纳入统计的电子物理学院士合计14位，截至2018年，在世8位，平均年龄84岁；声学物理学院士合计10位，在世6位，平均年龄82岁，可见这两个群体的老龄化问题极为严重。进行等离子体物理学相关研究的院士5位，在世4位，平均年龄68岁；进行原子分子物理学研究的4位院士全部在世，且平均年龄69岁，这两个群体的年龄相对较年轻。这4个分支学科的院士当选平均年龄集中于58岁和59岁。

在获得博士学位方面，电子物理学院士获得7个（50%），美国6个，分别是加州理工学院的孟昭英、毕德显，其余均是主要在美国发展的华裔电子物理学家，包括1931年获得哈佛大学博士学位的任之恭、1952年获得斯坦福大学博士学位的田炳耕、1967年博士毕业于芝加哥大学的崔琦和1975年毕业于哥伦比亚大学的胡玲，此外还有刘盛纲1958年在成都电讯工程学院（今电子科技大学）通过了副博士学位的论文答辩。声学领域获得4个博士学位（40%），3个是美国颁发，分别是1940年博士毕业于哈佛大学的马大猷、1950年取得加利福尼亚大学博士学位的魏荣爵、1952年毕业于布朗大学的应崇福及1940年博士毕业于巴黎大学的汪德昭。5位等离子体物理学院士中，3位取得博士学位，从事等离子体物理理论研究的蔡诗东1969年博士毕业于美国普林斯顿大学，张杰和李建刚均毕业于中国科学院。4位原子分子物理学院士中，从事原子分子光学研究的华裔物理学家朱棣文和叶军分别博士毕业于加利福尼亚大学和科罗拉多大学，本土原子分子物理学家叶朝辉和王广厚均只是取得了北京大学和北京师范大学的学士学位。

从图8.9对电子物理学、声学、等离子体物理学和原子分子物理学领域院士增选趋势分析，电子物理学和声学在1949年后发展势头很好。但21世纪以来，中国本土只有2001年电子物理学和声学领域分别有一人增选为院士，这主要是因为电子物理学和声学是实验性与应用性较强的学科，发展到21世纪，电子物理学和声学很多应用领域并入到了其具体应用的一级学科中，电子物理学绝大多数研究领域归入电子技术这一一级学科门下。声学的一些应用研究领域如生物学中的生物声学、大气科学中的大气声学、医学影像学中的超声诊断学及土木建筑工程中的建筑声学等学科都属于声学（物理）的研究范围。等离子体物理学受其交叉性较强的缘故，20世纪末以来，一直平稳发展。

图8.9　中国物理学部分分支学科院士增选趋势

1）电子物理学院士对中国电子科技的推动

20世纪初，电子学在美国等发达国家开始兴起，20世纪30年代才陆续传入我国，在我国几代电子物理学家的努力下得到了日新月异的发展。

（1）物理学院士与无线电物理在中国的萌芽。

20世纪30年代，朱物华、任之恭、孟昭英在美国高校取得博士学位，回国后在北京大学、清华大学、西南联合大学开设无线电课程，吸引和培养了下一代中国电子物理学家。

1926年，朱物华完成论文《滤波器的瞬流》，首次提出了终端有损耗的T形低通与高通滤波器瞬流计算公式，解决了当时电子学领域中的一个重要问题，并获得了美国哈佛大学的博士学位；20世纪30年代，在北京大学讲授“应用电学”和“无线电原理”等课程，提出了使电力线路传输更高频率的新设计方法，推动了中华人民共和国电力工业的发展；20世纪60年代，在中国急需水声人才的情况下，转向水声学研究。

1926年，任之恭清华大学毕业后赴美留学，相继获得麻省理工学院电机学士学位（1928年）、宾夕法尼亚大学无线电硕士学位（1929年）和哈佛大学物理哲学博士学位（1931年）；1933年回国发展；1937年担任清华大学无线电研究所所长，兼任清华大学电机工程学教授^[5]，这期间影响培养了陈芳允、毕德显等下一代电子物理学家；1938年，任之恭建议陈芳允在清华无线电研究所做无线电通信有关的课题；1940年，帮助毕德显申请“中华文化基金会”留美助学金；1946年，重返哈佛大学工作，研究兴趣主要是气体与固体中的微波波谱学和陷于液氦温度的原子和分子的电子自旋共振等。

