严济慈的百年科学人生·上


严济慈的百年科学人生·上 | 王丹红专栏


严济慈先生(1901.1.23-1996.11.2)


撰文 | 王丹红(《知识分子》专栏作者)

前言:

从2015年5月开始,三年多来,我一直在研究“两弹一星”功勋科学家(1909.4.4-1968.12.6)和夫人(1917.12.20-2017.1.12)的人生经历,看见他们生命中诸多星光交汇的时刻,其中一位,是对他们生命有重要影响的师长:严济慈先生。

1931-1938年,严济慈任北平研究院物理学研究所和镭学研究所长,李佩是贝满中学和北京大学的学生,郭永怀是北京大学物理系学生和研究生。彼时,他们在北平皇城毗邻而居。

1939年夏,郭永怀在昆明西南联合大学参加“中英庚款留学考试”,物理科目由严济慈先生命题。

1949年1月31日,北平和平解放,李佩随即以探亲名义从美国回国;3月20日,在她和严济慈、曾昭抡等在香港登上第一艘开往天津塘沽的海轮,同船北上;11月,严济慈任新成立的中国科学院办公厅主任,1950年9月,李佩启程回美国;1956年10月,美国康奈尔大学教授郭永怀携夫人李佩和女儿郭芹回国,在中科院力学研究所工作。

1958年9月,中国科学技术大学在北京创立,严济慈和郭永怀兼任教授;1961年,李佩任科大英语教师;“文革十年”结束,南迁合肥的中国科学技术大学灾难深重;1978年,77岁的严济慈承接青黄,在北京领导创立中国科学技术大学研究生院并任院长,邀请李佩担任英语教研室主任,成就了她后半生的事业。

由此,我对严济慈先生的经历产生了深厚兴趣。借助于金涛对严济慈先生的访谈录(载于中国科学院《院史资料与研究》1995年第4期)、以及《严济慈:法兰西情书——爱国爱家爱人》(解放军出版社),我开始追溯他的百年人生,其间,我对20世纪中国历史的认知,几度被颠覆。

例如,教科书上讲,1930年代初,日本侵华,清华大学学生蒋南翔在1935年振臂高呼“华北之大,竟容不下一张安静的书桌!”清华大学、燕京大学师生发动轰轰烈烈的“一、二九救亡运动”。

而基本上是同一时期,严济慈眼中的北平是另一番景象。1931年,31岁的他留法归国,选择北平研究院物理研究所。“我对北平印象非常好,很安静,又有这样的规模……我是第一次到北京,觉得这里是可以安定下来做工作的地方。”北平八年,是他一生中安心做研究的重要阶段。

这令我想起2002年8月,在清华大学采访86岁林家翘教授时,他说:“我回清华的梦想,是帮助清华恢复到1930年代的辉煌。”

随着研究的深入,我惊讶地发现,老先生近百年的人生,是20世纪中国现代化教育和科学事业启蒙、生根、发展的一个缩影:

从一个中国浙江乡下贫寒农家的子弟,到南京高等师范学院的天才学生、法国巴黎大学的物理学博士;从归国后一名筚路蓝缕的实验物理学家,到新中国科学和高等教育的创建者、领导人,让我们追随严先生的脚步,探索中国现代教育和科学的百年历程。


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目录:

一 取字“慕光”

二 幸遇“伯乐”

三 结一生姻缘

四 “毕业了 出国去吧”

五 严济慈博士

六 “代儿子”第二次出国

七 安心做科研的北平八年

八 第三次赴法

九 1949:生命新篇章

十 十年浩劫

十一 “中国科大 我的掌上明珠”


1

取字“慕光”

傅东华特别喜爱严济慈这个学生,为他取字“慕光”,意谓希望他追求光明和真理。


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青年时代的严济慈在法国


1901年1月23日,严济慈出生于浙江省东阳县横店下湖严村一户贫寒农家。家里五个孩子,他排行第三,上有两个姐姐,下有一个妹妹、一个弟弟。因父母想要儿子,他的二姐出生后两个月左右,被送给人家作童养媳。

