吴有训:中国近代物理学研究的拓荒者
定国
2019-12-03 11:21

中国物理学会创始人之一的吴有训

■提要

他们大都有一个共同的经历——留学英美,都接受过西方现代思想的熏陶,受过最专业的学术训练,有着家国情怀和国际视野,他们的研究领域与世界最先进的研究领域同步,大都是自己的研究领域中的佼佼者,学有所成,放弃国外优厚的科研与生活条件,毅然回国报效祖国。

A 中国第一颗原子弹爆炸成功,在庆功会上,有一大半是他的学生和助手

对许多年轻的人来说,他是个陌生的名字。

他的老师获得诺贝尔奖,回国后他培养的学生也获得诺贝尔奖。他的大学同学有大名鼎鼎的周培源和物理学家严济慈,他的学生中有诺贝尔奖得主杨振宁、李政道。1964年10月16日,中国第一颗原子弹爆炸成功,在庆功会上,有一大半是他的学生和助手,钱三强、王淦昌、朱光亚、邓稼先、王大珩、赵忠尧、赵九章……。

他就是我国著名物理学家、教育家,中国物理学会创始人之一的吴有训。

1977年,科学的重要性又被重新认识,科学的春天即将到来,为筹备全国科学大会的召开,作为中国科学院副院长和新中国第一任原子能研究所所长的吴有训重燃科学激情,对这一影响深远的大会提出了许多建议,并审阅了中国自然科学发展规划。可是,正待他准备为国家科学事业再大干一场的时候,病魔夺走了他的生命,同年11月30日,在北京家中去世,终年八十岁。 12月7日下午,党和国家领导人以及科学界的同仁好友数百人在北京八宝山革命公墓为吴有训举行了隆重的追悼大会。

吴有训的一生,可分为前后40年,前40年风风火火,达到人生的高峰,后40年,砥砺前行,欲重新披挂上阵,却遽然而逝。他的一生,是尽最大努力践行“重学术、做实事”的人生目标,直至生命的最后一刻。

吴有训是中国近代物理学研究的开拓者和奠基人之一,是中国大学“以高水平科研支撑的高质量大学教育体系”的创建者和实践者。

过去那一批在学术和教育上卓有建树者,大都有一个共同的经历——留学英美,他们都接受过西方现代思想的熏陶,受过最专业的学术训练,有着家国情怀和国际视野,他们的研究领域与世界最先进的研究领域同步,大都是自己研究领域中的佼佼者,学有所成,放弃国外优厚的科研与生活条件,毅然回国报效祖国,可也因时局问题,在艰难的条件下开展工作,筚路蓝缕,以启山林。吴有训就是这样一个现代知识分子。

B 许多人连物理是什么都没听说过,做一个中国近代物理学研究的拓荒者就自然成为吴有训的个人使命

1921年,吴有训以优异成绩考取江西省官费留学,进入芝加哥大学物理系学习。那个时代,中国教育的物理领域还是一片荒地,许多人连物理是什么都没听说过,做一个中国近代物理学研究的拓荒者就自然成为吴有训的个人使命。

吴有训是幸运的,在芝加哥大学,他遇到了最好的老师,也就是获得诺贝尔奖的康普顿教授。吴有训与康普顿教授一起从事X射线散射光谱研究,而这一领域是当时最前沿的科学领域。吴有训所在的研究生班总共23人,其中跟吴有训相处最好的是美籍学生奥·劳伦斯,劳伦斯于30岁那年以其发明的回旋加速器获诺贝尔物理学奖。

康普顿以康普顿效应闻名于世,该研究被视为近代物理学发展史上的里程碑。

但最初,康普顿发表的论文只涉及一种散射物质石墨,尽管已经获得明确的资料,但只限于某一特殊条件,难以令人信服。吴有训先后做了7种物质的X射线散射曲线、15种元素散射X线的光谱图,以科学事实驳回了对康普顿效应的各种否定。

一时间,吴有训在物理界声名鹊起。在美国物理学会第140届会议上,他一人就宣读了3篇论文。

康普顿于1927年获得诺贝尔物理学奖。他在所著的《X射线与电子》一书中引用了吴有训的实验结果,并认为这是康普顿效应最重要的实验基础。康普顿效应成为量子物理学的核心,这也意味着,一个划时代的世界创举的诞生。康普顿教授认为,“康谱顿效应”也可称作“康普顿—吴有训效应”。此后国内外一些物理教科书,都将“康普顿效应”称作“康普顿—吴有训效应”,但吴有训知道后,总是谦逊地谢绝。晚年康普顿曾感慨吴有训是他平生“最得意的两名学生之一”,另一位得意门生是阿尔瓦莱兹,于1968年获得诺贝尔物理学奖。

在1961年12月,年近70岁的康普顿教授得悉吴有训的学生杨振宁博士将返回中国探亲时,找到杨振宁,要他务必代为问候吴有训。次年1月,杨振宁博士回到祖国,将自己写的书赠给老师吴有训,书的扉页上写道:“年前晤康普顿教授,他问我师近况如何,并谓我师是他一生中最得意的学生。”