孟昭英在美国留学、访学期间，自制微型电子管首次产生1 cm超短电磁波，并进行了微波波谱的先驱性研究；20世纪60年代，在晶体管和集成电路迅速发展的背景下，进行阴极电子学研究，并研制出了阴极射线管，后来在清华大学单原子探测应用实验室，指导开展了单原子探测技术研究。在电子物理学教学方面，一方面在中国开创了微波电子学课程的先河，成为中国电子学教育的开创者之一，培养了林家翘、毕德显、戴振铎、王天眷、陈芳允等著名物理学家；另一方面重视电子物理学教学实验工作，为大力发展无线电事业，积极筹建了清华大学无线电电子学实验室，为满足国家发展真空电子器件的需要，建成了真空工艺、电子光学、阴极电子学等实验室，为发展原子分子学，建立起了单原子探测应用实验室等。

（2）20世纪六七十年代中国电子物理学的多方位发展。

20世纪六七十年代，中国电子物理学发展的主角大多受过孟昭英、任之恭等前辈的指导，毕德显、陈芳允将电子学知识服务于国防建设，吴全德和孟昭英在阴极电子学研究方面有所造诣。

20世纪30年代初期，毕德显在燕京大学求学期间，受过孟昭英的指导；1939年，经孟昭英介绍，毕德显来到清华大学无线电研究所工作；1940年赴美留学，相继获得美国斯坦福大学电机系硕士学位和加州理工学院博士学位；1944年毕业后在美国无线电公司（RCA）主要从事脉冲多路通信设备、自动定向设备及微波通信设备等方面的研究和制造；1952年，参与成立中国人民解放军通信工程学院（今西安电子科技大学），而后长期致力于国防通信的教学科研工作。在中国电子学界，毕德显最早将信息论应用于雷达和通信工程，在中国气象雷达和超远程雷达等的研制中，提出了将参量放大器作为接收机前端以提高雷达性能的设计思想，并提出利用编码技术来解决中国雷达存在的距离与速度模糊问题，同时在国内较早地开设卫星通信专业，培养出大量的高级电子技术人才。

陈芳允在西南联大求学期间，对任之恭、孟昭英等开设的“无线电课程”十分感兴趣，1938年毕业后工作于清华大学无线电研究所；1950年在中国科学院生理生化研究所工作期间，为开展神经生理学研究，研制出包括电刺激器、直流放大器及显示设备等仪器，这是国内在生物电子学方面的第一套电子设备。后投入到中国“两弹一星”的研制中，在原子弹的研究中，1963年研制出国际领先的纳秒脉冲采样示波器，该多道脉冲分析器运用于原子弹爆炸试验测试；在人造卫星研制中，1965年，陈芳允担任中国第一颗人造卫星——“东方红一号”的测量、控制的总技术负责人，制定了完整的测控方案，保证了卫星的顺利发射与实时测控，因此获得“两弹一星”功勋奖章；与合作者提出的“双星定位系统”对1984年后中国通信卫星的发射起了极为重要的作用。

1947年，毕业于清华大学电机系的吴全德，协助孟昭英筹建了清华大学电子学实验室；1952年调至北京大学，致力于开拓我国的光电阴极理论研究，从事电子学与凝聚物理学的交叉研究；1963年，在国际上首先提出银氧铯（Ag-O-Cs）光电阴极的固溶胶模型，并推导出这种光电阴极的光电流密度和光电子发射的量子产额公式即“吴氏输运函数”，所提出的光电阴极的固溶胶模型和光电子发射的理论被统称为“吴氏理论”；在银氧铯（Ag-O-Cs）光电阴极的结构研究中，提出了金属微粒-半导体薄膜的能带结构和电子态分布，研究了薄膜中原子团和超微粒子的成核与生长理论，在该理论的指导下，制备出金属超微粒子-半导体薄膜和金属超微粒子-绝缘体薄膜；20世纪末，开始进行纳米电子学的研究，在纳米薄膜的光学、电学和光电性能方面取得了显著成果。

