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卓越的科学家、教育家吴式枢 精选

已有 9004 次阅读 2023-5-21 15:20 |系统分类:人物纪事

大千世界,熙熙攘攘,每个人都在奔波碌碌,然而绝大多数人过后很快就被这个世界遗忘,只有为数不多的人在很多年之后依然被不时记起。这些人往往为了这个世界做出了各种贡献,其中有些贡献一下子就看得见,有些贡献似乎无色、无声、无形然而又似乎无处不在,他们的重大贡献和人格魅力是不能被忘记的。

本文主角吴式枢(1923.05.27-2009.02.27)先生对于中国原子核科学以及理论物理的发展做出了重要贡献,在人才培养方面呕心沥血;他爱国敬业、学问精深、治学严谨、品行高洁,一生都工作在第一线,是一位卓越的科学家和教育家。时值吴先生诞辰百年之际,本文作者著文怀念这位才学和品行双馨的前辈。

本文分为四个部分,首先介绍吴先生家庭背景和个人经历,然后介绍他的教学和人才培养, 第三部分介绍他在科学研究方面的贡献,第四部分讨论他的生活工作特点。作为结束语,本文作者谈一点个人感受。

 

1、吴式枢家庭背景和个人经历

吴式枢祖籍江西省宜黄县,1923年生于北京。本文关于他早年经历和个人家庭背景主要取自吴先生在五十年代的档案材料。吴式枢的父亲吴文范曾任江西省兴业公司副总经理、江西省银行代总经理等,后在台港以及南美经商;母亲鲍瑞敏为家庭主妇,吴式枢有两个弟弟(吴式灿、吴式玉)在台湾大学毕业后去美国留学,长妹(吴连佩)在台湾工作,二妹(吴兰佩)解放后回国在北京农业大学任教,妹夫鲍忠谋(党员)在中国科大任教。他的叔父吴文沉(在南美)经商,姑父钱子宁也是(在美国)商人,大舅鲍钟敏曾在国民党军中任职(中将)。由此可见,吴式枢祖上(可惜没有找到相关资料)家境应该很好,父辈生活很殷实,他在青少年时期成长于一个经济上比较富足的家庭。

吴式枢在2岁随家南迁至江西,8岁时考入江西省立南昌省会实验小学五年级(1931.08)、10岁毕业(1933.07)后考入江西省立南昌第二中学, 并于13岁(1936.07)毕业。当时家里希望他去德国读书, 于是在他初中毕业后送他考入同济大学附属高级中学,高一(1936.09-1937.06)读完后不久抗战爆发,他随校辗转到后方(浙江、江西、广西、云南、四川),1939年6月(在昆明)高中毕业,同年考入同济大学机械系,1944年毕业后留校在数理系做助教,1945年8月被保送到武汉大学数学研究室(彼时位于四川乐山)的李华宗教授处研究数学物理一年时间,1946年夏天回到了已迁回上海的同济大学继续任物理系助教。1947年5月,因痛恨上海警备司令部包围学校、拘捕学生而作为助教代表要求学校抗议并立即释放学生,这是吴先生早年唯一一次参加政治活动。吴式枢于1947年9月赴美,求学于伊利诺伊州立大学,导师为丹考夫(S. M. Dancoff),论文题目为“应用独立粒子模型讨论轻核的缪子捕获和光核反应”。彼时原子核壳模型刚刚提出很短时间(1949年由迈耶、延森等人提出,见本文作者的文章:https://blog.sciencenet.cn/blog-3404169-1344559.html, 核科学群英谱(7)核结构标准模型的建立者-迈耶和延森),吴式枢在很短的时间内、很完整地学习了壳模型理论,得到了缪子与原子核反应的共振峰公式。吴先生1951年6月获得博士学位。本文作者很遗憾从现有资料没有找到吴先生在美期间其他轶事,不过从这个工作可以看出吴先生的超强学习和工作能力。如果他那时选择留在美国继续研究,毫无疑问地,他一定会成为壳模型理论早期的世界级专家。

