80年代 | 叶秋怡：这里是前苏联学者前往美国最容易的第一站

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叶秋怡，上海人，66届高中，养牛挤奶，77级大学，留学德国，任职美国，博士后，科研员，工程师，已退休。

原题

留德回忆之二

实诚的德国研究生

作者 ：叶秋怡

1985年至1989年，我在慕尼黑工业大学物理系的E16研究所攻读博士学位。E16通常有十位左右博士生和十几位硕士生。硕士生在18个月左右内完成学业。博士生则需四至五年才能获得学位。访问学者在E16工作的时间长短不一，从几个月到两年。

博士研究生是E16研究工作的主力军。他们不仅要开展自己的博士研究，还要指导新研究生掌握实验技能，有时候还得参与实验室的建设。一个优秀的研究生团队，起着承上启下，延续研究所风气的重要作用。

博士生各人的研究课题不同，在攻博期间几乎都经历过不同的坎坷。事实上，攻读博士的过程，不仅要获得科学研究的成果，更重要的是培养探索真理的能力，磨练不屈不饶的意志。E16的博士生们在攻博期间，互相帮助，互相交流，结下了深厚的友谊。获得博士学位后，各自走上不同的职业道路。三十多年过去了，当年的友谊犹存。

我的师兄：亚瑟

“博士指导教授”的德语称作：“Doctor Father”，直译成中文就是“师父”。那些比我早来到E16的博士生，可以称为是我的师兄。德国的学制长，再加上服兵役，博士生获得学位时往往已过30岁。不过，师兄们的年纪还是比我小十岁左右。中国十年文革，我蹉跎了十年，即使后来急起直追，依然追不回流失的时光。

新研究生刚来到E16，都分派给老博士生带领，英文称为“Mentor”，也可译成“师兄”。我的师兄叫亚瑟·茨瑞那，是考赫教授的得意弟子。我来到E16时，他已经在这里工作了近五年，最初的一年半是硕士研究，接着攻读博士。亚瑟教会我实验室的所有技术，我的博士研究课题，也是从他的硕士和博士研究课题衍生出来。

亚瑟聪明能干，精通电子技术。在攻读硕士期间，就做成一台用微波测试电导的仪器，用来测量MOS电容中的电输运性能。有一家半导体测量器件公司对此仪器很感兴趣，前来与他商洽购买事宜。亚瑟还是个编程能手，编制了E16所有实验室里的测试程序。

亚瑟的博士研究课题是III-V族半导体材料中由单层掺杂（简称δ-掺杂）形成的量子阱特性。在他攻博的前三年里，一切进展顺利。

他设计了样品掺杂条件，由斯图加特的马普固体物理研究所用分子束外延生长出这种δ-掺杂材料。在这些材料上，他观察到了象征二维电子气（2DEG）特症的震荡。根据样品的掺杂数据和实验结果，他运用2DEG的数学模型来分析量子阱的能级。一切都很顺利，似乎到了可以写博士论文的时候了。

然而，当他再仔细分析测试结果，发现有些不对劲。2DEG数学模型计算出来的结果总是与实验结果有差距。再检查以前的实验结果，发现都存在着类似的问题。

2DEG的实验研究，大都在超低温强磁场下观察电子输运的变化。在实际测试过程中，往往会观察到各种现象，有的是真实的物理变化，有的只是外界扰动或实验误差。研究生们调侃发表的学术论文：“理论计算出来的结果，除了论文作者之外，谁都不信；实验测试出来的结果，除了论文作者之外，谁都相信。”

一位优秀的实验物理学家，必须在千变万化的实验结果中去伪存真，既不放过细微的真实物理变化，又要排除稍纵即逝的假象。考赫教授经常对我们说：最糟糕的事是发表错误的论文。

在一次E16聚会上，一位已在西门子担任工程师的师兄讲起他的故事。他在E16攻读博士期间，折腾了四年，最后一年终于测到了结果。匆匆完成博士论文后，到IBM在美国纽约的研究中心去做博士后。一天，他心血来潮，想重复他攻博时的实验，却怎么也观察不到他攻博时见到的现象，大大吃惊。他告诫师弟们：“千万不要去重做攻博时的测试。”

如今，亚瑟得到实验结果与理论计算不相符合，该怎么办呢？如果他维持以前的实验结果和原先的模型，匆匆完成博士论文，估计也没有哪位教授能质疑什么。因为样品优质，测试高级，而且已经测试到了象征2DEG的震荡信号，这已经是很大的研究成果。即使根据2DEG的模型计算出的结果与实验数据有差异，也可以勉强解释为实验误差。