（3）中国物理学院士对微电子学的贡献。

20世纪50年代，华裔物理学家田炳耕在美国贝尔实验室，从事微电子集成和光集成研究，而中国本土物理学家王阳元院士1956年才成为北大半导体班的第一批学生，可见当时我国微电子技术与美国的差距之大。

王阳元在北京大学扎实的凝聚态物理功底为今后从事微电子学器件、工艺研究和集成电路研制奠定了基础。他在20世纪60年代开拓了我国的硅栅N沟道技术；1975年，研制成功我国第一块1 024位MOS动态随机存储器，并获得了1978年全国科学大会奖；20世纪80年代以来，在微电子学和集成电路技术迅速发展的时代背景下，王阳元研究了亚微米／深亚微米CMOS复合栅结构和多晶硅发射极超高速电路；1993年，研制成功我国第一个大型集成化的ICCAD系统，标志着我国集成电路设计进入自主创新的新阶段；20世纪90年代末，王阳元开始研究微机电系统（MEMS），开发了具有自主知识产权的MEMS工艺和多种新型MEMS器件，并逐步实现产业化；2000年，王阳元领导创建了“中芯国际集成电路制造有限公司”，推动了我国微电子的产业化，并建成了我国第一条12 in（1 in=2.54 cm）纳米级集成电路生产线，使我国集成电路生产技术处于世界先进水平^[6]。

著名水声物理学家侯朝焕于20世纪90年代转向信号处理和芯片集成领域的研究，在国内率先开展了超大规模集成电路（VLSI）信号处理研究；1994年，主持完成了“信号处理系统集成实验室建设”的项目，后又成功研制出“华威”（Super V）超级处理器。此外，吴健雄院士晚年指导的博士生、华裔女物理学家胡玲在以物理行为研究纳米尺度下的电子结构领域也有所突破。

（4）刘盛纲院士与中国太赫兹研究的崛起。

刘盛纲院士1955年毕业于南京工学院（现东南大学）无线电系，早年致力于强流电子、电子回旋脉塞的基础研究，建立了广义的强流电子轨迹方程，提出了一种新的复合式静电强流电子光学系统和电子回旋脉塞动力学理论体系，并提出了静电自由电子激光的新概念，发展了自由电子激光的空间电荷波理论和离子通道电磁波泵自由电子激光理论等；1988年以来，致力于发展高功率微波研究工作，发展了微波等离子体激发准分子激光等理论，成为国际著名的微波电子学家^[7]。

20世纪90年代以来，刘盛纲提倡在中国大力发展太赫兹研究，被称为“中国太赫兹之父”，太赫兹技术是6G，7G通信的基础，将推动人类进入太赫兹通信时代，因而进行太赫兹研究具有重要的战略意义。刘盛纲院士团队在该领域取得一些原创性研究成果，一方面寻找太赫兹辐射源，刘盛纲提出将电子学与光子学相结合探究太赫兹辐射源的方案。在该方案的引领下，2012年，研究团队发现利用物质的表面等离子体激元可实现把电子学和光子学结合起来产生电磁辐射的新机理；2014年，研究团队应用二维材料石墨烯的表面等离子体波产生了可以覆盖整个太赫兹频段的辐射源，近几年探索利用其他的二维材料产生增强的相干的电磁辐射。另一方面发展太赫兹通信技术，研究团队突破了太赫兹通信接收机系统结构等关键技术，研制出了0.22 THz高效倍频源，在我国初步形成了0.22 THz通信系统的雏形。基于这些成就，2000年、2001年，刘盛纲连续两年提名诺贝尔物理学奖，成为中国本土物理学家中最靠近诺贝尔物理学奖的物理学家。2016年9月，国际红外毫米波太赫兹学会将“杰出贡献奖”授予刘盛纲，足见他对国际电子科技领域发展做出的卓越贡献。

