黃昆 生於1919年9月，浙江省嘉興人，生於北京，固體物理、半導體物理學家，中國科學院院士。1941年畢業於燕京大學物理系。1947年獲英國布里斯托大學博士學位。後在愛丁堡大學物理系、利物浦大學物理系做研究工作。1951年回國，先後任北京大學物理系教授、半導體教研室主任，中國科學院半導體研究所所長等職。瑞典皇家科學院院士，第三世界科學院院士。主要從事固體物理理論、半導體物理學研究，取得多項國際水平的成果。是我國半導體物理學研究的開創者之一。出版了《固體物理學》、《半導體物理學》、《晶格動力學理論》(合著)等著作。黃昆的卓著成就多次獲得國家和院的多項獎勵。
「黃方程」、「多聲子躍遷理論」是我做得好的兩項工作。
1、我提出了一對方程式。這對方程式能較好地解決一個帶有極性的晶體裡面的原子的振動。最典型的即所謂在極性晶體裡面的光學波，也即裡面帶正電和帶負電的粒子的相對振動。這在極性晶體裡面是比較重要的。因為電子與晶體的相互作用，主要的是通過這些光學波。
做這項工作的原因，是當時跟我在一起的一些同事，他們在研究這一帶正負電的粒子的相對振動對介電函數的作用。要研究這個問題，要對兩種粒子相對振動的微觀機理做很多的假設才能討論這樣的問題。而我覺得他們搞的微觀模型不能給以準確地描述，因為不但正負粒子間可以相互作用，而且，這些粒子由於都是帶電的，電場會對這些粒子產生極化，使這些粒子本身產生新的電荷分布而引起電場。這在今天比較準確地來描述這些微觀狀況都是困難的，不要說在幾十年前我做這一工作的時候。那時是沒有法子做出比較準確一點的微觀描述的。
在這一背景下，我就想到從理論物理的觀點看，這類問題應可以概括為具有普遍形式的理論方程。為此，一方面要考慮光學振動的動力學包含長程庫侖作用的特點，其振動的恢復力既依賴於光學位移又依賴於宏觀電場。另一方面則要知道決定宏觀電場的電極化，它同樣也是既依賴於光學位移又依賴於宏觀電場。這就可以用一對唯象的方程來描述正負粒子的相互運動。並列出了一對對應以上兩方面的線性唯象方程。建立這對方程中解決的一個關鍵問題是根據能量守恆證明兩方程中反映力-電交叉的係數間存在對易關係。由於這個關係，唯象方程只包含三個完全可以由實驗確定的參數。在有了這對方程以後，就使得處理這類運動變得非常準確而且非常單純。
這對方程的意義，舉例來說，就有點像彈性理論。彈性理論靠一對廣義的虎克定律，即將介質裡面的應力，寫成是形變的線性的函數。這在經典物理裡面是非常基本的定律。根據這些方程可以推導出各種彈性波，這些方程係數(彈性係數)是可以用實驗來確定。如果設想我們要將這一彈性理論中彈性原子的微觀的相互作用都弄清楚，那這一理論就非常繁難。即使把一個彈性波推導出來，都要把微觀結構弄清楚，這就非常繁瑣和複雜。我提出的這一理論，就相當於這一彈性理論。不過，我提出的理論不是講彈性運動，而是正負粒子的相互振動的運動。我提出的方程，即是一對唯象方程。這對方程到現在還比較普遍地被採用來處理這類問題。它對晶體電子運動的描述是最基本的。
這項工作，在當時，我提出方程後，就想找具體問題來加以應用，來說明這對方程的實際作用。當時，我在馬克斯?玻恩處工作，他是全世界公認的做晶格振動的最權威的學者。有不少學生跟他一起在這方面做了很多的研究工作。其中在一篇比較重要的文章，是推導帶極性的晶體裡面的光學振動。它是具體去計算這樣一些振動(用微觀模型)。結果他做了以後，發現在計算中，當波長很長時，這一計算在數學上有發散的現象，在文章的最後就發散的原因解釋是由於電磁波的傳播是一個有限的光速來傳播的，因他的計算沒有考慮這一因素才產生發散。原來，我對極性晶體的振動，知道其中有一個問題，即在長波時，由於庫侖作用的長程性是引起發散的原因。所以我知道他們這個結論是不對的。不過，同時也引起了我的興趣。如真要討論有限速度對光學振動有什麼影響，這是利用我那對方程的最典型的例子。如用我這對方程並結合馬克斯韋方程就可得到完善解決，因為馬克斯韋方程中已考慮到了有限速度問題。這樣一解，在數學中是非常簡單的。最後的結果很有意思，兩個方程結合，既有正負粒子的相互振動，也有電磁波的振動。這樣的解，就有兩種振動的耦合，形成新的振動的模式。當時，我將其作為文章寫了出來。事後，十多年以後，在實驗上確實證實了這種耦合振動的新的振動模式，因而引起了比較廣泛的重視。而且給了這種振動模式的新名稱叫「電磁耦子」(polariton)。後來，這項工作還是作為在固體物理裡面比較典型的一個問題。因為以後發現，不僅是晶體裡正負粒子的相互振動可以與電磁波相互耦合起來形成新的振動模式，還有其他一些跟電磁波相互作用的一些運動模式也可以跟電磁波耦合起來，形成混合的新的振動模式，所以是固體物理中跟電磁波耦合的一種典型的振動模式，稱其為「極化激元」。
