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我國(guó)科學(xué)事業(yè)的杰出領(lǐng)導(dǎo)人和組織者——吳有訓(xùn)
(1897—1977)

郭奕玲
  

  吳有訓(xùn),物理學(xué)家、教育家,我國(guó)近代物理學(xué)奠基人之一。以系統(tǒng)、精湛的實(shí)驗(yàn)為康普頓效應(yīng)的確立做出了重要貢獻(xiàn)。曾先后在多所高等學(xué)校任教,培養(yǎng)了幾代科學(xué)人才。是我國(guó)科學(xué)事業(yè)的杰出領(lǐng)導(dǎo)人和組織者,對(duì)我國(guó)科學(xué)事業(yè)特別是新學(xué)科的建立和發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用。

  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(shū)。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?xún)?yōu)異的成績(jī)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(guó)哈佛大學(xué)歸國(guó)的胡剛復(fù)。胡剛復(fù)曾從事X射線(xiàn)研究,熟悉國(guó)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(duì)X射線(xiàn)有了基本了解,為后來(lái)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(duì)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?xún)?yōu)異成績(jī)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,A.H.康普頓(Compton)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(zhǎng)極短的電磁波(例如γ射線(xiàn)或X射線(xiàn))經(jīng)散射物散射后波長(zhǎng)變長(zhǎng)的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),對(duì)波粒二象性的認(rèn)識(shí)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(guò)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(guó)際學(xué)術(shù)界的承認(rèn)。

  1926年吳有訓(xùn)回國(guó)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(zhǎng)葉企孫得知吳有訓(xùn)回國(guó),通過(guò)胡剛復(fù)邀請(qǐng)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(guó)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(xiàn)的氣體散射,先后在國(guó)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(kāi)了“我國(guó)物理學(xué)研究的先河”。

 ?。保梗常茨?,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(zhǎng)。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(duì)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(zhǎng)沙,和北京大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)組成長(zhǎng)沙臨時(shí)大學(xué)(1938年由長(zhǎng)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(zhǎng),兼新成立的清華大學(xué)金屬研究所所長(zhǎng)。

 ?。保梗矗的辏瑓怯杏?xùn)任中央大學(xué)校長(zhǎng)。他從愛(ài)護(hù)青年出發(fā),對(duì)國(guó)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(guó)參加國(guó)際會(huì)議之機(jī),擺脫了中央大學(xué)校長(zhǎng)職務(wù)。1948年,先后在美國(guó)哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院等校進(jìn)行短期訪(fǎng)問(wèn),從事科研工作。

  中華人民共和國(guó)建立后,吳有訓(xùn)出任華東軍政委員會(huì)委員,兼教育部長(zhǎng),同時(shí)擔(dān)任上海交通大學(xué)校務(wù)委員會(huì)主任。1950年,赴北京任中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所所長(zhǎng)。同年12月,中央人民政府任命吳有訓(xùn)為中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)。1955年,當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院數(shù)理化學(xué)部委員兼學(xué)部主任。

 ?。保梗矗鼓辏瑓怯杏?xùn)作為無(wú)黨派民主人士的代表出席第一屆中國(guó)人民政治協(xié)商會(huì)議,以后又被選為第二屆中國(guó)人民政治協(xié)商會(huì)議全國(guó)委員會(huì)委員,第三屆中國(guó)人民政治協(xié)商會(huì)議常務(wù)委員,第一、二、三、四屆全國(guó)人民代表大會(huì)代表,第二、三、四屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)委員。

  全面驗(yàn)證康普頓效應(yīng)并發(fā)展了其理論

  吳有訓(xùn)對(duì)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(xiàn)散射曲線(xiàn),證明只要散射角相同,不同物質(zhì)散射的效果都一樣,變線(xiàn)和不變線(xiàn)的偏離與物質(zhì)成分無(wú)關(guān)。他們?cè)冢保梗玻茨曷?lián)名發(fā)表題為:《經(jīng)輕元素散射后的鉬K。射線(xiàn)的波長(zhǎng)》一文,論文刊登于《美國(guó)科學(xué)院通報(bào)》(Proc.Nat.Acad.Sci.)第10卷上。文中寫(xiě)道:“這些實(shí)驗(yàn)無(wú)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(duì)者的論據(jù)。著名X射線(xiàn)研究者、美國(guó)哈佛大學(xué)的W.杜安(Duane)教授宣稱(chēng):在他的實(shí)驗(yàn)室里沒(méi)有觀(guān)測(cè)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(xiàn)打到木箱激發(fā)起某種新的射線(xiàn)。為此,吳有訓(xùn)特意把X射線(xiàn)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(xiàn)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(guān)存在。

