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第40章 著名科学家工学家(3)

在布里奇曼的指导下,叶企孙投入压力对铁磁性物质磁导率影响的研究,研究工作于1923年完成,研究成果作为他的博士论文于1925年发表。布里奇曼在其《高压物理学》一书中,对叶企孙的这一工作给予了详尽介绍和高度评价。叶企孙从事的这项实验工作,为他日后回国开创我国磁学研究奠定了基础。

【名家小传】

叶企孙(1898—1977),原名鸿眷,以字行,上海市人。我国近、现代杰出科学家和教育家,也是我国现代科学事业的主要创始人之一。

叶企孙生于上海市唐家弄一个书香门第,幼入私塾,1907年入敬业学堂,1911年入清华学堂。1914年,其父叶景澐应聘任清华国学教师。叶企孙在其父指导下,阅读经史子集著名篇章和《九章算术》、《海岛算经》、《算法统宗》、《畴人传》、《梦溪笔谈》、《谈天》、《天演论》和《群学肄言》等著作,因而国学根基深厚,并为研究中国自然科学史打下了扎实基础。1918年在清华学校高等科毕业后赴美,1920年6月获芝加哥大学理学学士学位,1923年6月获哈佛大学哲学博士学位。回国之前,访问了英、法、德、荷、比等国的大学及物理研究所约5个月。他通晓英、法、德语。通过这次访问,对欧洲高等教育和科研情况有了较全面的了解,这对他回国后的工作大有裨益。1924年3月回国,先后在东南大学、清华大学、西南联合大学和北京大学任教,并任中央研究院评议员、院士、总干事和中国科学院数理化学部常务委员、应用物理研究所专门委员、近代物理研究所专门委员、自然科学史研究所研究员,中国物理学会副会长、会长、理事长等职。叶企孙将一生献给了我国的高等教育事业和科学事业,功勋卓著。但在“文化大革命”中横遭诬陷,身心备受摧残,1977年1月13日病逝。

叶企孙与合作者一起,利用X射线短波限与加速电压的关系测定普朗克常数,获得当时该方法最精确的实验数据;精确测量铁、镍、钴在静止液体高压强下的磁性,对高压磁学做出了开创性的贡献;创办清华大学物理系、北京大学磁学专门组,为我国高等教育事业和科学事业做出了卓越贡献,培养出了一大批著名科学家。

吴有训在南京高师:科学救国,立誓献身

吴有训把孙中山先生曾经的一段话始终牢记在心中:“国民革命需要两路大军,一路举行起义,建立民众政权;另一路则学习世界先进科学技术,改变我国贫穷落后的面貌。”

当时的祖国,在吴有训眼中,多是贫穷、落后、愚昧和“东亚病夫”之类。作为中国人,对改变祖国面貌负有不可推卸的责任。吴有训决心埋头苦干,并为之奋斗终生。

在新式私学即立大志

吴有训出生在今江西省高安市荷岭乡一个名叫石溪吴村的小村庄。吴家祖上曾做过清朝的小官,但到吴有训的父辈时家道已经中落。吴有训有兄弟姐妹5人,他排行第二。他的父亲吴起辅起初以教书为生,后去汉口作店员,家务重担几乎完全落到了吴有训母亲的肩上。吴有训的母亲是一位典型的中国传统女性,勤劳节俭。在这位农村妇女的辛勤操持下,生活虽谈不上富裕,却也不至有冻馁之虞。吴有训后来回忆起母亲时,认为她是一位精力充沛、讲究实效的女性,一位慈祥而又严厉的母亲;她的言传身教,对自己的一生影响极大。

吴有训7岁时入家塾,习旧学。12岁时,有一位从云南归来的族叔(即后文提到的吴起銮),受族人之托,办起了一所新式的私学堂。他授课之余,还会讲些诸如“物竞天择,适者生存”之类的话题。吴有训和他的小伙伴们似懂非懂,但兴趣盎然。