生活艰难,他的姐姐、妹妹、弟弟连私塾也没有上过,但父母看他聪明好学,仍节衣缩食供他读书。“我七岁时进家族严家祠堂蒙馆,第一位启蒙老师是叔祖父严惟纶先生;九、十岁时,在父亲的指导下学会打算盘。”一次,父亲到杭州做生意,在书摊上买了一本翻译自日文的《笔算数学》。从未学过数学的他,也找不到老师可求教,就自己一道一道题反复理解,弄懂每个定理,从此对数学有了深厚兴趣。

12岁时,严济慈进东阳县立宏道小学插班。学校离家30里地,他是住校生,自己做饭吃。1914年,13岁的他以第一名成绩考入东阳中学。

东阳中学开办于1913年,时任校长程品文(1885-1961)毕业于浙江省两级师范学校。在东阳中学四年,严济慈打下坚实的知识基础。他对各门功课都有兴趣,成绩优秀,数学方面更为突出。“一些令大家头疼的难题,我很容易就迎刃而解了,所以到了三四年级,有的难题老题解答不了,也拿来找我解答。历史、地理这些科目,最难的就是年代、人口、面积等数字,我也记得一清二楚。”

中学的英文老师傅东华(1893-1971)先生给他留下深刻印象。傅东华,浙江金华人,我国著名文学家、翻译家,曾译长篇小说《失乐园》、《奥德赛》、《堂吉诃德》、《红字》、《飘》等。傅东华1912年毕业于南洋公学中学部,次年进入中华书局当译员,可能是因反袁世凯而遭通缉,逃到东阳中学教书。他思想活跃,英文好,上课采用《泰西五十轶事》、《莎士比亚故事集》作课本,鼓励学生读书英文原著。“受傅先生影响,我订阅了上海出版的英文版《密勒氏评论报》、阅读商务印书馆出版的《英文月刊》和《英语周刊》,并在傅先生的鼓励下用英文投稿。”严济慈在后来的回忆录中写道。

傅东华也特别喜爱严济慈这个学生,为他取字“慕光”,意谓希望他追求光明和真理。

1917年,严济慈以全校第一名成绩毕业,年底回家继续到私塾读书。1918年夏天,他从家里出发,走了两天的路,然后乘舢板船,沿钱塘江而下到杭州,报考了两所大学。考试揭榜,他以全省第一考上南京高等师范,同时考上了南京海河工程学校正科生;南京高等师范复试,他再次名列第一,并选择了这所食宿免费的师范学院。

尽管如此,“叔祖父卖掉祖产,为我筹措川资,同窗好友也解囊相助”,他才如愿上了大学。

南京高等师范学制四年,校长是郭秉文,教务长是陶行知。严济慈第一年选商业专修科,第二年转入工业专修科,第三年改学数理化学科。在他转入数理化学科的1920年,东南大学成立,与南京高等师范合在一起,一所大学两个牌子,1923年毕业时,他获得南京高等师范文凭,同时成为东南大学第一届、也是唯一一位毕业生。

2

幸遇“伯乐”



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1917年南京高等师范学校及附属中学校门

我住在何鲁先生上海的别墅,他从法国带加的大批法国大学的教科书,我都看过。我读三年级时看四年级的书,我的法文基础就是那时打下来的,会读、会写、会听。

——严济慈

当时的南京高等师范学院,云集一批中国最早一批自欧美留学归来的学者,其中三位数学家何鲁、熊庆来、胡刚复,对严济慈一生产生深刻影响。

何鲁(1894-1973)是四川广安人,1912年春成为北京方家胡同“留法俭学会”预备学堂首批学生,年底赴法国里昂大学勤工俭学。1919年获得科学硕士学位之际,国内爆发了轰轰烈烈的“五四运动”,何鲁走上“教育救国”之路,任教于南京高等师范。


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何鲁1915年所作数学笔记《微积分学理解》。 刘贤摄


“何先生讲课所用的教材实际是法国中学的课本,但学生反映听不懂,反对他,罢课,最后只有两个人听他的课,其中一个就是我。”在《严济慈先生访谈录》中,他回忆说。法国中学的教育程度,在欧美国家中是最高的,有力学课、宇宙课等高难度的课程,这引发了很多学生抵制何鲁的课。既然这样,何鲁先生对严济慈说:“我们不要上了吧,有什么问题到我家来找我。”