  接著,吳有訓(xùn)對(duì)康普頓效應(yīng)作了進(jìn)一步研究。他測(cè)定了X射線(xiàn)散射中變線(xiàn)和不變線(xiàn)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。

  康普頓在1923年的論文中曾對(duì)不變線(xiàn)的起因作出解釋。不過(guò)他有兩種不同的假設(shè)。一個(gè)假設(shè)是在散射過(guò)程中分給電子的能量不足以把電子從原子釋放時(shí),就會(huì)出現(xiàn)不變線(xiàn)。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(xiàn)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(xiàn)。這兩個(gè)假設(shè)哪一個(gè)對(duì),只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能檢驗(yàn)。

  吳有訓(xùn)認(rèn)識(shí)到這個(gè)問(wèn)題對(duì)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(cè)量變線(xiàn)和不變線(xiàn)的強(qiáng)度比,以判明兩種假設(shè)孰是孰非。1925年10月寫(xiě)成了《康普頓效應(yīng)中變線(xiàn)與不變線(xiàn)間的能量分布》一文,此文發(fā)表在1926年的《物理評(píng)論》(Physical Review)上。他用康普頓改進(jìn)過(guò)的X射線(xiàn)管和電離分光計(jì),對(duì)5種物質(zhì)分別進(jìn)行測(cè)量,作出各自的散射曲線(xiàn),再用平面儀把代表譜線(xiàn)的曲線(xiàn)面積積分。由于所用準(zhǔn)直管相當(dāng)精細(xì),研究的波長(zhǎng)范圍極窄,因而在很近似的程度內(nèi)獲得每種光譜的相對(duì)能量。從數(shù)據(jù)可以看出:對(duì)于給定元素,強(qiáng)度比隨散射角的增大而增大;對(duì)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。

  早在1924年5月,康普頓和吳有訓(xùn)就做過(guò)鋰的實(shí)驗(yàn),不變線(xiàn)雖很微弱,但仍確實(shí)可辨。別人也做過(guò)類(lèi)似實(shí)驗(yàn),結(jié)果都沒(méi)有完全消除不變線(xiàn)。

  為了確證鋰散射的效果,吳有訓(xùn)獨(dú)具匠心,巧妙地設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案。他把鋰輻射物放在充有氫的鉛室中,鉛室上安有兩扇云母窗,分別讓原始的X射線(xiàn)進(jìn)入和散射的二次射線(xiàn)射出。實(shí)驗(yàn)做得非常細(xì)致,結(jié)果是在金屬鋰散射的二次射線(xiàn)中康普頓效應(yīng)的不變線(xiàn)消失了。

  鋰散射中不變線(xiàn)強(qiáng)度為零,證明康普頓提出的第一個(gè)假設(shè),即“不變線(xiàn)是由于散射過(guò)程中電子獲得的能量不足以使它脫離原子所引起”是正確的,另一個(gè)關(guān)于光子與原子核碰撞的假設(shè)是不對(duì)的。這樣,就把康普頓效應(yīng)的理論向前推進(jìn)了一步。

  吳有訓(xùn)以雄辯的事實(shí),無(wú)可置疑地證實(shí)了康普頓效應(yīng),發(fā)展和豐富了康普頓的工作,使康普頓效應(yīng)的懷疑者放棄了原有觀(guān)點(diǎn)。接著,康普頓于1927年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

  康普頓和S.K.阿里遜(Allison)在他們合著的《X射線(xiàn)的理論與實(shí)驗(yàn)》(X-rays in Theory and Experiment)一書(shū)中,對(duì)吳有訓(xùn)的工作給予了很高評(píng)價(jià),全書(shū)共有19處引用了吳有訓(xùn)的成果。特別是吳有訓(xùn)的一張受15種元素散射的X射線(xiàn)光譜圖,康普頓將其與自己于1923年得到的石墨散射的X射線(xiàn)光譜圖并列,作為當(dāng)時(shí)證明其理論的主要依據(jù)。吳有訓(xùn)這張X射線(xiàn)光譜圖在后來(lái)的幾十年中被人們廣泛引用。