2、多聲子躍遷理論。當時我做這一工作是從具體問題出發的，只不過後來證明，這一問題帶著普遍性質。
做這一問題，有一定的偶然性。本來是環繞F中心來進行的。
F中心是晶體的一種缺陷，它在當時是晶體物理中研究得最多的一種缺陷。實際上它是一種負離子的空位，即有個負離子不在那個位置上，就形成空位。這樣它相當於一個正電荷的作用，它可以束縛一個電子，在它四周運動。這樣的一種結構稱之為F 中心。它對光學作用非常明顯，使晶體有了顏色，「F」是顏色的意思。現在對晶體裡面缺陷的研究非常之多，非常之細，而研究最多和最細的就是「F」中心。
F中心研究中很重要的一個手段是光譜，也即由於這個中心能夠束縛電子，電子可以從一個基態吸收光子跳到一個更高的狀態，這是光的吸收。光吸收的光譜，對於了解這個中心，是一種很基本的手段。
1947年，我在參加一次科學討論會時，聽到一位當時研究發光問題的主要科學家介紹了F中心的光譜，很大一個特點是，平常我們知道，一個束縛電子從一個量子態跳到另一個量子態時，有一個確定的躍遷能量，所看到的光譜是線狀光譜，即有一個確定的頻率的光譜。可是，對F中心光譜來說，不是一條光譜線，而是一個光譜帶，非常之寬，當時就知道，由於在分子物理裡面有類似的情況，因為這不是單個原子那樣，而是在晶體裡面，而晶體中的離子都在振動，產生熱運動。
那時，這種很寬的光譜，都知道是由於原子的熱運動而引起。當時的科學家講，對這種光譜作一個理論是不可能的。因為算一算光譜的寬度，相當於幾十個聲子的能量，它之所以有寬度，是因為晶格的振動的影響。
對晶格振動的量子化叫聲子，如果要產生這樣的光譜的話，光譜的寬度相對於幾十個聲子的能量。過去處理這種問題的最基本的方法是用微擾的方法處理。
按照電子與聲子的相互作用，用微擾的方法只能有一個聲子的變化，即增加一個聲子或減少一個聲子。如要做兩個聲子的變化，就得把微擾理論提高一級，即二級，如是幾十個聲子的話，則要把微擾進行幾十次，這是不可想像的，這就是在理論上難以處理的一個難題。
我當時聽了這位學者的介紹，在腦子裡有了較深的印象，即大家普遍見到的現象在理論上卻難以描述。
過了數年以後，我正在跟馬克斯?玻恩寫一本晶格振動的書，對原子的振動問題想得較多。我突然想到解決這個問題的線索，意識到應有一個可能解決這一問題的途徑。既按照絕熱近似理論，F中心電子輻射躍遷(光吸收和發射)前後，晶格原子的平衡位置應有所不同。因為我們知道電子由一個狀態越到另一個狀態，離子的平衡位置也會發生一定的變化，因為電子的位置變了，離子所受的力也不同了，所以離子的平衡位置就會有所變化。我當時想到了這樣一點，這就有一個重要的後果，我們描述晶格振動，如果平衡點沒有移動，在一個躍遷的過程裡，如電子與聲子無作用，則聲子數目不可能改變，這就稱之為聲子波函數的正交性，即每種聲子模式數目都不變。如果聲子數目一變，破壞了聲子波函數的正交性，即在晶格發生位移後，在躍遷前後這兩個波函數的重疊積分，即使聲子數目變了，它也不等於零，是個有限的值。如原子在平衡位置的變化越大，聲子改變的數目就越多。因為我們知道，晶格缺陷中的電子從一個量子態躍到另一量子態，電子四周的晶格離子的平衡位置一般會發生一定位的位移稱為晶格弛豫。在缺陷電子躍遷中，如果電子與聲子間無相互作用，則在電子躍遷前後聲子數目不能改變。這是由於聲子之間的正交性。但是當電子躍遷導致晶格弛豫時，就破壞了這種正交性，使聲子數目在電子躍遷前後可以發生或多或少的變化。
在上述的物理基礎上，我成功地導出一個帶有晶格弛豫的電子態發生多聲子躍遷的系統理論。這個理論是通過一個簡化模型獲得的。這個模型最主要是假設所有理論中涉及的聲子模都屬於體長波聲子模，所以是一個單頻率模型。在這個模型中，每一個聲子模和電子態的互作用具有無窮小的極限值，在這個條件下，每個模只需考慮一個聲子的吸收或發射。在這個近似下，就不難獲得一個，可由熟知的解析函數表達的十分簡潔的理論。
我認為，顯然理論依據的近似模型意味著理論的局限性。但是，我認為值得強調，由於近似模型而獲得的十分簡潔的理論成果對發展一項新的理論具有很重要的影響，我相信，正由於這個原因，本項成果發表後，相當快地受到重視，並且出現了高水平後續工作。
(作者：黃昆)
點 評：
「黃方程」是在看到同事的研究工作遇到問題時，他用理論物理的觀點，首先提出晶體中聲子與電磁波的耦合波動模式及有關的基本方程。「多聲子躍遷理論」是在參加一次科學討論時，對科學家提出的理論上的難題，留下較深刻印象，後來他在寫《晶格動力學》時，對原子的振動問題想的較多。最後通過一個簡化模型解決了多聲子躍進的系統理論。從這兩個案例中我們可以看出：黃昆先生最善於抓住問題的物理本質，以最簡單的數學方式概括結果；對多年沒有解決的重要問題，他決不放棄，在具備條件和方法時最終加以解決；他能解決別人解決不了的難題，這與他具有的科學根基和文化底蘊是密切相關的。