在南京高师一年后,1920年,何鲁转到上海中法通商惠工学校。这所学校是法国人办的,位于上海法租界,每位教授有一幢洋房,何鲁是唯一的中国教授。何鲁当时刚结婚,1920-1922年三年暑假期间,和夫人到北京度假时,便邀请严济慈从南京到上海住在家里,让家中佣人照料其生活,还给他零花钱。

在何鲁家,严济慈认识了上海商务印书馆编译所所长王云五(1888-1979)先生。王云五曾在中国公学(校址在吴淞口)教过何鲁的英文。王云五听何鲁介绍严济慈的情况后,邀请严济慈编写初中算术的教科书。大学还没毕业,他编写的《初中算术》就在商务印书馆出版了。

何鲁离开南京高师时,向学校推荐了留法数学家熊庆来(1893-1969),并向熊庆来推荐了严济慈。


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熊庆来留学法国时的照片 来源:巜父亲熊庆来》

熊庆来出生于云南省乡镇勒县息宰村,年长何鲁1岁。1913年考取云南省官费留学生,赴比利时学矿业,第二年因第一次世界大战在欧洲爆发,转赴法国,1920年获蒙彼利埃大学理科硕士学位;1920年底回国。1921年11月,应东南大学校长之聘,任数学系教授兼主任。

南京高师读书时,勤奋好学的严济慈还结识了物理教授胡刚复(1892-1966),并因此破例成为中国最早的“赛先生”——中国科学社会员。之所以说是破例,是因为当时规定,未出国留学的人员加入中国科学社只能称为“仲会员”。


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胡刚复,著名物理学家、教育家,中国近代物理学奠基人之一。1909年,考取首批庚款留美学生,进入哈佛大学物理系。 1915年-1916年,与其兄胡明复等参与创办中国科学社。 1918年,获哈佛大学博士学位,而后回国。

严济慈大学毕业后,以何鲁、熊庆来和胡刚复等人的资助下,赴法国留学;在留学前举行的婚仪式上,何鲁和胡刚复是介绍人。下文的内容会详细讲到。

3

结一生姻缘

大学四年,严济慈勤工俭学,通过编写教材和在大学附中教书赚取生活费,也因此结识一生良缘:张宗英女士。

张宗英出生书香门第,父亲是教育家张绎墨(鹤龄),曾在南京两江师范任教。1919年,严济慈从乡下到南京读书时,张宗英是南京第一女子师范读书,任学生评议会会长,也是著名的学生运动领袖,曾领导同学驱赶保守落后的校长。1920年中学毕业后,张宗英考取北京女子高等师范,在北京参加过李大钊、瞿秋白等组织的政治活动;但在北京不到一年,1921年夏,她又回到南京,准备报考刚刚成立的东南大学,慕名找严济慈补习功课,两人因此相识。后来,张宗英父母约严济慈在梅庵正式见面。

1923年8月8日,严济慈准备赴法国留学前,和张宗英女士订下百年之约。“订婚仪式是在南京秦淮河一家餐馆举行,请了两桌客人,介绍人是何鲁先生、胡刚复先生,张之高教授代表我的父辈,有20多位知名教授出席。”严济慈在金涛整理的访谈中说道。

1923年10月12日,张宗英送严济慈到上海登上赴法国邮轮,依依惜别。此别四年,1927年11月11日,严济慈获博士学位归来,两人在上海结婚。

4

“毕业了 出国去吧”


我是在何鲁、熊庆来先生的支持下到法国留学的。我没有官费,是靠自己两本书的稿费、时期学校教课的酬金,再就是岳父和老师的资助自费留学的。

——严济慈


严济慈1919年入南京高师时,正值一批留学欧美的学者回国任教,包括何鲁、胡刚复、竺可桢、熊庆来等耳濡目染,他也期望有深造机会,可是,没有官费,这位贫寒农家的子弟怎么出洋?

