1942年，郭光燦出生于福建省一個(gè)漁民家庭。父親用一只小木船運(yùn)貨，艱難維持著全家五口人的生計(jì)。他三歲那年，父親被日本人抓去做苦工，結(jié)果一去不返，在船上生病客死海外。含辛茹苦的母親，獨(dú)自一人撫養(yǎng)郭光燦三兄弟長(zhǎng)大。
盡管家境十分窘迫，但目不識(shí)丁的母親還是堅(jiān)持送三個(gè)孩子去學(xué)堂念書(shū)。郭光燦天資聰穎又酷愛(ài)讀書(shū)，家里人看到他成績(jī)優(yōu)秀，就全力支持他一直念下去。1958年初中畢業(yè)時(shí)，他被保送升入重點(diǎn)高中泉州五中。
入高中時(shí)，恰逢“大躍進(jìn)”在全國(guó)轟轟烈烈展開(kāi)。“教育也要大躍進(jìn)。”郭光燦回憶，學(xué)?？荚囘x拔出成績(jī)較好的一批同學(xué)，組成兩個(gè)理工班，“要求三年的功課兩年完成”。
郭光燦思忖，少讀一年書(shū)就能省下很多錢(qián)，于是毅然選擇了理工班。而在此前，少年郭光燦還曾夢(mèng)想著“將來(lái)長(zhǎng)大了能當(dāng)一名作家”。
兩年后的1960年，郭光燦參加全國(guó)統(tǒng)一高考，第一志愿報(bào)考留蘇預(yù)備班，第二志愿為中國(guó)科技大學(xué)。后因中蘇關(guān)系緊張，留蘇政策變動(dòng)，他未能如愿踏上蘇聯(lián)之旅，而是邁入了中科大的校門(mén)。
“因?yàn)楫?dāng)時(shí)想學(xué)半導(dǎo)體，就報(bào)考了中科大無(wú)線(xiàn)電系。”郭光燦的這一選擇可謂陰差陽(yáng)錯(cuò)，進(jìn)了校門(mén)他才知道，科大的半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè)設(shè)在物理系，而不是像他所知道的北大半導(dǎo)體物理專(zhuān)業(yè)歸在無(wú)線(xiàn)電系。
人生重大選擇中出現(xiàn)的這一段“小插曲”，并未在郭光燦心里掀起波瀾。他坦陳，當(dāng)時(shí)所謂的專(zhuān)業(yè)興趣其實(shí)很模糊，認(rèn)識(shí)也很片面，更多是對(duì)一門(mén)新學(xué)科的單純向往。既來(lái)之則安之，他也深知，努力學(xué)習(xí)才是要緊事。
1960年，世界上第一臺(tái)激光器問(wèn)世。不久之后，中科大無(wú)線(xiàn)電系設(shè)立氣體激光新專(zhuān)業(yè)，郭光燦對(duì)此方向產(chǎn)生了興趣，決心鉆研下去。也是由此開(kāi)始，他與光學(xué)結(jié)緣。
“我這輩子最幸運(yùn)的一件事，就是考入了中科大。”郭光燦對(duì)自己的大學(xué)時(shí)光感念至深。嚴(yán)濟(jì)慈、錢(qián)學(xué)森等老一代著名科學(xué)家都對(duì)中科大投入過(guò)極大的感情和心血，有幸聆聽(tīng)他們的教誨，讓郭光燦受益一生。
郭光燦體會(huì)到，這些留洋歸來(lái)的老科學(xué)家經(jīng)歷過(guò)舊中國(guó)的貧窮落后，非常希望年輕一代能夠承擔(dān)起民族復(fù)興的歷史責(zé)任。“所以那個(gè)時(shí)候的中科大，男孩子就立志做牛頓、愛(ài)因斯坦，女孩子的目標(biāo)就是居里夫人。”雄心壯志之外，郭光燦還從這些一流科學(xué)家身上學(xué)到了做學(xué)問(wèn)的思維方法和學(xué)術(shù)理念。1965年，郭光燦畢業(yè)后留校任物理系助教。然而，他潛心科研、獻(xiàn)身科學(xué)的愿望很快被接連而至的政治運(yùn)動(dòng)打斷。
科研工作恢復(fù)后，郭光燦首先重拾起氣體激光研究。上世紀(jì)70年代以來(lái)，氦氖激光器、二氧化碳激光器、氬離子激光器是氣體激光的“老三樣”，全國(guó)有很多研究單位都在做。郭光燦覺(jué)得，自己應(yīng)該找一個(gè)新方向，不能跟在人家后面作重復(fù)研究。
