
陈尔纲(1929.2-2009.10),昆明市人。陈家是大户人家,但到陈尔纲出生时已家道中落,生活拮据。他的父亲长期在外做事,很少顾家,一家人的生活就靠母亲操持。在他五岁那年,母亲带着他到安宁温泉村帮人,积攒了一点钱后,在当地开了一家杂货铺。20世纪30年代,温泉逐渐成为云南的旅游度假胜地,每到盛夏,人流如织。开饭店、旅社是当地最赚钱的行当,母亲变卖了杂货铺,又借了一些钱,开了一家带住宿的饭店。她擅长经营,生意兴隆,赚来的钱还了债,还在当地买田置房,供陈尔纲读书。母亲的勤劳勇敢,对他一生影响很大。
1942年2月,陈尔纲从温泉小学毕业后,进入昆华中学读初中。1944年9月,考入昆明天祥中学读高中。1947年考入云南大学,在铁道管理系读了一年后,转入物理系。1952年毕业留校任助教。
陈尔纲在云南大学读书期间,正值学生民主运动风起云涌,他响应学联的号召,参加反饥饿、反迫害斗争及“七一五”反美扶日运动。1950年1月被吸收为民主青年同盟的成员,1950年5月,转为新民主主义青年团员。1950年到1951年先后担任过青年团云南大学理学院分支书记、云南省团校临时支部组织委员、云南大学团总支宣传委员等职。他带领团员参加土改运动、清匪反霸、三反五反、抗美援朝等运动。
陈尔纲工作初期,在物理系担任普通物理实验室工作,给数学系等外系学生讲授普通物理。1956年,学校响应中央“向科学进军”的号召,学习苏联办学模式,建立专门化。这些专门化大多是国内尚未有的专业,人才极为缺乏。为此,教育部邀请苏联专家到国内一些知名大学举办研修班,全国各大学派教师参加,已晋升为讲师兼系秘书的陈尔纲被派到南开大学进修电子物理。经过一年的进修,回校后担任电子物理教学的同时,凭着对透镜的研究热情,埋头在实验室做实验。1958年,他在做电磁透镜实验中观察到的苍蝇翅膀图像比一般光学透镜观察到的更为清晰。在此基础上,开展了云南省最早的电子显微镜研究。
1959年物理系成立电子物理教研室,任命陈尔纲为主任。随着科学技术的发展,电子显微镜等仪器的研究越来越受重视,国家急需大量从事电子和电子光学仪器研制和应用的专门人才。因此,电子物理教研室的成立为他继续研究电子透镜提供了坚实的科研平台,但是面临着巨大的困难。成立之初,教师只有他和被错划为右派的前副教务长、物理学家张其潜,仪器只有抽气机等六七件。更为严重的是,没有现成的教材和教学大纲。这种状况连正常的教学都难以进行,研制电子透镜更是困难。但他不畏惧困难,办学之初照着南开大学电子物理课程设置模式安排教学,请张先生承担主要的教学任务。虽然人少事多,但他俩对培养电子物理专门化人才充满信心。他俩一边进行日常的教学工作,一边为后一阶段的教学作准备。两人为了写讲稿、备课,经常忙到深夜两三点,1960年终于完成了两份讲义,基本解决了教材问题。
陈尔纲认为电子物理是一门实践性很强的专业,要提高教学质量,实验室必须有足够的实验设备。增加实验设备谈何容易,不仅缺少资金,更主要的是发达的资本主义国家对我国实行经济封锁,许多精密的实验设备国内尚不能制造,又无法从国外进口。为了培养合格的学生,他不等不靠,利用废弃物资,自己动手制作实验设备。他夜以继日、废寝忘食地在实验室工作,经过多次失败,研制成8个基础实验设备,基本满足了教学需要。但他仍不停步,决心找一个重要项目,使教学与科研能紧密结合起来。在一个展览会上,一台东德的透射式电子显微镜使他受到启发。