21世纪以来，中国电子物理学在量子电子学、纳米电子学、微电子集成电路、太赫兹研究等领域向纵深发展，同时基于微电子学、太赫兹较高的应用价值与经济价值，电子学产业化的特征鲜明，王阳明领导创建了“中芯国际集成电路制造有限公司”，刘盛纲院士担任“华讯方舟科技有限公司”首席院士，产学研密切结合推动了中国微电子产业、高压电路、系统级芯片和移动宽带网络设备的规模性、创新性发展。

中国电子物理学院士内存在着一条明显的师承关系链，任之恭、孟昭英—毕德显、陈芳允、吴全德等，毕德显、陈芳允早年均工作于任之恭领导的清华大学无线电研究所，两人后来均将电子学知识应用于国防建设中，吴全德与孟昭英从事阴极电子学的研究，推动了电子学与晶体学、半导体等的融合发展。(www.daowen.com)

2）20世纪后半叶中国声学院士对国家的杰出贡献

1956年初，声学发展规划被列入中华人民共和国《十二年科学技术远景规划》中。中国科学院电子研究所立刻设立了声学组，同时决定建立一支水声学研究队伍，马大猷、汪德昭、应崇福分别兼任电声和建筑声学、水声学、超声学3个研究室的主任。1958年，张仁和、侯朝焕等作为中国首批重点培养的声学人才来到中科院，加入了汪德昭领导的水声学研究队伍，李启虎后来也加入该团队；应崇福在中科院开创了超声学研究，并取得了系列成果，同时与汪承灏院士在声表面波的应用领域成就非凡。此外，1954年魏荣爵在南京大学设立国内第一个声学专业，并设立了南京大学声学研究所，培养了中国光声学的开拓者张淑仪院士。

（1）物理学院士与中国现代声学的萌芽。

1936年，马大猷北京大学毕业后，考上了清华大学的庚款留美公费生，并在吴有训先生的建议下，前往美国加州大学物理系跟随国际声学权威努特森攻读硕士学位，其间发表了《矩形室内低频简正频率的分布》的论文，首先提出了简正波订数公式，创立了声学中的简正波理论。1939年取得硕士学位后转入哈佛大学从事“矩形室内的声衰变的研究”工作，成为该校历史上第一个用两年时间获得博士学位的学生。1940年，马大猷回国发展，成为中国现代声学开创者和奠基人。1956年，在中国科学院设计出了达到国际水平的全国第一座声学实验室和声学实验水池。后组织开展了语言声学的研究，提出了语音的统计分布服从瑞利分布的新观点；在噪声研究中，提出了微穿孔板理论并应用于噪声控制领域，完成了我国机场噪声、铁路噪声、工业噪声等多种噪声源测试，建立了比较完整的环境噪声测量、评价、控制标准体系。20世纪90年代中期，马大猷开展了大振幅驻波的非线性研究，可看出马大猷的声学研究涉及面较广，回国后的研究致力于解决一些实际问题。

魏荣爵早年在重庆南开中学任教期间，向朱光亚（原子核物理学家）、邹承鲁（生物化学家）教授物理知识；1945年，魏荣爵前往美国留学；1950年，获得美国加州大学博士学位；次年回国后，担任南京大学物理系主任，1952年毕业于南京大学的戴元本（理论物理学家）、章综（晶体学家）、经福谦（高压物理学家）均受教于魏荣爵。魏荣爵在声学研究方面，对汉语平均谱与汉语语言通信进行了研究，并成功研制出我国第一台能将语言变成图像的“可见语言图仪”；1954年在南京大学创建了中国第一个声学专业；1978年创建了南京大学声学研究所；20世纪80年代，带领南京大学声学研究队伍开展了多项非线性声学的研究，并取得了多项研究成果，尤其在非线性振动系统导致分岔混沌现象领域成果突出。

马大猷、魏荣爵均是中国声学事业的开创者，他们均对汉语语言声学进行过研究，马大猷、汪德昭与应崇福等创建的中国科学院声学研究所（1964年），魏荣爵组织创建的南京大学声学研究所（1978年），均发展成为我国的声学研究中心。中国物理学院士对声学的贡献主要分布于水声学和超声学领域。

