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科苑轶闻-13：叶企孙调兵遣将取“火种” 精选

已有 7193 次阅读 2014-3-30 14:01 |个人分类:名人纪实|系统分类:人物纪事| 大师, 叶企孙

1964年10月16日下午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 Bridgman，1923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。

他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”

1923年10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克镭。

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克。施士元设法买到了0.5克镭，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 132（1933）309.（赵忠尧：《企孙先生的精神应该永存》，见[4]，30-31页）