几位在唐山交大工作过的著名物理学家
2019-11-08 17:33阅读:
在唐山交通大学这所工科大学的历史上,曾经有几位中国近代著名的物理学家来校工作,人们耳熟能详的当推无线电电子学家和水声工程专家、中科院院士朱物华
(1902-1998,左三)。朱物华1926年获哈佛大学博士,于1930-1933年间在唐山交大任教,在几位物理学家中是任教时间最长的。他教过的1933届班级先后出了三位中科院院士和一位美国工程院院士,在校史上留下一段佳话。1933年由于日本人发动冀东事变,时局动荡,朱物华离唐就任北京大学物理系教授,后来成为中科院院士、上海交通大学校长。该班学生江大源在毕业60年后回忆道:'朱物华教授是我校一代奇才,他口若悬河,笔下如风,边讲边写黑板,即使我校的高材生也跟不上。......同学们对他的学识高深,技术熟练,无不佩服,可惜不久被清华北大抢走了。'其实还有另外三位20世纪中国非常重要的物理学家曾在唐山交大短期任教,即胡刚复
(左一)、谢玉铭 (左二)和顾静徽
(左四),却鲜为人知。在交大校史资料上看到过胡刚复曾任交大教授的记录,但关于谢玉铭和顾静徽似乎未见记载,不能不说是一件很遗憾的事情,胡刚复早年在上海大同大学还是顾静徽的老师。民国年间唐山交大的女教授,以前只知道英文教授贝馥如一人。笔者偶然读到他们的故事并查找了相关资料,写成此文。
胡刚复
(1892-1966):名文生、又名光复、字刚复,以字行,江苏无锡人,物理学家、教育家,中国近代物理学奠基人之一。胡刚复是被誉为中国近代教育第一家的无锡惠山'村前胡氏'后人,与其两位兄长胡敦复
(1886-1978) 和胡明复
(1891-1927)
一起并称为中国科学界的'胡氏三杰'。1909年胡刚复被录取为首批庚款留美学生,同年入美国哈佛大学物理系。1913年大学毕业后,获奖学金入哈佛研究院,在杜安
(W. Duane) 教授指导下从事镭提纯工作,并在亨廷顿癌症医院 (Huntington Cancer Hospital)
从事癌症放射性临床治疗,于1914年获硕士学位。之后继续从事X射线光谱方面的研究,1918年获哲学博士学位,成为该校第一个获得物理学博士学位的中国学生。胡刚复研究的是当时国际物理学界的前沿课题,其博士论文《X射线的研究》成果曾被莫里斯·德布罗意
(M. de Broglie)
等著名物理学家引用。留美期间除了与杜安合作撰写论文外,胡刚复自己还撰写了多篇重要论文在美国《物理评论》上发表。
胡刚复将X射线标识谱、吸收谱和原子序数之间的实验规律扩展到25号至34号元素,并测定了X射线频率和光电子能量的关系,对X射线学的发展做出了重要的贡献。图为部分第一批庚款留美学生1910年在美国合影,后排右二为胡刚复、左三为梅贻琦。

1920年代,物理学在中国尚处于萌芽阶段,留学生大多选读法政、工程技术等学科,研习数学、物理等学科的学生为数极少,获得学位者更是寥寥无几。胡刚复出于科学救国、实业救国的抱负,留美期间专攻物理学,回国后开研习物理风气之先,他以科学教育和科学普及工作为己任,成为中国近代物理学发展史的'起点'人物。1916年在美期间胡刚复
就参与创办了中国科学社,并在该社《科学》杂志上发表了《大地电象》、《电位定名解》等数篇论文,这是他提倡和宣传科学最早的努力。1922年中国科学社另设董事会,胡刚复成为九名董事之一。
1918年回国后作为中国科学社名词审查委员会的主要成员之一,胡刚复
为'电位'等一大批物理名词以及市制度量衡单位
(如时间秒、1市尺=1/3米、1市斤=1/2公斤)
的确定均作出了重要贡献。一个有趣的例子是,德国物理学家普朗克1923年来华讲学,在作关于热力学第二定律的报告时讲到entropy一词。担任翻译的胡刚复,从这一概念是温度去除热量变化即求商数出发,将'商'字加火字旁来意译此词,从而创造了'熵'字。
物理学是一门实验科学,在晚清引入中国之后,物理教师在讲堂宣读讲义、学生照章背诵,大学课堂里没有物理实验室。胡刚复的最大功绩之一,'就是以亲手制作的实验仪器充实了实验室和在实验基础上进行的物理教学,从而把真正的物理学引进中国大学的讲堂'。1918年胡刚复在南京高师
