的束缚，开展主动性的研究。
中学时代的黄昆已经很出色，尤其在英文学习上很有天赋，当时就已经能够毫无困难地阅读英文小说。事实上，除了语文，他在高中3年的学习总成绩始终名列全年级之首。
“老师出作文题，我不是觉得一句话就解答了，就是觉得无话可说。这可影响我一辈子啦！报考清华大学、北洋工学院，都明显是由于语文成绩太差而未被录取。”
黄昆一生都将语文视为关口，从早年的考试到后来的写作以及各种发言，“都受到牵累”。1944年，他参加留美留英两项考试，留美考试中因语文考试只得了24分而最终落选；留英考试中作文只写了3行便再也写不下去，只好就此交卷，居然给了40分，令他一度认为“捡了便宜”。1946年，导师莫特建议他将“黄散射”的工作成果介绍给法国著名的实验晶体学家尼吉耶，以引起对方的注意，从而开展相关实验研究。等到黄昆在布里斯托尔的招待会上终于有机会见到尼吉耶，却因为怯场没能开口。如果他当时做了介绍，“黄散射”会不会被提前验证？可惜科学上没法假设。
他口中的“33岁以前”，指的是从1945年到1951年的旅英时光，学术界多认为那是他科研生涯中的黄金时代。而他再次站到国际前沿，已经是20世纪80年代。
在国际物理学界看来，从1951年回国，一直到文化大革命结束，黄昆的科研生涯出现了一个断层。可是，就像没有人觉得画作中的留白多余，黄昆也不觉得一心扑到物理教育上的时光可惜，他认为那同样也是在实现自己的价值。
黄金时代
1945年10月，黄昆来到英国布里斯托尔大学，师从国际著名固体物理学家莫特。莫特是20世纪最伟大的理论物理学家之一，曾获得1977年诺贝尔物理学奖。黄昆是莫特在第二次世界大战结束后招收的第一位博士生。他最初从莫特那里接到的两个博士论文研究题目：一是理论研究稀固溶体的X光衍射；二是计算小角度晶粒间界的能量。黄昆当时对如何处理晶粒间界问题还是一头雾水，自然选择了前者。
一般認为，具有严格周期对称性的完整晶体，其X散射应遵循布拉格定律。但实际材料中的原子往往不这么循规蹈矩，它们总是会偏离严格的周期排列。究其原因：一是晶体原子的热运动导致的偏离，被称为“热致漫散射”；另一种可能，则是由材料中外来的杂质与缺陷引起的。而这一点，正是黄昆的入手点。
经过大胆假设、小心求证，黄昆针对长程弹性畸变导致的X射线漫散射提出了几个“预言”，如：杂质原子的存在使布拉格衍射峰强度减小了一个因子，该因子与倒格矢的平方成反比，且与杂质浓度有关。
以当时的实验技术，这些发现根本不可能得到一一验证。这也是它们在很长一段时间被称之为“预言”的原因。20多年后，黄昆的预言才被国际学术界普遍承认，为了区别于热致漫散射，这种漫散射被称作“黄漫散射”，或简称为“黄散射”。从20世纪60年代末到70年代初，“黄散射”发展成为一种能直接有效地研究晶体中微观缺陷的手段，只是那时国内正陷于文化大革命中，消息不畅，黄昆并不知道有此进展。
黄昆一直相信这些预言是正确的，也相信这些现象完全可以在低温下被观测到，却并不认为去验证它们是自己最重要的工作。1946年9月，这些预言以“稀固溶体的X光漫散射”为题发表在《英国皇家学会录A》上。这是黄昆第一篇受到物理学界长时间重视的论文，直到半个世纪后，每年依然会被平均引用6？7次。可以说，黄昆开创了X射线漫散射研究一个新的分支，但他本人却再未涉足这里。
第一份答卷交上去之后，勤快的黄昆开始自己找事做。一次，他读到了莫特的一篇文章。文中讲述了莫特通过托马斯-费米方法来处理异价原子固溶体的电荷屏蔽问题。黄昆一下子被托马斯—费米方法吸引了。他第一次知道原来还有这样一种确立空间电子气浓度、电势与费米能级之间关系的近似方法，并且折服于它的简单和有效。
异价原子的固溶体电荷屏蔽可以这样处理，那同价元素的稀固溶体可不可以呢？
