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吳有訓

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王淦昌吳有訓教授是聞名世界的物理學家,是中國近代物理學的先驅者,也是一位傑出的教育家和科學研究組織者。幾十年來,他為培養人才,創立科學事業,嘔心瀝血,鞠躬盡瘁,對國家對人民做出了重大貢獻。吳有訓教授雖然離開我們已經整整10年了,但是他的音容笑貌還時時閃現在我們眼前,他的親切教誨仍常常縈繞耳邊,他的獻身科學的神一直勵着我們去攀登,去搏擊。

為證實康普頓效應做出貢獻吳有訓教授在物理學研究方面的卓越貢獻是用湛的實驗技術,證實了康普頓效應。

1905年,愛因斯坦提出,電磁輻是以微粒形式出現,這種粒子口叫作光子或光量子。光具有波動,同時又具有微粒,這就叫光的“波粒二象”。美國物理學家康普頓進行x線的散實驗,他把從鉬靶來的x線,投到石墨上,觀察被散後的x線,發現波長有增長,他認為這種現象是由光子和電子碰撞引起的。

光子不僅具有能量,而且具有動量,在碰撞過程中,光子把一部分能量傳遞給電子,本身的能量減少了,波長則變長了。這説明光是由互相分離的若干微粒組成的。康普頓的發現,使光子的粒子“資格”以更明顯的形式被確定下來,進一步提供了光的波粒二象的實驗驗證。

吳有訓1897年4月2出生在江西省高安縣,1920年畢業於南京高等師範學校,1921年末,到美國芝加哥大學,跟康普頓教授從事物理研究。他以充沛的力,拓荒者的頑強格,以繼夜不知疲倦地投入科學實驗。在芝加哥大學短短的年月裏,他竟用了20多個x線管。1923年,他和康普頓一起從事x線散光譜研究;幾乎從一開始,他就參與了康普頓的偉大發現。1924年,他與康普頓合著《經過輕元素散後的鉬線的波長》一文,1926年吳有訓單獨發表了《在康普頓效應中變線與不變線的能量分佈》和《在康普頓效應中變線與不變線的能量比率》兩篇論文。這些實驗結果,以雄辯的事實,驗證了康普頓效應。康普頓的發現,很快為物理學家們公認,1927年,康普頓獲得諾貝爾物理學獎金。

康普頓十分讚賞這位來自大洋彼岸的學生,常常為這位年輕人的獨到見解和實驗才幹到驚異。1962年1月,楊振寧教授寄贈吳老一冊他自己寫的書,在扉頁上寫道:“年前晤a。hpton教授,他問我師近況如何,並謂我師是他一生中最得意的學生。”當時,康普頓已經70歲了。康普頓在他所著的《x線的理論及實驗》一書中,對吳有訓的工作給予了很高的評價,全書有19處引用了吳有訓的工作。特別是吳有訓的一張被15種元素散的x線光譜圖,康普頓把它和自己在1923年得到的石墨所散的x線光譜圖並列,作為證實他的理論的主要依據。難怪在國內外一些物理教科書中,將康普頓效應稱作康普頓—吳有訓效應。但是,吳有訓知道後,總是謙遜地斷然拒絕。

堅持不懈,要使科學在祖國生吳有訓教授的可敬之處,除了他在科學上的卓越成就而外,還在於他畢生堅持不懈,要使科學在祖國生

1928年8月,吳有訓到清華大學物理系當教授、系主任,他一方面講授近代物理學,盡心培養人才;另一方面,他和一批志同道合的物理學工作者,齊心協力,首先在清華大學開創了國內的物理研究工作,建設了我國最早的近代物理實驗室,為培養物理學人才奠定了基礎。

在舊中國,民族垂危,社會動盪,人民生活不安寧,文化教育都很落後。像物理學這樣一門基礎學科,理論又比較強,不容易為一般人所瞭解;在大學裏,要一個青年選定物理學作為他一生的工作和奮鬥的目標,是比較困難的。為了打好學生的基礎,在他們進大學的時候,必須讓他們先把普通物理這一課學好。清華大學物理系對於這一點是很重視的,安排教普通物理的教師,都是物理學大師,不是吳有訓教授,就是薩本棟教授。普通物理是一門重頭課,課堂大,學生多,每班分兩組,同一課題的內容,每次要講兩遍,教師是恨辛苦的,但他們總能引人入勝,把學生帶入繁花似錦的物理花園。

