吳有訓:他曾與諾貝爾物理學獎擦肩而過

1988年4月28日,中國人民郵政發行了J149“中國現代科學家”郵票,一組4枚,其中第3枚為著名物理學家吳有訓,這是中國物理學家第一次出現在“國家名片”當中,表明了吳有訓在中國物理學界的宗師地位。

吳有訓:他曾與諾貝爾物理學獎擦肩而過

郵票上的吳有訓

吳有訓是中國著名的物理學和教育家,與胡剛復、葉企孫、饒毓泰並稱中國現代物理學界“四大元老”,是中國近代物理學的先驅者和奠基人之一。

吳有訓(1897—1977)字正之,江西高安人。1897年4月26日出生於江西高安荷嶺石溪,父親吳起輔幫人做生意,母親勤儉持家,母親的言傳身教對吳有訓的一生都產生了極大的影響。

吳有訓5歲時入讀由堂叔創辦的私塾讀書,7歲時入讀高安縣一所小學讀書,1912年考入剛剛由江西瑞州府中學堂更名為瑞州中學讀書,中學期間轉學至省城南昌心遠中學讀書,心遠中學是一所著名的學校,當時與天津的南開中學和湖南的明德中學齊名,是民國時期享譽海內外的三大名校。

1916年7月,吳有訓從南昌心遠中學畢業,同年考入南京高等師範學校理化部。南京高等師範學校,歷史上習慣稱之為“南京高師”,與北京高師、武昌高師、廣州高師並列,是中國最早成立的四大國立高等師範學校。

投考師範學校是當時家境貧寒子弟的首選,因為師範學校一般不收學費,就讀於師範學校,可以大大減輕家裡的經濟負擔,當時南京高師的學制是四年,預科一年,本科三年。

1918年秋,從美國哈佛大學獲得物理學博士學位的胡剛復回國,應時任南京高等師範學校代理校長郭秉文之邀,擔任南京高等師範學校理化部教授,胡剛復與郭秉文是老相識,他們曾在美國共同創辦了“中國科學社”。

胡剛復到校任教時,只有他一名教授,授課和實驗全都由他一人擔任,他的家安在上海,他還在上海大同大學兼課,因此經常往來於寧滬之間,頗為辛苦,胡剛覆在南京高師創辦了中國第一個現代物理實驗室,物理學是以實驗為基礎的科學,胡剛復可謂是把現代物理學引入中國的第一人。

吳有訓有幸成為胡剛復的學生,在老師胡剛復的影響、指導和幫助下,吳有訓接觸到了與X射線相關的一些基本知識,並由此入門,逐漸培養起他對X射線研究的濃厚興趣。

南京高師是一所崇尚科學,講究務實的高等學府,當年與北京大學齊名,素有“南高北大”之稱,吳有訓在南高師四年,養成了一種不喜空談、崇尚實幹的科學精神。

1920年6月,吳有訓從南京高等師範學校畢業,回到南昌心遠中學擔任理化教員,1921年,吳有訓參加了江西省赴美官費留學生考試,並以優異成績考取。

1921年秋,吳有訓從上海乘郵輪遠赴美國留學,進入芝加哥大學物理系,師從僅年長自己5歲的導師康普頓教授進行現代物理學的研究,尤其是對“康普頓效應”的實驗和研究。

1923年,康普頓教授在研究X射線通過實物物質發生散射實驗時,發現了一個新的現象,即散射光中除了有原波長λ0的X光外,還產生了波長λ>λ0的X光,其波長的增量隨散射角的不同而變化,康普頓的這一發現,被稱之為康普頓效應(Compton Effect)。

吳有訓:他曾與諾貝爾物理學獎擦肩而過

康普頓在科學實驗中

科學家在用經典電磁理論來解釋“康普頓效應”時遇到了困難,康普頓教授藉助於愛因斯坦的光子理論,從光子與電子碰撞的角度,對此實驗現象進行了圓滿地解釋。

吳有訓對自己導師的“康普頓效應”也進行了進一步的研究和檢驗,吳有訓對“康普頓效應”最突出的貢獻,就是測定了X射線中變線、不變線的強度比率R隨散射物原子序數變化的曲線,證實並發展了康普頓的量子散射理論,1924年,康普頓和吳有訓師生二人聯合發表了學術論文《經過輕元素散射時鉬Ka線的波長》。

1925年,吳有訓的博士論文《康普頓效應》順利通過論文答辯,並獲得芝加哥大學博士學位,被留校擔任助教。1925年11月,美國物理學會第135屆會議就定在吳有訓所在的實驗室召開,會議共有60多篇宣讀或交流的論文,吳有訓的論文《康普頓效應中的變線與不變線之間能量的分佈》被排在第一位,並於1926年2月發表在美國《物理學評論》上。