那么,下一步吴先生会何去何从呢?如果他不留在美国继续原来的研究,他或许应该去台湾和家人团聚,而且实际上彼时正值他的全家被迫赴台后生活比较拮据,家里也正指望他能尽一些力。那时中华人民共和国刚刚建立,国内百废待兴,周总理号召海外学者回国建设祖国,许多爱国知识分子毅然回国。而那时吴式枢先生决定回国所经受的精神煎熬比起绝大多数知识分子显然要大了许多:古往今来,忠孝不能两全;吴先生的爱国之深可见一斑。不知道那时有没有人采访过吴先生,也不知道吴先生那时与周围朋友们如何讨论的、如何面对父母和兄弟姐妹们的。从逻辑上看,那时吴先生肯定相信回到祖国后英雄自有用武之地,他对于自己才学十分自信,完全有把握和其他爱国知识分子一道在回国后能建设出一个强盛的中国。这些只是本文作者的猜测,而吴先生伟大的家国情怀是如何养成的,本文作者却没有能找到相关细节和资料。不管怎样,吴先生获得博士学位后很快启程回祖国,于同年9月辗转到达广州。

1951年10月起,吴式枢任大连工学院应用物理系教授,是国内当时最年轻的正教授之一。 1952年国内院系调整时,吴式枢被调入吉林大学(彼时校名为东北人民大学)物理系任教授、理论物理教研室副主任[主任为高墀恩(1911.04.21-1977.11.09),1949年获华盛顿州立大学博士学位,1950年回国],参与创建物理系,他1955-1957年任物理系副主任、1957-1984年为系主任、1984年后任名誉系主任。1958年高吴二位教授创建了吉大的理论物理专业,后来该专业成为我国理论物理专业的首批硕士和博士学位授予单位。

 吴式枢在1980年被遴选为中国科学院学部委员(后称为院士),是国务院学位委员会第一、二届学科评议组成员,也是第五到九届(即1978-2002年)全国人民代表大会的代表。吴式枢先生在1979-1988年任中国物理学会核物理分会副理事长;1986-1996年任吉林省科学技术协会副主席、学术委员会副主席;1990-1998年任吉林省物理学会理事长,1998-2009年任名誉理事长。吴先生早年曾获得全国科学大会奖、国家自然科学奖等,2005年吴先生获得何梁何利科学与技术进步奖,国家教育委员会和国家科学技术委员会联合为他颁发了“老骥伏枥、志在千里,桃李不言,下自成蹊”牌匾。吉林大学于2012年9月8日举行了吴式枢先生塑像揭幕仪式,永久缅怀吴先生为吉大做出的重要贡献。


2、教学与人才培养

吴式枢回国后,在教学方面投入巨大精力。他主讲过理论力学、量子力学、原子物理等本科主干课程以及原子核理论、核多体理论(格林函数方法)、群论及其在物理学中的应用等研究生课程,还一对一热情地带年轻助教。杨善德教授在吴式枢先生纪念文章中说“他讲课时对基本概念和规律分析之深刻,理论推导之严谨,给学生留下了非常深刻的印象,他对学生要求之严格在全校是出了名的,吉林大学物理系刻苦钻研、严谨治学的优良学风正是在吴式枢等老一辈物理学家的言传身教下形成的。”陈佳洱院士在2002年1月8日的光明日报访谈《家庭、学校教育所给与我的》一文中提到吴式枢先生讲课没有半句废话,逻辑严谨得不得了。老师们言传身教,所传递的不仅是知识,还有思维方式;不仅教会了我们怎样去思考,更重要的是教会了我们怎样去做人,每一个眼神都是一种启发,这种教益是任何现代的信息网络手段所不能代替的。

因为国家建设和任务需要, 吉大物理系创建不久,多位教授或调出支援其他高校、或长时间外出,吉大物理系教师少、教学任务重。据统计,吴先生在1955-1958年5个学期开设四门基础课,讲授十次大课,共456学时;而吴先生在兼有行政职务的情况下,这么多课时居然做到每次课“没有半句废话”,这是现在年轻一代的教师们难以想象的。特别是本文作者,作为晚辈感到十分汗颜,并深为吴先生作为教师的敬业精神所折服。

吴先生不仅在本科生教学教育方面成绩卓著,在研究生培养方面也倾注极大的心血。他先后招收培养了20多名硕士生、近30名博士生,一直到生前86岁高龄依然亲自指导博士生工作;他培养了一大批具有扎实理论基础和很强事业心的高级人才,其中许多人成为了学科带头人和教学名师。

  