經(jīng)過(guò)一番調(diào)查，郭光燦發(fā)現(xiàn)氮分子氣體激光器是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的一個(gè)空白領(lǐng)域，它所產(chǎn)生的紫外激光有很多新用途，也可以做其他染料激光器的泵浦。“國(guó)外老早就做出來(lái)了，我們差得很遠(yuǎn)。”郭光燦決定從此處入手，獨(dú)辟蹊徑。
當(dāng)時(shí)科研剛剛恢復(fù)，各種條件和設(shè)備都還很落后，買(mǎi)器件、焊鐵架、搭結(jié)構(gòu)、做實(shí)驗(yàn)……每一件小事郭光燦都要親力親為。雖然非常艱苦，但沒(méi)用多久，我國(guó)最早的氮分子激光器就研發(fā)成功。1978年，這項(xiàng)成果被評(píng)為全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。
“這個(gè)獎(jiǎng)是為了鼓勵(lì)大家。事實(shí)上，我們的水平實(shí)在太低了，只能算‘矬子里面拔將軍’。”研發(fā)激光器的經(jīng)歷，讓郭光燦認(rèn)識(shí)到，“文革”后百?gòu)U待興，國(guó)家沒(méi)有條件進(jìn)行大量的科技投入，做實(shí)驗(yàn)研究將難上加難。
據(jù)此判斷，郭光燦決定轉(zhuǎn)向理論研究。這成為他學(xué)術(shù)生涯的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
在光學(xué)領(lǐng)域有多年積累的郭光燦找了一個(gè)“冷門(mén)”——量子光學(xué)。當(dāng)時(shí)，這個(gè)方向并不被國(guó)內(nèi)學(xué)者看好，認(rèn)為用經(jīng)典理論解決光學(xué)問(wèn)題就足夠了，量子光學(xué)不會(huì)有太多理論內(nèi)容，沒(méi)有前景。
“比我有名的很多人都說(shuō)這個(gè)方向沒(méi)有用，因此國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有人考慮用量子理論解決光學(xué)問(wèn)題。但是我覺(jué)得，這里面應(yīng)該很有趣。”郭光燦堅(jiān)持要?jiǎng)ψ咂h，就奔著自己的興趣愛(ài)好做下去。
1981年，郭光燦前往加拿大多倫多大學(xué)物理系做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者，他婉拒了跟隨導(dǎo)師從事實(shí)驗(yàn)研究的邀請(qǐng)，執(zhí)意要作量子光學(xué)研究。
“到了國(guó)外我才發(fā)現(xiàn)，量子光學(xué)的基本理論框架人家都做得很成熟了。”郭光燦看到，國(guó)內(nèi)無(wú)人關(guān)注的量子光學(xué)已經(jīng)與國(guó)際前沿有了近20年的差距。
參加量子光學(xué)領(lǐng)域的一次國(guó)際會(huì)議時(shí)，郭光燦聽(tīng)到有學(xué)者介紹“光場(chǎng)壓縮態(tài)”。“這個(gè)名詞我從來(lái)都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)。”郭光燦意識(shí)到，既然有新生方向的出現(xiàn)，就說(shuō)明量子光學(xué)的前沿還在不斷發(fā)展。雖然國(guó)內(nèi)外差距很大，理論也趨于成熟，但他沒(méi)有死心，覺(jué)得應(yīng)該做下去。
郭光燦回憶，他回國(guó)前夕曾跟幾位中國(guó)學(xué)者和學(xué)生聊至深夜，就是討論如何發(fā)展國(guó)內(nèi)的量子光學(xué)，發(fā)奮改變落后局面。“當(dāng)時(shí)大家都是血?dú)夥絼偟哪贻p人，似乎感覺(jué)到一種歷史使命就落在我們肩上。”