（2）物理学院士对中国水声学的贡献。

水声学以水中声波为研究对象，探讨水声波如何产生、传播、接收和计量等问题及如何应用的学科。中华人民共和国成立初期，急需发展海域国防事业，汪德昭提出了“由近及远、由浅入深”的水声科研指导方针，由此建立起了我国的水声学科研体系。张仁和从事浅海、深海声学研究。侯朝焕扎根中科院南海研究站，建立了一系列水声信号处理系统。李启虎在声呐设计、海洋监测等领域取得了一些应用性强的成果，该研究团队为我国的海防事业、水声事业发展做出了极大的贡献。此外，海军出身的杨士莪院士进行的海洋声场研究，为我国海洋军事科技和水声导航定位技术的发展做出了杰出贡献。

1934年，汪德昭在法国巴黎大学郎之万实验室攻读研究生，与导师郎之万一起推导出大离子的合成系数理论；1940年获得博士学位；1956年回国后，负责筹建中国国防水声学的研究工作；1964年，中国科学院声学研究所成立，汪德昭担任首任所长，先后指导建立起了南海、东海和北海3个水声科学研究站，并在中科院声学研究所培养起一支高水平的水声科研队伍；20世纪六七十年代，汪德昭在浅海声场、低噪声信道、海洋内波对声场起伏的影响方面进行了研究；1978年，时年73岁的汪德昭，率领大批科技人员在南海进行了我国首次深海水声实验，该研究团队在深海声学领域，证实了我国南海深海中存在着很强的反转点会聚区；1981年，汪德昭与学生尚尔昌合作，编著成功我国第一本水声学专著——《水声学》。总之汪德昭及其研究团队对水声学的研究，推动了中国反潜探测系统的建立，极大地提高了我国水域的防卫能力。

1958年，张仁和在汪德昭的指导下从事水声学研究，对浅海与深海水声物理规律做了系统研究。在浅海声学研究方面，在国际上领先提出了射线-简正波理论的基本公式，阐明了浅海声速结构和边界条件对声场影响的规律；提出了负跃层浅海中信号波形多途结构的计算公式，可用于准确预报浅海波形结构。在深海声学研究方面，通过我国南海深海水声实验，发展了一种新的广义相积分近似，提出了“反转点会聚区”的概念，进而解决了反转点会聚区声场计算问题。

1959—1979年，侯朝焕扎根海南三亚的中科院南海研究站，进行了多次海上水声物理实验和考察，在取得大量数据资料的基础上，完成了“水声信号起伏统计特性测量系统”工程，推动了水声信号场和混响-噪声场统计特性研究；后提出了“相移多波束基阵信号处理系统”并完成了总体设计；主持完成了“智能型水声信号处理系统”的科研项目；20世纪90年代转从微电子学研究，为我国信号处理与电子芯片研制做出了贡献。

1963年，李启虎师从汪德昭先生开始了国防水声学研究，1993年担任中科院水声研究所所长。在水声信号处理方面，提出利用声信号的相位信息预测水下目标方位的新方法；在声呐设计领域，提出声呐方程的一种新的表达式，并首次将动态波束成形、可编程数字滤波、类卡尔曼滤波等技术应用于数字声呐的设计中，推动了我国数字声呐的发展；在海洋监测方面，发展了达到世界领先水平的多功能声学多普勒海流剖面仪（MADCP）技术、声相关海流剖面仪（ACCP）技术和合成孔径声呐（SAS）技术等水声监测技术，李启虎院士关于水声技术的研究对保护国家安全、海洋油气开采具有重要意义。

1956年，任职于中国人民解放军军事工程学院的杨士莪，在国家急需的情况下改行研究水声物理，并在哈尔滨船舶工程学院（今哈尔滨工程大学）创建了中国第一个理工结合的综合性水声工程专业，开辟了水声研究的新领域；杨士莪领导研制成了用于不同目的的长基线、短基线和超短基线水声定位系统，并领导了探雷声呐技术的基础研究，作为中国水动力噪声研究的开拓者，解决了水洞降噪及其测量方法这一难题；海军出身的杨士莪有关海洋声场的研究，为我国海洋军事科技和水声导航定位技术的发展做出了杰出贡献。