当何鲁对他说:“毕业了,出国去吧!”他沉默不语。

“伯乐”指点江山:

“你的法文已有基础,实习半年法语,直考巴黎大学……”

何鲁介绍,巴黎大学虽然名气鼎盛,学术严谨,但入学不分贵贱,手续简单,有中学文凭均可报名注册入学,交纳少量报名费即列为该校学生,可以自己选课,以考试成绩颁发文凭。

“虽说易入学,不限听课,但一年两次考试十分严格,通过考试即颁发一门课的文凭,能者,一年过一门两门课,两年拿下大学文凭者有之,三年五年拿下大学文凭者也有之。你的数学、物理我和熊先生、胡先生都谈过。巴黎大学难不住你,头一门课直冲数学,考下数学再攻物理。” 何鲁显然是准备充分。

“千里马”为钱愁:“我正和家父商量筹钱,那两本书的稿酬不足以赴法国船资和在法国的房租生活。家父说一时凑不齐,缓一年再去也可。”

何鲁听罢,对严济慈说道:“你先回去吧,明日这时再来。”

第二天,严济慈如约而至,正在伏案工作的何鲁对他说:“那边几方大洋是熊先生、胡先生和我们夫妇送你去法国的路费,不要讲什么感谢的话了,去了学有所成,日后报效国家,先生们的心足矣。”

1923年11月,严济慈抵达法国,先入巴黎郊区一所中学补习法文半年;1924年夏,他到巴黎大学直接报名参加数学考试。

国内的师长、亲人继续寄钱资助他。从他在巴黎写给未婚妻张宗英的信,可以略见一斑。

1924年5月11信:“真卿吾爱:电汇一千五百佛朗已于六日收到,胡师刚复寄来汇票,亦于今日与第九号惠书(四月十五付邮)同时收到,计八百五十九佛朗,想吾日前之焦急,当可知吾今日之快慰也。”

1924年6月11信:“……本月五日,接胡刚复师挂号函,寄十五金镑,系四月二十三付邮,封面虽书‘经西伯利亚’字样而仍海行者。汇票外围一厚纸,而未附一言……细审之,则此厚纸片,似故为保护汇票而设,恺尔时胡师适患疟故未作书耶?此十五金镑不识由何来,若由胡师出,则胡师超过预许,吾日内堂即复函也。”

“(六月七日)饭后往朱君处借钱,一登门彼即告知我今日彼接何师函,前电汇千五百方系何师寄我者,当即如数交我。惟何师未一言与我,我日内拟往函,并告以胡师之十五金镑,前熊师来款千佛郎,吾亦曾告之。”

一周后, 6月18日,他接到何鲁于4月30日写的信:

亲爱的朋友:

你到法国后,内子病复,且极厉害,我的钱差不多全用在她身上,这就是吾迟寄钱你的原故。今天,吾已做前所不能做的,电汇千五百方,由内弟朱君转,当已先此函收到。倘我的情形放松一点,吾再寄你钱,不过至早要等两月之后。

很要你好的何鲁

对于恩师的帮助,严济慈深为感动。在当天给未婚妻的信中,他写道:“吾对着何师的信,不知道流了几多眼泪,我要回何师的信,我要回何师的信,深恨我的脑筋不清楚,不能把我要讲的话显出来,只是混沌的一团情感罢了。我决计明白告诉他胡熊两师的来款,使他亦或安心一点……”

巴黎大学一年分夏秋两季考试。先通过笔试,再通过实验室课考试,数学则是应用题,最后以庄严的面试答辩通过,一门课才算考试结束。通过数学考试后,在1924年7月27日的信中,他以喜悦的心情向未婚妻报告成绩:

“吾已以第一等考得普通算学文凭矣!此为吾在法首试,即得捷报,卿亦必为以快。”

1925年7月,在巴黎大学的夏季考试中,严济慈拿下得三门主课文凭,其中普通物理名列第二,获得巴黎大学硕士文凭。一年之内完成三门主课获得硕士学位,巴黎大学史无前例,他一举成名。

夏尔·法布里(Maurice Paul Auguste Charles Fabry,1867.6-1945.9)教授是法国著名的光学科学家,也是严济慈普通物理口试的主考官。因在普通物理考试中获第二名,严济慈信心倍增。从巴黎大学毕业后,他致信法63岁的布里教授:“我很荣幸通过了您主持的普通物理考试。我还要很高兴地告诉您,这次我同时还考取了数学分析和理论力学两张文凭。我想向您请教,下一步我该怎么办?”

