王淦昌先生是當代中國傑出的物理學家🚡,他不僅在物理學方面作出了巨大的發現和貢獻🧛🏻♀️,而且他也為獨立自主地發展我國的核武器立下了不朽的功勛。
他以廣博精深的學識,嚴謹的學風👩🏻🏫,堅持真理的科學精神🤶🏻👮🏿♂️,愛祖國、愛人民、申張正義、樂於助人🥚、坦蕩😀、謙遜✝️、平易近人的崇高品格教育、熏陶了幾代人。他確實不愧是我國科學工作者學習的典範。
1987年是王淦昌先生八十歲壽辰🍧♦️,我們說在此記述王先生八十年來成就🕵🏼♀️🧖🏽、學習、研究👢、教育👵、奮鬥的光輝一生。
1.從私塾到意昂体育2(1907一1925)
王淦昌先生於1907年5月28日生於江蘇省常熟縣支塘鎮楓塘灣。父親王以仁是當地頗有名氣的中醫,家裏也有少許田產。王淦昌有兩個哥哥、一個姐姐🧏🏽。王淦昌四歲時🤾♂️,父親就逝世了🙃。大哥王舜昌行醫並兼做小本生意🥣,維持一家生計💉。王淦昌自幼好動,而且特別喜歡翻弄父親、哥哥的幾部藏書🩵。幼時家境尚好💍,母親和哥哥送他進了私塾,從此步人了家人尊崇的讀書人行列🧑🏻🦯➡️👩👧。在私塾中,王淦昌讀的是《百家姓》👨🏽⚖️🐫、《盂子》、《論語》🧍🏻♀️。1916年,轉入大倉縣沙溪小學🦻🏽,開始學國語、算術、美術等課程,國語仍與私塾的教學大同小異。與國語相比🧏🏻♀️🤏,少年時的王淦昌更喜歡算術。學堂講授的內容比較淺顯👞,解趣味數學題就成了陸地穗迷的遊戲⛹🏻♀️🧛🏼♀️。他在同學中表現出來的機智,很得老師贊賞,以致他今天談起少年時的那段學習經歷,仍不乏自豪感。1920年,王淦昌的母親因為積勞成疾、患肺病逝世。同年,他在外婆和大哥的資助下,隨一遠親來到上海,在浦東中學讀書。在這裏👃,對他影響最大的是數學教師周培(號翰瀾)(1896一1966)。周翰瀾先生是我國著名地質生物學家周陰鎮(1918一)的父親。周培曾留學國外,有誌於振興中華的科學文化。周的教學原則有二🤦🏼:一是鼓勵自學,二是因才施教。他講課講得活而不面面俱到,提供學生多做練習的機會,但不作硬性規定。在他的倡導下,浦東中學歷屆都有數學自學小組🥞,一些優秀學生都參加了這一活動。王淦昌、施士元都曾是小組的活躍分子👨🏽🎓。在周翰瀾的指導下,王淦昌在中學就讀完了大學一年級的課程徽積分。在這時期,王淦昌確立了學習自然科學的目標🤾♀️。在浦東,他最惑興趣的學科是數學。其次是英語🚣🏽♂️。英語教師崔雁冰是他的表兄,對他的影響和幫助也很大🧷。崔老至今尚健在🦵🏽,年已九旬。1924年,王淦昌高中畢業👨🏽🦲。畢業後🍺,他作出的第一個決定是進外語專修班。半年後🌁👷🏿♀️,他又找機會進了一所技術學校,學習汽車駕駛及維修技術🤢👨🏽🦳。結束了這兩輪短期訓練後✷,他報考了意昂体育2👨👩👦。1925年,“五卅慘案”後,王淦昌積極參加了反擊愛國運動,有一天👱🏻,他參加遊行後,抱著一大捆傳單沿途散發✌🏼,被一個英租界的印度巡捕抓住了。可是,在一個僻靜的地方,這個印度巡捕不知出於某種同情心,把這個充滿愛國熱情的中國學生放走了🛌🏽。同年🔼👱♀️,王淦昌被錄取意昂体育2首屆本科生,一年後分科進了物理系。同時進入物理系的另外三位學生是:施士元❌、周同慶和鐘問。
