其中值得称道的是林为干解开了电磁学界的“哥德巴赫猜想”。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》学报上发表。该文攻克了一个百年难题。1892年麦克斯韦的《电磁学》出版以来,关于点电荷在介质球中能够形成多大的镜像,位于何处的研究一直是一个未解之谜。于是,这个百年未解的难题就成为了电磁学界的“哥德巴赫猜想”。解开这个“哥德巴赫猜想”成了很多电磁学家的梦想。林为干从1951年起就曾涉及这个难题,他不相信难题永远是难题,在上世纪50年代末发表了几篇学术论文,研究虽然有所进展,但仍没彻底解决。此后40年间,林为干一直未放弃对这个问题的探索,终于成功找到了解决这个百年难题的钥匙,通过旋转退化双极坐标系,林为干求出了α=1/2这个表示式,从而发现了有介质平面的双镜现象,解决了这一经典难题。

2015年1月23日9:30,国际著名微波理论学家,“中国微波之父”林为干在成都逝世,享年96岁。林为干曾解开电磁学的“哥德巴赫猜想”,是我国电磁场与微波技术学科的主要奠基人、新中国50年重大贡献科学家之一。  1980年,林为干当选中国科学院技术科学部委员(院士),曾任成都电讯工程学院副院长,电子科技大学教授,是新中国培养博士生最多的导师之一。
  林为干从教60多年来,为我国电子学特别是电磁场与微波技术学科的发展培养了一批杰出人才,他曾在90岁高寿时说:“希望每年都发表一两篇论文,要做一辈子的研究,当一辈子的研究生。”
  15岁考入清华大学 班内年纪最小
  1919年10月20日,林为干出生在广东台山县的律师之家。他天资聪颖,初二就已经完成了初中全部学业,并考取了当时广东最好的中学——广雅中学。读到高二,又悄悄地去考大学,一举考上清华大学、中山大学和中央大学三所名校。三所名校都向这个天才少年张开怀抱。经过一番深思熟虑,15岁的林为干毅然决定去清华大学。
  在清华,他更加勤奋刻苦,虚心听从老师指导,与同学认真探讨,图书馆常能看到他伏案钻研的身影。清华的考试制度非常严格,一门不及格就要留级。林为干所在的年级,入学时共40多位,四年后,只有20多位顺利毕业。他虽然在班里年纪最小,但有一股倔犟不服输的劲儿,成绩一直名列前茅。经历这座大熔炉的历练,他拥有了扎实的基本功。
  七七事变,全民族陷入危机。不久,日军占领清华园,清华师生被迫南迁。战争一结束,林为干获得了去美国学习的机会,并顺利入读加州大学伯克利分校。后来成为美国国家科学院、国家工程科学院和国家科学艺术院三重院士的温纳里教授是林为干的导师,他曾经问:“林,你已经是系里最勤奋的学生。我想知道,你学习的动力来源于什么呢?”
  “我的祖国!”林为干脱口而出。他解释道,中国还处于积贫积弱的状态,无论是政治、经济、科技都非常落后,“这种情况下,更需要有志之士学有所成,报效祖国。”
  受钱学森影响 回国后一线执教
  1950年,钱学森准备回国报效祖国,这让林为干等留美学生热血沸腾。“他拿着3.5万美元的年薪仍要回国,我们还等什么呢?”林为干当时在美国的年薪是3900美元,而钱学森的待遇是他的近10倍,可钱学森仍然放弃优越的生活坚持回国。林老生前曾告诉记者,钱学森的抉择深深影响了他,他开始卖掉汽车和房子,1951年和一帮留美学生在公海上漂泊数个日夜后,回到了祖国。
  归国不久,林为干正式去中山大学和岭南大学报到,拿起了教鞭,为学生讲授无线电工程等课程。一年后,他被任命为华南工学院电讯系系主任,高教部李云扬副司长称赞林是他见过的最年轻、最好的系主任。他也是高教部批准的第一批有权招收副博士研究生的教授,也是我校第一批博导,培养出了新中国的第一批电信人才,填补了我国微波技术空白。1980年春,时任四机部部长的孙俊人院士对林为干说:您积淀深厚、学识过人,中国的电磁学需要大量的人才。您看看,您能不能辞掉现在的行政职务,专心做学问,教书育人,为中国电磁科学发展培养一些人才?
  五十年前的春天,林为干先生响应国家号召,举家西迁,来到成都,筹建成都电子科大,并在教书育人、潜心研究、著书立说,为新中国的微波事业与人才培养作出了开拓性的贡献。
  上世纪50年代 研究轰动世界微波界
  19世纪中叶,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他认定了电磁波的存在,并推导出了电磁波与光具有同样的传播速度。
  1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。人们称波长从1毫米~1米的电磁波叫微波,这短短的微波正是林为干一生执着研究的对象。
  1950年,林为干博士从美国加州大学伯克利分校毕业。一年后,其博士论文发表于美国《应用物理》杂志8月号首页,题为《关于一腔多模的微波滤波器理论》。该论文创新地提出了一个圆柱有五个同谐振频率的简并模可以应用的新发现,打破了微波学界长期以来的一个圆柱谐振腔有两个简并模可以利用的观点,学界轰动一时。