聽吳有訓教授講課,除了增長知識外,還常常覺得是一種享受。他上課,嗓門大,準備充分,選材練扼要,科學和邏輯強,説理深入清楚。並且,他先讓學生作適當的預習,對易懂的地方,講課時一帶而過,對不易理解的地方,則繪聲繪地反覆講解,把枯燥的概念和公式生動形象地表述出來。吳有訓善於抓住學生容易忽略的問題在課堂上提問。他告誡學生:“學物理首先要概念清楚。”吳有訓教授還十分重視用實驗演示來幫助學生理解講課內容。有一次吳有訓教授作公開的課外講演,講的是“振動與共振”。他在大課堂橫拉一很長的繩子,在等距離地位垂下一短線,每短線都一樣長,上面繫着一個用過的大號乾電池(作為重物體用),一共掛了8節電池。他講了一段時間後,就作表演,首先在橫線垂直方向推動第1節乾電池,於是第1節乾電池開始作單擺運動;不一會兒擺動逐漸減弱了,而第2節乾電池開始自動地擺動起來,以後第3、第4節乾電池又逐漸地先後擺動起來。這些用最普通的試驗器材作的形象表演,非常生動地顯示了簡諧運動和共振現象。在剛學力學時,簡諧運動與共振現象都是比較難懂的概念,但經吳有訓教授講解與表演後,道理就比較容易懂了。當時,清華大學物理系有一位老實驗員閻裕昌,他是一位不可多得的人才。在科學館普通物理課堂上,一邊是教授在講課,另一邊是這位老實驗員在作課堂演示。吳有訓教授自己稱他為“閻先生”,而且要求學生也都得用這個稱呼。

吳有訓教授講課內容很新穎,絕大部分是近代重要的物理實驗和結果,以及這些結果的意義。例如密立的油滴實驗,湯姆遜的拋物線離子譜,湯生的氣體放電研究,盧瑟福的α粒子散實驗,等等。他講的並不多,而要求學生通過自學或個人推導去掌握一些近代物理的理論基礎,通過自己動手實驗,去體會實驗的技巧與,並加深對理論的理解。

我清楚地記得吳老師開始授課後,剛剛過去一個月,就舉行了一次小考。他出了一道題:“假定光是由稱為‘光子’的微粒組成,那末,當一個‘光子’入到一個靜止的電子上而被散到另一個方向時,它們的能量將如何變化?”那個時候,學生都是第一次聽到“光子”這個陌生的名詞,但據老師的諄諄誘導,大部分學生都推導出正確的答案。吳老師很滿意。在下一節上課的時候,他告訴大家,這個“光子”被電子散的問題就是“康普頓效應”。

吳有訓先生在講授近代物理的課堂上,還常常介紹一些科學家的生平事蹟。他用法拉第、盧瑟福、玻爾的故事,啓發、開導年輕的後來人;用這些先輩獻身科學的頑強品格,勵年輕人踏上科學的征途。吳有訓教授在課堂上,有時也談到他喜愛的學生,常常説後生可畏,並且用這些具體的例子,來展望祖國物理學的前途。

1960年,吳有訓教授早已是中國科學院的副院長了,但是他仍在中國科技大學講授普通物理課。這時他雖年過花甲,宏亮的嗓音,深入淺出的風格,依舊不減當年。學生們不但不嫌棄他所的江西口音,反而每次課堂都擠得滿滿的,唯恐錯過聽課的機會。這件事曾經轟動過當時北京教育界。

“實驗物理的學習,要從使用螺絲刀開始”在清華園,學生們常常看見一位老師,身穿布工作服,時而用鋸子斧頭加工木材,為x光裝置製作欄杆;時而用煤氣和氧氣的火焰,拔制石英絲,安裝康普頓靜電計。他就是國內外知名的吳有訓教授。像歷來成功的科學巨匠一樣,他總是親手製作實驗儀器。

