當紅外相機清晰呈現手臂血管的熱力圖，當風云衛星穿透夜色捕捉臺風軌跡，當手機測溫儀精準感知體溫變化，這些融入日常與國之重器的科技背后，站著一位深耕紅外領域半個多世紀的“追光者”。《大先生》第四季第十二期，有幸邀請到了紅外物理和半導體物理學家，中國科學院院士，中國科學院上海技術物理研究所研究員褚君浩先生，讓我們走進他的科研人生，看他如何以“小草”般的堅韌扎根科研，讓中國紅外技術從跟跑邁向領跑，照亮家國大地與浩瀚蒼穹。
校園尋根：圖書館里萌芽的物理夢
桂香縈繞的徐匯中學校園，總能勾起褚君浩的諸多回憶。“我從初三到高中畢業都在這里，對學校感情很深，我的價值觀、人生觀，還有對科學的熱愛，基本是在這四年里形成的。”作為母校，徐匯中學不僅承載著他的青春，更孕育了他最初的科研夢想。
校園深處的圖書館，是他少年時最珍視的寶藏。“這房子有100多年歷史了，一建校就有，我經常來借書。”在這里，《天文學》《原子物理學》《科學家奮斗史話》等書籍是他的精神食糧，居里夫人等科學家的傳記更是讓他對科研之路心生向往，他還寫下了一本厚厚的讀書筆記——從1960年10月到1961年5月，三萬多字的內容里，字里行間都是少年對物理知識的渴求。
也正是在這里，一個強烈的念頭在褚君浩心中扎根：“當時看物理教材，從庫侖定律到法拉第電磁感應定律，上面全是外國科學家的名字。”這份發現讓他既遺憾又不甘，隨即在筆記里寫下誓言：“具有悠久歷史的中國，在定律的隊伍中竟沒有一條以中國人命名的定律，對任何一個具有民族氣節的人來說，都是最大的刺激和打擊。我們要爭口氣，要在最短的時間內，達到在定律的隊伍中，要有和人口比例相符合數量的定律是我們偉大的中國所發現的，我們要為偉大的祖國爭得榮譽。”
這份執念，讓他在高考時堅定地“非物理不學”，填報了復旦大學、華東師范大學、上海師范學院的物理系。雖然因作文失利與理想學府失之交臂，進入上海師范學院物理系，但他也沒有因此氣餒：“就像看交響樂，復旦大學是前排位置，上海師范學院是后排，但聽到的旋律是一樣的。只要努力學，在哪都能學好物理。”這份從容背后，是少年早已立下的遠志。
科研攻堅：磨薄樣品算出 “紅外金標準”
帶著這份執著，1978年，褚君浩迎來人生的關鍵轉折。他考入了上海技術物理研究所，師從中國半導體學科與紅外物理技術奠基人湯定元先生。剛入師門，湯定元先生便將一個世界級難題交給了他，研究碲鎘汞材料的本征光吸收光譜，找到那個國際學界始終未能捕捉的“拐點”。
什么是碲鎘汞？它是紅外探測器的核心材料，被褚君浩形象地稱為 “光的翻譯官”—— 它能聽懂紅外線的“語言”，并將其轉化為儀器可識別的電信號。但要掌握它的特性，必須先找到其吸收光譜的“拐點”—— 這個拐點對應的波長，正是決定材料性能的 “禁帶寬度”，只有找到它，才能讓碲鎘汞真正發揮作用。
要找到“拐點”，首先要解決樣品打磨的難題。“做光學實驗，樣品必須磨得很薄，不然吸收系數大的光穿不過去。”褚君浩回憶，當時的碲鎘汞樣品極其昂貴，購買一片就要1000美金。更難的是打磨過程：要將1毫米厚的樣品磨到10微米以下，稍不留意就會破損。他只能先用玻璃底板當磨盤，鋪著金剛砂，以“8字形”手法手工打磨，一片樣品往往要磨上好幾天。
最困難的是樣品磨到50微米左右時，極易碎裂。“我當時琢磨了很久，突然有個靈感 —— 在樣品四周圍上膠，相當于把樣品保護起來了，再往下磨時，邊上的膠跟這個樣品一起下去就不會破了。”憑借這個創新方法，褚君浩最終將樣品磨到了10微米以下，這方法至今仍是實驗室的規范工藝。
在研究所多方支持下，褚君浩打磨了數百個樣品，歷經幾千次試驗，終于繪制出世界上最完整的碲鎘汞紅外本征光吸收光譜圖譜，成功找到了那個國際上無人破解的“拐點”。在此基礎上，他與徐世秋先生、湯定元先生共同提出了碲鎘汞禁帶寬度關系式——CXT公式。這個以三人名字首字母命名的公式，它就像一套 “精準導航系統”，讓科研人員無需再試錯，大大節約了時間和成本。
如今，CXT公式已成為國際紅外研究領域的“金標準”，被收錄進國際著名科學手冊，像風云衛星、月球車上的紅外探測器，都離不開它的理論支撐。而這份從“磨樣品”到“定標準”的突破，不僅讓中國紅外研究有了自己的話語權，更讓褚君浩站在了國際學界的聚光燈下。
小草精神：向下扎根，向上生長的追光者
CXT公式的國際影響力，為褚君浩帶來了更多機遇。上世紀80年代，他以訪問學者身份前往德國，成功解決了當地紅外領域的技術難題。對方以優厚條件挽留，但導師湯定元先生的叮囑，以及父母的牽掛，時時刻刻地提醒著他。
最終，褚君浩選擇回國，對碲鎘汞窄禁帶半導體物理開展系統的研究。近年來，國際上紅外技術競爭加劇，“碲鎘汞的材料技術、器件技術我們還在跟跑，想買四英寸的設備，人家都不賣，只肯賣小尺寸的”。褚君浩團隊與合作單位一起畫圖紙、調參數；沒有經驗，就像當年磨薄碲鎘汞樣品一樣，從材料生長規律摸起，在實驗室里反復試錯。
這份啃硬骨頭的韌勁，正源自“小草精神”，他說：“我情愿做一棵小草，小草看起來很普通，但它有幾個特點：一是扎根，根深深地扎在泥土里；二是堅韌，春風吹又生；三是它不和別人比高低，默默無聞，卻能為大地增添一分生機。”他認為“做科研也是這樣，要像小草一樣，把根深深地扎在基礎研究和國家需求的土壤里，耐得住寂寞，堅韌不拔地生長。”
最終在褚君浩團隊和合作單位如小草般堅韌的不懈努力下，成功研發出具有完整知識產權的分子束外延設備，為中國紅外技術的自主化打下堅實基礎。
從徐匯中學圖書館里的追夢少年，到實驗室里破解國際難題的科研者，再到推動中國紅外技術走向世界的領路人，褚君浩用一生詮釋了“追光者”的意義。
更多精彩內容，請在11月25日21:05，鎖定北京衛視《大先生》第四季第十二期，看這位“小草院士”如何以小草之堅韌扎根，以赤子之初心追光，讓中國科學的光芒，既照亮民族復興的道路，也為人類探索未知貢獻智慧。
（褚君浩為九三學社中央院士工作委員會委員、上海市委原副主委。來源：北京科普發展與研究中心）