这么好的方法，自然要为己所用。黄昆很快做出了反应，联想到了金银稀固溶体。它们的原子实的荷电情况一样，但由于功函数不同，在金原子处可能就会形成势阱，电子可以堆积在阱里，导致电荷在空间出现不均匀分布与屏蔽势。借助托马斯-费米方法，黄昆研究了同价原子金和银的固溶体的结合能和残余电阻率问题，提出了同价原子构成的固溶体中的电荷屏蔽分布机制。不仅如此，他还创造性地采用了量子力学散射理论的相位移动方法，从理论上来计算电子波函数。
这项工作，被黄昆写成了《金银稀固溶体的溶解热和电阻率》。不过，在这篇论文中，黄昆只给出了电势与电荷密度分布的短程变化趋势，没有进一步将其长程振荡部分的函数关系显示出来。后来，莫特的女婿夫里德耳提出了固体物理中著名的“夫里德耳振荡”，而这一点在其中得到了完整的体现。虽然如此，但是黄昆的影响却是实实在在的，一直到今天，他的这篇论文还常常被国外科学家在论文中引证。
到了1947年春天，黄昆已经完成了他的两项研究及博士论文。可最早的博士学位典礼也要等到1948年1月。
当时，程开甲正在爱丁堡大学留学，他的导师玻恩教授也是黄昆倾慕的对象。玻恩是国际公认的量子力学奠基人之一和晶格动力学奠基人，也是1954年诺贝尔物理学奖获得者。1915年，玻恩就以德文写过一部《晶格动力学》，后来又计划以量子力学的观点来重新系统地阐述《晶格动力学理论》。第二次世界大战前，玻恩就已经开始动笔了，只是因为战争和其他原因，这部专著被慢慢搁浅了。搬到英国后，玻恩发现英国物理系的学生中懂德语的少，了解晶格动力学的更少。黄昆恰恰满足这两个条件。在程开甲的引荐下，黄昆见到了这位偶像。
显然，大师也是需要知己的。这一老一小就这样成了忘年交，玻恩甚至把自己的《晶格动力学理论》手稿让黄昆阅读，还邀请他共同完成这部著作。
沉甸甸的“馅饼”掉下来，黄昆却没敢马上接受。这个急于要以知识报国的年轻人，在完成博士论文之后就早早写信给西南联合大学时期的硕士导师吴大猷，商讨回国后的工作问题，当年就收到了北京大学的教授聘书，而他的留英奖学金也将在1948年10月结束。短短几个月，怎么能够写得完这部书呢？
但黄昆到底还是心动了，在写给时任北京大学理学院院长饶毓泰的信里，还特意提及此事，饶毓泰表示了支持。紧接着，新的转机来了。黄昆回到布里斯托尔接受博士学位时，遇到昔日的合作者弗勒利希。弗勒利希正准备去利物浦大学新成立的理论物理系担任系主任，邀请黄昆同往做为期3年的帝国化学工业公司博士后研究员，并且同意他以一半的时间来撰写《晶格动力学理论》。这下子，钱的问题也迎刃而解，黄昆没有理由再拒绝玻恩的邀请了，当然，他本来也不愿意拒绝。
合作之初，黄昆和玻恩出现了意见分歧。玻恩的计划是从量子理论最一般的原理出发，以演绎的方式尽量推导出晶体的结构和性质。黄昆却认为，单有晶格动力学的系统推导是不够的，这只是抽象的“普遍理论”，为了便于理解，应该再增加“基础理论”部分作为过渡。在他的坚持下，玻恩不得不做了让步。而这部专著也就有了现在看到的版本——被分为3章“基础理论”和4章“普遍理论”，前者包含所有晶体的基础知识与实验应用；后者由一般理论及由此导致的一些更为复杂的实验事实组成，包括理论预言的一系列新的光学现象。随着激光的发现，书中的理论结果已经被一一证实。 随着合作写作的深入，他在一些问题的研究上也得到了升华。1950年，他与助手里斯（中文名李爱扶，后来成为黄昆的妻子）合作发表了《F中心的光吸收与无辐射跃迁理论》，同时建立了光跃迁过程中的多声子理论与无辐射跃迁过程中的多声子理论。国际物理学界公认这项工作对于多声子跃迁领域的开创作用，将之称为“黄—里斯理论”，论文中使用的标志晶格弛豫强度的参量被称作“黄—里斯因子”。
年轻的黄昆有个执念，觉得人们对论文的关注度总不如对专著高。这是他当初接受玻恩邀请的一个小“私心”。翻开《晶格动力学理论》，不难发现，他当时的很多研究工作都在其中得到了体现，比如黄方程的阐述、声子极化激元的理论推导、均匀变形理论、晶格内部的平衡条件等，均收录在“基础理论”部分，而这些很难在其他文献中找到。
