吳有訓(xùn) - 個(gè)人簡介
吳有訓(xùn)1920年畢業(yè)于南京高等師范學(xué)校。1921年赴美入芝加哥大學(xué),隨康普頓從事物理學(xué)研究,1926年獲博士學(xué)位。1926年秋回國,先后在江西大學(xué)和中央大學(xué)任教,1928年秋起任清華大學(xué)教授,物理系主任、理學(xué)院院長(包括1938年以后在西南聯(lián)合大學(xué)的8年)。1945年10月任中央大學(xué)校長。1948年底任上海交通大學(xué)教授。1949年任校務(wù)委員會主任。1950年夏任中國科學(xué)院近代物理研究所所長,同年12月起任中國科學(xué)院副院長,吳有訓(xùn)曾任中國物理學(xué)會理事長。1977年11月30日在北京逝世。
他身高一米九零,在國民黨時(shí)代曾主持中央大學(xué),要從歷史上算,或許可算是中國第一個(gè)全國科研機(jī)構(gòu)的負(fù)責(zé)人,資格比郭沫若還要老,而“康普頓—吳有訓(xùn)效應(yīng)”則彰示著他在專業(yè)領(lǐng)域的成就。中國科學(xué)院成立以后,吳有訓(xùn)先生擔(dān)任副院長、數(shù)理化學(xué)部主任兼原子能研究所所長。從中國科學(xué)院當(dāng)時(shí)對頂級老大們的稱呼看,堂堂的吳有訓(xùn)先生不過是“主任”,而他下面的各路諸侯如嚴(yán)濟(jì)慈之類,則稱為學(xué)部委員。可是大家都很服氣,因?yàn)檫@直接影響了科學(xué)院的風(fēng)氣,使它在較長時(shí)間里能夠堅(jiān)持“名副其實(shí)”、踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)。所以20世紀(jì)90年代改設(shè)院士以前,科學(xué)院的學(xué)者們都是“學(xué)部委員”。吳有訓(xùn)是數(shù)理化學(xué)部的當(dāng)家人,也是被大家稱做最有氣派的。如此看法首先是因?yàn)閰怯杏?xùn)先生學(xué)識服眾,另一方面吳也確實(shí)有氣派的本錢——吳的身材高大,形象威嚴(yán),讓人望而生畏。李政道、鄧稼先等人都是他的學(xué)生,吳老的威風(fēng)可不是擺出來的。
吳有訓(xùn) - 生平概況
吳有訓(xùn),字正之,1897年4月26日出生于江西省高安縣石溪吳村的商人家庭。自幼在私塾讀書。1912年進(jìn)高安縣的瑞州中學(xué),后隨學(xué)校并入江西省南昌第二中學(xué)。1916年以優(yōu)異的成績畢業(yè)。同年考入南京高等師范學(xué)校理化部,受教于剛從美國哈佛大學(xué)歸國的胡剛復(fù)。胡剛復(fù)曾從事X射線研究,熟悉國際上物理學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)。吳有訓(xùn)在胡剛復(fù)的指導(dǎo)下,對X射線有了基本了解,為后來的發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)。他重視實(shí)驗(yàn),勤于動(dòng)手,同時(shí)對學(xué)習(xí)鍥而不舍,有頑強(qiáng)的鉆研精神。1920年從南京高等師范學(xué)校畢業(yè),回江西在南昌第二中學(xué)任教,后又到上海公學(xué)擔(dān)任短期的物理教員。在胡剛復(fù)的指點(diǎn)下,他以優(yōu)異成績考取了江西官費(fèi)留學(xué),1922年1月赴美入芝加哥大學(xué)。