吴有训出生于19世纪末的旧中国。那时的社会状况很不好,清政府昏庸腐败,国衰民弱,文盲遍地,迷信盛行,科学很不发达。在这样的社会背景下,在家塾读了几年旧书的少年吴有训,被父亲转学从师于广博众望的吴起銮。

这位吴起銮老师是吴有训的一位族叔,刚从云南卸官回乡,可算是村里读书最多的人了。他精于文史,又兼知数理;并因在外做官多年,对于仕途及社会、经济状况感慨满腹。吴有训的父亲认为,吴起銮为人正直,见多识广,并且很有学问,就极力鼓励他在家乡办学育人,并愿以重金助学。吴起銮本就有此想法,自然一拍即合。这样,少年吴有训就改师从学吴起銮。

吴起銮的教学内容非常广泛,既有旧学也有新学,既讲语文,也讲数学,教学方法是灌输与启发兼而有之。

吴有训特别敬佩老师启发式的讲课,因为这与以前的先生大不一样,不仅可使思路开阔,而且在老师的启发下,自己的很多问题都可一一找到答案。

另外,老师的特殊经历,使他在讲课中常常慨叹国家的衰弱。把他自己体会很深的“物竞天择、适者生存”的道理,以生动、有趣的方式讲解出来。少年吴有训被这些似懂非懂的道理强烈地吸引了。它使吴有训静心凝神地想,时而就一二个疑问请教先生,先生总是有问必答。吴有训虽不能完全听懂,却也感到十分满足。

久而久之,从老师那里请教有关“物竞天择”的学问,成了吴有训最大的兴趣,无论刮风下雨,春夏秋冬,从不间断。有一次,先生走进吴有训的宿舍,发现他的枕头两边摆满了各种各样的书,即随手拿起一本,书名为《物理常识》。先生一页页地翻看着,看到许多地方,被吴有训用几种不同的笔画了杠杠,有的还做了简单的注解。从这里,老师看到了吴有训那种刻苦认真、孜孜不倦地学习的精神。他也清楚地看到,吴有训酷爱物理,并有天赋……

吴有训读书学习,喜欢联想,由此及彼,由表及里,甚至能漫无边际地展开想象的翅膀。这与他特别喜爱“物竞天择、适者生存”的道理密切相关。

有一次学了《地理学》上地球的经、纬线后,十分好奇的吴有训,居然会联想到母亲织布机上织就的布,那不就是由经线和纬线组成的吗?他放学回家后,趁母亲不在,就坐在她的织布机前,这里摸摸,那里弄弄。回想着母亲织布时的样子和手势,踏动木机,穿动木梭,经经纬纬地试织了一段布。事后,竟然未被精明的母亲发现。这事曾使他激动了好几天。他觉得,世界上许多事物都是由经和纬组成的;而通过自己的劳动,就能创造一切。

就这样,吴有训有了一个坚实的文化基础。之后,吴有训以其坚韧、刻苦的努力,一路过关进取,直登科学的殿堂。

已不是小孩的吴有训,在社会的急剧变革之中,对于人生奋斗目标,开始有了自己的决心和打算。吴有训把孙中山先生曾经的一段话始终牢记在心中:“国民革命需要两路大军,一路举行起义,建立民众政权;另一路则学习世界先进科学技术,改变我国贫穷落后的面貌。”

当时的祖国,在吴有训眼中,多是贫穷、落后、愚昧和“东亚病夫”之类。作为中国人,对改变祖国面貌负有不可推卸的责任。吴有训决心埋头苦干,并为之奋斗终生。

到省城上中学

带着一身泥土气息的农家子弟吴有训,先到县城,继到省城,少年时代几乎全是陪伴着书本度过的。由于家境本不富裕,他十分珍惜这来之不易的机会,始终保持着那股谦虚好学、奋发向上的劲头。