回國(guó)后，郭光燦馬上全身心投入到量子光學(xué)學(xué)科的建設(shè)中。1984年，他依靠學(xué)校支持的2000元錢(qián)，在歐陽(yáng)修筆下的那個(gè)瑯琊山醉翁亭，主持召開(kāi)了全國(guó)第一個(gè)量子光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議。
“來(lái)了一些對(duì)量子光學(xué)感興趣的人，但大家對(duì)很多概念都還搞不懂。”郭光燦回憶當(dāng)時(shí)的會(huì)議情形時(shí)說(shuō)，大家取得的共識(shí)是，都認(rèn)為這個(gè)會(huì)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持開(kāi)下去。
郭光燦主持發(fā)起的量子光學(xué)會(huì)議一直持續(xù)至今，以此為基礎(chǔ)，后來(lái)又成立了量子光學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)。就靠著這個(gè)學(xué)術(shù)活動(dòng)，我國(guó)量子光學(xué)領(lǐng)域的研究隊(duì)伍慢慢壯大起來(lái)，學(xué)科也得以迅速發(fā)展。
除此之外，郭光燦還在國(guó)內(nèi)開(kāi)了第一門(mén)量子光學(xué)課程，講義于1991年集結(jié)出版。這本國(guó)內(nèi)量子光學(xué)的“啟蒙教科書(shū)”成為經(jīng)典教材，為學(xué)科發(fā)展起到奠基作用。
“不光要自己的研究作好，還要引領(lǐng)出一個(gè)隊(duì)伍。”郭光燦說(shuō)他回國(guó)后，一直秉持著這樣的理念來(lái)做事，希望能夠吸引更多的人共同參與，提升整體學(xué)科的水平。
習(xí)慣于不走尋常路的郭光燦洞察到，量子光學(xué)的發(fā)展必然將走向量子信息。這一交叉學(xué)科形成的“新生長(zhǎng)點(diǎn)”，將是我們趕超國(guó)外的重要機(jī)遇。
無(wú)疑，郭光燦有著敏銳的學(xué)術(shù)嗅覺(jué)，他稱(chēng)之為“科學(xué)價(jià)值的鑒賞能力”。如同對(duì)一件藝術(shù)品的鑒賞，需要分辨出科學(xué)進(jìn)展中最有趣、最具本質(zhì)意義的新事物。
“在出現(xiàn)苗頭時(shí)發(fā)現(xiàn)它，如果未來(lái)可能變成大樹(shù)，就一定要關(guān)注。”郭光燦對(duì)于科學(xué)價(jià)值的鑒賞總是著眼于未來(lái)。在他看來(lái)，開(kāi)拓新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)，遠(yuǎn)比跟隨當(dāng)前的某些國(guó)際學(xué)術(shù)熱點(diǎn)更為重要。
可是，要開(kāi)拓新領(lǐng)域談何容易？郭光燦告訴記者，剛開(kāi)始接觸量子信息時(shí)，困難和問(wèn)題接踵而至。“我們懂得量子，但不懂信息。經(jīng)典信息理論都不懂，怎么辦？”他去請(qǐng)教信息學(xué)院的老師，帶著幾個(gè)學(xué)生從最基礎(chǔ)的理論開(kāi)始學(xué)習(xí)、鉆研。
1997年，孤軍奮戰(zhàn)的郭光燦完成了該領(lǐng)域的第一項(xiàng)重要工作——量子編碼。“量子性是量子信息中最為關(guān)鍵的特征，但它非常脆弱，極易受到環(huán)境破壞。”郭光燦解釋道，“因此，如何保住量子性是首要問(wèn)題。這個(gè)解決不了，一切都是紙上談兵，實(shí)驗(yàn)上無(wú)法實(shí)現(xiàn)。”
量子性需要量子編碼來(lái)保護(hù)。國(guó)際上有三種公認(rèn)的量子編碼原理：量子糾錯(cuò)碼、量子避錯(cuò)碼、量子防錯(cuò)碼。其中，世界上第一個(gè)做出量子避錯(cuò)碼的，正是郭光燦和他的學(xué)生團(tuán)隊(duì)。他們的成果發(fā)表后，曾引起國(guó)際轟動(dòng)。