(1921年更名为国立东南大学)
创建了国内最早的物理实验室,他还同时在上海交通大学、同济大学、光华大学和大夏大学兼职做教授。胡刚复协助长兄胡敦复兴建私立上海大同大学并担任物理系主任,在南通实业家张謇父子的捐助下,
1920年大同已有供学生使用的很好的物理实验室,其中包括用于测定光波和光的折射率的迈克耳孙干涉仪,以及测量电子电荷的密立根油滴仪等,其设备之先进与丰富,在国内私立大学中首屈一指。
胡刚复1926年受聘为厦门大学理学院院长,聘请多位知名学者主持理学院各系工作,大大提升了厦大的知名度。1928年他协助丁燮林在上海创办了我国第一个物理研究所——中央研究院物理研究所,并担任专职研究员。
1936年胡刚复接受刚被任命的浙江大学校长竺可桢邀请,一同前往杭州办学,担任浙江大学文理学院院长,两人是哈佛大学研究院同学、科学社同人、国立东南大学同事的'三同'挚友。在浙大期间,胡刚复广招贤才,大大加强了理学院的教师阵容。1937年抗战爆发,胡刚复协助竺可桢校长西迁浙大,担任迁校委员会的主任,每次迁校总是由他先寻找校址、借房、安排校舍、安排图书仪器运输、安排交通工具,疏散人员。浙大师生在西迁路上途经六省,最后抵达贵州遵义湄潭,在历时八年、长达2600公里的辗转流徙中,浙大物理系竟没有损坏一件玻璃仪器,没有丢失一根直尺。当时各系不但教学工作出色,科研工作亦蓬勃开展,将浙大理学院办成了当时最好的学院之一。胡刚复鼓励各系推广科研成果,向周围社区传播科学文化,要求各系必须于校庆时向民众开放实验室,安排各种科学实验。至今遵义湄潭的人民还津津乐道当年浙江大学在科学教育方面所播下的种子,如今都已生根、开花、结果,图为1938年6月竺可桢校长
(前排左三) 与胡刚复 (前排左四) 等部分浙大师生代表在遵义的合影。

1950年胡刚复辞去了上海大同大学校长和浙江大学的教职,应茅以升之聘去唐山交通大学和北洋大学任教,1952年院系调整后被聘为南开大学物理系教授。胡刚复的教学足迹遍布大半个中国,一长串校名仿佛连成一个场景,这位身着中山装的教授手中夹着书和仪器,不停地奔波于全国各地,从青葱少年到白发老翁,一刻不停地活跃在物理讲台上。胡刚复培养
了一大批为中国科学和科学教育作出重大贡献的著名科学家,如吴有训、恽子强、严济慈、吴学周、赵忠尧、柳大纲、施汝为、顾静徽、钱临照等都曾是他的学生,
而他自己却并没有跻身于学部委员
(院士)
之列。1988年中国物理学会为纪念胡刚复等五位物理学界前辈,设立了胡刚复、饶毓泰、叶企孙、吴有训、王淦昌物理学奖,其中'胡刚复物理奖'授予实验技术方面有突出成就的物理学家。
谢玉铭
(1893-1986):字子瑜,出生于福建晋江,物理学家、教育家。谢玉铭四岁丧父,家境清苦,全靠母亲一人维持生计。由于高中学业优秀,谢玉铭被推荐到燕京大学前身——北通州协和大学读书。1917年大学毕业后,谢玉铭回到母校福建泉州培元中学,担任物理和数学教员。1921年他又应聘到燕京大学,担任物理实验等课程的教学工作。1923年谢玉铭得到洛克斐勒基金会的奖学金资助赴美留学,先后进入美国哥伦比亚大学和芝加哥大学攻读物理学,分别获得硕士和博士学位。在芝加哥大学读博期间,谢玉铭师从1907年诺贝尔物理学奖得主Albert
Michelson,在其指导下从事光干涉的研究。1926年谢玉铭学成归国后,回到燕京大学任副教授、教授,并于1929-1932年间担任物理系主任。他曾与郭察理合编《物理学原理及其应用》,该书的英文本和中译本由上海商务印书馆分别于1926年和1928年出版。除了1932-1934年间应邀到芝加哥大学任客座教授的两年时间,谢玉铭在燕大物理系一直工作到1937年,其间培养了许多优秀人才,包括后来成为著名物理学家的孟昭英、张文裕、袁家骝、褚圣麟、王承书等人。图为1926年芝加哥大学物理实验室师生合影
(二排左八是谢玉铭、三排右三周培源,四排右二吴有训),这一年周培源在该校获得学士学位、谢玉铭和吴有训获得博士学位。
在哥伦比亚大学访问期间,谢玉铭和W. V.