吳有訓(xùn)進(jìn)入芝加哥大學(xué)的第二年,康普頓由圣路易的華盛頓大學(xué)轉(zhuǎn)到芝加哥大學(xué)執(zhí)教。這時(shí),康普頓剛剛發(fā)現(xiàn)以他的名字命名的康普頓效應(yīng)。所謂康普頓效應(yīng),就是波長極短的電磁波(例如γ射線或X射線)經(jīng)散射物散射后波長變長的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),對波粒二象性的認(rèn)識和量子理論的發(fā)展有重要意義。吳有訓(xùn)正好在康普頓作出這一重大發(fā)現(xiàn)之后接受康普頓的指導(dǎo),參與了這項(xiàng)研究工作,成了康普頓得力的助手和主要合作者。吳有訓(xùn)在康普頓的指導(dǎo)下做博士論文,題目就叫“康普頓效應(yīng)”。1925年通過答辯,獲得芝加哥大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。他以精湛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、嚴(yán)密細(xì)致的工作和精辟的理論分析確證康普頓效應(yīng)的普遍性,發(fā)展并豐富了康普頓的工作,使這一發(fā)現(xiàn)更快地得到國際學(xué)術(shù)界的承認(rèn)。
1926年吳有訓(xùn)回國后,先回到江西參與江西大學(xué)的籌備工作,后因政局動(dòng)蕩,建校難成,乃轉(zhuǎn)而投奔恩師胡剛復(fù)。1927年8月受南京第四中山大學(xué)(后改名為中央大學(xué))之聘任物理系副教授,兼系主任。翌年,清華大學(xué)理學(xué)院院長葉企孫得知吳有訓(xùn)回國,通過胡剛復(fù)邀請他到清華大學(xué)任物理學(xué)教授。以后數(shù)年,吳有訓(xùn)在清華大學(xué)充分施展了自己的才華。他一方面認(rèn)真講授近代物理學(xué),一方面積極倡導(dǎo)、組織并參加近代物理學(xué)的科研工作,并創(chuàng)建了國內(nèi)第一所近代物理實(shí)驗(yàn)室。10年內(nèi),他從理論上探討X射線的氣體散射,先后在國內(nèi)外發(fā)表了10余篇論文。他的工作被嚴(yán)濟(jì)慈譽(yù)為開了“中國物理學(xué)研究的先河”。
1934年,吳有訓(xùn)接葉企孫任清華大學(xué)物理系主任,1937年又接替葉企孫任清華大學(xué)理學(xué)院院長。他在這些領(lǐng)導(dǎo)工作中,始終把教學(xué)質(zhì)量放在第一位,同時(shí)堅(jiān)持教師不脫離科學(xué)研究。他廣攬名師,延聘學(xué)高詣深的學(xué)者到校任教。對學(xué)生的學(xué)業(yè)嚴(yán)格要求,本著寧缺毋濫的原則選拔學(xué)生。他注意發(fā)揚(yáng)民主,尊重每一位教職員工。在葉企孫和他的主持下,清華大學(xué)物理系成了聞名中外的培養(yǎng)物理學(xué)人才和科學(xué)研究的基地。
1937年,清華大學(xué)遷往長沙,和北京大學(xué)、南開大學(xué)組成長沙臨時(shí)大學(xué)(1938年由長沙遷往昆明改為西南聯(lián)合大學(xué)),吳有訓(xùn)出任理學(xué)院院長,兼新成立的清華大學(xué)金屬研究所所長。
1945年,吳有訓(xùn)任中央大學(xué)校長。他從愛護(hù)青年出發(fā),對國民黨當(dāng)局迫害青年進(jìn)行了堅(jiān)決的抵制。他厭惡官僚統(tǒng)治,1947年借出國參加國際會議之機(jī),擺脫了中央大學(xué)校長職務(wù)。1948年,先后在美國哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院等校進(jìn)行短期訪問,從事科研工作。
