這是一部女科學(xué)家的文學(xué)傳記，一個女人奮斗的故事。
七十多年前母親對她說：“你必須每次考試都要得第一名才能繼續(xù)上學(xué)！”從此，“第一”便成為她一生努力的目標(biāo)。中國第一根硅單晶出自她的手，她同時又是最早在太空制成半導(dǎo)體砷化鎵單晶的科學(xué)家……于是，她——本書主人公——中國物理學(xué)家林蘭英院士被人們尊為“太空材料之母”。
林蘭英和她同事們工作的成果使國民直接受益的是：這一年，我國的半導(dǎo)體收音機誕生了。
1957年6月，林蘭英將自己的幾百克鍺和硅的單晶全部無償獻(xiàn)給了中國科學(xué)院，這些單晶在當(dāng)時即使是隨便標(biāo)價也價值幾十萬元人民幣。而如果從我國半導(dǎo)體研究和工業(yè)角度來估量，它們卻是地道的無價之寶。
人們不久之后就意識到了它的作用，在后來的日子里，全國各地拉制鍺、硅單晶的單位都來到這里索取籽晶……
根據(jù)“全國12年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)則”，國家對半導(dǎo)體事業(yè)的發(fā)展采取了集中力量重點突破的措施。從1956年開始，在兩個方向上集中了強兵強將：在教育方面，在北京大學(xué)成立了半導(dǎo)體專業(yè)，這個專業(yè)抽調(diào)了來自北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、廈門大學(xué)和吉林大學(xué)5個學(xué)校的學(xué)生到此集訓(xùn)，以黃昆教授為首的一批最好的老師任教；在研究方面，則將研究人員集中在一起，成立了應(yīng)用物理所半導(dǎo)體研究室。林蘭英到來的時候，這個室成立才一年時間。全室20多人，年紀(jì)最大的60余歲，其中有七八人在國外留過學(xué)。
新中國的科學(xué)園地是貧瘠的，僅就國民黨中央研究院留下的爛攤子而言，基礎(chǔ)薄弱是不言而喻的，但若從事應(yīng)用物理研究，多少還有點家底；可是若談起開創(chuàng)新業(yè)，特別是在我國還屬空白的半導(dǎo)體材料研究，卻真正是要無中生有、從頭做起了。
肩負(fù)著創(chuàng)業(yè)使命的林蘭英正是從這時起開始將全部的精力投向材料這門科學(xué)的。她充滿信心地走馬上任了。 1957年秋天，半導(dǎo)體研究室拉制成功了中國第一根鍺單晶，林蘭英的單晶作為籽晶發(fā)揮了作用。從這年的11月開始，她與同伴們接受了為北京電子管廠研制一批鍺晶體管的任務(wù)，北京電子管廠為了生產(chǎn)半導(dǎo)體收音機，需要他們在一個月里拿出N型和P型的鍺單晶各一公斤。他們?nèi)找箍鄳?zhàn)，在1958年的年初，勝利完成了任務(wù)。
林蘭英和她同事們的工作的成果使國民直接受益的是：這一年，我國的半導(dǎo)體收音機誕生了。
那段時間，長春方面抱怨北京方面沒有弄好，北京這邊則抱怨硅晶質(zhì)量差。
林蘭英是個奮斗起來便沒有止境的人，從1958年一開始，她便敏銳地意識到：在美國半導(dǎo)體材料領(lǐng)域獨霸一方的是硅材料，鍺材料已經(jīng)退居其后，在她回國前夕，鍺材料的制作已經(jīng)基本停止。她仔細(xì)研究和回憶了所涉及的半導(dǎo)體材料制作的各種細(xì)節(jié)和信息，深感中國的半導(dǎo)體工業(yè)若要與世界最先進(jìn)的水平同步，必須要有一個勇于超越的魄力。
她認(rèn)真研究了“全國12年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)則”。這個由蘇聯(lián)專家協(xié)助制定的規(guī)則，將中國發(fā)展硅單晶的時間表排列在了10年之后的1968年，她深感這個規(guī)則實在有些太“橡皮”了些，其中缺乏一種突破的力量。
硅材料是制備晶體管和集成電路芯片的最重要材料，它的潛力令人無法想象。硅在自然界中極為豐富，它的含量約占地殼的26％，這種以硅酸鹽和硅石（石英砂）形式存在的物質(zhì)，幾乎在各地都有發(fā)現(xiàn)。人類將它們開發(fā)出來并排除其中的雜質(zhì)，根據(jù)器件的需要，人為摻入元素，從而獲得了半導(dǎo)體材料。在這個基礎(chǔ)上，人們又為了提高電子的壽命和運動速度，把材料的多晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱尉ЫY(jié)構(gòu)，這種人工培養(yǎng)晶體材料的技術(shù)被稱為單晶生長技術(shù)。
這就是促使林蘭英思索的技術(shù)，它在幾天里攪得她徹夜難眠。
必須立刻開始將主要的力量投向硅單晶的研制上去，這是一項刻不容緩的使命——林蘭英在經(jīng)過一番認(rèn)真的思索和探討之后，逐漸明確了自己的目標(biāo)。