1926年秋,吳有訓學成歸國,懷著報答家鄉桑梓的熱情,在省城南昌協助籌辦江西大學,但終因北伐而導致南昌政局動盪,籌辦中的江西大學胎死腹中。

1927年夏,吳有訓黯然離開南昌前往南京。此時,正值國立第四中山大學成立不久,吳有訓的老師胡剛復出任國立第四中山大學高等教育處處長、理學院院長,吳有訓應老師胡剛復之邀,被校方聘為理學院副教授兼物理系主任,在教學之餘,還參與學校的一些管理工作。

1927年,吳有訓在芝加哥大學的導師康普頓教授因發現“康普頓效應”而獲得當年諾貝爾物理學獎,如果當年吳有訓沒有立即回國,而是繼續與導師康普頓教授合作,作為“康普頓效應”的重要合作者,吳有訓有可能與康普頓一起榮獲諾貝爾獎,但這樣一個歷史機遇,卻與吳有訓擦肩而過,這不僅是吳有訓的遺憾,也是整個中華民族的遺憾。

吳有訓:他曾與諾貝爾物理學獎擦肩而過

康普頓於1927年獲得諾貝爾物理學獎

康普頓把吳有訓通過實驗獲得的15種物質X射線散射光譜與他自己的石墨散射譜,都收入了1926年撰寫的專著《X射線與電子》中,這部學術專著在1935年再版時更名為《X射線之理論與實驗》,康普頓在書中這樣寫道:“實驗與理論的吻合並非出於偶然,圖Ⅲ-48(指吳有訓的15種物質X線散射光譜)光譜就是證明,這是吳有訓博士所獲得的根據各種元素的散射得到的。”其後世界物理學界許多論及“康普頓效應”的著作中都引用了吳有訓的光譜理論和實驗。

1928年8月,南京國民政府接管了北京的清華學校,改稱為國立清華大學,隸屬於國民政府教育部管轄,由羅家倫出任第一任校長,此時的清華大學風頭正盛,正在全國積極延攬高水平人才到校任教。

時任國立清華大學物理系主任葉企孫將目光鎖定在吳有訓身上,通過胡剛復教授力邀吳有訓博士北上,擔任國立清華大學物理系教授,葉企孫為了表示自己求賢若渴的誠意,甚至將吳有訓的薪金級別定在自己之上,這讓吳有訓甚為感動,欣然奔赴北平,開啟了他在清華大學的執教生涯。

從1928年開始,一直到1945年抗戰勝利,吳有訓在清華大學執教長達17年,期間包括了在昆明西南聯大時期。1929年,清華大學成立理學院,由葉企孫擔任第一任理學院院長兼物理系主任,1934年,吳有訓接替葉企孫擔任物理系主任,1937年,他又接替葉企孫出任清華大學理學院院長。

吳有訓:他曾與諾貝爾物理學獎擦肩而過

吳有訓

吳有訓在清華大學執教期間,與葉企孫教授密切合作,清華大學物理系在葉企孫和吳有訓的主持下,在全國廣攬名師,延聘高水平學者到校任教,他們始終把教學質量放在第一位,堅持教學和科研同步進行,在不長的時間內,就使國立清華大學物理系人才輩出並蜚聲中外。

1930年10月,吳有訓在英國《自然》雜誌上發表了他回國後的第一項研究成果,這也是中國物理學家立足於國內,最早在國際權威刊物上發表的論文之一。

吳有訓對X射線經單原子氣體、雙原子氣體和晶體散射的強度、溫度對散射的影響和散射係數等問題進行了一系列的理論探索,取得了重要的研究成果,再一次引起國際物理學界對這位年輕中國物理學家的矚目,鑑於吳有訓對物理學的傑出貢獻,他被德國哈萊自然科學研究院推舉為院士,吳有訓可謂是開創中國物理學研究並取得科研成果的的第一人。

1937年初,丹麥物理學大師玻爾到中國訪問,應邀在清華大學作學術報告。這些學術交流活動,使清華大學物理系的師生們開闊了學術視野,給物理系的教學和科研活動增添了新的活力。

1937年7月7日“盧溝橋事變”爆發,國立清華大學奉命遷往湖南長沙,與北京大學、南開大學組成國立長沙臨時大學。剛剛擔任清華大學理學院院長不久的吳有訓,在時間非常緊迫的情況下,承擔起繁重的遷校任務,由於肩負責任重大,他沒有時間顧及家庭,而是毅然隻身隨學校南下,將家眷留在了淪陷中的北平。

長沙臨時大學剛剛組建不久,就因武漢會戰而西遷昆明,三校師生不得不跋山涉水徒步轉往雲南昆明,成立了國立西南聯合大學,吳有訓出任西南聯合大學理學院院長,從清華大學到西南聯大,吳有訓始終堅守在教學第一線,以他淵博的學識和豐富的教學經驗,培養了中國物理學界幾代精英,吳有訓教授不愧為中國現代物理學教育史上的一代宗師。

吳有訓:他曾與諾貝爾物理學獎擦肩而過

吳有訓(右一)與金嶽霖、梁思成、林徽因等人合影

1999年9月18日,在慶祝中華人民共和國成立50週年之際,由中共中央、國務院及中央軍委隆重表彰了“兩彈一星”功勳科學家,有人曾做過這樣一個統計,在受表彰的23位“兩彈一星”功勳者當中,竟有14人出自吳有訓教授的門下。

