前言
在本刊第12期（2021年11月）及第14期（2022年3月）的通讯中，我们分别介绍了杨振宁教授和高锟教授两位诺贝尔物理学奖得奖者的卓越成就，他们俩与香港的密切关系，以及他们在香港的生活片段。
今期，我们将介绍另一位与香港渊源深厚的诺贝尔物理学奖得奖者—崔琦教授，谈谈他在薄膜的电气特性、半导体微观结构和固态物理方面的杰出贡献，以及他在香港的中学生活。
崔琦教授
1998年诺贝尔物理学奖得奖者崔琦教授曾在诺贝尔基金会出版的自传中提到[1]：「我倾向于将我的生活分为三个阶段：在中国中部河南省一个偏远村庄的童年时光、在香港的求学时段，以及来美国上大学后的岁月。」
在偏远村庄的童年时光
1939年2月28日，崔琦于河南省一个名为范庄村的穷乡僻壤出生。那年抗日战争尚未结束，范庄村饱受干旱、洪水和战争的摧残。
和当时大多数村民一样，崔琦的父母目不识丁，从来没有机会读书识字。然而，即使在干旱多发、烽火连天的艰苦日子里，崔琦的父母仍竭尽全力照顾好孩子。崔琦在他的自传中说[2]：「他们因文盲而受苦，他们的苦难使他们决心，即使付出一切代价，也不要让孩子走上同样的道路。」
崔琦在当地上小学，十岁毕业。由于附近没有中学，他不得不辍学在家，帮父母干农活，直到 12 岁。1951 年初，他的父母作了一个艰难的决定，就是把他送到香港，一个连他们都不知道有多远的地方，接受更好的教育。遗憾的是，崔琦的父母在 1950 年代和 1960 年代相继去世，自此一别，即成永诀。
在香港的求学时期
在香港，崔琦开始感受到学习的乐趣，并与他人建立起深厚且长久的友谊。对崔琦来说，香港更像是他的家，他说：「家不一定指房子。家是一种温暖的感觉，而不是一个地方。」[3]
崔琦离乡，只身远赴香港投靠两位姐姐，时年12岁。到港后，他重读小六，首先要克服的就是学说广东话。可幸的是，他的同学主动向他伸出友谊之手，接纳他，帮助他，还跟他一起参加课外活动。翌年，他入读著名的香港培正中学。该校以自然科学科目著称，不少知名科学家，如丘成桐、卓以和、萧荫堂、沈吕九都是这所中学的毕业生。当时的学校老师，正如崔琦所说，可谓「资历超标」，皆因他们都来自中国的顶尖大学如北京大学，足可以独当一面，成为杰出的学者和科学家。
崔琦感慨道：「然而，战争动荡却迫使他们蛰居香港，任教高中。他们在教学上可能不是最好的老师，但他们的智慧和远见却启发了我们。就连他们漫不经心的一席话，以及他们回忆在北京大学的岁月，都给我们留下了不可磨灭的印记。我想，正正是他们在无意中，让我们这群即便生活在高度商业化城市的学生，可以不受金钱框架的限制，将探索人类知识的新领域视为一种智力上的回报和具有挑战性的追求。」[4]
崔琦在培正中学与同学度过了愉快的时光，他们猜考题、为老师起外号、甚至到荃湾的荔枝园偷荔枝等。在1957年的毕业纪念册中，同学们对他的赠言是：「六尺身材堪谓高，天赋英聪功课好；兼长国、英、数，日常小事却糊涂，五毫当一毫。写字时笔墨飞舞，笔迹字体有如乱草；指挥音乐，南拳北腿如比武；歌声动人，姿势美妙够风度，爱班之宝，基督虔徒。」[5]，培正小学退休校长张广德亦指崔琦给别人的印象是一位没架子的谦谦君子。
崔琦给别人的印象是一位没架子的谦谦君子
1957年崔琦从培正中学毕业。他以优异成绩通过高中毕业考试，却决定放弃入读国立台湾大学医学院，报读由香港政府设立，为期两年的特别预科班，备战香港大学（港大）入学试。在当年，中文中学的毕业生要考上港大绝非易事，因为那时香港中文大学等大学尚未成立，港大是香港唯一的大学，在校生约4000人，约占当时香港人口百分之0.1。
在努力备考的同时，远方传来振奋人心的消息：杨振宁和李政道同获1957年诺贝尔物理学奖。这则喜讯深深地影响了包括崔琦在内的那一代华裔学子，更坚定了他们学习物理的决心。1958 年暮春，崔琦获得了所属教会牧师的路德会母校 — 美国伊利诺州罗克岛奥古斯塔纳学院的全额奖学金，在该学院度过了三个年头。崔琦把那三年描述为他一生中最美好的三年，因为他可以自由地阅读、学习、思考，以自己的节奏深思他的路德信仰，并第一次对自己过往所经历的种种有所体会。
