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科苑轶闻-13:叶企孙调兵遣将取“火种” 精选

已有 5035 次阅读 2014-3-30 14:01 |个人分类:名人纪实|系统分类:人物纪事|关键词:学者| 大师, 叶企孙

19641016下午3时。新疆罗布泊上空,我国第一次将原子核裂变的巨大火球和蘑菇云升上了戈壁荒漠,第一颗原子弹爆炸成功!喜讯传来的霎时间,全国各地大街小巷,人山人海,沉浸在欢腾的海洋中。巨龙腾飞,扬眉吐气,更是震惊了整个国际社会。(见[1]

蘑菇云中的熊熊烈火照亮了华夏大地。

我们要问,这烈火从何而来?文[1]中总结了十条,其中第四条是我国核研究科技人员自力更生,奋发图强之火熊熊燃起。

我们要追问,谁是第一批取火者?文[1]中提到了著名物理学家彭桓武、王淦昌、钱三强、何泽慧、朱光亚、邓稼先、周光召、程开甲、陈能宽,著名空气动力学家郭永怀等。他们之中的大多数人在1999年荣获两弹一星勋章。

我们还要追问:究竟谁是第一个取火者?答案是:几乎被人们遗忘的最后的大师——我国物理学界的一代宗师叶企孙先生(1898-1977)。(见[2],[3])。

叶企孙先生是我国核裂变之火的第一个取火者。为何有此说?且听笔者慢慢道来。

 

薪火相传的学术谱系

 

       1918年,叶企孙到美国留学,1920年在芝加哥大学物理系获学士学位,旋即到哈佛大学,师从后来的诺贝尔物理学奖得主、实验物理学家PW Bridgman1923年获哲学博士学位,在此期间叶企孙做出了两项国际顶尖的研究成果,一是独辟蹊径用X射线精确测定普朗克常数h,得出当时用X射线测定h值的最高精度,这一结果在国际上沿用了16年;二是开创性地研究了流体静压力对铁磁性金属的磁导率的影响,这是上个世纪20年代在物质铁磁性方面的一项重要研究工作,受到了国际科学界的重视。因此,叶企孙是华人物理学家中最早产生重要国际影响的学者之一。

       1924年回国后,曾在东南大学短期任教,1925年转赴清华大学,在那里创建物理系并出任物理系主任,1929年任理学院院长。从1929年到1938年,清华物理系有十期毕业生,培养了一批物理学的栋梁之材。

从学术谱系看来,我国的23位两弹一星元勋大多是叶企孙先生的学生或学生的学生。例如,前面提到的王淦昌(清华物理系首届毕业生)、彭桓武(清华物理系第七届毕业生)、钱三强(清华物理系第八届毕业生)是他的弟子,而邓稼先(西南联大物理系)、朱光亚(西南联大物理系)、周光召(彭桓武的学生)、程开甲(王淦昌的学生)则是他的再传弟子,此外还有他的学生赵九章(清华物理系第五届毕业生)、王大珩(清华物理系第八届毕业生)、陈芳允(清华物理系第十届毕业生)和学生的学生于敏(张宗燧、胡宁的学生)、钱骥(赵九章的学生)、屠守锷(清华大学航空系毕业生)。

在清华大学期间,叶企孙先生倾心教学,亲自授课。他终生未娶,成天与学生泡在一起,给他们耳提面命的教诲,不仅在学术上,而且在为人治学方面给予他们很大的影响。

这里,撷取几位著名学生的回忆录作为佐证。

 

王淦昌(1907-1998)的回忆片断:

