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林为干：解开电磁学的“哥德巴赫猜测”

2012-11-21

转自《光明日报》2012年11月19日

林为干是我国驰名的微波理论专家，，，，，，，，被公以为我国微波学界的奠基人之一。。。。。。笔者与其相识，，，，，，，，缘于“老科学家学术成长资料采集工程”。。。。。。这一工程以急救性地挖掘老科学家们的学术成长资料为主张。。。。。。2011年7月工程启动时，，，，，，，，林为干已93岁高龄，，，，，，，，身段情况欠安，，，，，，，，时时住院。。。。。。在与林为干接触的过程中，，，，，，，，我们深深喜欢上了这位平易可亲的老科学家。。。。。。他对国度和科学事业的酷爱，，，，，，，，九十高龄仍对峙想书、进建和科研的奋斗心灵，，，，，，，，深深地习染和教育了我们。。。。。。

崭露头角

林为干1919年诞生于广东台山纲领村。。。。。。父亲林本伟早年曾用心科举求仕，，，，，，，，但愿自己的三个儿子都能成为中流砥柱，，，，，，，，遂给儿子取名为栋、为梁、为干。。。。。。林为干自幼进建成就凸起，，，，，，，，1939年从西南联大（清华大学）毕业，，，，，，，，获工学学士学位。。。。。。

1939年6月，，，，，，，，林为干在昆明

大学毕业后，，，，，，，，林为干并未烧毁持续肄业的妄想，，，，，，，，很快考入清华钻研院电子工程学部电讯组攻读钻研生，，，，，，，，师从华裔物理学家、时任清华大学钻研院物理钻研所所长任之恭教授。。。。。。但战争断绝了林为干与父亲的联系。。。。。。他失去了经济支持，，，，，，，，被迫中断钻研生学业。。。。。。此为林为干最遗憾的事件，，，，，，，，至今回顾起来他还有些自责。。。。。。

林为干从事微波钻研是从美国攻读博士学位时起头的。。。。。。

微波，，，，，，，，是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，，，，，，，，是无线电波中一个有限频带的简称，，，，，，，，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波。。。。。。微波成为一门技术科学，，，，，，，，起头于20世纪30年代。。。。。。在第二次世界大战中，，，，，，，，微波技术得到飞跃式发展。。。。。。

在导师温纳里的激励下，，，，，，，，林为干写成了博士论文《单腔多模微波滤波器》，，，，，，，，通过了博士论文答辩。。。。。。美国《利用物理》1951年8月号首页登载此文，，，，，，，，产生了巨大的影响。。。。。。林为干首先发现了一个圆柱形谐振腔有5个同谐振频率的简并模浚浚浚�？？？Ｄ芄焕�，，，，，，，，初次成立了单腔多模滤波器的多级电路模型，，，，，，，，缔造了一种新的单腔多波型微波网络理论。。。。。。该理论意思深远，，，，，，，，受到了同业们的器沉，，，，，，，，半个多世纪以来一向被国内表学者所引用，，，，，，，，并对现代卫星通讯等产生了沉大影响。。。。。。1994年仍有法国粹者以为近代卫星广播通讯业所用的多模技术是由拉贡（Ragan）及林为干提出来的，，，，，，，，其发展的基础是凭据林为干及库恩（Cohn）的工作，，，，，，，，此工作至今仍在发展。。。。。。

一腔多模的理论，，，，，，，，使林为干在微波钻研领域初露头角。。。。。。

林—钟步骤

1949年，，，，，，，，新中国成立，，，，，，，，海表学子们万分激昂。。。。。。林为干获得博士学位，，，，，，，，他婉言谢绝了导师温纳里让其留校的约请，，，，，，，，毅然冲破阻力回到祖国。。。。。。受冯秉铨之邀，，，，，，，，他到岭南大学任教授，，，，，，，，同时在榆林大学授课，，，，，，，，不久兼任岭南大学电机系主任。。。。。。1952年中国院系大调整，，，，，，，，岭南大学的电机工程系并入新成立的华南工学院，，，，，，，，他调入华南工学院任电机系主任。。。。。。1956年，，，，，，，，他又遵从组织铺排，，，，，，，，举家西迁成都，，，，，，，，参加组建成都电讯工程学院（今电子科技大学），，，，，，，，并将毕生贡献给了这所高校。。。。。。

回国后，，，，，，，，林为干在讲授及行政工作之余，，，，，，，，以极大的周到和精力投身科学钻研，，，，，，，，在《物理学报》、《电子学报》等刊物颁发学术论文40余篇。。。。。。其中，，，，，，，，最沉大的突破是被学术界称为“林—钟步骤”的钻延祝。。。。。这是林为干和副手钟祥礼颁发在《物理学报》1963年第4期的“传输线个性阻抗的一个新推算步骤”的学术论文。。。。。。这篇论文确立了林为干在微波传输系统方面的沉要职位。。。。。。

