物理学家名人故事：吴有训

物理学家名人故事：吴有训 勤于动脑的学生 吴有训出生于19世纪末的旧中国的江西高安县。那时的社会状况很不好，清政府昏庸腐败，国衰民弱，文盲遍地，迷信盛行，科学很不发达。在这样的社会背景下，在家塾读了几年旧书的少年吴有训，被父亲转学从师于广博众望的吴起銮。 这位吴老师是吴有训的一位族叔，刚从云南卸官回乡，他可算是村里读书最多的人了。他精于文史，又兼知数理，并因在外做官多年，对于仕途及社会、经济状况感慨满腹。吴有训的父亲认为吴起銮为人正直，见多识广，并且很有学问，就极力鼓励他在家乡办学育人，并愿以重金助学。吴起銮本就有此想法，自然一拍即合。这样，少年吴有训就改师从学吴起銮。 吴起銮的教学内容非常广泛，既有旧学也有新学，既讲语文，也讲数学，教学方法是灌输与启发兼而有之。 吴有训特别敬佩老师启发式的讲课，因为这与以前的先生大不一样，不仅可使思路开阔，而且在老师的启发下，自己的很多问题都可一一找到答案。 另外，老师的特殊经历，使他在讲课中常常慨叹国家的衰弱。把他自己体会很深的“物竞天择、适者生存”的道理以生动、有趣的方式讲解出来。 少年吴有训被这些似懂非懂的道理强烈地吸引了。它使吴有训静心凝神地想，时而就一二个疑问请教先生，先生总是有问必答。吴有训虽不能完全听懂，却出感到十分满足。 久而久之，从老师那里请教有关“物竞天择”的学问，成了吴有训最大的兴趣，无论刮风下雨，春夏秋冬，从不间断。有一次，先生走进吴有训的宿舍，发现他的枕头两边摆满了各种各样的书，随手拿起一本，书名为《物理常识》。先生一页页地翻看着，看到许多地方，被吴有训用几种不同的笔画了杠杠，有的还做了简单的注解。从这里，老师看到了吴有训那种刻苦、认真、孜孜不倦地学习精神，他也清楚地看到，吴有训酷爱物理，并有天赋……吴有训读书学习，喜欢联想，由此及彼，由表及里，甚至能漫无边际地展开想象的翅膀。这与他特别喜爱“物竞天择、适者生存”的道理密切相关。 有一次学了《地理学》上地球的经、纬线后，十分好奇的吴有训居然会联想到母亲织布机上织就的布，不就是由经线和纬线组成的吗？他放学回家后趁母亲不在，就坐在织布机前，这里摸摸，那里弄弄。回想着母亲织布时的样子和手势，踏动木机，穿动木梭，经经纬纬地试织了一段布。事后，竟然未被精明的母亲发现。这事曾使他激动了好几天。他觉得世界上许多事物都是由经和纬组成的，而通过自己的劳动，就能创造一切。 就这样，吴有训有了一个坚实的基础。之后，吴有训以其坚韧、刻苦的努力一路过关进取，直登科学的殿堂。 已不是小孩的吴有训，在社会的急剧变革之中，对于人生奋斗目标，开始有了自己的决心和打算。吴有训把孙中山先生的一段话牢记心中：国民革命需要两路大军，一路举行起义，建立民众政权；另一路则学习世界先进科学技术，改变我国贫穷落后的面貌。 当时的祖国在吴有训眼中，多是贫穷、落后、愚昧和“东亚病夫”之类，作为中国人对改变祖国面貌负有不可推卸之责任。 吴有训决心埋头苦干并为之奋斗终生。 顽强进取的中国留学生 青年吴有训，在南京高等师范学校毕业后，再接再励，又考取了官费留学生。吴有训知道，物理学是科学中的基础学科之一，中国的科学事业要得到发展，若没有一批出类拔萃的物理学家以及他们的创举，几乎是不可能的。 而大洋彼岸的美国芝加哥大学物理系，早就是闪耀在他心头的一颗物理学明珠。 真是幸运，导师竟然是康普顿教授。这位只比吴有训大5岁的年轻教授，因为提出了电子以及其他基本粒子的“康普顿波长”概念而著名于世。吴有训所在的研究生班总共23人，其中跟吴有训相处最好的是美国籍学生奥·劳伦斯。劳伦斯于30岁那年以其发明的回旋加速器获诺贝尔物理学奖，这是后话。 吴有训以充沛的精力、拓荒者的顽强性格，夜以继日、不知疲倦地投入科学实验。他经常忘了吃饭，忘了睡觉，忘了写封家书告慰父亲。 有段时间，吴有训竟4个月没有给父亲写信，这可急坏了远在江西的父亲。父亲接连打来四封加急电报，询问儿子近况，声称如若半个月内再见不到儿子的回音，父亲将前往美国芝加哥探望。 不知是谁将这一情况告诉了康普顿教授，康普顿教授一怒之下，将吴有训赶出实验室。并下令：在没有证实吴有训给父亲写信请安的情况下，不得再进实验室，也不得再参加研究工作。 吴有训这才发了急，一口气给父亲写了三封信，还发了一封电报。之后，吴有训才被允许重新回到实验室。 这事，很快被芝加哥大学的师生们传为佳话，并载入了芝加哥大学的校史。 从1923年起，吴有训和康普顿教授一起从事X射线散射光谱研究。1924年，他与康普顿合著《经过轻元素散射后的钼射线的波长》一文，引起了物理学界的极大关注。 1926年，吴有训发表了《在康普顿效应中变线与不变线的能量分布》和《在康普顿效应中变线与不变线的能量比率》两篇论文。