簡(jiǎn)介
刁云字合夫,祖籍山東省掖縣(今山東省萊州市)。1914年6月7日生于遼寧沈陽(yáng)一個(gè)知識(shí)分子家庭。在家庭的熏陶下,刁云從小熱衷于鉆研理工科學(xué)。初中就讀于沈陽(yáng)市省立第二中學(xué)。1929年考入沈陽(yáng)東北大學(xué)附屬中學(xué)高中理科班。1931年“九一八事變”,日軍侵占沈陽(yáng),刁云隨父去天津,在河北省工業(yè)學(xué)院機(jī)電預(yù)科學(xué)習(xí)。1932年考入燕京大學(xué)理學(xué)院物理系。1935年冬,“一二九運(yùn)動(dòng)”爆發(fā),刁云擔(dān)當(dāng)糾察隊(duì)員,護(hù)送游行隊(duì)伍,聲援古北口前線(xiàn)。1936年大學(xué)畢業(yè)獲理學(xué)士學(xué)位。同年赴美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)研究院深造,專(zhuān)攻近代物理和原子物理。1941年獲哲學(xué)博士學(xué)位后回國(guó)。歷任中山大學(xué)、廣西大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京大學(xué)教授,還兼任中國(guó)科學(xué)院上海原子核研究所副所長(zhǎng)兼第一研究室主任,上海物理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、名譽(yù)理事長(zhǎng),中國(guó)科學(xué)院院士,中國(guó)物理學(xué)會(huì)永久會(huì)員、理事兼物理學(xué)名詞委員會(huì)副主任,國(guó)家科委物理學(xué)專(zhuān)業(yè)組成員,《原子核物理》副主編,美國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)員,美國(guó)希格瑪賽科學(xué)榮譽(yù)會(huì)會(huì)員等職。
學(xué)術(shù)成就
刁云幾十年來(lái)主要從事理論物理和核物理方面的教學(xué)和研究。發(fā)現(xiàn)了熱離子發(fā)射的同位素效應(yīng);發(fā)明了在質(zhì)譜儀中測(cè)定輕同位素豐度比的時(shí)間積分法。在國(guó)際上首次公開(kāi)估算鈾235原子彈和費(fèi)米型鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)堆的臨界大小的簡(jiǎn)易方法及其全部原理;提出了最早期的原子核殼模型并首次提出了核半徑新的計(jì)算公式。建立了流體的容變黏滯彈性理論并對(duì)經(jīng)典流體力學(xué)基本方程作了多項(xiàng)推廣。
生平
20世紀(jì)30年代原子物理學(xué)是美國(guó)科學(xué)研究的熱點(diǎn)。那時(shí)質(zhì)譜學(xué)還在創(chuàng)始時(shí)期,質(zhì)譜儀必須自己設(shè)計(jì)裝置。1937年刁云制成了一臺(tái)180度聚焦型質(zhì)譜儀,研究熱鹽離子源的發(fā)射性能。他在帶狀薄鈦片上電焊小白金盤(pán),將含鋰礦石粉末置于盤(pán)上,用電流通過(guò)鈦片加熱,使礦末釋放鋰離子。在用質(zhì)譜儀測(cè)量鋰7及鋰6離子釋放量的比值時(shí),發(fā)現(xiàn)此值在不同時(shí)刻不盡相同,從而發(fā)現(xiàn)了熱離子發(fā)射的同位素效應(yīng)。他使用時(shí)間積分法,在世界上第一次精確地測(cè)得鋰7及鋰6的天然豐度比為12:29,當(dāng)時(shí)美國(guó)的一家報(bào)紙報(bào)道了此事,并在頭版位置標(biāo)出“中國(guó)人在稱(chēng)原子重量”。由于他創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)和研究,解決了世界上前人從未準(zhǔn)確測(cè)定的問(wèn)題。刁云測(cè)定的數(shù)值被選定為同位素表上的準(zhǔn)確值,被國(guó)際同位素表沿用了50多年,一直到1990年美國(guó)核數(shù)表還引用的是這一測(cè)定值。刁云的碩士論文“熱鹽離子的質(zhì)譜儀研究”和實(shí)驗(yàn)的成功,被國(guó)際公認(rèn)是一種創(chuàng)舉。1953年,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者雪格瑞主編的《實(shí)驗(yàn)核物理》認(rèn)為是刁云首先發(fā)現(xiàn)了熱鹽離子發(fā)射的同位素效應(yīng)。1958年,英國(guó)劍橋大學(xué)沃爾士著的《質(zhì)譜學(xué)》介紹了他的時(shí)間積分法,認(rèn)為這項(xiàng)成果來(lái)之不易。