吴有训在本村堂叔吴起銮老师所办的私塾中接受过启蒙教育以后,年龄稍长,就进了高安县一所小学。读书期间,他经常要分担家庭的一部分体力劳动。读完小学后,按他的家境状况,本无力再继续念书。但吴有训从小喜好学习,不但非常刻苦用功,且天资聪颖,一向成绩出众。为满足他强烈的求知欲望,父母在亲友的帮助下,决心送他到省城南昌上中学。

吴有训进入南昌二中念书。南昌二中系私立心远中学与瑞州中学合并而成。而创办于1901年的心远中学,与天津的南开中学、湖南长沙的明德中学,系当时中国最好的3所私立新学。中共早期领导人张国焘(江西萍乡人)亦是南昌二中的学生,后考入北京大学。此外还有铁路专家程孝刚、医学家黄家驷、出版家邹韬奋、政界人物饶漱石、国民党宣传部长程天放、国军总参谋长桂永清等,也是该校的校友。

吴有训时年19岁(1916年)毕业于省立南昌二中。如同当时许多家境贫寒而又想继续求学的青年一样,他把升学的目标对准了公费的南京高等师范学校。同年,他顺利考入这所著名高等学府的理化科。

南京高师的前身,是清朝两江总督张之洞创办于1902年的三江师范学堂,以当时两江总督管辖范围以界,招收长江下游的江西、安徽、江苏三省子弟入学,故称为“三江”。后又改名为两江师范学堂。南京高师教务主任郭秉文,训育主任刘伯明、陶行知、杨杏佛、胡刚复等,皆一时师资优佳之选。

考入南京高师及留学美国

1916年7月,吴有训从江西省立第二中学毕业,同时考入南京高等师范学校。南京高师地处古都南京市四牌楼地区,坐落在鸡鸣山南麓的明代国子监原址上,当时与北京高师、武昌高师、广州高师并列为中国最早成立的4大国立高等师范学校。

吴有训当年之所以投考南京高师,是与许多家境比较贫寒的学生出于同样的考虑:一方面是因为这所学校名师荟萃,有较高的声誉;另一方面,它是一所师范学校,一般不收学费,在此求学,可以大大减轻家庭的经济负担。

当年的南高师,以培养新式老师为职责,学制为4年(预科1年、本科3年)。吴有训就学于该校的理化部。当吴有训升入三年级时,学校里来了一位刚从美国哈佛大学获得博士学位的年轻教师,他就是日后成为中国著名物理学家的胡刚复先生。

胡刚复先生是中国最早从事X射线研究的学者,具有较高的学术水平。他刚从美国归来,比较熟悉国外的最新研究状况。吴有训在胡刚复的影响下,开始接触到物理学前沿的知识,逐渐培养起对X射线研究的浓厚兴趣,这对他日后的成长起了很重要的作用。

大学时代的吴有训,并非一个在各方面都出类拔萃的学生。但他在学业上刻苦钻研,一丝不苟,并且锲而不舍。吴有训在这4年,就已表现出一种不喜空谈、崇尚实干的精神。他抱定科学救国的理想,而这一点也贯穿了吴有训的一生。

吴有训1920年从南高毕业以后,在中学教了一段时间的书,先后任教于母校南昌心远中学和上海公学。然后在1921年秋,以优异成绩考取江西省赴美国官费留学生。他从上海乘海轮赴美国,进入芝加哥大学物理系学习,实现了自己献身科学的第一个目标。

吴有训在芝加哥留学期间,不像文科生闻一多、罗隆基等人那样总是集会、结社、高谈主义;他与同学蔡庄长恭、谢玉铭(谢希德之父)、袁敦礼等人,基本上不参加任何政治与社交活动。

1年以后,崭露头角的美国年轻物理学家A·H·康普顿,来到芝加哥大学执教。吴有训成为他的研究生和助手,跟随康普顿进行X射线方面的研究,由此而参与了后来被称为康普顿效应的研究工作。1926年,吴有训完成了一系列重要的实验工作,并获得芝加哥大学博士学位。