  竭力培育實(shí)驗(yàn)、理論兼優(yōu)的物理人才

  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?jiàn)這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(kāi)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(duì)學(xué)生有很深的教育意義。例如,著名物理學(xué)家錢(qián)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(duì)改善真空程度的影響,為此他親自帶領(lǐng)錢(qián)三強(qiáng)制作真空系統(tǒng)。錢(qián)三強(qiáng)由于在國(guó)內(nèi)學(xué)過(guò)吹玻璃技術(shù)和選修過(guò)金工實(shí)習(xí)課,到法國(guó)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(shuō)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(kāi)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(shuō)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(kāi)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,為我國(guó)培養(yǎng)了幾代物理學(xué)工作者。

  我國(guó)科學(xué)事業(yè)的卓越領(lǐng)導(dǎo)人和組織者

  吳有訓(xùn)長(zhǎng)期擔(dān)任中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng),并兼數(shù)理化部主任。他的國(guó)務(wù)院科學(xué)規(guī)劃委員會(huì)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(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)服務(wù)。例如,早在中華人民共和國(guó)建國(guó)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(zhuān)家與蘇聯(lián)天文學(xué)工作者共同觀(guān)測(cè)海南島的日環(huán)食。利用這一機(jī)會(huì),及時(shí)地為發(fā)展我國(guó)射電天文學(xué)打下了基礎(chǔ)。1957年吳有訓(xùn)注意到我國(guó)授時(shí)工作已有一定基礎(chǔ),當(dāng)即組織由國(guó)家測(cè)量總局、上海天文臺(tái)等有關(guān)單位參加的會(huì)議,號(hào)召大家采用我國(guó)自己的授時(shí)訊號(hào),使我國(guó)授時(shí)工作走上了獨(dú)立自主的道路。

  吳有訓(xùn)作為中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng),為發(fā)展我國(guó)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(jiàn)卓識(shí)。他曾親自主持人工合成胰島素的鑒定會(huì),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(guó)人已合成了胰島素。

  吳有訓(xùn)是中國(guó)物理學(xué)會(huì)的創(chuàng)始人之一。1932年中國(guó)物理學(xué)會(huì)在清華大學(xué)成立,吳有訓(xùn)當(dāng)選為秘書(shū),1936年在中國(guó)物理學(xué)會(huì)第五屆年會(huì)上當(dāng)選為會(huì)長(zhǎng),以后又多次當(dāng)選為會(huì)長(zhǎng)或理事長(zhǎng)。1958年,中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)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(guó)科學(xué)院代表團(tuán)出國(guó)訪(fǎng)問(wèn),也經(jīng)常出面接待各國(guó)來(lái)華訪(fǎng)問(wèn)的專(zhuān)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(guó)科學(xué)家之中,為中國(guó)科學(xué)界樹(shù)立了良好的形象。他在晚年有更多機(jī)會(huì)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(guó)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(guó)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,他為我國(guó)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)。
  
  簡(jiǎn)歷

  1879年4月26日 出生于江西省高安縣。

  1916-1920年 在南京高等師范學(xué)校理化部學(xué)習(xí),畢業(yè)。

 ?。保梗玻埃保梗玻蹦辍≡诮魇∧喜诙袑W(xué)任教。

 ?。保梗玻玻保梗玻的辍≡诿绹?guó)芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí),獲哲學(xué)博士學(xué)位。

 ?。保梗玻罚保梗玻改辍∈芷笧槟暇┑谏现猩酱髮W(xué)副教授兼系主任。

  1928-1938年 任清華大學(xué)教授、物理系主任(1934),兼任理學(xué)院院長(zhǎng)(1937)。

  1938-1945年 任西南聯(lián)合大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng),兼清華大學(xué)金屬研究所所長(zhǎng)。

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   1958年9月  當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)副主席。

  1977年11月30日  逝世北京。 

  主要論著

  1 Woo Y H(吳有訓(xùn)).Note?。铮睢。幔猓螅铮颍穑簦椋铮睢。恚澹幔螅酰颍澹恚澹睿簦蟆。铮妗。簦瑁濉。颍幔蟆。颍澹颍欤澹悖簦澹洹。妫颍铮怼。帷。悖幔欤悖椋簦濉。悖颍螅簦幔臁。校颍铮悖危幔簦粒悖幔洌樱悖椋?,1924,10:145-148.

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  來(lái)源:《中國(guó)科學(xué)技術(shù)專(zhuān)家傳略》

2007年01月16日 00:00:00

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