他认为:致力于电子显微镜的研制,是电子光学理论联系实际的重要途径,决定自己设计试制电子显微镜。他首先从电子光学实验着手,摸索经验,然后进行电子显微镜的研制,最终在荧光屏上,看到了不清晰的电子图像。面对这个不尽完美的结果,他苦苦思索寻找原因,发现是荧光屏的外壳用玻璃材料造成,当电子打到玻璃上,玻璃带负电,影响电子图像的清晰度。把荧光屏的外壳换成金属壳,不仅问题迎刃而解,放大倍数达到16000倍,分辨力约为150埃。在研制透射电子显微镜过程中,没有样机和应有的设备及相应的金属材料,他便因陋就简,采用多种代用品。用过去航空系留下的烂飞机起落架改制镜体,用低碳钢代替纯铁加工透镜极靴,用防毒面具的塑料软管代替金属软管,用真空橡皮管制作高压电缆等等。因为缺乏安全作业设备,在一次实验中,他被高压电击翻在地上,指甲都烧脱落了,但他爬起来再继续干。没有打孔机的条件下,在金属片上钻一个0.0lcm的小孔是很难完成的。为此他先将金属片在钞纸上磨得很薄,然后用针尖轻轻地钻一个孔,孔钻大了又重做,没有高压电容,他就用玻璃板中间夹锡箔纸来代替。当电容器被击穿,他又把数百片玻璃板从油箱中拿出来一片一片地检查,直到修好为止。
陈尔纲在1962年制成的第一代透射电镜,其指标已经接近于苏联1946年3M—3的产品水平,能提供给教学和部分科研应用。1964年又设计第二代透射电镜YDX—3,并在1965年年底安装调试成功,分辨率达到50埃。1966年5月,YDX—3透射电镜参加全国仪器仪表展览,获得国家科委的表彰。研制第三代透射电镜,正值“文革”时期,由于林彪、“四人帮”极“左”路线的干扰破坏,实验室被封。有人写大字报嘲讽打击他的研究成果,说什么“电子显微镜对教学科研有什么好处?只能看看苍蝇翅膀,培养修正主义苗子”。在这样恶劣的政治环境下,他也有过沮丧,但想到“我干的事对社会主义有好处,只要不把我赶出实验室,我就照样干下去!”他顶住压力,仍然坚持作研究。为了尽快研制成功这台电子显微镜,他以实验室为家,常年工作到深夜,有时干脆把行李都搬进了实验室。经过了十多个春秋拼搏,1976年试制成功了第三代透射式电子显微镜。这台透射电镜分辨率超过了原计划20埃的设计方案,达到了15埃。1978年,透射电镜DYX—4获全国科技大奖。
陈尔纲研制的三代电子透镜都达到了当时国内的先进水平,但他并不满足,在完成了第三代电子透镜后,又把目光投向了当时国际上正在兴起的扫描透镜。扫描电子显微镜研制的难度比透射电镜更大。有人替他担心,但他说:“要想达到电子光学的顶点,就要有知难而进的勇气,就要不畏劳苦,永不停止地攀登。”功夫不负有心人,他研制成功的DXST—1型台式扫描电子显微在1980年获得第一机械工业部科技成果奖三等奖。1979年研制成功的YWD—1A型扫描电子显微镜,经有关部门鉴定,认为这台显微镜图像清晰,电子枪的阴极有特色,具有国内先进水平。主要技术指标分辨率优于100埃,放大倍数为40倍至14万倍。1980年获云南省科技成果奖三等奖。