Houston合作,开展了'氢原子光谱巴尔末系精细结构'的研究。他们的最初目的是希望精确测定在光谱学和量子电动力学中均有重大意义的精细结构常数α,该常数将量子电动力学、量子理论以及相对论这三个基本理论联系在一起,从而引起许多物理学家的极大兴趣,例如W.
K. Heisenberg和W.
Pauli希望探究α为何是1/137,而不是其他值。Houston和谢玉铭利仔细控制可能引起实验误差的条件,进行严格的数据处理,实验结果相当于α从原来的1/137改为1/139.9。这样大的修正似乎难以令人接受,而他们的实验所达到的精确度又足以排除产生这个差异的实验来源。两人合作撰写了《The
fine structure of the Balmer
lines》著名论文,1934年2月发表在《物理评论》(Physical
Review)
上,文中他们详细介绍了自己的实验方法、数据处理以及实验结果。他们大胆提出:'这个差异如此之大,它不可能是构成α的几个常数的测量误差所引起的,我们不能不得出这样的结论:我们所用的理论不足以解释实验结果。'
'产生这个差异的原因,可能是计算能级时,没有考虑电子和它的辐射场的相互作用。'1933-1934年间,加州理工学院和康奈尔大学的另外两个实验小组也进行了类似的研究,但对于实验结果人们很少从理论上去找原因,更多地认为是实验出了问题,因此没有引起当时理论物理学界的足够重视。直到1947年W.E.Lamb及E.
Rutherford用微波共振法研究氢原子光谱,发现了'兰姆移位',Lamb本人则由于这一精彩精密的测量而荣获1955年诺贝尔物理学奖。而实际上早在1930年代初期,Houston和谢玉铭就最先用光学方法观察到兰姆移位并给出正确的理论解释,在某种意义上可以说是与诺奖'擦肩而过',他们的提议也正是1947-1948年间量子电动力学重整化理论的主要发展方向。1987年3月20日,《物理》杂志刊发了杨振宁先生的文章《一个真的故事》,文中讲述了Houston和谢玉铭发现兰姆移位的经过。
1937年抗战开始后,谢玉铭离开北平,来到湖南大学物理系任教,1938年任教于南迁至湖南湘潭的唐山交通大学。1939年谢玉铭应厦门大学校长萨本栋之聘任该校物理系教授,在迁至闽西山区长汀县的厦大共任教七年。谢玉铭到校后第一学期就开设五门课程,每周25课时,不久即担任理学院院长和数理系主任之职,大约从1942年初开始改任教务长直到离开厦大。在极为艰辛的办学条件下,他协助萨本栋校长,把厦门大学办成了国内的一流大学。谢玉铭学成归国后,一直非常重视培养学生的实验能力。他在讲授普通物理学时,几乎每堂课都有生动且富有启发性的演示实验,演示所用的许多仪器设备也都是他亲自设计、制作出来的。1946年谢玉铭应聘前往菲律宾马尼拉东方大学,在那里任教达18年之久,其中的16年担任物理系主任,曾两次被校方及学生联合票选为教学优越的教授。1968年谢玉铭退休后移居台湾,1986年3月20日病逝,享年89岁。谢玉铭的长女谢希德是著名留美物理学家,1952年她在麻省理工学院获得博士学位后回到祖国,曾任笔者母校复旦大学的校长,也是新中国第一位女性大学校长。父女二人从此远隔天涯,再没有见过面,谢希德也始终没有机会讨论父亲早年的工作。1986年3月谢希德访美,在芝加哥得知父亲突然去世的消息。谢希德曾非常伤感地对杨振宁说:'我们父女四十年没有见面了。他一定很伤心。我也很伤心,因为我知道他一直特别喜欢我。'
图为1937年拍摄的谢玉铭全家福,左二和左三是谢玉铭夫妇,右二是谢希德。
顾静徽 (1900-1983):又名静薇,江苏嘉定人
(今属上海市),物理学家、物理教育家,中国近代史上第一个物理学女博士。顾静徽1920年考入上海大同大学,成为胡刚复的学生,受教于'胡氏三杰',使她在数学和物理学领域受益匪浅。1923年尚在大同念书的顾静徽考取公费留美,在校长胡敦复引荐之下进入康奈尔大学文理学院攻读物理学,1926年获学士学位,1928年获耶鲁大学硕士学位。同年顾静徽获得巴伯奖学金