吳有訓教授在美國芝加哥大學求學的時候,就掌握了超羣的實驗技能。他們做x線散實驗,有時同學的x線管壞了,總是求吳有訓幫助修復。回國後,他先在南京中央大學物理系任教授,後來到清華大學。他常常告誡學生要鍛鍊動手的本領,他説:“實驗物理的學習,要從使用螺絲刀開始。”1934年,吳有訓教授又到美國去了一段時間,他想為國家制造真空管做些工作,從國外帶回一些吹玻璃的設備,如玻璃真空泵和各種口徑的玻璃管等。1935年,他就開了“實驗技術”的選修課,手把手地教大家掌握燒玻璃的火候和吹玻璃的技術。他還要求物理系的學生,選修一些工學院的課,如製圖,車鉗工工藝,電工學,化學熱力學等。那時候,物理系的學生還要學普通化學,別的系(如工科)的學生上普通化學,都只做半天的實驗,而物理系卻規定要和化學系一樣,要做兩個半天的實驗。大家因為功課忙,思想上有牴觸,吳老師竭力解説,還是要大家多做實驗,學習實驗技術。他的教導,對大家後來的學習和工作,有很大很好的影響。

1937年,錢三強到法國巴黎大學居里實驗室,跟約里奧。居里夫婦作原子核物理研究,他看到約里奧的動手能力也很強,自己會上車牀,有一天,約里奧問錢三強:“你會不會金工?”錢三強毫不猶豫地回答道:“會一點。”由於他在清華大學學過吹玻璃的技術,選修過“金工實習”課,這一下正好用上了。所以他對簡單的實驗設備和放化學用的玻璃儀器,一般的都能自己動手做,比起一遇到動手的事就要求人方便多了。1948年錢三強回國後,也同樣鼓勵年輕人要敢於動手,自己製作儀器設備,這對他們後來成長大有好處。錢三強回憶這段事實,説明他在清華大學時,受到吳有訓教授的教育,敢於動手,對他一生都有重要意義。

注意發現和培養人才吳有訓教授是我國優秀的教育家,幾十年來,他以踏實、嚴謹的工作作風從事科研和教學,並且注意人才的發現和培養。他總是誨人不倦,鼓勵青年人進步。吳有訓老師指導我完成畢業論文的事情一直記憶猶新。記得在即將畢業的半年內,吳有訓老師讓我獨立完成一項實驗工作,以實驗報告作為畢業論文(當時好像全班只有我一個人用實驗來作論文)。這個實驗的題目是測量清華園周圍氡氣的強度及每天的變化。為了選擇簡便的實驗方法,吳老師帶領我一起翻閲雜誌,建立實驗裝置,其中最困難的是要有一台現成的,不必花錢的高壓電源(約一二萬伏)。最後採納了一位實驗員的建議,把一台閒置不用的靜電發生器改造了作高壓電源。我們修舊利廢,尋找儀器,不到一個月時間,一切都已安排就緒。於是,就開始了數據記錄工作。4個月後,在吳老師指導下,我成功地完成了這一實驗工作,並且寫出了畢業論文。吳老師對這一工作很滿意。當我在1942年發表了一篇關於中微子探測問題的文章,吳有訓老師看到後很是讚賞,並且親自代為請求範旭東獎金。錢三強作畢業論文時,跟吳有訓老師做一個真空系統,他很高興,可是當一個真空系統剛吹成時,一真空,突然整個玻璃設備炸碎了,水銀也了一地,把錢三強嚇了一大跳,趕快跑去告訴吳老師。吳老師讓他趕快把窗户打開,立即跑出來,以防水銀中毒。過了兩天,吳老師把錢三強叫去,一點責備都沒有,鼓勵他再幹,結果,錢三強畢業論文的實驗完成得很好。

1938年底,張文裕由英國留學回來。在英國時通過同學介紹,曾經寫信給國民黨防空學校,希望能把自己在歐洲學習的一點防空技術,用來為抗戰服務。回國後,在貴陽等了40多天,才接到回信,叫他另尋“高就”。投身抗戰不成,他到很苦悶,只好寫信給吳有訓。吳有訓立即介紹他到四川大學物理系教書,半年後又推薦他到西南聯大物理系任教。1961年,國家派張文裕到蘇聯杜布納聯合核子研究所,接替我的工作,擔任中國組組長。那時,赫魯曉夫已經撕毀合同,公開掀起反華,吳有訓聽説了這情況,一再對張文裕説,要多學習黨的方針政策,瞭解鬥爭情況,多向黨組織請示。張文裕臨走時,吳有訓鼓勵他説:“你一定要有勇氣。”張文裕由於有了充分的思想準備,在聯合所工作4年多,在政治上堅持了原則,研究工作也取得了成績,為我國高能物理研究培養了骨幹力量。

