留德回忆之三:考赫教授(上)

我的博士导师:弗雷德里克·考赫(Frederick Koch)教授,德裔美国人,是慕尼黑工业大学物理系E16研究所的所长。他风趣幽默,平易近人,无论是同事还是学生,都直呼他的昵称:弗瑞德。

1987年夏,E16举办庆祝考赫教授五十岁生日聚会。教授在会上即兴演讲,讲占他一半人生的教授生涯,讲他如何从美国来到慕尼黑,讲他的首次中国之行,讲他横跨大西洋的航海经历。他风趣幽默的讲话,引起阵阵笑声。

25岁就当上教授,在德国实属罕见。大多数德国教授都在35岁之后才当上教授,考赫教授的身世确实与众不同。我后来到美国工作,遇见考赫教授的妈妈,又陆续知道些他的身世。

 
1987年,E16研究所庭院里举行考赫教授50岁生日庆祝会。

 
在考赫教授50岁生日聚会上,教授在为大家烤肉。

贫苦少年

弗瑞德·考赫的父亲是位医生,早年带着全家旅居俄罗斯。那时德国人多地少,很多德国人旅居国外。二战结束后,考赫一家流亡到美国。在清算德国纳粹罪行期间,弗瑞德的父亲被遣送回德国,再也没回美国,听说是死在监狱里了。

弗瑞德的母亲带着四个尚未成年的孩子留在美国。弗瑞德是长子,下面还有一个弟弟和两个妹妹。全家的生计全靠母亲帮佣的微薄收入。

母亲在有钱人家里当佣人,茹苦含辛。她从来不在孩子们前提及工作的劳累和屈辱。 一天,16岁的弗瑞德到母亲帮佣的人家去看望母亲,正撞见那家的阔太太站在楼梯上,居高临下地指着他母亲大声训斥,气势汹汹。母亲低着头,轻声地应诺着。她回头看见弗瑞德,被儿子看到自己所受的屈辱,有些惊慌失措。这情景令少年弗瑞德非常难过,深深感受到妈妈持家的艰难。

弗瑞德聪明好学,学习成绩一贯优秀,又能吃苦耐劳。作为穷人家的孩子,他从高中开始就在课余时间争分夺秒地打工赚钱,他的半工半读不仅维持了自己的学业,还能贴补家用,帮助妈妈抚养弟弟妹妹。

青少年时代的艰难岁月,在弗瑞德的性格上刻下深深的烙印。即使他后来在德国当上正教授,依然勤奋节俭,同情弱小,与人为善,善待来自贫困国家的学者,从来不仗势欺人。

青年教授

1954年弗瑞德进入纽约大学,攻读数学物理,四年大学毕业后,到加州伯克利大学继续攻读博士,研究金属表面的电子输运。他成绩突出,曾获伯克利大学的青年学生优秀奖。1962年,弗雷德获物理博士学位,那年他25岁。

从此弗瑞德开始了在大学的教学生涯,先在伯克利大学当助理教授,一年后,到马里兰大学当助理教授,不久升任副教授。1971年弗瑞德当上正教授。

在马里兰大学,考赫教授创建了自己的研究小组,开展对金属磁约束表面态的光谱研究。他还到莫斯科的卡皮查研究所,英国的剑桥大学等多个研究中心交流学习。他的研究小组取得许多成果,赢得国际上很高知名度。

1971年秋,考赫教授到夏威夷参加学术会议。会议期间,他结识了西门子公司的资深工程师铎达(Gaihard·Dorda)。铎达告诉考赫教授,德国的半导体工业落后,急需人才。建议他来慕尼黑开办半导体物理专业,培养半导体专业人才。西门子公司将会大力支持他的教学,并向他提供优质的Si/SiO2硅片来开展研究工作。


德国创业

1972年,考赫教授辞去马里兰大学的教职,来到德国慕尼黑工业大学物理系,当上正教授(C4),担任E16研究所的所长,从事半导体界面的二维电子气(2DEG)的实验研究。他在马里兰大学时,对金属磁约束表面态的光谱研究积累了很多经验,E16主要集中在低温强磁场下2DEG的光谱研究。

考赫教授招收了在德国的第一位博士研究生:盖哈德·阿布希特拉特(Gerhard·Abstreiter),和第一位博士后研究员:约格·考特候斯 (Joerg·P·Kauthouse)。

师生三人与技工们一起开始E16实验室的建设。他们自己动手,建造或组装了许多实验室设备,其中最大的工程是一台远红外波段的水分子激光发射器。有了这些设备,他们成功地做出不少精彩试验,开启了把基础研究和应用半导体研究结合起来的兴盛时期。