中華人民共和國建立后,吳有訓(xùn)出任華東軍政委員會委員,兼教育部長,同時(shí)擔(dān)任上海交通大學(xué)校務(wù)委員會主任。1950年,赴北京任中國科學(xué)院近代物理研究所所長。同年12月,中央人民政府任命吳有訓(xùn)為中國科學(xué)院副院長。1955年,當(dāng)選為中國科學(xué)院數(shù)理化學(xué)部委員兼學(xué)部主任。
1949年,吳有訓(xùn)作為無黨派民主人士的代表出席第一屆中國人民政治協(xié)商會議,以后又被選為第二屆中國人民政治協(xié)商會議全國委員會委員,第三屆中國人民政治協(xié)商會議常務(wù)委員,第一、二、三、四屆全國人民代表大會代表,第二、三、四屆全國人民代表大會常務(wù)委員會委員。
吳有訓(xùn) - 學(xué)術(shù)研究
吳有訓(xùn)對近代物理學(xué)的重要貢獻(xiàn),主要是全面地驗(yàn)證了康普頓效應(yīng)?灯疹D最初發(fā)表的論文只涉及一種散射物質(zhì)(石墨),盡管已經(jīng)獲得明確的數(shù)據(jù),但終究只限于某一特殊條件,難以令人信服。為了證明這一效應(yīng)的普遍性,吳有訓(xùn)在康普頓的指導(dǎo)下,做了7種物質(zhì)的X射線散射曲線,證明只要散射角相同,不同物質(zhì)散射的效果都一樣,變線和不變線的偏離與物質(zhì)成分無關(guān)。他們在1924年聯(lián)名發(fā)表題為:《經(jīng)輕元素散射后的鉬K射線的波長》一文,論文刊登于《美國科學(xué)院通報(bào)》第10卷上。文中寫道:“這些實(shí)驗(yàn)無可置疑地證明了散射量子理論所預(yù)言的光譜位移的真實(shí)性。”
但是這篇論文還不足以否定反對者的論據(jù)。著名X射線研究者、美國哈佛大學(xué)的杜安教授宣稱:在他的實(shí)驗(yàn)室里沒有觀測到康普頓預(yù)計(jì)的峰值,康普頓的峰值可能是由于實(shí)驗(yàn)裝置放在包有鉛皮的木箱中,X射線打到木箱激發(fā)起某種新的射線。為此,吳有訓(xùn)特意把X射線管和各種散射物質(zhì)放在不含木材的鉛室中,廣泛地進(jìn)行了X射線散射實(shí)驗(yàn)。1925年,他在《康普頓效應(yīng)與三次X輻射》一文中,再次證明康普頓效應(yīng)的客觀存在。
接著,吳有訓(xùn)對康普頓效應(yīng)作了進(jìn)一步研究。他測定了X射線散射中變線和不變線之間的強(qiáng)度比隨散射物原子序數(shù)變化的關(guān)系,由此證實(shí)并發(fā)展了康普頓的量子散射理論?灯疹D在1923年的論文中曾對不變線的起因作出解釋。不過他有兩種不同的假設(shè)。一個(gè)假設(shè)是在散射過程中分給電子的能量不足以把電子從原子釋放時(shí),就會出現(xiàn)不變線。光子跟這些束縛電子碰撞,實(shí)際上就是跟整個(gè)原子碰撞,因此,原子的原子序數(shù)越高,不變線的強(qiáng)度越大。另一個(gè)假設(shè)是入射光子被原子核散射造成不變線。這兩個(gè)假設(shè)哪一個(gè)對,只有通過實(shí)驗(yàn)才能檢驗(yàn)。
吳有訓(xùn)認(rèn)識到這個(gè)問題對研究康普頓效應(yīng)的機(jī)理具有重要意義,就花了很大力氣系統(tǒng)地測量變線和不變線的強(qiáng)度比,以判明兩種假設(shè)孰是孰非。1925年10月寫成了《康普頓效應(yīng)中變線與不變線間的能量分布》一文,此文發(fā)表在1926年的《物理評論》上。他用康普頓改進(jìn)過的X射線管和電離分光計(jì),對5種物質(zhì)分別進(jìn)行測量,作出各自的散射曲線,再用平面儀把代表譜線的曲線面積積分。由于所用準(zhǔn)直管相當(dāng)精細(xì),研究的波長范圍極窄,因而在很近似的程度內(nèi)獲得每種光譜的相對能量。從數(shù)據(jù)可以看出:對于給定元素,強(qiáng)度比隨散射角的增大而增大;對于給定角度,強(qiáng)度比隨原子序數(shù)的增大而減小。石蠟最大,因?yàn)樗臍浔饶静亩。由此,吳有?xùn)作出推論:鋰是最輕的金屬,用鋰作散射物,應(yīng)能得到最大的強(qiáng)度比。