几天后,教授回信约请他在索邦大学办公室会面。

1925年7月29日下午,两人会面。在问了严济慈几个问题后,法布里教授对他说:“中国的大学很不错啊,你就到我的实验室来工作吧。”就这样,在巴黎大学理学院法布里教授的实验室,严济慈开始了物理学研究。

5

严济慈博士


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星光交汇 1927年回国邮轮上徐悲鸿为严济慈所绘素描像,并为之题字。

1927年6月,在巴黎大学一间大礼堂举行了论文答辩,我成为第一个获得法国国家科学博士学位的中国人。

——严济慈

1925年8月,在巴黎大学理学院夏尔·法布里教授的实验室,严济慈开始了为期两年的研究工作。

法布里教授给的研究题目是《石英在电场下的形变》。早在1880年,法国物理学家皮埃尔·居里和兄长雅克·居里,共同发现了晶体压电效应。石英(水晶片)在加压后两面即可产生正电和负电,这就是晶体受电生电的压电现象;皮埃尔·居里进一步发现,在一定面积的水晶片上加诸一定压力,产生的电量是一个常数;反之,如果在水晶片的两面通电,水晶会缩短以改变其厚薄,这就是晶体压电效应的反现象。在1927年之前,居里、伦琴等科学家测到晶体压电效应现象的正系数。根据居里老师李普曼的观点,正现象和反现象应该是客观存在,两个系数应该相等,但在当时,晶体压电效应的反现象只是理论预测,尚未取得实验数据。1906年,皮埃尔·居里因车祸去世,之后,居里夫人接替丈夫在巴黎大学的教授职位,成为巴黎大学第一位女教授。

严济慈的研究课题,就是从实验方法上测量晶体压电效应反现象数据。法布里教授为他提供了一切方便的研究条件:他在任何时候自由进入实验室,甚至可以在夜间做实验;实验所须的化学药品、感光材料,填一张申报单,即可获得。

经过反复实验,严济慈发现:用机械手段测量晶体通电后体积变化行不通,决定用单色光作为“尺子”,从而揭开了晶体压电效应反现象的秘密。他说:“我的博士论文比夏尔.法布里教授指定的题目有些发展,包括三部分内容,即石英在电场下的形变,还有石英在电场下的伸缩和石英在电场中光学性质上的改变。论文题目是《石英在电场下的形变和光学特性变化的实验研究》。”

根据相关规定,法国国家科学博士论文,必须在公开答辩前一个月交给大学,由巴黎大学印一百本交给相关教授审查。严济慈不知道自己的论文是否能通过审查,心里焦急,但仍耐心等,每天到实验室工作。一天,法布里教授找到他,问:“你的论文是否急于发表?可否等一两个星期?”

他不清楚这是为什么,回答说:“当然可以……“教授离开后,他问实验室的同事后方明白:法布尔教授新近当选法国科学院院士,决定在首次出席的院士例会上,宣读严济慈的博士论文。

当法布里教授当选法国科学院院士的消息发表时,巴黎各大报纸刊登了法布里教授和严济慈的照片,新闻记者还采访了他,实验室的同事向他祝贺,他们说:“我们的老师是以你的工作开始他的院士生涯。”

1925年6月18日,在巴黎大学的一间大礼堂,严济慈通过博士论文答辩,成为第一个获得法国国家科学博士学位的中国人,法布里教授对他说:“你获得博士学位,我很高兴,但我也很惭愧,因为我不能给你任命……”

为什么呢?因为按照法国政府规定,荣获国家科学博士学位的人将同时获得高等职务的任命,但这一规定只限于法国公民。

但严济慈没有遗憾,他归心似箭,中国有亲人师长,还有等待四年的未婚妻。


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