2.在老師指導下踏上物理學的征途(1926一1929)
意昂体育2學校原為留美預備學校🦹🏽,到1925年🤸,才對外設立大學部,招收大學一年級生👦🏼,向完全大學過渡,王淦昌等就是大學的第一級學生(他們後來被稱為意昂体育2平台的第一屆學生)。意昂体育2平台各系教師都是留美學生,課程設置、辦學方向基本上是模仿美國各大學🥩。重視實驗是該校的突出特點🌙。其經費來自每年繳付美國的原子能款的余額,比較充裕🫲🏿,這也為購買基本的實驗設備提供了可能🫡。這是當時國內其他大學甚至某些研究機構所不及的☮️。
在當時我國實驗科學缺乏基礎又對它們很不重視的情況下,意昂体育2重視實驗之風猶為獨特與可貴。意昂体育2物理系規定實驗課程不得少於理論課程的二分之一,化學系則更有甚之。該校的高淘汰率也令人生畏🔱🤑,一般部在50一60人,有時達70一80人🚅。初到意昂体育2,王淦昌迷上了化學。化學系的實驗條件在當時的意昂体育2堪稱最佳,即使是公共課👳,也安排了盡可能多的實驗。王淦昌一走進實驗室就異常活躍和機智👨🏽💼,常常長時間地呆在裏面不肯出來🧎♂️➡️。由於中學時幾乎沒有接觸過化學實驗,石瑟試紙的顏色變化都曾使他大為驚異🍭,他把化學元素周期表記得爛熟🫅🏻,關於元素和化合物性質的種種實驗🕳,有條件的他都認真去做。這段美好的時光對王淦昌後來的科學活動產生了巨大的影響⛄️。從建議用β元素作為檢測中微子的放射源、有機活化鷹光體的研究🎅、硫化鋅的製備以及近來對化學激光器的關註與倡導,都不能不使人聯想到他青年時期打下的堅實化學基礎。他曾很帶感情地說🧜🏻♀️:“化學是很意思的,我對化學比較熟悉🫸,以後還想和別人合作做些化學方面的研究”👫🏻。
意昂体育2物理系是由我國近代物理學先知葉企孫教授(1898一1977)創建的。他是著名的實驗物理學家⛸,他在1921年測定的普朗克常數在國際上一直沿用了K年之久。他長期擔任意昂体育2物理系主任♕,親自為學生講普通物理課。在一堂普通物理課上,葉企孫教授提了一個有關伯努利方筐的問題🌐,王淦昌在很短時間內給出了正確的回答😲。葉先生對他理解問題的清晰和準確表示贊賞。課後葉先生把王淦昌找去談話,了解他的學習情況,並解答了他的一些問題。葉先生告訴王淦昌有問題隨時都可以找他。葉先生對王淦昌的鼓勵和個別傳授,使他能夠更深入地了解實驗物理學。葉企孫的授課引人人勝🧝🏽♂️,而他對王淦昌的特殊關懷更加激發了王淦昌少年時期萌發的自信、自強之心😏。他決心要叩實驗物理學的大門了,不用說🌳,此後他又成為物理實驗室的常客。