吳有訓(xùn) - 人才培育
吳有訓(xùn)在科學(xué)研究和教學(xué)工作中,十分注重實(shí)驗(yàn),總是親手制作儀器。在清華大學(xué)工作期間,學(xué)生們常?匆娺@位知名教授身著粗布工服,時(shí)而用鋸、斧加工木材,為X光裝置制作欄桿,時(shí)而用煤氣和氧氣的火焰拔制石英絲,安裝康普頓靜電計(jì)。1935年他開出“實(shí)驗(yàn)技術(shù)”選修課,手把手地教學(xué)生掌握燒玻璃的火候和吹玻璃技術(shù)的關(guān)鍵所在,并隨時(shí)指出缺點(diǎn)。他鼓勵(lì)學(xué)生要敢于動(dòng)手,多做實(shí)驗(yàn),這對學(xué)生有很深的教育意義。例如,著名物理學(xué)家錢三強(qiáng)當(dāng)年是他的學(xué)生,曾在他的指導(dǎo)下作畢業(yè)論文,題目是試驗(yàn)金屬鈉對改善真空程度的影響,為此他親自帶領(lǐng)錢三強(qiáng)制作真空系統(tǒng)。錢三強(qiáng)由于在國內(nèi)學(xué)過吹玻璃技術(shù)和選修過金工實(shí)習(xí)課,到法國作原子核研究時(shí)表現(xiàn)出非凡的才能。吳有訓(xùn)曾形象地說明如何鍛煉動(dòng)手的本領(lǐng):“實(shí)驗(yàn)物理的學(xué)習(xí)要從使用螺絲刀開始!彼恼佌伣陶d和身體力行,給學(xué)生留下了深刻印象。
吳有訓(xùn)很重視基礎(chǔ)課教學(xué),親自講授普通物理。他上課時(shí)聲音宏亮,準(zhǔn)備充分,選材精練扼要,科學(xué)性和邏輯性強(qiáng),說理深透明了,講解生動(dòng)形象,引人入勝。他在講授近代物理學(xué)時(shí),特別注重引進(jìn)新鮮內(nèi)容,介紹重要物理實(shí)驗(yàn)和所得結(jié)果的意義。他還經(jīng)常講到某些大科學(xué)家的生平事跡,用以啟發(fā)和開導(dǎo)學(xué)生,鼓舞和激勵(lì)學(xué)生踏上科學(xué)征途。吳有訓(xùn)從事教育工作50余年,學(xué)生遍布中外,為中國培養(yǎng)了幾代物理學(xué)工作者。
吳有訓(xùn)長期擔(dān)任中國科學(xué)院副院長,并兼數(shù)理化部主任。他的國務(wù)院科學(xué)規(guī)劃委員會委員,1956年主持制定數(shù)理化等基礎(chǔ)學(xué)科“12年科學(xué)遠(yuǎn)景規(guī)劃”。12年遠(yuǎn)景規(guī)劃提前完成后,1963年又參加與制定機(jī)關(guān)報(bào)的科技10年規(guī)劃。
他一貫注重基礎(chǔ)理論的研究,同時(shí)也關(guān)心一些新興技術(shù)科學(xué)的發(fā)展,強(qiáng)調(diào)科學(xué)研究要為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)服務(wù)。例如,早在中華人民共和國建國初期,他就提出要及早在科學(xué)院建立計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體、電子學(xué)等研究所。1958年他派出專家與蘇聯(lián)天文學(xué)工作者共同觀測海南島的日環(huán)食。利用這一機(jī)會,及時(shí)地為發(fā)展中國射電天文學(xué)打下了基礎(chǔ)。1957年吳有訓(xùn)注意到中國授時(shí)工作已有一定基礎(chǔ),當(dāng)即組織由國家測量總局、上海天文臺等有關(guān)單位參加的會議,號召大家采用中國自己的授時(shí)訊號,使中國授時(shí)工作走上了獨(dú)立自主的道路。
