20世纪20年代,在清华建立大学体制与中国起步建设物理学的交汇点上,承载着“学术独立”与“科学教育独立”的民族文化使命,清华大学物理系应运而生。当时校内也存在对物理系的现实需求,1921年落成的清华大礼堂音响效果差,由于缺少物理学专门人才,只能依靠自然科学部教师和校内工程师探索解决方案,自然很难切中问题的实质。
1925年清华学校设立大学部,应教务长梅贻琦(清华当时唯一的物理学教授)之聘,叶企孙教授从东南大学回到清华主持创建物理系,1926年秋物理学系正式成立,叶企孙成为首任系主任。此前,清华学校高等科培养物理学专科生,毕业后进入美国大学深造,学成归国的叶企孙、萨本栋、周培源等人成为清华物理系创建与发展的主要力量。
物理系的目的重在研究
系主任是学科建设的引领者。叶企孙认为,“大学的灵魂在研究学术,物理系的目的就重在研究方面。”物理系成立之初,他带领赵忠尧、施汝为等年轻教师,运用最新的建筑声学理论,通过大量的测试实验,科学地求解清华大礼堂听音问题,并给出可行的校正方案。这既是现代建筑声学向中国转移的开始,也奠定了清华物理系理论与实验相辅、现实关注与教学科研相承的学术传统。
教授是学科发展的灵魂。物理系延揽教授,“必拣选研究上已有成绩,并且能够继续研究的人。”1928年至1935年,吴有训、萨本栋、周培源、赵忠尧、任之恭、霍秉权先后受聘为清华物理系教授,以其在物理学前沿追随名师、研究成果显著并被国际学界认可的成就,汇聚为早期清华物理系和形成期中国物理学最直接的推动力。
在引进研究力量的同时,物理系重视实验仪器设备建设。系馆设在科学馆中层和下层一部分,扩充原来供高等科普通物理实验用的设备。新添置的仪器既可满足大学各学程实验需求,更能开展专题研究,并设物理仪器工场。1934年物理系的仪器设备时值十一万元,先进的教学研究条件为当时国内所仅有。
以培养学生主动的研究能力为目标,物理系明确的课程训练方针,“是要学生想得透;是要学生对于工具方面预备得根底很好;是要学生逐渐的同我们一同想,一同做;是要学生个个有自动研究的能力;个个在物理学里边有一种专门的范围;在他的专门范围内,他应该比先生还懂得多,想得透;倘若不如此,科学如何能进步?”
课程分配遵循“理论与实验并重”的方针,规定以物理系作为主系的学生,至少需修满五十学分,其中包括实验十二学分,理论二十四学分;每星期实验一次,每次时间在二至三小时;还需必修微积分、微分方程和大学普通化学,这使物理系学生具备深厚的自然科学基础。人才培养“重质而不重量”,专修物理学的人数严格限制在每班不超过十四人。同时面向不同层次的社会需求,学生毕业后无论从事研究、应用或中等教育,皆为德才学识精进的良才。1929年第一级大学毕业生施士元、周同庆、王淦昌分别出任国立中央大学、北京大学和山东大学物理系教授或主任,清华物理系开始为国内物理学界输送研究人才。
三十年代中国的“莱顿实验室”
1929年清华大学理学院成立,物理系主任叶企孙首任院长,后由吴有训教授继任。他们主持的理学院,在打通基础学科间联系的同时,注重向工科教育渗透,“除造就科学致用人才外,尚欲谋树立一研究科学之中心,以求国家学术之独立。”为自主培养从事高深学术研究的人才,物理系首开清华大学研究生教育之先,1929年成立物理研究所,开设物质磁性与光学、X射线、无线电学、理论物理学、原子核物理学等研究方向,由专任教授指导。1935年,清华大学研究院下设理科研究所,物理学部实力最强,并建成X射线、无线电、光学、磁学专业研究室。
三十年代清华物理系研究成果卓著。吴有训完成的“论X射线被单原子气体散射的总散射强度”等两篇论文,赵忠尧和龚祖同完成的“关于原子核内中子共振能级间距实验”论文,发表于英国《自然》杂志,是国内完成的研究成果在国外权威刊物发表的先声。王淦昌验证中微子存在的构想极富创造性。1935年,吴有训被德国哈莱大学自然科学研究院洪堡学会推举为会员,萨本栋受聘为美国俄亥俄州立大学客座教授,并编著出版第一部大学物理中文教材。
清华物理系推进了形成期中国物理学渐臻隆盛。“1930年至1933年的四年内,国内物理、化学领域重要论文共有16篇,清华物理系为9篇。”(严济慈语)1932年8月,中国物理学会成立大会在清华大学举行,物理系教授多届连任学会领导职务。在成立不到七年的时间里,清华物理系逐步实现建成中国“莱顿实验室”的理想,成为中国物理研究、教学与人才培养的中心,并开始在国际学界展示中国物理学的独立形象。
清华物理系高起点、高质量、敏锐把握学科前沿的发展模式,后启西南联大时期高绩效的物理教育。随着1952年中国高校“院系调整”,清华物理系绝大部分教师和所有学生并入北京大学物理系。为适应科技与大学发展战略,1982年6月恢复清华大学物理系,1999年在杨振宁先生倡导下组建“高等研究中心”,培养具有扎实理论基础和较强科学实验能力的物理良材的同时,力求在理论物理研究领域有所突破。清华大学物理系正在建设世界一流大学的进程中续写辉煌。
(原载《新清华》2006年)
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