碩士學(xué)位后
1939年在獲得科學(xué)碩士學(xué)位后,他又繼續(xù)進(jìn)行博士論文的準(zhǔn)備工作。當(dāng)時(shí)正值鈾235核裂變的發(fā)現(xiàn)震驚全世界物理界之際。如何用特大的質(zhì)譜儀長(zhǎng)時(shí)間積累出足夠數(shù)量的鈾235,是當(dāng)時(shí)面臨的難題。刁云提出了扇狀磁場(chǎng)對(duì)入射帶電粒子有聚焦作用的普適原理,并據(jù)此設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)新型60度聚焦的高強(qiáng)度質(zhì)譜儀。1941年他以題為“新型高強(qiáng)度質(zhì)譜儀及在分離硼同位素上的應(yīng)用”的論文獲得哲學(xué)博士學(xué)位。這一研究成果,因涉及當(dāng)時(shí)保密領(lǐng)域而被扣發(fā)。論文的全部提要在1950年美國(guó)原子能委員會(huì)刊物《核科學(xué)文摘》上發(fā)表。
1941年刁云放棄了在美國(guó)的優(yōu)越工作條件和舒適生活,毅然回到了正在進(jìn)行著抗戰(zhàn)的祖國(guó)。先后被中山大學(xué)理學(xué)院、廣西大學(xué)理工學(xué)院、浙江大學(xué)理學(xué)院等學(xué)校聘為教授。當(dāng)時(shí)內(nèi)地生活十分艱苦,為了講授量子力學(xué)、近代物理、力學(xué)和地球物理探油術(shù)等課,他常常只能在點(diǎn)燈草的油燈下備課,在古廟里給學(xué)生講課。
二戰(zhàn)前后
第二次世界大戰(zhàn)前后,如何制造原子彈成為世界矚目的課題,刁云對(duì)此也進(jìn)行了研究。二次世界大戰(zhàn)結(jié)束不久,他就在《美國(guó)物理月刊》上發(fā)表了“關(guān)于原子彈的物理學(xué)”一文,簡(jiǎn)要闡明了估算鈾235臨界質(zhì)量的方法。這是世界上首次公開(kāi)發(fā)表估算鈾235原子彈及費(fèi)米型鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)堆的臨界體積的簡(jiǎn)易方法及其全部原理。這一文獻(xiàn)已被世界上廣泛引用。
新中國(guó)成立后
黨和政府非常關(guān)心刁云的科研工作,當(dāng)時(shí)他在浙江大學(xué)任教,學(xué)校盡可能地為他提供了有利的科研條件。他傾注全部精力于科學(xué)研究之中,不久便在流體動(dòng)力學(xué)的研究上取得了重要的進(jìn)展。1950年發(fā)表了“容變黏滯性之唯象理論”一文,提出了容變黏滯性理論,進(jìn)而首次推出容變弛豫方程,并以此對(duì)經(jīng)典流體動(dòng)力學(xué)方程(納威爾—斯托克斯方程)進(jìn)行擴(kuò)充,以容納容變黏滯性。1951年在美國(guó)《聲學(xué)會(huì)月刊》上發(fā)表的“從聲現(xiàn)象研究體積黏滯性和壓縮性”一文又?jǐn)U展了原來(lái)的工作,把容變黏滯性理論從聲學(xué)上的應(yīng)用范圍延伸到全部頻率。同年發(fā)表的“容變黏滯性與聲之速度與吸收”一文則進(jìn)一步把理論從適用于一種分子的弛豫過(guò)程,推廣到有多種弛豫過(guò)程同時(shí)存在的情況。同期雜志上還發(fā)表了他的“可壓縮流體之散逸函數(shù)”一文,從他自己推廣了的流體動(dòng)力學(xué)基本方程導(dǎo)出包括容變黏滯性效應(yīng)的流體耗散函數(shù)。這一系列論文的發(fā)表引起了國(guó)際學(xué)術(shù)界的重視,弛豫壓縮基本方程被譽(yù)為“刁云不可逆性方程”。聯(lián)邦德國(guó)的《物理學(xué)大全》和伯格曼的名著《超聲學(xué)及其在科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用》都引用了這一方程。