这部书的独一无二，还在于已发表的玻恩学派的研究成果中，有很多被贴上了“黄昆”的标签。比如在对玻恩-奥本海默近似的阐述、晶格理论的长波方法等方面，黄昆都做了大胆的创新。
从出版到现在，《晶格动力学理论》在固体物理学领域从未被超越过，成为几代固体物理学家们的方向标。从1975年至2001年3月，該书的英文版被引用5254次，俄文版被引用376次，平均每年200多次。它停印过3年，又被呼吁再版，从此加印不止。学者们从不吝惜赞美和褒扬，1989年，在德国举行的一个学术会议上，美国麻省理工学院物理系主任对北京大学物理系张树霖教授说：“我把黄昆的书像《圣经》一样放在我的桌上。”
为了这部“圣经”，玻恩和黄昆都花了太多心血。1951年10月，黄昆起程回国，书稿也基本完成，唯有最后一章需要做修改。玻恩以为，黄昆带走的1/4能够很快回来，结果等到牛津大学正式出版时已经是1954年了。原因是，黄昆回国时正值“三反五反”运动，他要教书，还得参加政治学习，几乎无暇顾及书稿。而且在那种特殊时期，与国外联络还需要通过申请和批准，黄昆的书稿在完成半年后才寄回给玻恩。
“到最后时期，如果不是有约在前，已经很不想写下去了，因为这在当时远不是一个热门。我想书出版后大概也没有多少人看，过两年也就停止出版了。”与黄昆的悲观不同，玻恩一直对他们的合著充满期待，在给爱因斯坦的信中写道：“书稿内容已完全超越了我现在的理解，我能懂得年轻的黄昆以我俩的名义所写的东西，就很高兴。”
“沉寂”在三尺讲台上
1951年10月，黄昆回国。谁也没想到，他竟然从此在国际物理学界沉寂了近30年。这段远离一线科研的时间里，他去哪儿了呢？
玻恩曾说黄昆是个“热忱的共产主义者”，听到新中国成立的消息，“就想回国参加正在进行的一切事情”。玻恩所说的“一切事情”，转换到当时的黄昆身上，就是站到北京大学物理系的讲台上。
1952年，一场轰轰烈烈的“院系调整”运动之后，北大物理系进入了一个新的发展阶段，从学生数量、教学体制到学科设置都发生了重大的变化。黄昆的教程也从统计物理、近代物理转换到普通物理上。
在现在的大学物理课程中，普通物理并不像“四大力学”（理论力学、电动力学、统计力学、量子力学）课程那么受瞩目，但作为理工科大学生的入门基础课，绝大多数物理学家都认为它才是物理系学生最根本的“当家”课。改组后的北大物理系为之组建了一个黄金阵容：虞福春、黄昆、褚圣麟、叶企孙、沈克琦、汪永铨、赵凯华、丛树桐、李椿等，这些人无一不是后来物理学研究和教育中的中坚力量。其中，虞福春教授担任教研组主任，黄昆为副主任。
意外的是，初登讲台的黄昆，他的教学榜样不是哪个教育家，而是京剧艺术大师梅兰芳先生——不管多熟的戏路，上台演出之前，梅兰芳先生都要再对一遍戏词，再做一次演练。黄昆要的就是这种一丝不苟的范儿：不论讲什么课，讲过多少遍，听的人是谁，每一节课都要重新写讲稿；备课要备好全部板书，细致到表述方式、详略安排、讲述节奏、书写位置，甚至哪些内容不能轻易擦掉都已考虑好。
如此一来，每周6个学时的普通物理课，他光备课就要耗去50？60小时。可听过黄昆讲课的学生都知道，他在课堂上很少去看讲稿，反而更像个“读心专家”，根据学生的微表情，做出即兴调整。这也是他讲课的另一个原则，先假定听讲人对所听问题一无所知又反应较慢，在问别人是否听懂之前，先不断自问是否已经讲清楚。张宗烨院士恰好是1952年院系调整后考入北大物理系的，黄昆的普通物理课程令她至今记忆犹新：“他把每一个问题都分析得很深，把背后的东西都挖掘了出来。”同样是北大1952级的秦国刚院士则认为：“听他的课是一种享受，除了科学以外，能体会到一种美感。”