(The Barbour Scholarships for Oriental Women)
资助,进入密歇根大学研究院,师从理论物理学家丹尼森 (D.M. Dennison)
研究光谱学,1929年成为美国物理学会会员。1931年顾静徽以博士论文《二氧化氯(ClO₂)的吸收光谱和对称三原子分子带光谱系中的强度分布》获物理学博士学位,她的论文分成两部分在美国《物理评论》杂志第四卷
(1933)发表。1971年诺贝尔化学奖得主赫兹堡
(G. Herzberg)
在他的三卷本名著《分子光谱和分子结构》中引用了顾静徽的论文,并注明该文是当时唯一的一篇研究三原子分子ClO₂的紫外吸收光谱的论文。

顾静徽毕业回国后担任南开大学物理系教授,成为继普林斯顿大学物理学博士饶毓泰之后第二任物理系系主任。她
后来就任上海大同大学物理系教授、中央研究院物理研究所兼任研究员,20世纪最伟大的物理学家之一尼耳斯·玻尔
(Niles Bohr)
1937年访华期间,顾静徽和她的老师胡刚复都曾陪同。顾静徽于1938-1939年间在德国柏林威廉皇帝物理研究所
(Kaiser Wilhelm-Institutfür Physik,今普朗克物理研究所)
任客座科学家,1940年回国任唐山交通大学物理学教授
(其时该校在贵州平越县,即今福泉市),1941-1945年间被广西大学聘为教授。抗战胜利后顾静徽回到母校大同大学任教,1952年之后一直任北京钢铁学院
(今北京科技大学)
教授及物理教研室主任,并担任中国物理学会北京市分会第一届副理事长,她还是中国物理学会的筹办者之一。
顾静徽长期执教于大学讲坛,1949年之前,她多选用欧美教材,并用流利的美式英语讲课。她教学的耐心与认真、待人的诚恳与善良,都给学生们留下深刻印象。
顾静徽一生中培养了一批批优秀人才,两弹一星元勋郭永怀在南开大学读本科时是物理专业唯一的学生,深得顾静徽赏识,因此为他单独开课,并向北大物理系的饶毓泰教授推荐郭永怀去深造。国际知名物理学家吴健雄也是顾静徽在中研院物理所任职期间的学生,当时吴健雄刚从国立中央大学物理系毕业不久,物理所只有她们两位女性,顾静徽对这位比自己小12岁的江苏同乡特别器重、热心指导。江才健在《吴健雄传》中写道:'这两位有雄心的新女性,都想窥探原子内部的奥秘。她们计划在低温下测定某种气体的光谱,因此花了许多功夫进行仪器装置、气体的净制和获得高度真空的工作。她们朝夕埋首于暗室中,几乎到了废寝忘食的地步。'
在顾静徽的影响、建议和引荐之下,吴健雄后来踏上了前往美国的留学之路,继而登上世界物理学之巅。1973和1977年,吴健雄回国探亲访问时,曾到北京看望顾静徽,对当年的老师执礼甚恭、尊师尚道。
顾静徽30年代在上海的室友温源宁曾撰写'顾静徽'英文小传,刊登在《中国评论》(China Critic)
周刊第七卷某期上。文中这样描述顾静徽:'她身材矮小,却有高大的灵魂,文静而不矫揉造作,和朋友们相处,乐于助人,善于安慰。她的同情精神无可挑剔。朋友们随时可以来找她向她诉说自己伤心的故事,而她,总有倾听的耐心。她的最大特点,是她对别人的关心。那也是真正的宽容大度和开朗——总有容纳别人意见的心胸。她不喜欢为了谈话而谈话,那是大多数男人都觉得有趣和开心的事情。然而她有大多数人所缺乏的幽默感。'为了科学事业,顾静徽直到1940年8月不惑之年才与原中研院物理所的同事、广西大学教授施汝为结为连理,她大约也是由于婚姻才离开唐山交大去广西大学任职的。顾静徽和施汝为既是同乡,又都是胡刚复同师门而不同校的弟子。施汝为是耶鲁大学物理学博士、中科院院士,中国近代磁学的奠基者和开拓者之一,曾长期担任中科院物理所所长。这对在物理学领域驰骋一生的科学家夫妇于
1983年相继离世,他们生