其时国际上对传输线的个性阻抗的推算步骤重要有两种：一是比力宽泛的函数变换法，，，，，，，，二是变分法。。。。。。两种步骤的推算都过于复杂。。。。。。林为干、钟祥礼将这两种步骤结合起来，，，，，，，，即利用变分法的一个定理求出个性阻抗正确值的上限和下限，，，，，，，，在推算过程中不利用变分法中常用的步骤处置，，，，，，，，而是利用函数变换法，，，，，，，，大大简化了推算步骤。。。。。。

“传输线个性阻抗的一个新推算步骤”颁发后，，，，，，，，在学术界产生沉大影响。。。。。。1972年，，，，，，，，马可尼丛书作者M.A.R?Gunston将林为干、钟祥礼创造的步骤称为“林—钟步骤”，，，，，，，，将论文中的一些公式绘造成曲线和图表，，，，，，，，供全世界的微波工程师使用。。。。。。该书将“林—钟步骤”和其他六七个欧美科学家（蕴含谢昆诺夫这样的微波理论首创人）的推算公式进行了比力，，，，，，，，以为“林—钟”步骤的推算公式最正确，，，，，，，，最便于推算和估值。。。。。。

若是说一腔多模的理论让林为干在微波理论与技术钻研领域初露头角的话，，，，，，，，“林—钟步骤”则让林为干成为世界微波学术界一颗夺目的明星。。。。。。

大展技巧

文革中，，，，，，，，林为干受到了冲击，，，，，，，，被批斗、关牛棚，，，，，，，，建下水路，，，，，，，，下放到干校进行劳动刷新。。。。。。在最阴郁的时辰，，，，，，，，林为干并未绝望，，，，，，，，他坚信自己没做任何对不起党和国度的事件，，，，，，，，坚信这样的日子不会悠久，，，，，，，，知识分子肯定会阐扬作用。。。。。。在文革中，，，，，，，，一有空闲，，，，，，，，林为干就看书进建，，，，，，，，进行科学钻延祝。。。。。他申请用扣发的工资订阅表文学术刊物，，，，，，，，意表地获得核准，，，，，，，，使其在文革中依然对国际学术前沿维持着相识。。。。。。

1978年3月，，，，，，，，全国科技大会召开后，，，，，，，，林为干浑身高低都充斥劲头。。。。。。他每天早上不到八点就定时到办公室，，，，，，，，一年365天除了春节休息两天表，，，，，，，，天天如此。。。。。。1978至1984年，，，，，，，，林为干的著述《微波网络》、《微波理论与技术》、《电磁场工程》、《电磁场理论》相继出版。。。。。。这四部著述总计280多万字，，，，，，，，为电磁工程界高级科技人员以及大专院校的钻研生提供了一套高水平的理论读物，，，，，，，，大大推动了我国电磁理论、微波理论与技术的发展。。。。。。其钟锥微波理论与技术》一书获得了国度教委全国高校优良教材奖，，，，，，，，被很多高校选为该专业钻研生的必建教材。。。。。。

1977年至1989年十余年间，，，，，，，，林为干颁发了近60篇学术论文，，，，，，，，最沉要的成就佑装椭圆直波导理论”和“含不均匀介质波导传输理论”。。。。。。椭圆波导作为长距离、可弯曲的波导，，，，，，，，利用于大面积天线，，，，，，，，如无线通讯的30米天线中，，，，，，，，它作为主波导使用，，，，，，，，属于大椭圆度。。。。。。林为干利用初等函数来逼近椭圆波导中的场结构，，，，，，，，求出了简易的工程设计公式。。。。。。该理论成为了我国向国际电工尺度会议推荐的椭圆波导尺度的理论凭据，，，，，，，，宽泛使用于卫星通讯。。。。。。

1986年，，，，，，，，林为干在尝试室

上世纪80年代由于激光技术的发展，，，，，，，，不均匀介质填充的波导又受到器沉。。。。。。由于这种波导有自聚焦能力，，，，，，，，故而含不均匀介质的波导传输理论就显得极度沉要。。。。。。林为干在钻研这个问题时与经典步骤分歧，，，，，，，，他利用了微分方程理论的无限极数解和变系数法，，，，，，，，对某些波导问题则选取合流超几何函数和高级超过函数理论来求解。。。。。。这是世界上初次从微分方程角度，，，，，，，，把微波波导和光波导天堑值问题有机地结合起来，，，，，，，，宽泛用于光波、微波和毫米波传输系统。。。。。。

1980年，，，，，，，，林为干当选为中国科学院院士，，，，，，，，这是学术界对其科技贡献的注定。。。。。。

百岁人生规划

1989年，，，，，，，，林为干从科研和讲授一线退下来，，，，，，，，但丝毫没有懈怠，，，，，，，，依然以鼓满的周到和旺盛的精力从事于科学钻研和人才造就工作。。。。。。尔后的七八年功夫里，，，，，，，，林为干颁发了130余篇学术论文，，，，，，，，独著或为第一作者的近30篇。。。。。。