至于在科学中我选择了核物理这门学科,又是叶师(按:指叶企孙先生)为我铺的路。1925年,我和浦东中学同学施士元一起考取清华大学时选的都是化学系。……二年级时,我和施士元都转到物理系了,这是怎么发生的呢?是叶师的为人品德,他对学生的厚爱。有一次上普通物理课,叶师在大课堂上给我们演示伯努利原理,他拿着一个带有管子的小漏斗,另一手把豌豆从漏斗上放下去,同时用嘴在管子的另一端吹气,豌豆飘在漏斗中间,既掉不下来,也没有被吹的气冲走。这一现象非常有趣,又耐人思索。叶师在讲台上问:在座的各位同学,有没有人能够解答这个问题?我想了想,就站起来解释了这个问题,他听了非常高兴,说我理解问题清晰准确,自这以后,他经常找我,和我谈许多物理问题,关心我的学习和生活,告诉我学习有困难和问题时,随时都可以找他。在叶师的循循善诱下,我逐渐觉得物理实验也很有意思。就这样,在进入专业课学习时,我选择了物理,从此决定我半个多世纪以来始终在物理的海洋中遨游!

那时物理系创建伊始,全系教师、职工和学生总共才10人。只有叶师一名教授,他一个人讲各门主课,一年级时他教我们普通物理。二年级时他教我们电磁学,我们升到三年级,他给我们讲光学。他除了讲课外,还要带领3位助教建立各种物理实验室,开出各类实验课。我们升到四年级时情况才有了变化,叶师经过种种努力,终于在1928年请来了吴有训、萨本栋两位很有学问的年轻教授,由吴有训老师教我们近代物理,为我今后从事核物理研究打下了坚实的基础,尤其是在从事实验物理学的研究本领方面给我极好的培养。(王淦昌:《见物理系之筚路蓝缕,思叶老师之春风化雨》,见[4],49-50页

这里顺便指出,回忆录中的故事发生时,叶企孙教授28岁,王淦昌则是19岁。核物理学家苗苗就是这样冒出土来的。

 

再来读一读王淦昌的同学施士元(1908-2007)的回忆片断:

旧中国的清华大学物理系凝聚着叶先生的心血,这个系是他一手创办起来的。……我第一次见到叶先生时,他正坐在一张转椅上,他相貌安详,一望而知是一位忠厚长者。我本来在化学系想转到物理系来,他看了看我,知道我早已做完了一年级物理的习题。他莞尔点头。这样,我就进了物理系。当时系里有教授一人,助教三人,讲师一人,工友一人,教职工学生正好十人。助教是赵忠尧、施汝为、何增禄,讲师是郑衍芬。……我升到四年级,他带我的毕业论文。他给我的毕业论文题目是证明空间量子化的实验。当时用的教材是美国大学里的通用教材。叶先生教课很认真。遇到难度大的地方,他进行重点解释,有时提问启发学生思考。他有点口吃,但这不影响他的教学效果。他强调多做练习题,书上习题有答案时学生可以自己校核。我们做练习题一般都是独立进行,没有教师辅导,即使遇到难题,苦思长久不得其解,但当求得其解时,恍然大悟,理解就更深入……。(施士元:《叶企孙先生二三事》,见[4],57-58页

1925年清华大学物理系的十人中,另外两位学生是周同庆、钟间,工友名叫阎裕昌。九位师生中,钟间不知所终,其余八人都很牛,讲师、助教、学生后来全成了我国物理学界的名教授。阎裕昌相当于现时大学实验室里的教辅人员,很能干,深得叶先生器重,而且叶企孙教导学生们要尊敬他。后来,叶先生将其送上抗日前线,不幸牺牲在战场上。                                                    

 

调兵遣将境外取火种

 

       192310月,叶企孙获得博士学位后,用平时节省下来的款项到欧洲游学半年,走访了英、法、德、荷、比五国的物理学研究机构,了解了最新研究动态,拜会了一批同行,并与他们建立了学术联系。回国后,他在东南大学和清华大学任教,注意物色人才。