吳有訓從事教育工作50餘年,他的學生遍佈中外,先後為祖國培養了幾代物理學工作者。王竹溪、錢偉長、錢三強、彭桓武、何澤慧、葛庭燧、楊振寧等,都是中外知名的科學家。但是他從不滿足,經常檢查自己的教育思想和方法,唯恐因有差錯而貽誤後人。吳有訓曾多次談起中國教育制度上的弊病,中國是受封建思想影響很深的國家,教育上受科舉制度的影響,考書本,重分數,一次‮試考‬定終身。他説:“唸書唸書,把人都念傻了。”他曾談起過迴旋加速器的發明者勞侖茲,勞侖茲是吳有訓在芝加哥大學研究生院的同班同學。在研究生院時成績只是一般,同學們也不重視他,但是他發明了迴旋加速器,對核物理和高能物理研究起了劃時代的作用。在西方科技先進國家的歷史上,出了不少這樣的人物。吳有訓認為單純強調書本,強調分數,是不利於培養科學人才的。

吳有訓教授教育愛護青年的心情,在他晚年的時候,顯得更加深切、熱烈。他逝世前一天的晚上,還在給錢學森寫信,推薦湖南山區的一位農村青年教師寫的論文——《略論宇宙航行》。在管惟炎那裏,有一張老人在臨終前不久,用戰慄的字跡書寫的字條:“管惟炎同志:請注意範君的建議,我很讚賞。”這是他對中國科學院物理研究所範海福同志寫給他的建議的批示。

蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始幹”。吳有訓一生獻身教育、科學事業,直到生命的最後時刻,仍念念不忘為後來者鋪路。

是非分明,有強烈的愛國主義思想解放戰爭時期,正當遼瀋、平津和淮海三大戰役進行得十分烈的時候,在美國東北新英格蘭劍橋的一個公寓裏,住着當時南京國民黨統治區南京中央大學校長吳有訓。他是到美國來考察的,早就該回國了,而他卻住在一個朋友家裏不走。國民黨想要在南京苟延殘,要人支持,尤其是著名的科學家,更不放過。幾次寫信、拍電報,催促吳有訓歸國返校,但他都沒有予以理會。等到人民解放軍大軍渡過長江,全國即將解放的時候,才登上橫渡太平洋的輪船迴歸祖國,希望在久已期待的統一的中國土地上,為教育和科學事業貢獻力量。這表明吳老師不但在自然科學工作上,認真嚴格,一絲不苟,在關係民族國家前途明暗的重要關頭,也是是非分明,同全國大多數人民同呼、共命運,沒有一點含糊的。

像大多數舊社會成長起來的知識分子那樣,吳有訓教授,作為一個正直的、善良的科學家,一開始只是厭惡舊社會反人民的政治,對反動官僚的勾結拉攏,嗤之以鼻。但是另一方面,他對中國共產黨和她所領導的解放事業也缺乏瞭解,難免有離政治、超黨派的思想。在新中國成立後召開的中國物理學會第一屆會員代表大會上,他在講話中有深刻的反省,他説:“我們過去的確有着厭惡那反人民的政治的優點。但從另一方面來説,我們卻很慚愧,我們很少參加人民的政治活動。有一些青年物理工作者投身人民政治活動,不是受到我們老一輩的鼓勵,而是憑他們自己的努力認識了真理。”事實上,吳有訓教授並不是離政治的。他從愛護青年出發,終於加入了反蔣的行列。1945年10月至1948年他任南京中央大學校長期間,正是蔣介石瘋狂發動內戰、殘酷鎮壓進步學生運動的時候,吳有訓對國民黨反動派迫害青年的罪行義憤填鷹,進行了堅決的抵制。當時反動特務和軍警多次要求進入中央大學校園內搜捕進步師生,吳有訓斬釘截鐵地回答反動當局,若讓特務和軍警進入中央大學捕人,他就堅決辭去校長職務。他們無可奈何地叫囂,説中大校園是共產黨的“租界”。1947年,中央大學學生和全市學生掀起聲勢浩大的反飢餓、反內戰的示威遊行。在街頭遭到反動政府青年軍的毒打,吳有訓去醫院探望受傷的學生,看到那些純樸可愛的青年血骨折,他熱淚縱橫,非常悲憤,從此便產生了離開中央大學的想法。