在此期間,他還繼續(xù)了對(duì)原子核結(jié)構(gòu)的研究。1950年在美國(guó)《物理評(píng)論》上發(fā)表了“關(guān)于核模型”一文,首次明確肯定核半徑公式應(yīng)改為R=1?23×10-13A1/3厘米。
來(lái)到復(fù)旦
1952年夏,全國(guó)進(jìn)行高等學(xué)校院系調(diào)整,刁云來(lái)到復(fù)旦大學(xué)。為了講授“熱力學(xué)”及“統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”兩門(mén)課,他自編教材,結(jié)果聽(tīng)課學(xué)生猛增,每班學(xué)生近百人。那時(shí),刁云還自學(xué)了俄文,參加翻譯了史包爾斯基著《原子物理學(xué)》一書(shū),還同陳傳璋合譯出版米哈林著《積分方程及其應(yīng)用》。1955年夏,刁云調(diào)到北京大學(xué)新辦的物理研究室工作,為從全國(guó)各高校選調(diào)來(lái)的高才生講課。1957年完成任務(wù)后重回復(fù)旦,被任命為原子核物理教研室主任,參與了原子能系的籌建,并積極參加了創(chuàng)建上海原子核研究所的工作,擔(dān)任該所副所長(zhǎng)兼一室主任。
理論發(fā)展
60年代初,刁云對(duì)受控?zé)岷朔磻?yīng)進(jìn)行研究,提出了快脈沖、慢脈沖和穩(wěn)態(tài)的三大分類(lèi)法,并對(duì)其能否成功進(jìn)行了深入討論。主編了《受控?zé)岷朔磻?yīng)》一書(shū),總結(jié)了1960年以前國(guó)內(nèi)外在此領(lǐng)域的理論研究及實(shí)踐探索方面的成果,這是我國(guó)第一本有關(guān)熱核反應(yīng)的專(zhuān)著。1979年受美國(guó)斯瓦爾斯莫大學(xué)校長(zhǎng)的邀請(qǐng)作為1979—1980年度康涅爾尊貴訪(fǎng)問(wèn)教授,又應(yīng)巴丁教授及其他學(xué)者邀請(qǐng)去伊利諾大學(xué)等20多個(gè)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)訪(fǎng)問(wèn)講學(xué),并獲紐約科學(xué)院授予的1980—1981年度“活躍院士”稱(chēng)號(hào)。
近年來(lái),高能物理發(fā)展很快,高能物理與核物理的關(guān)系越來(lái)越密切。刁云帶領(lǐng)他的課題組進(jìn)行著高能核物理方面的研究工作,探討原子核內(nèi)的夸克自由度效應(yīng)及夸克膠子等離子體產(chǎn)生的可能性。
治學(xué)風(fēng)格
刁云治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),注重理論聯(lián)系實(shí)際。他為復(fù)旦大學(xué)校慶80周年題詞“格物致知、運(yùn)用自如”。并解釋說(shuō),物就是物質(zhì),格就是指探討尋求它的規(guī)律性,把客觀世界物質(zhì)現(xiàn)象規(guī)律化。有了這個(gè)規(guī)律就可以作出科學(xué)的預(yù)言,可以指導(dǎo)實(shí)踐了。他積極主張“學(xué)理科的學(xué)生畢業(yè)后到工業(yè)部門(mén)去搞發(fā)明創(chuàng)造!彼J(rèn)為自然科學(xué)是以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的,在中學(xué)階段就要讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。
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履歷
刁云( 1914-06-07 ~ 1997-02-13)
1936年畢業(yè)于燕京大學(xué)(現(xiàn)北京大學(xué))理學(xué)院同年入美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)學(xué)習(xí)。