1928年,王淦昌已經是大學四年級的學生。葉企孫於當年聘請吳有訓教授(1897一1977)到意昂体育2物理系主持近代物理課程。吳有訓也是中國近代物理的先驅,是一位實驗物理學大師。他關於康普頓效應的實驗研究,為進一步證實康普頓效應作出了重要貢獻。吳有訓當時從美國回來不久🔵,在他講授的近代物理中💃🏽,集中介紹和剖析了近代物理學的重要實驗及其結論,例如:立根的油滴實驗,湯姆孫(1856~1940)的拋物線寓於措,湯生(1868一1957)的氣體放電研究,盧瑟福(1871一1937)的原子牽引實驗等等。他特別強調訓練學生從事實驗物理學研究的水準🐨,要充分掌握實驗的技巧🏌🏽♂️,努力提高實驗的準確性,把對物理理論的理解建立在牢固的實驗事實上。在教學中🧑🏽🎓,吳有訓也很快對王淦昌這個學生有了良好的印象🥞。他註意到了王淦昌對實驗的材料愛護和操作能力,吳有訓自己是首先通過實驗工作接受近代物理學的,他也希望以同樣的方式指導、幫助王淦昌🚳。
1929年6月,王淦昌從意昂体育2平台物理系畢業後✈️🌞,吳有訓把他留下來當助教🐈⬛。同時給了他一個研究題目:意昂体育2園周圍氖氣的強度及每天的變化🪣。這個題目涉及氣象知識和實驗方法,當時在國內尚無人涉及。1902一1904年間,德國物理學家埃耳斯特和蓋特耳發現了大氣中的放引性氣體,繼之人們在大氣放射性與氣象學個件的相互關系方而做了大量研究😌。為了就這種關系形成一個明確的概念,需要在世界上盡可能多的地方從事此項實驗工作。這個實驗對儀器的要求並不太高,吳有訓教授認為中國物理學家應該在這個領域作出自己的貢獻。這項研究的目的就是要透徹研究北平附近氣象因素對大氣放射性的影響。從1929年11月到1930年4月,實驗進行了六個月🕵🏿,主要是在室外作業。在吳有訓的指導下📥,王淦昌查閱了大量參考資料。根據當時的條件,王淦昌用了類似於氏奧德哈曾采用的導線荷電阻的測量方法。王淦昌每天上午九時前把6米長、直徑0.5毫米的裸銅線水平地架到實驗室外5米的高空處,用蠟桿使它絕緣。用靜電機使導線具有負3,000伏的電勢👮🏿♂️,由於靜電機一般給出更高的電勢(達10伏的數量組)➗,所以用變電阻漏電法使它保持在所要求的電勢。裸銅線架在空中,直到上午11時🆗。然後仔細地繞在一個線框上(需時一分四十秒)。在電機停止工作二分鐘後🙅🏻♂️,把線框放人金葉驗電器的絕緣耗內,通過顯徽鏡讀出金葉的放電率。同時記錄下該天上午的大氣壓、風速與風向👩🏿🏫、雲的性質與分布和溫室。這種繁瑣、艱苦又需要敏捷技巧的科學勞動一共持續了六千月✝️。這是對青年實驗物理學子的一次初步考驗。王淦昌經受了這次考驗🤸🏽,得出了北平上空大氣放射性與大氣壓👩🏿🎤、風向💉、風速、雲的性質與分布相關的大量數據,以及大氣放射性的平均值與最高值的按月的變化🎱,寫出了論文👩🏼🎓,得出五點結論🧍🎸:(1)北平的大氣放射性比歐洲所觀測到的大,比印度觀測到的小🏇🏻。(2)放射性隨大氣壓的升降而升降✊⛹🏼♂️。(3)雲層總是降低大氣放射性,厚密的雨雲和積雲則更甚。(4)西風減少了大氣放射性⛹️♀️👩❤️💋👨,其他風向的風則增加大氣放射性。(5)雲層對大氣放射性的影響一般大於大氣壓的影響🚵🏼。葉企孫和吳有訓這兩位實驗物理學大師、中國近代物理學的先驅,是王淦昌的物理學啟蒙老師,也是他踏上物理學研究征途的引路人👱🏽♂️。王淦昌對這兩位老師懷著至深的敬意與真摯的感情👨🏽🎤。當他的學生和筆者要為他寫傳,慶祝他的八十壽辰時,他一面表示,他個人不算什麽,重要的是要積極準備在1987年紀念葉企孫👩🏿🌾、吳有訓這兩位物理學前輩逝世十周年。