她向領(lǐng)導(dǎo)毫無保留地和盤托出了自己的建議。
她的想法很快得到了各級領(lǐng)導(dǎo)者的贊許，新的攻關(guān)機制迅速建立了起來。
她首當(dāng)其沖面臨的急需物資就是氬氣。根據(jù)她所學(xué)得的知識，她知道制備硅單晶的工藝中，氬氣是很重要的一種惰性氣體。為了防止氧化物等雜質(zhì)在高溫加熱時產(chǎn)生對提拉單晶的沾染，進(jìn)而影響單晶的質(zhì)量，在制備硅單晶的工藝中，都是以氬氣充當(dāng)爐膛的保護(hù)氣體。可是，這種氣體當(dāng)時在國內(nèi)還不能生產(chǎn)，它又被列在西方國家對我國實 行禁運的名單上。
她終于想出了應(yīng)對的辦法，決定采用抽高真空的手段進(jìn)行拉制。這個大膽的設(shè)想經(jīng)過小心求證，理論上被認(rèn)為是可行的，同事們一致認(rèn)為可以進(jìn)行試驗。
試驗真是摸著石頭過河，大家都是小心翼翼，人們穿著白色的大褂工作衣，整天就像接生的醫(yī)護(hù)人員守候在單晶爐的旁邊。
拉硅單晶是一項十分辛苦的工作，開始的時候由于長春出品的硅多晶氧化物多，硅沸騰起來后就停不下來——只有沸騰停下來才能進(jìn)行下一步拉制硅單晶的操作——她和同伴們就像張網(wǎng)捕獵的獵手一樣耐心地等候，有時整整守候了24小時也不見沸止。大家三頓飯都在辦公室吃，困了就伏在桌上打個盹。那段時間，長春方面抱怨北京方面 沒有弄好，北京這邊則抱怨硅多晶質(zhì)量差。對此，林蘭英想光是抱怨也沒有用，還是要認(rèn)真找原因。氬氣問題是他們抓住的一條“狐貍尾巴”……
當(dāng)那根長度只有8厘米、直徑2英寸、烏光锃亮的圓柱體出現(xiàn)的時候，實驗室里一片寂靜。
反反復(fù)復(fù)，反反復(fù)復(fù)……
經(jīng)過了不少的失敗和周折，終于使?fàn)t膛的真空度達(dá)到了拉制單晶所需的最起碼的數(shù)值要求。
但這還不夠，為了得到我國半導(dǎo)體事業(yè)所急需的N型硅單晶，必須在硅熔體中摻入適量的磷，這也不是一件容易的事情，中間包含著精密的計算。林蘭英于是又啟動了自己的數(shù)學(xué)頭腦，一遍遍地演算推理，終于尋找到最適宜的數(shù)學(xué)公式，進(jìn)而求得了磷與硅的重量比……
經(jīng)過無數(shù)的努力與鋪墊，拉制硅單晶的時刻終于來到了。她的籽晶此時充分顯示了自己的價值———它作為中國硅單晶的種子被精心置于爐內(nèi)，在它的上方，嚴(yán)密地罩著她發(fā)明的保護(hù)罩。
石英坩堝里放上了硅多晶，那晶瑩的灰色晶體被搗成塊狀物質(zhì)， 安然進(jìn)入爐內(nèi)。
開始了。
升溫，熔化。多晶體在一點點地變化著。
時間一分一秒地緩緩移動著腳步，在長達(dá)幾個小時的時間里，林蘭英真有一種度時如年的感覺，她與同事們懷著緊張激動的心情等待著，等待著……
她帶著黑色的護(hù)目鏡，一動不動地俯在觀察孔前，目不轉(zhuǎn)睛地觀察著晶體的熔變、蒸騰，那烏亮的光澤急劇地抖動著，鋒芒銳利，她感到自己的心情也被裹挾在其中了……
硅多晶的熔化一切正常，開始拉制硅單晶了。
籽晶的保護(hù)罩被輕輕地除去，它緩緩地進(jìn)入熔完的熔液之中。
它開始凝結(jié)了。那絕妙的對稱按照林蘭英頭腦的設(shè)計在迅速地排列組合著，新的物質(zhì)就這樣處在令人激動和不安的誕生中。每個人的面部表情都顯得興奮和神秘，仿佛世界上現(xiàn)在只有他們——只有科學(xué)家存在著，他們與那奇妙的晶體同在……
幾個小時中濃縮著漫長的歷史——個人的，國家的——并非誰都可以享有這幾小時等待的心情，這幾小時中凝聚著學(xué)者們囊螢映雪、懸梁刺股的奮斗，凝聚著多少人含辛茹苦、忍辱負(fù)重的情結(jié)！
……
當(dāng)那根長度只有8厘米、直徑2英寸、烏光锃亮的圓柱體出現(xiàn)的時候，實驗室里一片寂靜。
這是人們與自己的創(chuàng)造物的第一聲對話，這種對話是不可以用語言來表達(dá)的。
成功了！
第一根！中國的第一根硅單晶誕生了。
摘下黑眼鏡的人們用熬得通紅的眼睛彼此打量著，然后他們笑了。
這是1958年的初秋。與這一年幾乎同時的全國大煉鋼鐵一樣，林蘭英和她的伙伴們10月1日向年輕的共和國生日做了“獻(xiàn)禮”。所不同的是：她的禮物雖輕卻重如千鈞；雖小卻生命恒久——幾十年過去了，各種事物以及對事物的解釋都可以改變，然而誰也無法改變的是這樣一個事實：中國從此有了自己的硅單晶。
這是一個非凡的成果，在中國，它“了不起”的程度可以同當(dāng)時或稍晚些時候的自制數(shù)控系統(tǒng)、第一條（克拉瑪依——獨山子）原油管道、萬噸水壓機甚至原子彈、人造衛(wèi)星相媲美。它使中國成為繼美國和蘇聯(lián)之后世界上出現(xiàn)的又一個可以自己拉制硅單晶的國家，使自己在這一領(lǐng)域一下站在與世界比肩的地步。幾乎是同時，東瀛日本也 拉出了他們的第一根硅單晶。