然而，追求完美的亚瑟不想蒙混过关，他意识到原先的设想可能太简单，实际的微结构并非如原始设计的那么理想。亚瑟经过痛苦的思考，决心正视这些差异，进一步探索真相，他毅然决定从头做起。

在E16的学术讨论会上，他向大家解释了测试结果与计算模型之间的差异，并表示他将从新做起。当时我们都为他捏把汗，这等于推翻他以前三年多的工作，他完成博士论文可能会遥遥无期。

亚瑟首先复查以前测试的结果，以确定这些结果准确无误。那段时期他工作得很辛苦。记得一天早上我走进实验室，意外发现磁体温度为4.2K。感到很奇怪：昨晚9点我离开实验室时，磁体温度还是常温，怎么一夜之间，竟然降到了4.2K！原来亚瑟在昨晚十点后又来到实验室，干了个通宵。

亚瑟还去了法国的强磁场实验室，在更强的磁场强度下进行测试。对这些δ-掺杂的材料进行更深入的研究。

接着，他在电脑上日夜工作，根据测试的结果，提出新的模型。半年后，他的辛苦终于获得回报。由于正视了样品中的缺陷，实验结果得到了完美解释，使得他的论文水平提高了一大截。

亚瑟在博士答辩的庆祝会上和大伙一起喝香槟

亚瑟的博士论文获得了最高分：1分。不过，这个满分不容易拿。当他从博士答辩室走出来时，满头大汗。看来，那三位考官把他考得够呛。

亚瑟获得博士学位后，到美国做了两年博士后研究，又回到TUM物理系，在瓦尔特-肖特基研究所工作，三年后获得教授资格，继续留在那里做研究工作。直到2002年底才到帕德邦大学当教授。德国的教授位置不好找，都是一个萝卜一个坑，难得有空缺。

2003年初我作为英飞凌公司的工程师，出差到慕尼黑，顺道访问WSI。此时亚瑟已经去当教授了。我走进实验室，看到室内四周围绕着光纤传输线，闪闪发光，就知道那是亚瑟的手笔。他确实是位出色的实验物理学家。

办公室的室友：乔治

博士生乔治·坦普尔，与我在同一办公室。大家都不叫他乔治，而是肖希，那是小孩子对乔治的昵称，只有考赫教授才称他乔治。肖希比我早一年来到E16。他以前在慕尼黑大学做硕士研究，在那里他是个好学生，成绩总是位列前茅。他被考赫教授的声望所吸引，来到E16攻读博士。

肖希在E16的第一年中，与技工们一起建造了一台高精度高真空的测试仪。与同龄的研究生相比，肖希显得更沉稳能干，而且具有组织能力。他很快就获得大家的尊重，无论是研究生还是技工，都很喜欢他。

肖希的博士课题是硅材料中的δ-掺杂的电子性能，这是与德国国防大学的合作项目，那里有分子束外延炉，生长出硅δ-掺杂的材料。

肖希研究课题与亚瑟的相似，只是基质材料换成了硅，而不是III-V族半导体。亚瑟证实了在III-V族半导体的δ-掺杂结构中存在2DEG。然而，肖希始终没能观察到硅δ-掺杂结构中2DEG的任何踪迹。

一年又一年过去了，肖希的博士论文陷入僵局。在此期间，肖希指导了一批批硕士生。E16中几位比他晚来的博士生一个个都拿到了学位，其中还有他曾给与很多帮助的研究生。看着他们高高兴兴地离开研究所。自己却始终得不到理想的成果，肖希很不是滋味。

一天傍晚，一位新博士举办博士告别晚宴，他即将去新岗位工作。大家都兴致勃勃地准备参加晚宴。我结束测试后回到办公室，看到肖希正在默默地收拾好东西，准备回家。我问他：“怎么不参加宴会？”他简短地回答：“没兴致。”匆匆走了。

我与肖希同一办公室，那期间，我们两人的研究工作都不顺利，很沮丧。我开玩笑说：“这办公室里大概有鬼。”正好我手头有两幅中国门神的画像：秦琼与尉迟恭，是从中文杂志上撕下的。我把中国门神贴在办公室门上，借此来驱邪辟鬼，带来好运。后来我的研究工作有了转机，可惜肖希的工作始终不顺利。直到我离开E16之前，这两位门神一直贴在我们的办公室门上。

到了1988年，肖希攻读博士已经四年多了，还是没能得到理想的成果。他实在是太实诚，一定要在硅材料中观察到III-V族中见到的现象。其实，与他合作的国防大学教授已经发表了好几篇论文，都是基于他的实验结果。

肖希萌生了退意，打算不再继续攻读博士，干脆外出去找工作求职。此事在研究所里传开，大家非常震惊，都很同情他：博士研究都已经进行了这么多年，若真的放弃了，岂不太可惜！