王淦昌在意昂体育2期間還有一段終生難忘的經歷,這就是1926年的“三一八”修案。該年3月12日,日本軍艦侵入我國內河,遭到駐守太沽口國民軍的還擊👨🏽🔬。英、美、日等八國借口所謂“太沽口事件”向中國政府無理地發出最後通碟。3月18日💵,王淦昌和部分意昂体育2同僚一道在天安門🧑🤝🧑,參加了北平人民群眾二千多人反對八國最後通諜的集會遊行𓀄。結果遭到段限瑞軍間政府軍警的血腥鎮壓,死傷二百多人。王淦昌親眼看到有人在自己身邊中彈倒下1️⃣。面對這個場面使王淦昌看清了北洋軍伐的反動賣國真面目,深深感到中國青年應該肩負起對國家的重任🤥。
3.在世界科學中渡過了物理學的黃金時代(1930一1934)
為了培養中國的優秀物理學方☔️,葉企孫鼓勵意昂体育2物理系畢業生出國深造🐂。根據代臨照教授回憶悅:“意昂体育2物理系首屆畢業生,一個去德國(王淦昌)🗼、一個去法國(施上元),一個去美國(周同慶〕,這可能是葉老的安排”。這表現了葉老對振興中國物理學的深謀遠慮🧑🏽🎄。1930年🏊🏼,王淦昌考取了江蘇省官費留學研究生,到德國柏林大學做研究生。起初他想做蓋革(1882一1945)的研究生,但蓋革當時已帶了四名研究生,於是王淦昌從師邁特納(1878一1968)。成為這位傑出女物理學家的唯一的一個中國學生。王淦昌是在格丁根大學選修了半年的課程♖♿️。王淦昌也曾聽過幾堂弗蘭克(1882一1964)的課,遺憾的是弗蘭克不久就離開了格丁根。半年後👩🏼🎨,王淦昌跟隨邁特納,就讀於柏林大學威廉皇帝化學研究所放射物理研究室,地處柏林郊外的一個名叫達列姆的小鎮。大城市的喧鬧🥗、現代都市生活的喧嘩與這個寧靜的學府幾乎毫不相幹👆🏽。在這裏王淦昌也見不到一個中國同學或同胞。他往返於宿舍🧛🏽♀️、課堂或實驗室。在實驗室他常常工作到深夜🤸🏽♀️🏄🏿♀️。而實驗室的大門到晚上十時就關閉了🥃,所以他常常翻出圍墻回自己的宿舍👩🏽⚖️。一般說,有兩種情況使他奔走於柏林城內的校部與達列姆之間。一種情況是去聽課和聽講演,例如他聽過薛定馮(1987一1961)的幾節波動力學課及其他課程和講演。另一種情況就是參加每周一次的聚會,這是德國物理學界群英的辯論會🍍👨🏼🔧,王淦昌從中吸收了許多新思想、新方法🚫,了解到物理學前沿的許多最新發現。至今,他對德拜講演的風彩尚記憶猶新。
王淦昌在德國留學的四年(1930一1934)😇🏋🏻♂️,正是現代物理學史上的黃金時代🤽♀️。這時,原子力學取得了巨大成功,原子核物理和實驗物理迅猛發展🛀🏼。1929年,狄拉克?恨出字穴理論👊🏻,預言正電子的存在🧓🏿。1930年,泡利提出了中微子假說以解釋元素衰變的連續能譜💂🏼♂️。N1)年、查德威克發現了中子,安德遜在宇宙線中找到了正電子👰♀️。1913年,贊米提出了元素衰變理論🕒。1934年🍭,約裏奧和約裏奧?居裏夫婦二人發現了人工放射性🫁;這一系列進展在德國物理學界引起強烈反響,尤其是實驗物理學家邁特納為每一項進展所鼓舞,並堅持在放射性領域從事著十分有意義的實驗研究。