“回国后全力以赴搞教学工作，是客观形势的需要，是一个服从国家大局的问题。这也并非我事业上的牺牲，因为搞教学工作并没影响我发挥聪明才智，而是从另一方面增长了才干，实现了自身价值。”黄昆说。
一个“大局”，让他一个猛子扎进物理教学里，一边向学生形象地传播知识，一边将自己的经验潜移默化地传递给身边的教师。正是有了如他一样物理人的努力，北大物理系才在短短几年内就形成了“立论严谨、概念清楚”的教学传统。他的做派，也一直保持了下来，很多听过他讲课的人都直呼“过瘾”。
然而，黄昆自己却觉得不过瘾。20世纪50年代，距今只有60多年，物理学，尤其是物理学教育上的空白点却不少。拿现在极为普通的固体物理来说，国内外竟然只有学术专著，没有现成的教科书蓝本，遑论作为新兴学科的半导体物理学。作为国际固体物理界领军人物，黄昆认为固体物理应该是物理学中一门重要的基础课，而半导体物理则将是固体物理中最活跃的领域，为长远计，编著完整规范的教材势在必行。
1958年，黄昆与谢希德一起完成了《半导体物理学》。这本书从理论上系统地阐述了正在迅速发展的半导体物理学科的基本物理现象和理论，是中国半导体领域最早的一本专著。
1965年，黄昆根据讲义全面修订了《固体物理学》，可惜未及印刷就被文化大革命耽误了，一误就到了1979年才第一次出版。与同类教材相比，黄昆的《固体物理学》更接地气，而他却因这个时间差，“始终有不安之感”。几年后，当这部教材被建议修订再版，黄昆却认为摘摘抄抄不是教材编写之道，应该彻底翻新，加入新的实践经验，才能不过时。彼时，黄昆已经是中国科学院半导体研究所所长，疏离了教学一线。他建议由曾经的助手——北京大学韩汝琦教授执笔改编，而他则担任指导角色。1988年10月，黄昆原著、韩汝琦改编的《固体物理学》正式出版。这本教材立足于20世纪80年代物理学的新发展，将原著风貌与物理学新突破漂亮地融合在一起，成为一代经典，先后获得1992年全国优秀教材评选之国家级特等奖及1996年全国科技进步奖二等奖。 这两部专著，在很长一段时间内成为半导体物理和固体物理专业的必读之作。黄昆，也作为中国固体物理学的开创者及中国半导体科学技术的奠基人，被铭刻在中国现代物理学发展的里程碑上。
第二个春天
“有一位老科学家，搞半导体的，北大叫他改行教别的，他不会，科学院半导体所请他做学术报告，反映很好。他说这是业余研究的。这种用非所学的人是大量的，应当发挥他们的作用，不然对国家是最大的浪费。他是学部委员、全国知名的人，就这么个遭遇。为什么不叫他搞本行？北大不用他，可以调到半导体所当所长，给他配党委书记，配后勤人员。”说这段话的人是邓小平，时间是1975年9月。
当时，话中的“老科学家”黄昆还窝在北京市郊昌平的“北大200号”接受所谓的“斗、批、改”，忙着生产半导体器件。邓小平点将，当时并没有给黄昆带来什么“好处”，反而把他卷到了邓小平大起大落的政治生涯中去，被要求写批邓文章。尽管最后刊登的文章另有人捉刀，黄昆却认为，署了名就要承担责任，要记住这个教训。
无独有偶，1977年邓小平再次出山后，听闻黄昆还在“北大200号”，依然坚持人才不该被埋没。“他（黄昆）批了我，是我害了他。”言辞中的豁达，与黄昆的自责相映生辉，交织出一个伯乐与千里马的佳话。
这一次，黄昆一路绿灯，走到了中国科学院半导体所所长的位置上。用现在的观点看，黄昆的“后台”实在是够硬，他却忽然怀疑起自己的能力。在他看来，国家交付的半导体新材料及相关器件的研发任务，并非自己的长项；做一个研究所的“大家长”，也是大姑娘上轿头一回。然而，当他在1年后向时任中国科学院院长方毅递上辞职信后，等来的却是邓小平的一句话：“要他当所长就是要他进所直接到实验室去。”
在间断了近30年之后，以花甲之龄重返科研一线，对谁来说都是一种挑战。然而，为了心中一直未曾湮灭的科研梦想，为了知遇之恩与报国之念，黄昆还是迎了上去。