1981年12月至1983年12月,陈尔纲在美国芝加哥大学费米研究所做访问学者,了解到美国电镜权威克鲁(A.V.Crewe)与国际电子显微镜副主席、日本冈山理工科大学桥本次郎协作研制的一台扫描电镜,因缺少专业技术,不能调试出图像而长期搁置,陈尔纲自告奋勇,愿意做调试工作。此前美方已找过多人调试都未成功,对陈尔纲有无能力调试成功将信将疑。陈尔纲没有更多的解释,而是一头扎到实验室,仅用一周时间就在扫描透镜下清晰地看到原子图像,令克鲁对这位中国学者刮目相看。这以后克鲁与桥本次郎先后到中国访问云南大学物理系,当面向陈尔纲讨教。在美国,他与克鲁等合作完成了用扫描透射电镜研究蒸发于碳膜上的铂原子状态,首次提出了在铂原子的核化过程中接触电位差是对核化起重要作用的理论。该成果1983年在美国电镜学会的年会上发表,后又发表于国际《表面科学》杂志,1989年获云南省科研成果三等奖。陈尔纲回国后,经过多年艰苦努力,克服重重困难,独立设计并制作成功国内第一台场发射电子枪,受到桥本次郎的好评,并得到国际同行的普遍赞誉。1996年,该项成果获得云南省自然科学奖二等奖。他的“铂蒸发薄膜的STEM研究”,1984年获得云南省科技成果三等奖。他研究的“Y203—Ir电镜用高亮度、长寿命阴极”1985年获得云南省科学进步三等奖。随着陈尔纲接连不断的研究成果,其在国外学术界的地位也越来越高,肩负的工作也越来越多。1964年被选为中国物理学会电子学专业委员会委员,1980年任电子显微镜常务理事;1981年为中国电子学会真空电学委员会委员,1983年担任物理系主任,1984年为中国仪器仪表学会昆明分会副理事长、云南省电子显微镜学会理事长。1985年为云南省第六届政协常委,1990年被选为五华区第十届人大代表。
陈尔纲长期担任电子物理教研室主任,是云南大学电子物理专业的开拓者之一。为了培养青年教师,他和张其潜先生甘做人梯,采用“趟头水”办法,每开一门课都由老教师先讲授一两遍,让青年教师随堂听课,修改讲义,批改作业,参加辅导等教学活动。青年教师熟悉这门课程的教学后,就把这门课让给被培养的青年教师去讲授,老教师又去承担另一门新课。这种做法,老教师虽然辛苦,但青年教师进步快,教学效果好。电子物理教研室成立后,陈尔纲重视实验室建设,为了解决急需的实验仪器,在既缺资金又缺技术的条件下,他带领青年教师自制仪器。有的教师看见别的教研室搞专著学习很热闹,今天一个报告,明天一个经验交流,怀疑自己忙于在实验室锉锉打打、拼拼凑凑做仪器,究竟有没有收获?针对这种思想,陈尔纲组织大家多次讨论,通过摆事实、讲道理,大家认识到:从事电子物理教学的教师,书自然要读,但更重要的是要做实验。如果实验工作开展不了,教学质量也难以提高。只有配齐实验仪器,教学效果才有保障。认识统一后,大家自制仪器的干劲更足了。他们把别人丢弃的东西捡来做材料,别人不要的坏仪器,他们收下自己修理,甚至配电室不要的日光灯灯管也被他们派上用场。虽然有时一个上午就只能配几个螺丝钉,但他们一直坚持下来,两三年后自制设备就占了实验室所有设备的80%,这为电子物理教研室发展迈出了坚实的一步。那些热衷于搞专著学习的教研室则因没有充足的设备,在20世纪60年代贯彻中央“调整、巩固、充实、提高”的八字方针中被撤销。“文革”期间,云南大学将电子物理专门化改为电子物理专业,1977年恢复高考招生,仍然保留了电子物理专业。到1982年电子物理教研室已有10名教师,大多数都有教学和科研经验。电子物理教研室的经验引起全校师生关注,成为学习的榜样。1964年3月6日,陈尔纲应邀到化学系介绍抓实验室经验时,深有感触地说道:“通过这些实验工作,加深了对理论的理解,培养了独立工作能力,真正做到理论联系实际,讲起课来心里也扎实。”