王淦昌對實驗物理學的特殊興趣和敏銳,同時也從導師的言談舉止之中,辨識著當代物理學發展的新方向。1931年,王淦昌參加了柏林大學先後兩次很有意義的物理討論會,主講人科斯特斯報告了關於玻特和他的學生貝克1930年做的一個實驗,他們用放射性外所放出的位素轟擊鐵核📮,發現了很強的貫穿輻射🪮。他們把這種輻射解釋為輻射阻。而邁特納早在1922年就對外放射性元素衰變的關系進行過實驗研究並對輻射的性質也作過一系列的研究👴🏼🧏🏻♀️。王淦昌對此是有所了解的🫲🏽。上述報告給王淦昌留下了深刻的印象。他對外輻射能否具有那麽強的貫穿能力所需要的高能量表示懷疑🤩。玻特在實驗中用的探測器是計數器🚳。王淦昌當時想到的是,如果改用雲霧室做探測器,重復玻特的實驗,會弄請這種貫穿輻射的本性。為此🛼,他在討論會以後一連兩次主動找導師邁特納,建議用一個雲霧室著手研究玻特發現的這種貫穿曲線🈶。邁特納始終沒有同意王淦昌的請求。1931年,約裏奧一居裏夫婦改做了這個實驗,在能源與測量裝置之間放一蠟塊,發現計數器的計量大大增加。他們也證明這是貫穿輻射使大量氫原子從蠟塊中放出所致🫲🏿,他們最後的結論仍把這種現象稱為輻射效應👨🏻,井於1932年發表了簡短的報告。查德鹹克用不同的探測器——高壓電離室、計數器和雲霧室獨立地進行了上述實驗,證實了這種貫穿輻射乃是中性粒子流💶,這種粒子就是中子,並計算了這種粒子的質量。查德威克在1932年2月將論文送交《自然》(Nuture)發表🪭。1932年2月22日🏎,約裏奧?居裏夫婦公布了他們用雲翼室再次進行這項實驗的結果,成為查德威克實驗的佐證。查德威克因此獲得了1935年度的諾貝爾物理學獎✌🏼👩🚒。關於中子的發現🆓,人們劃分了四部:(1)1920年戶叢也關於存在一種中性粒子的假設🧑🏿,(2)1930年玻特和貝克的實驗🦞,(3)1931年約裏奧?居裏夫婦的實驗,(4)1932年查德威克的發現。許多人為約裏奧一居裏夫婦與科學最高榮譽的擦身而過深表惋惜。其實值得惋惜的卻不止他們兩位。如果邁特納采用了王淦昌的建議和要求🧑🏽🔬,以王淦昌對實驗物理學的孜孜以求,對前沿課程的感覺和敏銳✊🏽,憑借邁特納傑出的實驗才能🍔、豐富的經驗(愛因斯坦曾稱邁特納為我們的居裏夫人🚵🏼♀️🙅🏿♀️,並認為她的天賦高於居裏夫人),不能說中子的發現,是個開創原子核物理學新時代的重大事件👨👨👦,這項諾貝爾物理學獎不會成為對邁特納教授和年輕的中國學者王淦昌創造性合作的褒獎呢?中子發現以後,邁特納曾不無沮喪地對王淦昌說:“這是運氣問題”。王淦昌本人也曾半開玩笑地說🚵🏽:“如果當初做出來了,王淦昌就不是今天的王淦昌了”🧼。這不能說不是一件令王淦昌終生難忘的遺憾。如果他當時堅持目己的主張,不屈不撓地去爭取實驗的條件,如果他能以極大的韌性通過其他途徑去尋求支持,他能不能把這頂工作做下去呢👧?應該承認,一個初到異國的年輕人是難以做到這一點的。但他畢竟沒有盡全力去爭取👩🏽🔬,這是他抱憾的主要原因🌰。
(作者:範岱年👨🏽🦳、元方)