  该理论的最大意义在于使用一个谐振腔就能代替多个谐振腔从而极大地减小体积和重量,在上个世纪60年代卫星通信中得到广泛的应有和发展。1971年美国的《卫星通信评论》,1987年及1992年的美国《微波理论与技术汇刊》都重提林为干的这一重要发明的意义。
  “一腔多模”理论是林为干曲折而壮丽的科研道路第一个波峰,从那以后,在微波科研的道路上,林为干乘风破浪,不断前行,攀登在电磁理论、微波技术、光纤技术、电磁辐射与散射等领域的世界学科研究前沿。
  70岁时 攻下“微波哥德巴赫猜想”
  上世纪90年代,林为干已经成为一个年过七旬的科学老人,似乎他的科学人生已经走到了尽头,科学贡献可以盖棺定论。然而,事实并非如此,林为干依然践行着他“做一辈子研究生”的誓言,不断书写着科研历史上的传奇,青春依旧……
  但在1995年12月,林为干名为《一个介质球的静电镜像群》的论文发表在美国《静电学》学报上。该文的发表宣告一道百年难题的攻克。这个难题就是自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能够形成多大的镜像,位于何处的研究一直是一个未知数,也是从那时候开始,这个镜像问题就成为历代电磁学学界的“哥德巴赫猜想”。
  其实,从1951年开始,林为干就走进了这个难题,因为他不相信难题永远是难题。寒窗钻研八载,1959年成果初现,当年先后在美国《物理学报》发表了三篇论文,其中第三篇论文《格林函数在计算部分电容中的应用》,专注于计算一个静电点电荷的作用,研究了麦克斯韦提出介质球中的点电荷问题。由于社会种种变迁,又经过近40年的不懈求索,林为干终于成功地找到解决这个百年难题的钥匙:α=1/2,通过旋转退化双极坐标系(α,β)林为干求出了α=1/2这个表示式,从而发现了有介质平面的双镜现象,解决了这一经典难题。
  “中国微波之父” 文革后首批院士
  在林为干70周岁之际,电子工业出版社出版了《微波场论与应用研究论文选集》一书,该书收集了林为干近40年来在国内外一级刊物上发表的具有国际先进科学水平的微波场论与应用研究论文40多篇,概括了林为干多年来主要的学术见解和重大贡献,全面系统地梳理了林为干的学术思想。著名电子科技专家孙俊人院士评价说:“该书是我国微波科学界的宝贵财富,对我国科学事业,特别是对微波理论以及传输技术的发展有重大的促进作用。”
  除了一个又一个的科研成就之外,林为干深感国内无线电技术,尤其是微波技术教育的落后,教材、参考书的缺乏,根据自己长期在一线的教学实践经验,整理撰写了4本专著:《微波网络》(国防工业出版社,1978)、《微波理论与技术》(科学出版社,1979)、《电磁场工程》(国防工业出版社,1978)和《电磁场理论》(邮电出版社,与助手合作,1984年),这4本凝聚着林为干无数心血的著作共计380多万字。其中,《微波理论与技术》一书曾获得全国高校优秀教材奖,《电磁场工程》一书被评为全国优秀科技图书。这些著作对提高我国电子科学技术教学研究队伍的理论水平起了重要的作用,并在我国设立学位制度后成为研究生学习的重要参考书。
  80年代初,林为干带领的团队开展了从8mm~3mm频段前端接收技术的全面研究,以及有源无源的关键电路的研究。1987年,共有4项研究获得部级成果鉴定,特别是宽带毫米波源,已达到1986年世界先进水平,被国内同行广泛应用,为开拓我国毫米波事业作出了巨大贡献……
  一项项科研成果,见证着林为干的辛勤,凝结着他的点滴心血,也奠定了其“中国微波之父”的地位。继1978年被评为全国劳动模范之后,1980年,时年61岁的林为干当选中国科学院技术科学部委员(即中国科学院院士),成为“文化大革命”后首批院士。
  林为干:一辈子都要学习
  林为干常对学生说:你们要做一辈子的研究生,一辈子都要学习。还总是提醒学生,一定要经常阅读国内外最新的学术期刊,保持和国内外学术界的密切接触。
  在学生的心目中,林为干令人敬仰和钦佩的不只是他的学术水平、学术眼光,还有他时时处处关心青年学子前途的一片胸襟。他总是千方百计将学生送到国外留学,开拓视野。如果谁的外汇不够,他还会将自己不多的存款兑换成外汇,慷慨相助。
  因为在培养学生方面取得突出的成绩,1991年,他被四川省教委评为“优秀研究生指导教师”;他的关于培养研究生的论文《矢志育人——探索我国培养高技术人才的有效途径》获得国家教委第一届优秀教学成果奖特等奖。
  为干,有为人生,大干事业,无论是报国的拳拳之心,科学研究的矢志不渝还是滋兰树蕙的辛勤耕耘。林为干都坚守着最初的人生的理想。居里夫人说,“我们应该不虚度一生,应该能够说:‘我已经做了我能做的事。’”林为干常常用这句话来审视自己,用90载的人生诠释着它的含义。