其中最值得称路的是林为干解开了电磁学界的“哥德巴赫猜测”。。。。。。1995年12月，，，，，，，，林为干的学术论文《一个介质球的静电镜像群》在美国《静电学》学报上颁发。。。。。。该文攻克了一个百年难题。。。。。。1892年麦克斯韦的《电磁学》（第三版）出版以来，，，，，，，，关于点电荷在介质球中可能形成多大的镜像，，，，，，，，位于何处的钻研一向是一个未解之谜。。。。。。因而，，，，，，，，这个百年未解的难题就成为了电磁学界的“哥德巴赫猜测”。。。。。。解开这个“哥德巴赫猜测”成了好多电磁学家的妄想。。。。。。林为干从1951年起就曾涉及这个难题，，，，，，，，他不相信难题始终是难题，，，，，，，，在上世纪50年代末颁发了几篇学术论文，，，，，，，，钻研固然有所进展，，，，，，，，但仍没彻底解决。。。。。。尔后40年间，，，，，，，，林为干一向未烧毁对这个问题的索求，，，，，，，，终于成功找到相识决这个百年难题的钥匙，，，，，，，，通过旋转退化双极坐标系（α，，，，，，，，β），，，，，，，，林为干求出了α=1/2这个暗示式，，，，，，，，从而发现了有介质平面的双镜景象，，，，，，，，解决了这已经典难题。。。。。。

这一钻研成就不仅攻克了电磁学界百年未解的难题，，，，，，，，并且拥有极度沉要的利用价值，，，，，，，，微波学界欢呼不已。。。。。。鉴于林为干在微波理论钻研领域的巨大成就，，，，，，，，他被称为“中国微波之父”。。。。。。1999年，，，，，，，，香港何梁何利基金授予林为干科学与技术进取奖。。。。。。2003年5月18日，，，，，，，，美国伊利诺伊理工大学授予林为干名望文科科学博士学位，，，，，，，，这是伊利诺伊理工学院第一次将这一荣誉授予一位中国粹者。。。。。。用林为干自己的话说，，，，，，，，1950年的博士学位，，，，，，，，是靠自己奋斗获得的。。。。。。而50多年后的博士学位，，，，，，，，是别人送来的荣誉。。。。。。

93岁的林为干依然在规划自己的人生。。。。。。在电磁科学界，，，，，，，，有一位叫MorayB.King的人，，，，，，，，他在电磁科学界如同他的名字一样，，，，，，，，占佑装国王”般的职位，，，，，，，，为电磁科学作出过巨大贡献。。。。。。2005年，，，，，，，，在他100岁生日的时辰，，，，，，，，他还在国际驰名的电磁学学报上颁发了学术论文。。。。。。因而，，，，，，，，这位King先生，，，，，，，，就成了90多岁的林为干的楷模和奋斗指标。。。。。。他说，，，，，，，，我也要像King一样，，，，，，，，甚至超过King，，，，，，，，争取活到100岁，，，，，，，，并且100岁时也要颁发两篇有影响力的学术论文。。。。。。

林为干近照（王安平摄）

这成了90多岁的林为干的人生指标。。。。。。2012年春节，，，，，，，，林为干因感冒引发肺部习染，，，，，，，，情况极度不乐观，，，，，，，，医院都筹备立即切气管急救，，，，，，，，但林为干以自己惊人的毅力和倔强的性命力，，，，，，，，挺过了生死关，，，，，，，，向100岁指标致力攀登。。。。。。出院回家，，，，，，，，林为干一如既往，，，，，，，，拿着放大镜，，，，，，，，翻看着各类资料；；；；；；用战抖的手，，，，，，，，在纸上推算着公式，，，，，，，，年年月月，，，，，，，，日日如此……

林为干简历

1919年10月诞生。。。。。。

1939年西南联大（清华大学）毕业。。。。。。

1950年获美国加州大学博士学位。。。。。。

1951年回国后，，，，，，，，在岭南大学、华南工学院任教。。。。。。

1957年调成都电讯工程学院，，，，，，，，曾任副院长等。。。。。。

1980年，，，，，，，，林为干当选为中国科学院院士。。。。。。

1989年获国度级优良讲授成就特等奖。。。。。。

1991年获国务院当局特殊津贴。。。。。。

1999年获何梁何利科技进取奖。。。。。。

林为干曾任成都市科协主席，，，，，，，，现为电子科技大学教授、博士生导师，，，，，，，，中国电子学会理事，，，，，，，，IEEE微波理论与技术学会北京分会主席。。。。。。1979年以来出版著述四部：《微波网络》、《微波理论与技术》、《电磁场工程》和《电磁场理论》。。。。。。

（作者田永秀为西南交通大学政治学院教授，，，，，，，，王安平为四川省科协工作人员）

转自《光明日报》2012年11月19日

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