在美国的岁月
崔琦曾对一群修读理科的港大学生说：「求学就像旅游观光，观光点景致优美，那都是前人预先修好，让您一一欣赏的。但那只是观光，做研究可不是这样，必须自己去走。那边的风光很美，很值得去看，但该如何前往？还没有路，还没有人走过，确有点冒险，但那才是有趣之处。」[6] 1961 年，崔琦从美国历史最悠久、最著名的学术荣誉学会之一的Phi Beta Kappa 毕业后，即追随高中时代两位榜样—杨振宁和李政道的脚步，进入芝加哥大学钻研物理，并在那儿遇到他的启蒙导师史达克教授。史达克教授是固态实验物理学家，他聘任崔琦为研究助理，协助他建立实验室，后来更形容崔琦为在他所有毕业生中「唯一被我视为儿子的人」。 崔琦很早就知道自己想从事实验物理学，但却缺乏设立大规模实验装置的能力。在史达克教授的指导下，他在实验室里作各种尝试，并从头学起：从工程绘图、焊接、机械加工、设计到实验室仪器的建造和施工。1967 年，崔琦取得博士学位。留在芝加哥大学进行了一年的博士后研究后，于 1968 年加入著名的贝尔实验室，成为一名固态物理学研究员，专长是半导体研究。 崔琦并没有涉足半导体物理学的主流主题，如光学、高能带结构或其在器件中的应用，反而埋首于一个名为「二维电子系统物理」的新领域研究。他与霍斯特．斯托尔默在贝尔实验室的合作，为物理世界带来突破性的见解，震撼所有物理学家，让我们对微观量子系统有了新的认识。 他们共同研究了由美国物理学家埃德温．霍尔于 1879 年发现的霍尔效应。霍尔效应指当电流在存在垂直磁场的情况下，通过导电材料薄片时，垂直于电流和磁场的方向会产生附加电场，从而产生电压，即霍尔电压。通常，霍尔电压和霍尔电阻（霍尔电压与电荷载流子密度与电流的比值成正比）与磁场强度成正比。由于利用霍尔效应也为检测各种材料中的电荷载流子密度方法便捷，时至今日，这方法仍常用于物理实验室。1980 年，德国物理学家克劳斯．冯．克利钦在研究半导体处于极低温和强磁场下的霍尔效应时发现，即使逐渐增加外加磁场的强度，电阻的相应变化也会以离散的步骤或跳跃的方式发生，以表现出量子特性。因为这一发现，冯．克利钦获得1985年诺贝尔物理学奖。 崔琦和斯托尔默通过研究在绝对零以上仅十分之一摄氏度的温度（约摄氏零下 273度）和极强磁场（相当于地球磁场强度的一百万倍），进一步探索了量子霍尔效应。他们发现，霍尔电压不仅从一条平滑线变为阶梯或量化效应，而且每一步都分为三等分。这种分裂可以解释为电子凝聚成一种比固态更硬的新型量子流体。然而，这种被称为「分数量子化」或「分数化」的霍尔效应，物理界直到 1983 年才用现有的理论来作解释。1983 年，罗伯特．劳克林提出了他对这一发现的解释，认为在强磁场中，电子会凝聚并产生一种量子流体，可以在其中观察到它们的分数电荷。分数量子霍尔效应的发现让崔琦、斯托尔默和劳克林三人一起获得了 1998 年的诺贝尔物理学奖，「因为他们发现了一种具有分数电荷激发的量子流体的新形式」。 1982 年 2 月发现分数量子霍尔效应后不久，崔琦决定离开贝尔实验室，担任美国普林斯顿大学Arthur LeGrand Doty电机工程学的讲座教授。他在普林斯顿大学一留 28 年，直至 2010 年退休。 崔琦说：「许多朋友和同事都问我：『你为什么选择离开贝尔实验室去普林斯顿大学？』即便在今天，我也不知道答案。究竟是否与我小时候所错过的学校教育有关？也许吧。又或许是我心中的儒家思想，独处时所听到的那个微弱声音，告诉我要学习的人生才是有意义的人生。还有什么比通过教学更好的学习方式呢？」[7] 1999年年底，这位美籍华裔物理学家和夫人回到母校培正中学，与学生分享自己的故事，同时把一枚镀金的诺贝尔物理学奖的奖章赠予母校，以报学校培育之恩。即使今天，那枚奖章还摆放在校史室的显著位置。根据培正中学的资料，当日上午11时，学生齐集小学大礼堂，参加「与崔琦学长叙谈」座谈会，席间有学生以自己物理考试只得36分为例，向崔琦讨教学物理的秘诀。「有时候考得不高分也不要失望，考取好成绩是需要技巧的。学习也没有什么秘诀，但要实实在在明白所读的内容，这是要时间的。」当日能与崔琦交谈的几位学生表示：「没想到可以与他这么近距离地接触，可以坐在他身旁。」「好像做梦一样……」在他们心中，这位学长「随和、乐观、朴实……」。很多培正校友相信「崔琦效应」将令培正中学学生更爱科学，可谓影响深远。