自70年代下半期起,考赫教授领导的研究团队成为全球2DEG研究领域中的一个活跃团队。他们首先观察到了在Si/SiO2界面上2DEG中子能级之间的回旋共振,成为这个领域里的权威。

 
考赫教授,亚瑟和我在实验室。右侧墙上的巨大水激光发生器,就是考赫教授带着弟子和技工一起搭建的。

那一段时期中,E16的成果经常发表在 “物理评论快报”(PRL)上,那是物理界最权威的刊物,每当文章被PRL接受,大家喝香槟酒庆祝。那时,研究所的冰箱里总藏着几瓶香槟,以备急用。

考赫教授在德国半导体物理领域里有很高的声望,他是德国多个研究机构和基金会的决策人员,还担任了亚历山大·冯·洪堡基金会的评审委员。

E16里曾经群英荟萃。考赫教授的两位大弟子:阿布希特拉特和考特候斯,后来都成为德国半导体物理领域里的重量级人物。1980年~1985年期间,1985年诺贝尔物理奖得主克劳斯·冯·克里钦在E16担任教授。考赫教授与克里钦以及两位大弟子在E16工作期间,结下深厚的友谊,并且延续了几十年。 

 
1985年秋的合影。左起:考赫教授,克里钦教授,阿布希特拉教授。


桃李满天下

考赫教授是一位优秀的教育家。他的最大特点是热情提携年轻学子,推荐优秀的年轻才俊。一旦研究生的工作有了新成果,他比谁都兴奋,他的热情激励着年轻学子。

E16通常有十位左右博士生和十几位硕士生,其中大部分在考赫教授的名下。硕士生都分派给博士生指导,考赫教授主要与博士生中的几位精英讨论,其余的博士生靠自己探索以及同事的相互帮助。待到论文即将完成时,考赫教授才关注他们的工作。

考赫教授带领学生的方式很特别。他说:“我带了这么多博士生,不可能全部了解他们工作的详情,只有通过向他们提问,才能理解他们的工作。”他在学术讨论时,常常向学生提问,他提问时总是那么坦然,从来不担心会在学生面前显露自己的无知,以致丢了自己教授的面子。 

有一次一位研究生在研讨会上报告自己的工作,考赫教授在一旁提问。有的问题涉及基本原理,确实有些幼稚。那位研究生被问急了,当众反问考赫:“弗瑞德,你连这个也要问?”引来一阵哄堂大笑。考赫教授并不以为难堪,笑了笑,还是让那学生将基本原理讲一遍。

这确实是一个指导学生的聪明方法。一旦教授提问,学生就得老老实实地从基本讲起。在聆听学生回答的过程中,考赫教授了解研究工作进展的状况,敏锐地抓住课题的要点,发现可能存在的问题,提出建议或研究方向等等。我与考赫教授谈话的次数虽然不多,但是每次谈话后都收益很大。

幽默风趣

1979年,中国开始改革开放不久。考赫教授随同洪堡基金会代表团前往印度和中国,准备向印度和中国开放洪堡奖学金。

代表团先到印度,再到中国北京。相比起脏乱的印度,北京给德国人留下良好的印象。代表团在北京的工作进展顺利,恢复了洪堡基金会与中国中断了多年的联系。

1979年,35名中国科学家获得洪堡奖学金,成为新中国第一批洪堡学者,前往德国从事科学研究。

考赫教授的北京之行,开始了他与中国半导体物理领域的频繁合作。他多次来中国访问,结识了许多该领域的中国科学家。E16里经常有中国大陆的学子来进修和学习。为中国的半导体物理领域培养了很多人才。

1981年,考赫教授在复旦大学开设短期讲座。课余期间,他向往着去游玩中国的秀美山水。那时,中国刚对外开放不久,外籍人士在中国旅游,有严格的管理措施。每当外籍教授出游,必须有人陪伴。考赫教授很想避开这些繁文褥礼。

有一次,他与同在复旦大学的另一位外籍教授结伴,打算去绍兴游玩,听说那里以出产黄酒闻名。他们俩自行去买了火车票,顺利乘上前往浙江绍兴的火车,满心以为这样就能避过接待人员,到绍兴畅游一番。

不料,火车到了绍兴,月台上已经有两位警察等着。一见他们俩下了火车,就迎了上来,行礼问好:“考赫教授,你好!”考赫教授大吃一惊,两人只得乖乖地跟着警察进了站台办公室。

好在当时对外籍客人的种种接待规矩,并不是要为难他们,只是为了安全起见,防备坏人欺诈外籍客人。当地警察局为了让他们在绍兴玩得尽兴,还特地派了一位船公,划着乌蓬船,载着两位外国教授,畅游绍兴。