后来,康普顿曾向杨振宁教授说过,他一生有两位最得意的学生,就是吴有训和L·W·阿尔瓦雷茨。他始终不能辨别,他们两人究竟谁的天资更高。

吴有训获得博士学位以后,在芝加哥大学的赖尔森物理实验室工作了一个短时期,于1926年秋返国,开始专心从事科学和教育工作。

【名家小传】

吴有训(1897-1977),字正之,江西高安人。著名科学家、教育家,中国近代物理学奠基人。

1916年到1920年在南京高等师范学校(后为东南大学、中央大学,今为南京大学)学习。1921年赴美留学,入芝加哥大学,随康普顿教授从事物理学研究,1926年获博士学位。同年秋回国,先后在江西大学和中央大学任教。1928年秋起任清华大学教授、物理系主任、理学院院长(包括1938年以后在西南联合大学的8年)。1945年10月任中央大学校长。1948年底任交通大学教授,1949年任交大校务委员会主任,此年秋到1952年秋任交大校长。1950年夏任中国科学院近代物理研究所所长,同年12月起任中国科学院副院长。另担任中国物理学会理事长多年。1977年11月30日在北京逝世。

20世纪20年代,吴有训在X射线散射研究中,以系统、精湛的实验和精辟的理论分析,为康普顿效应的确立和公认作出了重要贡献。回国后,开创X射线散射光谱等方面的实验和理论研究,创造性地发展了多原子气体散射X射线的普遍理论。他是中国近代物理学研究的开拓者、奠基人和学科带头人之一;在培养大批优秀科学人才、发展中国科教事业等方面作出了重要贡献。

张含英与北洋大学:学习水利,立志治河

张含英的家就在中国的母亲河——黄河南岸。他经常站在家乡的护城堤顶,向远处瞭望,默想着,思考着:这条哺育中华民族的黄河,怎么又会带来这样大的灾难呢?能不能治理呢?这种原始的、模糊的念头,不断地在他头脑中酝酿着。中学快毕业了,学什么呢?他决定走建设祖国、改造自然的道路。

只报一个志愿就如愿以偿

张含英是山东菏泽人。菏泽是曹州府首县,位于黄河南岸不远的地方。菏泽城外有护城堤,这是因黄河经常决口泛滥而筑的。老人们说,曹州历来是黄河经常泛流的地区,近年不还时常听到黄水涨发的警报吗?清朝咸丰年间改道的大灾难,是他们亲身经历的。张含英每每站在堤顶向远处瞭望,默想着,思考着:这条哺育中华民族的黄河,怎么又会带来这样大的灾难呢?能不能治理呢?这种原始的、模糊的念头不断在他头脑中酝酿着。中学快毕业了,学什么呢?他决定走建设祖国、改造自然的道路。

家乡有在北京大学读书的人,张含英向他们述说了他的想法,并问人家应该考哪个系?回答说:“土木。”他又问:“在全国大学中,哪个大学最好?”回答是迅速和准确的:“最好的是天津的北洋大学!”后来他又问了好几个人,大家竟一致推荐他去北洋。张含英暗暗下了决心:好!我一定考北洋。就这样,他在中学毕业后,第一个志愿就是考北洋大学;根本没有第二志愿。

那时北洋在天津招生,同时也在北京招生。为了达到一定要上北洋念书的目的,张含英不但在北京报了名,也在天津报了名。结果,他幸运地考上了!当时,高兴的心情真是难以形容。

严格的学风

虽然张含英在中学时学过3-4年英文,成绩不错,但进入北洋后,仍然感到困难。这个学校要求很严格,教员很多是外国人,英文、德文、物理、化学等课程全用外语讲授,听起课来很吃力。2门功课不及格就降班,制度掌握得非常严格,毫不通融。所以,同学们的脑子中,总是考虑着降班这件事。可以说“严格”是北洋的一个特点。

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