「与崔琦学长叙谈」座谈会
崔琦和夫人与一众培正校友合照
崔琦赠与培正中学的镀金诺贝尔物理学奖章
1998年，在香港成长的华裔科学家崔琦荣获诺贝尔物理学奖。喜讯传来，本地报章广泛报道，纷纷恭贺他摘下科学界其中一项顶尖殊荣，而崔琦回到母校的点点滴滴，培正校刊亦有详尽报道，足见崔琦获奖，不但为香港及崔琦母校带来喜悦和鼓励，也为本港科研注入新动力。
多份报章刊登崔琦获得诺贝尔物理学奖的喜讯
培正校刊
然而，名声对他真的重要吗？著名节目主持人杨澜忆述：「我在普林斯顿大学采访崔琦时，问了一个诱导性问题：『如果当年你母亲不坚持把你送走去上学，今天的崔琦会是怎样呢？』我当时期待的答案是：『知识改变命运。』但崔琦回应却是：『我宁愿是一个不识字的农民，只要我的父母不至于饿死。』」[8] 或许对某些人来说名声很重要。但对崔琦来说，或许人与人之间的情谊和联系才最值得珍惜！
Reference:
- The Nobel Prize in Physics 1998. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. 29 Mar 2022, from https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1998/tsui/biographical/
- The Nobel Prize in Physics 1998. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. 29 Mar 2022, from https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1998/tsui/biographical/
- 杰出华人系列 — 崔琦, 香港电台, 2005年12月24日播出
- The Nobel Prize in Physics 1998. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. 29 Mar 2022, from https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1998/tsui/biographical/
- Shui-yin Lo, James Shui-ip Lo, & Cheuk-yin Wong. (1999). Joy Of The Search For Knowledge, The: A Tribute To Professor Dan Tsui. World Scientific.
- 杰出华人系列 — 崔琦, 香港电台, 2005年12月24日播出
- The Nobel Prize in Physics 1998. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. 29 Mar 2022, from https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1998/tsui/biographical/
- Interview with Yang Lan. Retrieved 29 Mar 2022, from https://www.ixigua.com/6821065266982552075.