博士生们纷纷劝阻肖希。E16的技工海因兹悄悄对我说：“肖希干嘛那么老实，实验结果不就是那几根曲线嚒。我要是肖希，就干脆地自己画上几根曲线交账，不就行了。”没想到，外行是如此看待博士研究的。

最终肖希还是坚持下来，继续他的博士研究。1989年12月，肖希完成了博士论文。他没有得到漂亮的实验结果，只是实实在在地记录了他在硅δ-掺杂的样品上作的测试结果，但是没见到预期的结果。考赫教授在审阅他的论文时，对我说：“我真为乔治感到遗憾。”

肖希的博士答辩顺利通过。E16的同事们精心为他做了一个别致的博士帽。与通常的博士帽不同，帽子顶部不是黑缎子，而是灰色的砂皮纸，上面用石子堆成一条小河，象征他攻读博士的坎坷历程。泊在河里的竹筏上有一位撑船艄公，象征着肖希一次次地帮助他人渡过河，奔向成功，而他却像那艄公，滞留在河上无法脱身。

同事们为肖希做的博士帽

博士帽上摆放的其他物件也都很有趣：一个精致的高真空测试仪的模型：那是在攻博初期肖希与技工组一起制作的作品的模型。一台计算机：象征他开发过很多软件程序，一个硅δ-掺杂的原子模型，那是他博士研究的课题，还放着一小摇篮，在攻博的最后一年，他的大儿子出生了。

 肖希通过了博士答辩，饶有兴致地看着他的博士帽

肖希获得博士学位后，到西门子公司担任工程师，从事记忆元件的开发。在那里他如鱼得水，才智得到充分发挥。我在1992年的国际永久记忆元件会议上遇见他。那时，我在美国一家公司里开发新型记忆元件，我们俩成了同行。

多年后，他不仅当上英飞凌公司的记忆元件开发部门的首席技术官，还成为国际上记忆元件领域里的领军人物之一。在多个重要的半导体国际学术会议上担任主席和主持讲座。

肖希和我在德累斯顿

我与肖希一直保持联系，2014年我退休后，还到他居住的德累斯顿去游玩。受到他热情的接待。看到他事业成功，家庭美满，真为他感到高兴。

几十年以来，E16培养出许多半导体领域的专业人士，尤其是为西门子公司和英飞凌公司输送了很多工程师，其中还有不少人成了领导阶层或技术骨干。考赫教授骄傲地说：“我的学生在管理着英飞凌公司。”确实，我在西门子和英飞凌工作时，好几位部门领导是考赫教授的学生，是我的师兄或师弟。

我常想，为什么考赫的学生中有这么多人在西门子和英飞凌里担任各级经理。可能与E16的开放活泼的风气，团队合作精神，以及严峻的实验态度有关。研究生们在E16攻读学位期间，不仅接受科学知识，增进科学研究的才能，锻炼了很强的动手能力，而且培养了处理问题和待人接物的能力。

访问学者们

E16的研究人员中除了主力军博士生之外，还有来自世界各地的访问学者们。他们有的是洪堡学者，有的来做博士后，有的是短期访问。他们与研究生一起开展研究工作，大大提升了E16的研究水平。

在访问学者中，有不少来自东欧的社会主义国家，如波兰，捷克，保加利亚等，考赫教授与这些国家很有缘分。他的第二任太太就是保加利亚人，E16经常有来自保加利亚的科学家。我与好几位保加利亚科学家成了好朋友，如：斯拉伐和阿申诺夫等。

1989年起，不少前苏联科学家来E16访问。所有东欧国家的科学家们都会说俄语，在E16，东欧人与俄国人用俄语交谈，可见前苏联对东欧国家的影响。我想起中国在上世纪六十年代初期，大多数的中学外语课也只教俄语。

来访的前苏联科学家中最著名的是鲍里斯·什科洛夫斯基（Boris Shklovskii）和亚勒思·艾弗罗斯（Alexei Efros），来自著名的列宁格勒的艾菲尔研究所（Ioffe Institute）。他们两人合著的“掺杂半导体的电子性能”一书受到全世界的同行们赞赏，被称为半导体局限态领域里的“圣经”（Bible）。

艾弗罗斯先来到E16，受到考赫教授盛情接待。周末还被请到考赫教授家去作客，把我也请去聊天。我们一起品尝教授从他家乡美国纳帕带来的美酒。那时候的艾弗罗斯非常温文有礼，善待所有的人，大家相谈甚欢。艾夫洛斯在E16只停留了一周，随后到斯图加特的马普所继续访问。