陈尔纲在任系主任7年中,为物理系的发展呕心沥血,带领教职工出色地完成了教学改革、学科建设、人才培养等各项任务,赢得了师生的尊敬。他思想解放、锐意进取,为物理系的学科建设提出过不少改革方案和意见。1984年,他根据物理系历届本科毕业生约有50%分配到工业、农业、科研和国防等技术部门,从事新产品、新材料、新设备、新工艺、新方法等生产技术的引进和研究工作的情况,提出在物理系增设技术物理专业,专门培养一批既能掌握一定的物理学基础知识,又有一定技术基础、动手能力较强的技术人才。他认为物理系应理工兼顾,加强工科教学与研究,引进了数名工科人才充实物理系教师队伍。他重视物理学与现代生产技术相结合,通过开发科研项目帮助工矿企业解决生产实际问题。他倡导物理系教师积极申报专利,并率先垂范。其研制的汽车用全景后观察镜、多功能电子闹钟、双定时间控制器等获实用新型专利,其中汽车用全景后观察镜获省发明竞赛二等奖。
陈尔纲在任系主任期间,关心中青年教师。20世纪80年代初,物理系学术研究活跃,常有中青年教师就自己研究心得作学术报告,陈尔纲不仅逢场必到,还邀请学校领导参加,促进了中青年教师学术研究热情。为了给中青年教师提供发展机会,他利用自己与国内外同行的良好人脉关系,通过各种渠道争取名额、筹措经费。先后有多名中青年教师到国外著名学校或研究机构进修学习,这些学有成就的中青年教师回校后,都成为某一个学科方向的学术带头人。由他推荐到美国费米研究所进修电子显微技术的木崇俊,回校后担任电子物理教研室主任职务,主持完成了“细束场发射电子源性研究”等10余项研究课题。
陈尔纲爱生如子,在教学中诲人不倦,追求尽善尽美的教学效果。从教几十年来,他讲授过“真空物理”、“原子核电子学”、“电子光学”、“电子光学仪器”等课程。有的课程讲过多遍,但每讲一遍都注意结合在生产实际中出现的新问题、新成果、新的理论知识。他平易近人,重视与学生交流,听取意见,因材施教,对课程中的重点、难点多次重复讲授,以便学生加深对基础理论的认识。从成立电子物理专业以来,他与同仁为国家培养了600多名电子物理专业本科生,几十名硕士研究生,他们中有的已成为知名教授、专家。20世纪80年代他培养的硕士研究生宋红江在国际知名企业美国英特尔公司任职,参加过奔4等的工程设计。他在教书育人方面的成绩受到大家的敬重,获得云南大学伍达观教育基金第二届优秀教师先进奖,1989年被授予全国优秀教师称号。
1998年陈尔纲退休后,仍然坚持在实验室开展研究工作。主持研制的高分辨率热场发射显微镜,突破了1937年以来一直被认为是分辨率禁区的2nm极限,实现了0.2nm的高分辨率,清晰地得到了单晶钨(111)、(110)和(100)晶面的原子排布图像。在此基础上,取得的研究成果“石墨纤维场发射”,2004年获得中国发明专利及第五届中国国际发明展览会金奖。
2009年10月31日陈尔纲因病逝世。云南大学物理系师生一直不能忘怀这位德高望重的良师益友。他培养的硕士研究生龚浩,毕业后到国外发展,成为新加坡国立大学教授、博士生导师。2010年7月,在云南举办第六届国际先进材料工艺大会上,其向来自中国大陆、澳大利亚、英国、新西兰、新加坡、日本、韩国等多个国家和地区的一百多名代表提议并经主办方同意,将陈尔纲列为会议两位名誉主席之一,以表达对已故恩师的缅怀之情。
1.陈尔纲的人事档案及云南大学档案馆相关的文书档案。
2.采访木崇俊、戴心淑、杨德清、戴宏、周庆、张世杰、张晋等。
4.云南大学教务处1963年编印的《云南大学教研室工作经验交流汇编》。