據史料記載和當事人回憶,吳有訓在物理教學中有幾個顯著特點,:第一,注重基本概念,啟發學生從一些簡單的事實中領悟出深刻的道理;第二,提倡自己動手,重視培養學生的實驗技能;第三,鼓勵自學,培養學生的自學能力;第四,重視拓寬學生的知識面,鼓勵學生適當選修外系課程。

抗日戰爭勝利不久,國立中央大學校長的顧毓琇辭去校長職務,時任教育部部長朱家驊商請吳有訓接替顧毓琇執掌中央大學,1945年8月,蔣介石任命吳有訓為國立中央大學校長,同年10月,吳有訓在由昆明飛赴重慶,正式出任國立中央大學校長。

1946年6月,中央大學在校長吳有訓主持下,完成了學校復員工作,截止到1946年底,中央大學在南京原校址開學復課。朱家驊之所以選擇吳有訓出任中央大學校長,自然是看中吳有訓的為人,以及他在教育科研上的成就和聲望,吳有訓是一個純粹的學者出身,在國民黨內沒有任何派系色彩,在各個派系對中央大學校長的角逐中,沒有任何授人以柄的口實,容易被各派系所接受。

國立中央大學是民國時期中國乃至亞洲第一高等學府,自1928年定名為國立中央大學以來,校長更迭非常頻繁,除羅家倫任期較長之外,其他校長的任期都很短暫,這說明中央大學校長的位置並不是那麼好坐的。

吳有訓對國立中央大學校長難當早有耳聞,也有一定的心理準備,但他上任後的一系列境遇,還是讓他始料未及,遠遠超出他的預想,吳有訓在中央大學校長的任期是1945年8月至1947年10月,只有兩年多一點的時間,但他提出辭職卻達14次之多,也創下了民國時期大學校長辭職的記錄,這也從另一個側面反映了吳有訓並不是一個貪戀權位之人,吳有訓在上任伊始就曾表示:“我來中大是服務的,不是來做官的。”

吳有訓執掌中央大學校長期間,也正值中國內戰全面爆發之時,以反內戰、反獨裁的學生運動此起彼伏,各種學生思潮在大學校園內風起雲湧。

1947年5月20日上午,中央大學學生遊行隊伍,一路高呼“反飢餓、反內戰、反暴行”的口號,向南京總統府進發,遊行隊伍在珠江路遭到軍警毆打,引發流血慘案,重傷19人,輕傷104人,被捕28人,釀成“五.二〇慘案”。

南京警備司令部隨即發佈了對中央大學的戒嚴令,並向校方提出了40名學生的“黑名單”,吳有訓堅決拒絕軍警進入校園搜捕進步學生,吳有訓與南京警備司令進行了嚴厲的交涉,“決不允許到學校來抓學生,你只要抓一個,我吳有訓立刻提出辭職。”鑑於吳有訓的堅決態度,在他的任期內,軍警始終未能進入中央大學校園內逮捕學生。

1947年10月底,吳有訓向教育部長朱家驊遞交了他的最後一份辭呈,拒接了朱家驊的再三挽留,向中央大學師生告別,不日即登船去南美墨西哥出席聯合國會議,從此,吳有訓與他的母校分道揚鑣。

1948年3月,吳有訓被評選為中央研究院第一屆物理學院士,1948年底,吳有訓到上海交通大學擔任物理系教授,遠離政治漩渦,一心致力於物理學教學和研究。

1949年5月27日上海解放,新成立的上海軍事管制委員會任命吳有訓為國立交通大學校務委員會主任委員,主持上海交通大學的校務工作。

儘管吳有訓執掌上海交通大學僅一年有餘,但卻做了大量卓有成效的工作,他親自主持制定了《國立交通大學校務委員會組織章程》、《國立交通大學行政系統組織條例》、《國立交通大學教員服務規則》,組織實施了暨南大學理學院與交通大學的合作,組織召開了學校第一屆師生員工代表大會。

1950年12月26日,中央人民政府正式任命吳有訓為中國科學院副院長兼辦公廳主任,從此開啟了他後半生中國科學事業的領導工作,1955年6月,吳有訓被評為中國科學院學部委員。

吳有訓:他曾與諾貝爾物理學獎擦肩而過

吳有訓歡迎錢學森回國

1977年11月30日,吳有訓因大腿腹部動脈瘤破裂導致大出血,不幸與世長辭,走完了他八十個人生春秋歷程。

吳有訓在建國之後,雖然得到了政府的重用,擔任了中國科學院副院長,但大量的行政事務性工作佔據了他許多寶貴的時間,也使他徹底脫離了教學第一線,物理科研工作也停滯不前,很難在物理學方面有新的科研成果,作為一個物理學家,這不能不說是一種遺憾,當年,他距離諾貝爾物理學獎只有咫尺之遙,但此後的距離卻是越落越遠,以致遙不可及。


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