（3）物理学院士对中国超声学的贡献。

超声学以超声波为研究对象，探索如何产生和接收超声波的方法与技术及超声波与物质如何相互作用的一门学科，在医学、工业、凝聚态物理研究中应用广泛。中科院声学研究所应崇福院士对超声检测的研究，广泛应用于国内工业、医学等领域，汪承灏与张淑仪均从事超声与凝聚态物理的交叉研究，研究成果推动了这两个学科的共同发展。

1956年，应崇福与人合作在《应用物理学》（Journal of Applied Physics）发表了《各向同性弹性固体内平面纵波受球形障碍物的散射》，该论文被公认为是国际固体中超声散射领域的开篇之作，该研究成为20世纪70年代后超声定量检测的理论基础，应崇福也成为中国超声学研究与应用的开拓者和奠基人。1958年，应崇福在中国科学院成立了超声研究室，并逐渐发展扩大了中科院的超声研究队伍。从20世纪80年代起，该研究队伍致力于超声检测研究，在固体中超声传播与散射、超声压电换能器、检测超声信号处理、压电晶体中和人体软组织中的超声传播（医学超声）、功率超声、激光超声等领域取得了一系列研究成果，同时注重这些研究成果的工业与医学应用。后来他主要从事声空化的基本性质和应用研究。

1972年，应崇福关注到国外声表面波及其应用领域迅速发展的趋势，即刻成立声表面波研究组，并吸收汪承灏支持该小组的研究工作，此前汪承灏主要从事晶体学的研究，具有深厚的凝聚态物理基础，这使汪承灏在声表面波研究领域迅速取得了系列研究成果。在声表面波理论研究方面，先后建立了压电晶体表面产生的广义弹性波场的Green函数理论和衍射场严格矢量场理论，同时证明了压电晶体表面的高速弹性波模式是表面纵波头波。在声表面波和声体波器件和系统研究方面，研制出了换能器加权反射栅脉压线、声表面波无内反射换能器、可实现固体中动态聚焦的超声高频菲涅耳环阵换能器及声表面波射电天文功率谱仪等器件。

南京大学声学研究所的张淑仪院士，是魏荣爵早年指导的硕士生。20世纪50年代末至70年代，主要研究凝聚态物质中多种模式的超声波传播规律，对有机液体乙酸乙酯中的超声弛豫吸收问题进行了研究；20世纪80年代以来，张淑仪投入到光声学的研究，在南京大学创建了光声小组（1986年，发展成为光声科学研究室），主持研制成功了我国首台光声光谱仪、扫描光电显微镜等一系列实验设备，并利用这些光声学实验设备，对半导体材料的线性和非线性光声效应进行系统的实验和理论研究，并利用相位选择的方法对集成电路进行光声成像研究。张淑仪有关光声效应的研究一定程度上也推动了南京大学凝聚体态物理的发展。