在考赫教授向我们展示的绍兴照片中,看到那位老艄公的照片,蹲在乌篷船头,头戴绍兴人特有的毡帽,一位典型的绍兴船家老头。

考赫教授从中国讲学回来,带了不少中国土特产,我到他在加兴的公寓中作客,饭厅墙上挂的是三幅中国画条幅,窗帘是中国的竹帘。一派中国味。

考赫教授从年轻时代起就热衷航海。他从中国讲学回到德国后,又去意大利的地中海的海湾航行。一时心血来潮,把从中国带回的五星红旗挂在船头,驾着游艇,乘风破浪地肆意航行。

意大利的海湾管理局见一艘游艇挂着中国国旗,在海湾里飞速前进,大为紧张,立即派出巡逻小艇追赶上来。警察登上考赫教授的游艇盘问,才发现是位美籍的德国教授一时兴起。

在考赫教授的航海经历中,最大壮举是横跨大西洋。1983年初冬,考赫教授与四位朋友同船,开始了横跨大西洋的航程。五人中,每人都有各自的分工,考赫教授的工作是厨师,负责大家的膳食。德语中考赫(Koch)的意思就是厨师。

每年有上千条私家船横跨大西洋,通常的航线是从坎那里群岛的拉斯帕马斯(Las Palmas )到加勒比海的圣卢西亚(St Lucia)。航程三千多海哩,连续航行需二十多天。

横跨大西洋必须在11月15日之后,那时飓风季节已过,大西洋赤道一带刮起从东往西的季风,延续几个月,风向正西,非常稳定。横跨大西洋,需要赶上向西的季风,就能一路顺风,被吹到大洋彼岸。

然而,现实的航程总是会出现各种问题。他们的二十多天航程中并不顺利,在途中遇到了风暴,当大家手忙脚乱地放下桅杆时,考赫教授被桅杆打断了鼻梁骨,航程也比预期拖长了好几天。

考赫教授原计划在横跨大西洋之后,要到美国去参加一个学术会议,他将在会上作学术报告。结果,等到他赶到会场,已经晚了两天。幸好博士生汉斯也去参加会议,代他作了报告。当汉斯见到鼻梁上敷着纱布的教授时,大吃一惊。

勤俭节约

考赫教授的节俭在学生和同事中是出了名的。贫苦的少年经历,半工半读的求学过程,使他养成了勤俭节约的习性。博士生肖希告诉我,他曾和教授一起去置办聚会用品。在琳琅满目的货架前,教授总是挑选那些最便宜的面包,香肠,色拉菜,啤酒等等。

考赫教授每年多次外出参加学术会议,为了节约研究所的经费,每次外出定飞机票,定旅馆,他都得精打细算。

我曾与考赫教授一起参加在美国亚特兰大的希尔顿酒店举行的学术会议,虽然希尔顿酒店提供了住宿优惠价,比一般旅馆还是贵了很多。我与爱尔朗根大学的一位女生合住,住在希尔顿酒店邻近的普通旅馆里,70美元一夜,节省了不少旅馆费。

而考赫教授住在亚特兰大郊区的旅馆里,只有20多美元一夜,只是来回不方便,需乘汽车和地铁,单程就得花一个半小时。每天早上,与会者在酒店大厅里三三两两地悠闲地聊天,等着会议开始,我看见考赫教授风尘仆仆地走进大厅。

考赫教授是我遇见过的最节俭的教授。后来,我在美国做博士后,与美国教授一起参加学术会议,美国教授不那么斤斤计较,大大咧咧地住在举办会议的旅馆里。反正差旅费从研究经费中扣,不用自己掏腰包。

我在西门子公司里工作时,外出参加学术会议。担心花费的差旅费太高,主动提出可以与其他女工程师合住一间房间。我的小老板回答得很干脆:“西门子的工程师从来不与他人合住。”原来,员工出差待遇显示公司的档次。西门子公司工程师出差,就得那么气派。

无独有偶,我在美国遇到一些很优秀的同事,成为好朋友。发现他们在生活上也都很精明很节俭。当地哪家餐馆最实惠,哪家商店有优惠,都了解得清清楚楚。

究其原因,他们都是非常聪明的科学家,考虑问题总是从最合理,最合算的角度出发。在购物时希望性价比最大,所以总是会挑选最实惠的产品,而不去买那些花里胡哨的昂贵产品,更不会当乱花钱的冤大头。

考赫教授即使在花费公家经费时也精打细算,这可能出自他节俭的本能和善良的本性,想尽可能让更多学子有参加学术会议的机会。

延续:留德回忆之三:考赫教授(下)

参考阅读:

留德回忆之一:难忘的E16研究所

留德回忆之二:实诚的研究生

留德回忆之四:诺贝尔奖的故事

2020年10月 纽约上州