3、科学研究、技术革新

吴式枢先生在科学研究上取得了很高的成就,在理论物理多个问题上取得了具有国际水平的成果。在吴先生所处时代和社会环境下,他所取得的所有成就都是他本人以及领导的研究小组不断进取创新的成果。吴先生科研的一个特点是长期工作在第一线,包括查找(那时当然没有网络搜索引擎)和阅读参考文献、推导公式、起草和修改论文等,许多琐碎的事情也是亲历亲为,这一点在当今学术环境下对于年富力强的学者具有重要参考价值。

吴先生第一方面的重要成果是在铁磁理论方面,1955-1956年他研究了两个波函数系统并用它们组成新的线性波函数[见本文参考资料1],从而消除了布洛赫理论中过多本征值的困难,这个成果早于物理学家戴森(F. J. Dyson)的“自旋波”著名论文,是铁磁理论发展历程中一个重要阶段性成果。吴先生第二方面的成果是关于原子核无规位相近似理论方面,这是他于1962-1966年期间完成的系列工作。在这方面他使用变分法推导了无规位相方程,从而确保方程的厄密性质;他还应用格林函数方法推导高阶无规位相近似的久期方程,发展了图解法。

吴先生代表性的科研成就是在七十年代,在1973-1974年在《中国科学》期刊发表了“非线性积分方程与格林函数方法:粒子-空穴相互作用的无规位相自屏蔽”系列论文[见本文参考资料2]。在这些论文中吴先生创造性地在格林函数中引入了非线性积分方程,研究了非线性积分方程在格林函数理论中的物理意义,指出这些非线性积分方程不仅自动产生无穷多不充分的不可约顶角,也能同时得到这些顶角的各级费曼图之和,这一成果受到德国著名学者费塞勒(A. Faessler) 高度评价,后来费塞勒教授邀请吴先生访问德国时,他在报刊上把吴先生作为国际级的著名学者做了专门介绍。

七十年代后期,吴先生还研究了多体系统的单粒子平均场问题,提出了计算单粒子能级的新途径,并通过简化模型验算了这种方法的可靠性。八十年代后期起,吴先生转向了相对论多体理论和量子强子动力学方面的研究,他利用格林函数方法重新推导出三维相对论的二体波动方程,并由此在九十年代初推导了相对论无规位相近似的严格谱表示,是彼时该领域研究的先进理论框架。

 吴先生是著名理论物理学家,同时也关心国家建设。在七十年代初大庆油田开发中遇到了水淹油层判断的技术难题。吴先生带领课题组在很短时间内提出了相位介电测井的新技术方案,为解决彼时困境提供了物理基础和仪器设计依据,而吉林大学理论物理专业也因此建立石油测井科研组,并取得许多科研成果、培养了一批相关人才。

作为中国核物理学的老前辈,吴先生对于国内相关科研单位如中国科学院理论物理所、高能物理所、近代物理所、上海核子所(后更名为应用物理所)、中国原子能研究院等的发展十分关心,并不遗余力帮助提携核物理学界的晚辈。作为国际级的核物理专家,吴先生在长春多次组织了有许多国际一流核物理专家参加的“国际核物理暑期讲习班”,为促进国内外核物理学术交流做出了贡献。

  

4、生活工作

吴先生的后辈学生们对于吴先生的印象永远都是和蔼可亲、笑容可掬。在2008年为吴先生庆祝生日时,张宗烨院士说,跟吴先生讨论是一种享受,吴先生标志性的特写就是微笑着问:“为什么呢?”;本文作者在1998年做博士后期间曾听到由卓益忠研究员转述的、吴成礼教授的话,说自己最佩服的是吴式枢先生;郭子斯教授曾对本文作者说过,他十分敬重吴式枢先生。这些评价听来十分令人动容,意味深长。这也是为什么为吴先生庆生时会有那么多知名学者在百忙之中赶来参会。 而关于吴先生的严谨,本文作者同一句话听到过二次,一次是大约30年前本文作者读博士期间王凡教授说的,“如果吴先生说是对的,那就是对的。” 一次是几天前听到董宇兵研究员(吴先生的博士研究生)说的。在任何一个时代,能享有如此声誉的人应该是不多的。