综上，21世纪以来声学领域院士人数减少，纳入统计的中国声学物理学院士，除汪承灏（2001年当选中科院院士）外，其他均于20世纪当选。究其原因，首先是学科发展的内在原因，声学是一门实验性与应用性较强的学科，发展到21世纪，一方面，声学的很多应用领域并入到具体应用的一级学科中，例如生物学中的生物声学、大气科学中的大气声学、医学影像学中的超声诊断学及土木建筑工程中的建筑声学等学科。另一方面，声学作为技术手段应用于其他学科，比如光电声学应用于半导体材料的研究、声表面波原理应用于晶体学的研究，但这些研究成果最终归于声学所服务于的那个学科，导致声学本身的影响力逐渐减小。20世纪海域国防事业急需声学尤其是水声学的研究成果，这种社会需求极大地推动了我国声学事业的发展与声学人才的培养，21世纪以来，我国海洋科技继续发展，但很多军用武器、国防系统的研制归属于对口军事科研院所，而国内高校声学研究院所主要从事水声学理论及实验研究，较20世纪与军事国防密切的关系现已渐趋疏离，这也影响了声学领域重大科研成果的产出。中国声学领域的院士内聚性较强，中国声学研究形成了中国科学院声学研究所和南京大学声学研究所等研究中心，从本节梳理的声学院士成就来看，形成了多条明显的师生链，在水声研究领域，在汪德昭的引导下，张仁和、侯朝焕、李启虎在水声学中浅海、深海水声学、声学信号处理、声呐设计、海洋监测领域取得了系列成就，即汪德昭—张仁和、侯朝焕、李启虎的关系链；在超声研究领域，中科院声学研究所形成了应崇福—汪承灏的学术脉系；南京大学声学研究所形成了魏荣爵—张淑仪的学术脉系，应崇福、魏荣爵第一代声学家均注重声学的广泛应用研究，而汪承灏、张淑仪更注重声学与其他学科的交叉研究；这体现了学术谱系内部研究内容的延承性与创新性，也体现了声学较强的应用性与学科交叉性。

3）中国物理学院士在等离子体物理领域的杰出造诣

20世纪50年代以来，等离子体物理学成为物理学中一个十分活跃的分支，我国物理学院士在等离子体物理专业领域也有所贡献。

蔡诗东推动了我国等离子体物理基础理论的研究，他在美国普林斯顿大学师从著名等离子体物理学家T.Stix教授，1969年获得等离子体物理博士学位，1973年回国后在中国科学院物理研究所工作，1985年后担任中国等离子体研究会主席。博士期间，推导出了热流非对角元与逆磁对流项相消的恒等式，被普林斯顿实验室同行称为“蔡氏等式”，后来建立了求解各向异性电磁振荡非线性饱和极限的热力学方法，解释了离子温度梯度不稳定性与等离子体约束的定性关系。在热核聚变等离子体理论研究方面，建立了适用于相对论、任意频率、任意磁场位形的等离子体的回旋动力论方程，并提出了高能粒子稳定等离子体磁流体模、电磁结合的聚变研究等新概念。同时与同事合作，在强耦合等离子体、托卡马克等离子体增强辐射及极区千米辐射、横越磁场不稳定性及无碰撞激波等研究领域取得了相应成果。

中国科学院等离子体物理研究所的万元熙院士和李建刚院士，主要致力于托卡马克核聚变实验装置的研制。“托卡马克”是外线圈通电后即会产生强大的螺旋形磁场，利用磁约束控制其中的高温等离子体以实现人工核聚变的一种环形装置。万元熙院士长期从事磁约束核聚变研究，担任国家重大科学工程“全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置（EAST）”的项目负责人，带领研究团队花费近10年的时间，完成了EAST的自主设计研发、加工制造和系统总装，于2006年在国际上率先建成并运行全超导托卡马克，并获得2008年国家科技进步一等奖。2009年，EAST首轮物理放电实验取得成功，2018年，EAST实现1亿℃等离子体运行等多项重大成果。李建刚院士主要依托中小型HT-6M托卡马克和HT-7U超导托卡马克实验装置，从事等离子体物理实验的研究工作，在等离子体与波的相互作用、等离子体与壁的相互作用、等离子体诊断、托卡马克运行和聚变材料等领域取得了一些创新性科研成果。同时参与了EAST装置的研制工作，在主持EAST辅助加热系统项目过程中，建成了具有国际领先水平的稳态低杂波系统和中性束加热系统，EAST建成后，李建刚负责开展高性能稳态托卡马克实验。万元熙和李建刚的努力使中科院等离子物理研究所发展成为国内外著名的磁约束核聚变研究基地，为我国乃至世界的磁约束核聚变研究做出了重要贡献，他们也成功当选中国工程院院士。

综上，中国物理学院士在等离子体物理学理论研究、实验研究和实验装置研制方面都取得了令人瞩目的成就，尤其是“全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置”的研制成功及在系列托卡马克装置上所做的实验，急速提升了我国磁约束核聚变研究水平，使我国站在了世界核聚变研究领域的前端。