他把东南大学的两位助教赵忠尧和施汝为带到清华大学,着力培养他们。当时,欧洲和美国的物理学家非常重视核物理学研究,并开始注意核裂变效应。尽管他不是核物理专家,仍把很多精力投入核物理实验室的筹建,并开始调兵遣将赴国外取得真经1927年在他的建议下,赵忠尧赴美国专攻核物理。1929年,清华大学有了第一届物理系毕业生。1929年,叶企孙把刚毕业的王淦昌推荐到德国柏林大学留学,师从核裂变实验研究专家派特涅,从此,王淦昌向成为核物理一流专家迈出了坚实的一步;与此同时,另一位毕业生施士元考取公费留学,在叶企孙的建议下,进入巴黎大学镭研究所,在居里夫人指导下,从事核谱学研究工作。

1932年赵忠尧即将学成回国。叶企孙操起了心思:如何给回清华的赵忠尧创造最好的核物理研究环境?核物理实验室的建设更加紧锣密鼓地进行。他想起了还在巴黎留学的施士元,并利用清华大学经费充足的条件,提出建议,让施士元向居里夫人购买0.5镭。

居里夫人先后发现了两种新的放射性元素:钋和镭,但是她为了科学事业的发展,与她的先生皮埃尔·居里一起,拒绝申请专利(参看链接中的文[13]),以至于她自己实验室里需要用昂贵的镭时也购买不起,当时她的实验室里镭的库存只有1.5。施士元设法买到了0.5镭,在赵忠尧回国之前,把这些极其珍贵的镭送回了清华大学。这就是叶企孙先生策动的万里取火种的行动。

赵忠尧没有辜负叶企孙先生的期望,回国不久,就与1932年毕业的物理系第四届毕业生龚祖同做出了第一流的研究工作。

 

且看赵忠尧的回忆片断:

1932年初,我应企孙先生之聘重返清华时,看到企孙先生于1929年创建的清华大学理学院和理科研究所,此时已呈现中国科学事业的曙光,各系教授正继续他们在国外曾从事过的课题和研究,并带了研究生,物理系更有成就,已建成7个实验室,有修理仪器所必需的金工、木工场,和从德国聘来的和自己培养的技术高明的青年技工,为科研制作仪器。正因为企孙先生不遗余力苦心经营,为大家创造了条件,我回国以后很快就可以进行核物理实验研究工作。物理系32级毕业生龚祖同留系做助教,此时就转到理科研究所物理部做研究生,与我合作,于1933年完成了有关电子对的产生与湮灭的实验,这是继我在美国和德国所完成的3个实验之后的第四个实验,论文发表在Nature 1321933309.赵忠尧:《企孙先生的精神应该永存》,见[4]30-31页)

此后,我国核物理研究的队伍日益壮大。清华大学有叶企孙、吴有训这样的领军人物;施士元学成回国后进了中央大学,赵忠尧后来也去了中央大学。南北携手,为我国核事业后来的发展培养了大批人才。

 

我很欣赏[2]中说的话:

就像从普罗米修斯手中借来火种那样,叶企孙就是那个点燃火种照耀中国科技界的人。

这样的人不应该被遗忘。

叶企孙先生的卓著功绩和高风亮节,值得我们后辈永远铭记!

 

附记:关于叶企孙先生有讲不完的故事,容日后慢慢写来。心急的读者可参看已出版的叶企孙传记,例如,[2][3]

 

写于2014330

 

参考资料

1、   李觉、怀国模、张开善,我国第一颗原子弹爆炸中的十件大事,http://www.chinamil.com.cn/site1/historymil/2005-04/21/content_1545610.htm2005.

2、  邢军纪,最后的大师——叶企孙和他的时代,北京出版集团公司,2010.

3、  虞昊、黄延复,中国科技的基石——叶企孙和科学大师们(第二版)。复旦大学出版社,2008.

4、  钱伟长、虞昊(主编),一代师表叶企孙(第二版),上海科学技术出版社,2013. 【一代师表叶企孙(第一版),清华大学出版社,1995.

 

写于2014330日晨

 

【链接】相关博文

1、科苑轶闻-1自杀俱乐部的故事

http://blog.sciencenet.cn/blog-330732-379512.html

2、科苑轶闻-2:大理石先生、钱学森手稿及其它

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