几个月后，我到斯图加特的马普所做实验，想顺便看望在那儿访问的艾弗罗斯。却怎么也联系不到他。斯图加特的朋友翰思告诉我，如今的艾弗罗斯很傲慢，他意识到自己在半导体局限态领域里的声望后，不屑与大家打交道了。在学术研讨会上，对同行们态度也是爱理不理的。大家领教了他的傲慢后，都躲着他。

艾弗罗斯在斯图加特工作不久，前往美国加州大学河滨分校当访问学者。两年后，他在犹他大学当上杰出教授。

什科洛夫斯基在E16工作了三个月，他的到来，大大帮助了我的博士研究。当时我正在研究二维的局限态，当什科洛夫斯基看到我的实验结果后，非常兴奋，立即动手建立新的二维局限态的传输理论模型，凭着他在这领域中的深厚功力，完美地解释这些实验结果，把我攻博的研究水平提升了一大截。

 我与什科洛夫斯基在E16的休息区合影

我们合作得很愉快，不仅在研究所里一起工作，还经常聊天。什科洛夫斯基住在肖特基研究所的招待所里，那里有个小厨房。我常常带上食材，去招待所与他一起烧饭吃。记得一次煮土豆烧牛肉，我正打算把土豆先煮熟后再剥皮，什科洛夫斯基二话不说，就拿起小刀削土豆。他削土豆是那么娴熟，真不愧是来自土豆加牛肉的家乡。

什科洛夫斯基在E16工作的同时，积极寻找在美国工作的机会。没多久，美国明尼苏达大学招聘他为教授，还派人特地飞来慕尼黑，带着准备好的就职文件，当面与他办妥所有的入职手续。美国人的动作之快，效率之高，连考赫教授都感到惊讶。不久，什科洛夫斯基离开E16，前往明尼苏达大学的物理研究所，担任杰出教授。

1990年，我到美国北卡做博士后，同时开始求职，求职过程中需找人写推荐信。电话联系到明州大学的什科洛夫斯基。他立即回绝了我，说他见到很多比我优秀的人。

他或许是对的，我确实不如许多理论物理学家。不过，这并不影响我在美国求职。考赫教授和几位德国同事一如既往地帮助我，一次次地为我写推荐信。相比之下，深感他们的友情可贵。

1990年9月，我应考赫教授邀请，从美国北卡回到E16，进行一个月的访问。期间不仅遇到保加利亚物理学家斯拉伐，还遇到萨夏·艾夫罗斯，他是亚勒思·艾夫罗斯的弟弟，也是来自艾菲尔研究所的理论物理学家。

我在美国做博士后期间，从事硅-量子点的实验研究，观察到一些奇特的现象。我把这些实验结果在E16展示。没多久，萨夏就提出一个计算模型来解释这些结果。我把萨夏的计算模型带回美国，交给我的博士后导师朱兆祥先生，朱先生从中受到很多启发。这些来自艾菲尔研究所的科学家确实很优秀，理论物理基础扎实，实力雄厚。

萨夏的声望不如他哥哥那么大，待人很亲切随和。我们在研究所里一起工作，互相切磋。都是来自社会主义国家，很谈得来，周末还在一起聚餐。

与俄罗斯的科学家们聚餐，不得不佩服他们的饭量酒量。他们喝的都是烈酒，与德国香槟和啤酒完全不是一个档次。我自诩酒量不错，啤酒还能凑合，面对那大杯的烈性白酒，只得甘拜下风，

我与萨夏（左）和斯拉伐（右）在E16的休息区喝茶

来自苏联的科学家们，他们的祖国都相对贫困，来到西德后，惊讶这里的富裕，也不避讳自己的贫穷小气。萨夏·艾夫罗斯在加兴租房而住。正好遇到加兴居民扔家具的那天，居民们把自家不用的家具搬到路旁，让镇政府开车来运走这些家具。

萨夏看到那些尚好的家具放在路边，正是他所需要的，便毫不客气地搬进自己家里。那天他邀请我到他家去玩，兴高采烈地向我展示他的收集成果：这间房里是第一代家具，接着又来到另一房间，那里是第二代家具，洋溢着得意之情。

一年后，萨夏移居美国华盛顿地区，在美国一所军事研究所工作。这些优秀的前苏联科学家们都先后在美国找到工作。这也得益于考赫教授的同情和宽容，他善待从社会主义国家来的科学家。理解他们的心态，尽力帮助他们。他作为正教授，有人事权。在西德，邀请海外学者来访问，只需正教授的一封邀请信，就可去办西德的签证。E16是前苏联学者前往美国最容易的第一站。

2020年10月 纽约上州

叶秋怡读本

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