1979年，黄昆受邀访问意大利国际理论物理中心。在国际学术舞台上，这是黄昆个人的复出，也是中国物理学的复出，自然不能空手而去。黄昆准备趁机梳理出多声子跃迁领域的发展脉络，作为他的出山之作。
到了此时，“黄—里斯理论”中的多声子光跃迁部分已经板上钉钉，而多声子无辐射跃迁虽然被定性，却无法与实验定量比较相匹配。黄昆尝试将理论与实验并行展现，同时把围绕该理论出现的争议一一澄清。他建立的“统一理论”（统一绝热近似与静态耦合的理论）成为连续三届国际半导体物理会议上的新宠，又被英国皇家学会院士、物理学家德利编入刚刚出版的教科书《半导体中的量子过程》。他与顾宗权一起发展的多频声子模型，也成为多声子跃迁理论在应用上的一个重要突破。当黄昆再次成为“世界领头的固体物理学家”，他的复出作品获得1984年中国科学院科技进步奖一等奖，也就不算什么稀罕了。
文化大革命之前，黄昆就预感到半导体物理学将成为固体物理学中最活跃的领域。出山就担任半导体所所长的他，自然也少不了在这上面下功夫。在他的带领下，半导体所建成了我国半导体超晶格国家重点实验室，开创了我国在材料科学和固体物理学中崭新领域的研究工作。而继英国黄金时代之后，他又推出了一個“姓黄”的理论——“黄—朱模型”。“朱”是指他的搭档朱邦芬院士。后来，他们还在超晶格光学声子“黄—朱模型”的基础上，提出了国际上第一个系统的多量子阱和超晶格中光学声子拉曼散射微观理论。
这里还有个小插曲。由于回国后沉醉于物理教育，国际上很多人都以为黄昆已经告别了学术界。他的名字被列入玻恩等大师同列，被当作是前辈来仰望。“黄—朱模型”横空出世的时候，很多人无法将两个“黄昆”联系在一起，以至于得知两者为同一人之后，引来一众惊叹。国际著名的固体物理学家、德国马普学会固体物理研究所前所长卡多纳教授在提到他时，充满敬意：“他好比现代的凤凰涅槃，从灰烬中飞起，又成为世界领头的固体物理学家。”
但得夕阳无限好，何须惆怅近黄昏。黄昆用一腔热忱证明了他的时代尚未远去，也在不经意间成为后辈们的励志书。
性情黄昆
获得国家最高科学技术奖之后，学术圈外的人开始越来越多地问“黄昆是谁”。很多人以为他的成长经历是由神童而成天才，他自己却觉得应该属于智力发育滞后的类型，小学时的表现“说不出有多么优秀”。
真正的转变，是在他插班到燕京大学附属中学初中二年级的半年里。一次，黄昆的伯父偶然看见他放学后很悠闲，就问他作业做好了没有。黄昆回答，老师布置的数学作业都完成了。伯父却告诉他，数学课本上的习题要一道道地全都做完。小黄昆乖乖地按照伯父的要求去做了。因为忙于做习题，他很少去看书上的例题，也就很少套用例题的思路去解答，免去了“照猫画虎”的思维干扰。这个做法后来延伸成他的一个重要习惯，即“从第一原理出发”的治学之道——做研究时先不看已有文献，而是独立地从最基本的概念开始思考，这样才能不受他人的束缚，开展主动性的研究。
中学时代的黄昆已经很出色，尤其在英文学习上很有天赋，当时就已经能够毫无困难地阅读英文小说。事实上，除了语文，他在高中3年的学习总成绩始终名列全年级之首。
“老师出作文题，我不是觉得一句话就解答了，就是觉得无话可说。这可影响我一辈子啦！报考清华大学、北洋工学院，都明显是由于语文成绩太差而未被录取。”
黄昆一生都将语文视为关口，从早年的考试到后来的写作以及各种发言，“都受到牵累”。1944年，他参加留美留英两项考试，留美考试中因语文考试只得了24分而最终落选；留英考试中作文只写了3行便再也写不下去，只好就此交卷，居然给了40分，令他一度认为“捡了便宜”。1946年，导师莫特建议他将“黄散射”的工作成果介绍给法国著名的实验晶体学家尼吉耶，以引起对方的注意，从而开展相关实验研究。等到黄昆在布里斯托尔的招待会上终于有机会见到尼吉耶，却因为怯场没能开口。如果他当时做了介绍，“黄散射”会不会被提前验证？可惜科学上没法假设。