C 大学,不单是学校大,院系多、同学多、教授多,更主要的是大学生受高等教育要有大的抱负,大志向

1926年,吴有训获博士学位且可留校任教,但他却要执意回国,康普顿怎么也不理解,“毕竟我是个中国人”是吴有训的理由,他接受邀请回国参与筹办江西大学,他要在一穷二白的中国学术界开疆拓土。但是当时国内时局不稳,办学计划因战乱流产。他辗转在上海大同大学、南京第四中山大学短期任教。

回国一年后,吴有训遇见了他的芝加哥大学校友清华大学物理系主任叶企孙。一样的主张科学救国,一样的矢志教育与物理,共同的经历和共同的理想使两人密切合作,开启了中国物理学的一段佳话。吴有训受聘为清华物理系教授,他在清华建立起我国最早的近代物理实验室,开创国内X射线问题的研究。继第一篇学术论文《论单原子气体全散射X射线的强度》发表后,他转向双原子气体及多原子气体散射等问题的研究,受到国际物理学界的关注。

1936年,他被德国哈莱自然科学研究院推举为院士,成为第一位被西方国家授予院士称号的中国人。

1929年至1932年,他共发表11篇有关X线散射的论文。首篇论文于1930年发表在《自然》杂志,这也是中国人在本土做的近代物理科研成果首次以论文的形式发表在国际主流学术刊物上。著名物理学家严济慈曾称赞他的工作“实开我国物理学研究之先河”。

1929年至1938年是清华物理系的春天,10年间,在中国首次成批培养出科学精英人才——当中有22人后来成为院士,占学生总数的30%以上。

而叶吴“互让”物理系主任,曾在清华留下一桩美谈。吴有训认为,清华物理系是叶企孙从无到有、几经艰辛一手打造的,“自己岂能掠人之美”。最后在校长梅贻琦的协调下,吴有训延至1934年9月才正式接棒,而实际上,他从1930年9月起就代理系主任一职主持工作了。

吴有训不仅是一位著名的物理学家,更是一名杰出的教育学家。

他回国后长期在高校工作,多年担任清华物理系主任,后来又担任西南联大理学院院长,直到担任中央大学校长,一生为教育奔波操劳。

抗日战争时期,高校南迁,北京大学、清华大学、南开大学组成西南联合大学,在最艰难的条件下为国家培养了大批栋梁之才,在学术研究上成为中国现代学术史的一座高峰。吴有训担任西南联大理学院院长,带动全院教师做科研,并力争“作出国际公认的高水平科研成就”。

吴有训留美读博期间就十分注重吸收、消化美国大学教育学术思想,并形成了他的大学教育理念——“大学教育与科研发展共进,教师不脱离科研前沿”,提出以“学术独立”为宗旨的大学教育思想。所谓学术独立,简言之,可说是对于某一学科,不但能造就专业学生,且能进行有意义的研究,其成果被国际同行认同,那么这一学科,可以称为“独立”。所以有意义的研究工作,是决定一个学科独立的关键。

吴有训坚持“重学术、做实事、轻名利”的学术精神,以“以德服众”作为办学的学术道德支撑,他从“学校是教授与学生自己的,一所理想的大学,应以培养人才和研究学术为唯一目标”的价值取向出发,结合“教育救国”不断践行他的教育理念。

吴有训对学生们说:“大学,不单是学校大,院系多、同学多、教授多,更主要的是大学生受高等教育要有大的抱负,大志向。八年抗战,前方将士流血牺牲,全国人民艰苦卓绝付出了极大的代价。现在胜利了,百废待兴,国家需要人才,同学们赶上时候了!你们要加倍努力学习,将来事业有成才能很好报效祖国,不要空度时光。古有名训:‘少壮不努力,老大徒伤悲!’”。

作为中国物理学会主要创始人之一,吴有训在1936年至1946年一直担任该学会会长,而西南联大物理系事实上成为抗战期间中国物理学会的“中心”。在西南联大理学院,科研成果最丰盛的是物理系。抗战八年,西南联大物理系在国内外发表近百篇论文,其科研成就即使拿到国际上比较,也是处于前列的。新中国成立后的大部分院士和“两弹一星”参与者都是西南联大培养的。

吴有训后来担任原中央大学校长,1949年他拒绝了国民政府赴台的邀请。新中国成立后,吴有训出任中国科学院副院长、数理化学部主任,全面负责全国科技发展和基础理论的研究工作。早在建国初期,他就提出要及早在科学院建立计算机、半导体、电子学等新的研究所的倡议。后来,这些研究所都先后建立起来并做出了贡献。

1977年11月30日,吴有训病故,享年80岁。为纪念我国物理界5位老前辈为开创物理学事业和创建中国物理学会所作的贡献,中国物理学会设立“物理奖”,吴有训正是5人之一。

(作者系文化学者)

编辑 周宏博

(作者:定国)
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