1937年。發(fā)現(xiàn)熱離子發(fā)射的同位素效應(yīng),發(fā)明了時(shí)間積分法,并在世界上首次精確測(cè)定了鋰7、鋰6的豐度比為12.29,被國(guó)際采用近半個(gè)世紀(jì)。
1939年獲明尼蘇達(dá)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位,提出扇狀磁場(chǎng)對(duì)入射的帶電粒子有聚焦作用的普適原理,發(fā)明新型60度聚焦高強(qiáng)度質(zhì)譜儀,用以大規(guī)模分離微克量級(jí)的硼10,硼11,并制備同位素靶。由此解決了制造原子彈需用鈾235的難題。
1941年獲明尼蘇達(dá)大學(xué)博士學(xué)位后回國(guó),歷任中山大學(xué)、廣西大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京大學(xué)教授,還兼任中國(guó)科學(xué)院上海原子核研究所副所長(zhǎng)、上海物理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士。
1942年預(yù)言大規(guī)模利用原子能的可能性,隨后提出一種估算原子彈及原子堆臨界大小的簡(jiǎn)易方法,因此被國(guó)外稱(chēng)為"世上第一位公開(kāi)揭露原子彈秘密的人"和"中國(guó)核能之父"。 1950年提出最早期原子核殼模型。
1954年發(fā)表用費(fèi)米氣統(tǒng)計(jì)模型估算鈾235核裂變發(fā)出的中子數(shù),擴(kuò)充了愛(ài)因斯坦的化學(xué)弛豫學(xué)說(shuō)。
1993年被英國(guó)劍橋國(guó)際傳記中心授予"20世紀(jì)成就獎(jiǎng)",被美國(guó)傳記研究院授予"國(guó)際承認(rèn)獎(jiǎng)",先后載入英國(guó)劍橋傳記中心的《國(guó)際傳記辭典》和美國(guó)傳記研究院的《世界五千人物》《五百權(quán)威領(lǐng)導(dǎo)人》。
1995年檢驗(yàn)了馬赫理論的正確性,被美國(guó)《伽利略電動(dòng)力學(xué)》主編認(rèn)為是向愛(ài)因斯坦挑戰(zhàn)的新方法。
1997年在上海逝世。
研究領(lǐng)域
刁云的研究成果很多。1937年,在美國(guó)學(xué)習(xí)期間,他用自制的180度聚焦型質(zhì)譜儀,采用新方法、新熱源,測(cè)得正確的鋰元素的同位素鋰7與鋰6的豐度比12.25。這個(gè)數(shù)據(jù)在國(guó)際上沿用了50多年,至今可能還是最精確的。1945年,他研究出“估算鈾235原子彈和費(fèi)米型原子堆的臨界體積的簡(jiǎn)易方法”,并在國(guó)際上首先發(fā)表,引起物理學(xué)界的強(qiáng)烈反響,他也因此被稱(chēng)為“第一個(gè)公開(kāi)原子彈秘密的人”。1947年《美國(guó)物理月刊》發(fā)表了他的《關(guān)于原子彈的物理學(xué)》一文。1950年又在美國(guó)權(quán)威刊物《物理學(xué)評(píng)論》上發(fā)表了《論核模型》論文。1950年在浙大任教時(shí),他開(kāi)辟了分子物理領(lǐng)域的研究方向,并修改了納威爾?D斯托克斯非線(xiàn)性方程,文化大革命以后,1979年12月至1981年6月,刁云應(yīng)美國(guó)一所大學(xué)和二次諾貝爾獎(jiǎng)得主巴丁的邀請(qǐng)?jiān)诿绹?guó)成功地進(jìn)行了學(xué)術(shù)訪(fǎng)問(wèn),在20多所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)講課或作學(xué)術(shù)報(bào)告,邀請(qǐng)方對(duì)刁云的學(xué)術(shù)水平作了很高評(píng)價(jià),并認(rèn)為雖經(jīng)10年“文革”荒廢,他對(duì)物理學(xué)進(jìn)展仍了如指掌。刁云的研究成果多而且質(zhì)高,大多具有首創(chuàng)性,涉及范圍又廣,原子物理,分子物理,從實(shí)驗(yàn)到理論,是一個(gè)多才的物理學(xué)家。