林—钟方法

百岁人生规划

回国后,林为干在教学及行政工作之余,以极大的热情和精力投身科学研究,在《物理学报》、《电子学报》等刊物发表学术论文40余篇。其中,重大的突破是被学术界称为“林—钟方法”的研究。这是林为干和助手钟祥礼发表在《物理学报》1963年第4期的“传输线特性阻抗的一个新计算方法”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重要地位。

林为干是我国着名的微波理论专家,被公认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”。这一工程以抢救性地挖掘老科学家们的学术成长资料为目的。2011年7月工程启动时,林为干已93岁高龄,身体状况不佳,经常住院。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。他对国家和科学事业的热爱,九十高龄仍坚持读书、学习和科研的奋斗精神,深深地感染和教育了我们。

1986年,林为干在实验室。资料图片

林为干1919年出生于广东台山大纲村。父亲林本伟早年曾用心科举求仕,希望自己的三个儿子都能成为国家栋梁,遂给儿子取名为栋、为梁、为干。林为干自幼学习成绩突出,1939年从西南联大毕业,获工学学士学位。

1977年至1989年十余年间,林为干发表了近60篇学术论文,重要的成果有“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,应用于大面积天线,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标准会议推荐的椭圆波导标准的理论依据,广泛运用于卫星通信。

大展身手

在导师温纳里的鼓励下,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《应用物理》1951年8月号首页刊登此文,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可以利用,首次建立了单腔多模滤波器的多级电路模型,创立了一种新的单腔多波型微波网络理论。该理论意义深远,受到了同行们的重视,半个多世纪以来一直被国内外学者所引用,并对现代卫星通信等产生了重大影响。1994年仍有法国学者认为近代卫星广播通信业所用的多模技术是由拉贡及林为干提出来的,其发展的基础是根据林为干及库恩的工作,此工作至今仍在发展。

“传输线特性阻抗的一个新计算方法”发表后,在学术界产生重大影响。1972年,马可尼丛书作者M.A.R·Gunston将林为干、钟祥礼创造的方法称为“林—钟方法”,将论文中的一些公式绘制成曲线和图表,供全世界的微波工程师使用。该书将“林—钟方法”和其他六七个欧美科学家的计算公式进行了比较,认为“林—钟”方法的计算公式准确,便于计算和估值。

1978年3月,全国科技大会召开后,林为干浑身上下都充满干劲。他每天早上不到八点就准时到办公室,一年365天除了春节休息两天外,天天如此。1978至1984年,林为干的着作《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。这四部着作总计280多万字,为电磁工程界高级科技人员以及大专院校的研究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。其中《微波理论与技术》一书获得了国家教委全国高校优秀教材奖,被许多高校选为该专业研究生的必修教材。

1939年6月,林为干在昆明。资料图片