1947年夏天,他借去美洲參加學術會議的機會終於離開了南京。

吳有訓教授有強烈的愛國主義思想,早在30年代,他就熱情支持青年的抗救亡運動。1937年蘆溝橋事變後,平津失陷,他毅然離別剛剛分娩的子,和其他愛國師生一起奔赴長沙、昆明,在十分艱苦的條件下,建立了西南聯大,在國難深重的子裏,堅持辦教育、搞科研。

1962年至1963年間,中央派吳有訓到蘇聯去,就繼續科學家問題與蘇聯科學院談判。正在蘇聯聯合核子研究所工作的張文裕從杜布納到莫斯科看望吳有訓。

吳有訓慨地對他説:“兄弟國家,兄弟國家,除了‘兄弟’還有國家呢,他有他更高的利益。”這句話使他觸很深,對他後來的外事往工作起了指導作用。張文裕在歐美十六七年,再加上在蘇聯的這幾年,在國外共20多年,深深到國家的重要,也深深到國家發展科學的重要。科學是沒有國界的,但科學家是有國籍的,他們都要為自己的國家服務。這就時常提醒我們,在國際合作和技術中既要學習和充分利用國外的先進技術,爭取外援,又要堅持獨立自主、自力更生的原則,處處維護我們國家的利益和尊嚴。

吳有訓教授在國內外學術界有很高的聲譽。他多次代表我國對外簽訂各項科技協定,接待外國的科技代表團和科學家。他多次率領科技代表團出國訪問。他總是神抖擻,舉止雍容,借各種機會宣傳新中國的各項成就;不卑不亢,落落大方地周旋在各國科學家之中,為整個中國代表團樹立了良好的形象。

有遠見卓識的組織領導者從1950年12月起,吳有訓擔任中國科學院副院長、數理化學部主任。他在科學領導工作中,有魄力,有遠見卓識。早在建國初期,他就提出要及早在科學院建立計算機、半導體、電子學等新的研究所的倡議。後來這些研究所都逐漸建立起來了。

1958年4月19,在我國海南島可以觀察到環食。吳副院長派天文台陳芳允、王綬綰等同志參加和蘇聯天文工作者共同組織的觀測,利用這個機會,及時地為發展我國電天文事業打下了基礎。

另一件事發生在1957年。吳副院長髮現我國授時工作已經有一定基礎,上海天文台發佈的時號準確度相當高。吳副院長當即組織了國家測量總局、上海天文台等有關單位參加的會議,號召破除信,大膽推廣採用我國自己的授時信號(bpv時號)。

通過這次會議,使我國授時工作開始走上獨立自主的道路。

1959年吳副院長去上海檢查各研究所的工作,當他得知,在“左”的思影響下,上海生化所的酶的研究被沖掉時,他再三表示惋惜。他説:“酶學是生化研究的中心課題,作為專門從事生物化學研究的機構,怎麼能排除酶的研究呢?”吳老的科學視野十分廣闊,他歷來既重視技術科學,也關心基礎理論研究。

吳副院長親自過問人工合成胰島素的工作。1965年冬,吳副院長代表中國科學院到上海主持人工合成胰島素的鑑定會。會上出現一些分歧。所有到會的生化學家和‮物藥‬、藥理學家都認為已確定無疑地合成了胰島素,但是有一部分化學家有不同的看法。吳副院長對抱懷疑態度的人,虛心登問求教,但也恰當地做了一些説服工作。達成一致意見後,吳老深有慨地説:“我們不少舊社會過來的科學工作者,崇洋的尾巴很不容易割掉啊!他們常常看不起自己的工作。”據合成產物的晶體形狀、生物活和指紋圖譜,吳老認為完全可以理直氣壯地向全世界宣佈,中國人已合成了胰島素!

10年浩劫期間,由於周恩來總理的嚴令保護,才使吳有訓教授免遭迫害。粉碎“四人幫”之後,這位年近8旬、身患重病的老科學家,神振奮,抱病堅持到研究所瞭解情況,參加學術活動,審閲我國自然科學發展規劃,並且積極地為籌備全國科學大會提出了許多建議。

1977年11月30,吳有訓教授逝世了。

他的一生説明中國人是有聰明才智的,是勤奮而有創造力的,不僅中國人的智力可以與其他任何民族相較量,中國人的品質也可以與任何民族相媲美。

吳有訓永遠是我深深懷念的老師。