吳有訓(xùn)作為中國科學(xué)院副院長,為發(fā)展中國科學(xué)事業(yè)竭盡心力。他在推動(dòng)各項(xiàng)工作中有魄力,事業(yè)心強(qiáng),具有遠(yuǎn)見卓識。他曾親自主持人工合成胰島素的鑒定會,認(rèn)為根據(jù)合成物的晶體形狀、生物活性和指紋圖譜,完全可以理直氣壯地向全世界宣布,中國人已合成了胰島素。
吳有訓(xùn)是中國物理學(xué)會的創(chuàng)始人之一。1932年中國物理學(xué)會在清華大學(xué)成立,吳有訓(xùn)當(dāng)選為秘書,1936年在中國物理學(xué)會第五屆年會上當(dāng)選為會長,以后又多次當(dāng)選為會長或理事長。1958年,中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會成立,吳有訓(xùn)當(dāng)選為副主席。
吳有訓(xùn)還多次率領(lǐng)中國科學(xué)院代表團(tuán)出國訪問,也經(jīng)常出面接待各國來華訪問的專家學(xué)者。他總是精神抖擻,舉止雍容,不卑不亢,落落大方地周旋在各國科學(xué)家之中,為中國科學(xué)界樹立了良好的形象。他在晚年有更多機(jī)會跟外籍華人學(xué)者聯(lián)系,總是親自接待,熱情地宣傳人民中國的各項(xiàng)成就,常常博得客人們的欽佩和贊揚(yáng)。
吳有訓(xùn)在繁忙的活動(dòng)中,還擔(dān)任《中國科學(xué)》和《科學(xué)通報(bào)》的主編,每一期都親自逐篇審定,一絲不茍,表現(xiàn)了高度的負(fù)責(zé)精神。吳有訓(xùn)的一生是光輝的一生,他為中國的科學(xué)事業(yè)和教育事業(yè)貢獻(xiàn)了畢生精力,是永遠(yuǎn)值得后人景仰的科學(xué)先驅(qū)。
吳有訓(xùn) - 所獲成就
學(xué)術(shù)
吳有訓(xùn)全面驗(yàn)證了康普頓效應(yīng),并發(fā)展了該理論?灯疹D效應(yīng),也被稱為“康普頓-吳有訓(xùn)效應(yīng)”,是量子力學(xué)的重要奠基發(fā)現(xiàn)。康普頓效應(yīng)被驗(yàn)證后,康普頓以該理論成就獲得1927年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。吳有訓(xùn)對X射線散射效應(yīng)及量子力學(xué)的貢獻(xiàn)盡管沒被授予諾貝爾獎(jiǎng),但他是公認(rèn)的首位對世界現(xiàn)代科學(xué)做出重大貢獻(xiàn)的華人科學(xué)家。
在發(fā)展康普頓散射理論方面,吳有訓(xùn)用精確的實(shí)驗(yàn),解決了康普頓散射光譜中變線與不變線之間的能量或強(qiáng)度的比率問題。1925年11月,美國物理學(xué)會第135屆會議在吳有訓(xùn)所在的實(shí)驗(yàn)室召開,在會上宣讀交流的論文中,吳有訓(xùn)的論文《康普頓效應(yīng)中的變線與不變線之間能量的分布》排在第一位。
回國后,吳有訓(xùn)在清華大學(xué)建立起中國第一個(gè)近代物理研究實(shí)驗(yàn)室,開創(chuàng)了中國物理學(xué)研究的先河,被稱為中國物理學(xué)研究的“開山祖師”。1935年,他被德國自然科學(xué)院推舉為院士,是第一位被西方國家授予院士稱號的中國人。
教育
吳有訓(xùn)長期從事教育工作,先后培養(yǎng)了王淦昌、錢三強(qiáng)、錢偉長、鄧稼先、楊振寧、李政道、馮端等一大批著名的科學(xué)家。