因为家庭背景的缘故,吴先生曾受到不公正待遇。即使处于最困难时期,吴先生威武不能屈, 坚持实事求是。而按照孟子的观点,这正是大丈夫的试金石。在美国获得博士学位后,他本来可以有更好职位和前途、更有来自父母家人的热切召唤,吴先生是怎样做的呢?他回到了彼时贫穷落后的祖国大陆。在反右初期,当YU R.H.教授受到不公正待遇时吴先生仗义执言,在大跃进期间为增加课堂教学时间冒着风险以系主任名义写请示报告,这些都表现了一位学者之铮铮铁骨。吴先生曾在牛棚中没有自由,他也没有怨天尤人,而是利用难得的“空闲”思考核多体理论的新框架。按照有些人的想法,吴先生德高望重,“什么也不干都可以”,然而吴先生晚年病重乃至在重症监护室期间,依然让家人把文献带到医院里,可谓一生自强不息。他淡泊名利、功成不居,用一生在践行“富贵不能淫,贫贱不能移,威武不能屈”的求圣理念,正如吴先生自述中说的“我已平淡而从容地度过了几十个春秋,正如一个平凡的人过着平凡的生活。如果说我获得了一些收获,那么耕耘着它们的就是一个明确的人生目的,一份无论在顺境或逆境中都能坦然面对现实、不忘敬业根本的执著和一种持之以恒的勤奋那样。这是一种看起来简单容易,实则为日臻圣境、属于常人难以企及的高度。

现在许多人的科研工作讲究短平快,年纪不大却著作等身,然而其中多数论文只是paper而已。吴先生一直坚持独立思考,每篇论文都讲究创新性。他研究的跨度比较大,每隔一段时期在一个新领域都做出了独立而有特色的工作,而在信息相对落后甚至与外界交流一度基本隔绝的情况下能做出那样科学成就是很不容易的。关于本科和研究生课堂教学方面,现在教学设备越来越便利、环境越来越舒适,而能做到“没有半句废话、逻辑严谨得不得了”的教师极少,愿意大幅超工作量无私付出的教师也极少。现在物质上诱惑很多,能做到象吴先生那样荣辱不惊、看淡得失而又自强不息者就更少。

吴式枢先生是一位具有高风亮节、学识渊博、严谨求实的典型中国知识分子。他声望崇高,不过从来不居高临下教训人,而是用行动教育学生,一方面十分和蔼可亲,另一方面严于律己、追求完美,可谓春风化雨、润物无声。从五十年代创建物理系之后长达半个多世纪时间里,吴先生是吉大物理系的主心骨;吴先生几十年如一日呕心沥血,与同事们一起造就了吉大物理系的辉煌。受到吴先生在教学方面严格严谨的感召,长期以来吉大物理系的教学工作一直是十分扎实的,所以今天才能有很多吉大物理学子们活跃在中国学界。吴先生在天之灵一定为此感到十分宽慰。

如今本文作者已从一个毛头小伙变成一位有多年教龄的教师。然而念吴式枢先生的事迹时,常感羞愧难当。对于吴先生之一生,“诗》有之:‘高山仰止,景行行止',虽不能至,然心向往之。”谨以此文纪念吴式枢先生。

 

感谢董宇兵、李剑、孟杰、张丰收、赵恩广、周善贵等老师与本文作者的交流、讨论并阅读本文,李剑老师为我提供了许多资料;没有他们的帮助,本文作者无法完成这篇文章。

 

Ps:

 DSC00423.JPG

DSC00423.JPG图1: 吴式枢先生与本文作者在吴先生的家中(由LGZ教授拍摄于2006年)。


本文参考资料:

1、     吴式枢:自旋波理论现有一级近似解与应用摄动理论求其高级近似解。东北人民大学自然科学学报 1, 221 (1955);吴式枢:关于自旋波理论. 东北人民大学自然科学学报 1, 129 (1956).

2、吴先生在1974年二篇重要论文[吴式枢: 非线性积分方程与格林函数方法——粒子-空穴相互作用的无规位相(RPA)自屏蔽I, 中国科学, 1973年第3期第255; 非线性积分方程与格林函数方法——粒子-空穴相互作用的无规位相(RPA)自屏蔽Ⅱ,中国科学, 19749月第5期第471页;英文版Wu S. S., Scientica Sinia 16, 347(1973)Wu S. S., Scientica Sinia 17, 468(1973).]的思想是在他遭遇不公正对待隔离审查期间孕育形成的。

 

 




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