此后，郭光燦團(tuán)隊(duì)又首先在國(guó)際上提出量子概率克隆原理，成為我國(guó)科學(xué)家在此領(lǐng)域的又一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)，被稱(chēng)為“段—郭概率克隆機(jī)”、“段—郭界限”。
“當(dāng)時(shí)在非常前沿的新學(xué)科中，中國(guó)人能夠發(fā)出如此重要的聲音，著實(shí)令外國(guó)人吃驚。”郭光燦對(duì)自己艱苦數(shù)年所取得的成就，有足夠自豪的理由。
盡管郭光燦的工作引起國(guó)際轟動(dòng)，但仍然沒(méi)有引起國(guó)內(nèi)同行的重視。“團(tuán)隊(duì)中只有研究生，也沒(méi)有太多經(jīng)費(fèi)支持。”他覺(jué)得冷板凳不能這樣坐下去，量子信息領(lǐng)域必須“長(zhǎng)成大樹(shù)”。
在這個(gè)節(jié)骨眼兒上，郭光燦知道，量子信息學(xué)科要對(duì)國(guó)家和社會(huì)有所貢獻(xiàn)，最終必然走向應(yīng)用，因此研究也必須從理論轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)。“量子計(jì)算機(jī)、量子密碼、量子網(wǎng)絡(luò)等等，如果沒(méi)有這些誘人的應(yīng)用前景，學(xué)科不會(huì)有大發(fā)展。”
量子信息發(fā)展需要得到科技管理部門(mén)的支持和重視，但無(wú)奈當(dāng)時(shí)整個(gè)學(xué)術(shù)界并不看好。
“因?yàn)樗麄儗?duì)這個(gè)領(lǐng)域缺乏了解。”在郭光燦看來(lái)，通常是國(guó)際上很熱門(mén)的學(xué)科，國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界才會(huì)趕緊跟上，也會(huì)得到支持，“老覺(jué)得熱門(mén)的東西是前沿，事實(shí)上那只是當(dāng)時(shí)的前沿。而我要做的，是未來(lái)的前沿”。
在郭光燦的科研理念中，在一個(gè)學(xué)科方向還比較“冷”的時(shí)候參與進(jìn)去，才有更大的發(fā)揮空間，“話(huà)語(yǔ)權(quán)才會(huì)更重，成果影響才會(huì)更大”。
人物百科
郭光燦，1942年12月出生，漢族，籍貫福建惠安。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授。1965年7月畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)無(wú)線(xiàn)電電子學(xué)系。1981年9月-1983年9月在加拿大多倫多大學(xué)做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者。從2005年1月起被聘為北京大學(xué)物理學(xué)院兼職教授。2003年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院信息科學(xué)學(xué)部院士，2009年當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士。
現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、物理系教授；中科院方向性項(xiàng)目首席專(zhuān)家，國(guó)家科技部973項(xiàng)目“量子通信和量子信息技術(shù)”的首席科學(xué)家。北京大學(xué)物理學(xué)院、中科院-北京大學(xué)超快光科學(xué)和激光聯(lián)合中心雙聘院士。華南師范大學(xué)雙聘院士。
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