这些研究结果，都雄辩地证实了康普顿效应的客观存在。 人们从理论与实践的结合上也不得不承认，光除了具有早已熟知的波动性外，从理论上讲还具有粒子性，但是到当时为止世界上还没有人能通过实践证明这种粒子性及其能量。如果解决了这一问题，那么，康普顿效应将成为发展量子物理学的核心，同时意味着，一个划时代的世界创举即将诞生在20世纪的20年代。 吴有训用了3个月时间，创造出一张被15种元素所散射的X射线光谱图。后来，吴有训将这张图纳入了自己的博士论文《论康普顿效应》之中。 这篇轰动世界、为中国赢得极高声誉的论文，至今仍保存在芝加哥大学的图书馆里，成为世界物理学史上光辉的一页。 康普顿在他所著的《X射线的理论及实验》一书中，有19处引用了吴有训的工作，特别是那张光谱图。康普顿把它和自己在1923年得到的石墨所散射的X射线光谱图并列，作为证实他的理论的主要依据。 令人感动的是，康普顿教授认为，“康谱顿效应”也可称做“康普顿—吴有训效应”。此后国内外一些物理教科书，都将“康普顿效应”称作“康普顿—吴有训效应”，但吴有训知道后，总是谦逊地断然谢绝。 在以后的日子里，康普顿教授一直念念不忘这位来自大洋彼岸的学生。 他常向人们夸赞吴有训的独到见解和实验才干。在1961年12月，年近70、即将过世的康普顿教授得悉吴有训的学生杨振宁博士将返回中国探亲时，找到杨振宁，要他务必代为问候吴有训。 次年1月，杨振宁博士回到祖国，将自己写的书赠给老师吴有训，书的扉页上写道：“年前晤康普顿教授，他问我师近况如何，并谓我师是他一生中最得意的学生。”当然，这也是后话了。 报效祖国 1926年，立志为国富民强而努力的吴有训，不顾老师的挽留终于回国了。他认为，中国最缺少的是人才，人才多了，学术气氛就会浓厚，各种研究机构就会应运而生。尽管他回国后努力搞教育、育人才，但现实与自己所希望的毕竟存在着较大的差距，这恐怕是他为国家出力所需要做的最实际的工作了。国家再穷苦，她毕竟是自己的祖国，穷是可以改变的，作为炎黄子孙，肩上责任重大！ 吴有训回国几个月，没能得到妥善安排。随之而来的又是国民党内部分裂和“四·一二”大屠杀。国家动荡，对吴有训的奋斗决心是极大的考验。 吴有训不改初衷，到清华大学物理系任教。在当时，搞理论物理研究，实验条件不具备，只好搞物理理论研究。他认为这不仅可以使我国的物理学研究尽早冲出起步阶段，向国际水平靠拢，也是培养尖端人才的必然途径。 吴有训的理论研究，不断引起国内外物理学界的极大关注和轰动。1935年，吴有训的大学同学、物理学家严济慈教授赞誉吴有训是“打开我国物理学研究先河”的人。1982年，由吴有训及其同仁创建的中国物理学会举行成立50周年纪念会。在回顾我国物理教学和研究工作时，认为吴有训可以称之为“筚路蓝缕，以启山林”的拓荒者，为草创中国物理事业而历尽艰辛，是永远值得回忆和纪念的。 在吴有训做研究工作的同时，他还主动任课，以达其育人的宿愿。 一心想报考电机工程学系的北京大学预科学生钱三强，在听了吴有训几堂课后，毅然决心投考清华大学物理系，并由此开始了物理学习研究生涯，最终成为我国物理学界成果卓著的一员，为祖国做出了巨大贡献。 考入清华大学的钱伟长为吴有训老师科学救国的追求所激励，弃文学理……在吴有训手把手的教诲下，成长起来的物理学尖子还有余瑞璜、王淦昌、赵九章、陈新民、陆学善等许多人。同时，吴有训很重视为祖国科学建设事业的全面发展而培养人才，像陈新民，吴有训认定他在化学上有更大潜力，便说服他改学化学。 30年代国内气象、地质方面人才缺乏，吴有训便鼓励学生去听气象和地质的课程，并要求一些学生出国后转学这些学科。像物理系的学生翁文波、赵九章、傅承义、赫崇本等，都是在他的鼓励下走上了地质、地震、海洋、气象科学行列的，也都成为我国这些方面有重要贡献的科学家。 抗战时期，吴有训在西南联大物理系，仍然培养了一批批的大学优秀人才，杨振宁就是其中有代表性的佼佼者。吴有训所在的西南联大物理系为我国造就的优秀物理人才中，还有李政道、朱光亚、邓稼先、陈芳允等等许多人，他们都成为科技界的栋梁之才。人们称赞吴有训是我国优秀的教育家是当之无愧的。 新中国建立后，吴有训出任中国科学院副院长、数理化学部主任，全面负责全国科技发展和基础理论的研究工作。他在科学领导工作中，有魄力，有远见卓识。早在建国初期，他就提出要及早在科学院建立计算机、半导体、电子学等新的研究所的倡议。后来，这些研究所都先后建立起来并作出了贡献。 在吴有训的组织下，中科院及早重视了基础理论的研究，并持之以恒，这才奠定了我国科技发展的“基石”。吴有训的得意学生、著名核物理学家钱三强在总结回顾我国原子工业发展时，强调指出：“我国原子弹、氢弹成功的经验中的一条，确确实实是与我们及早地抓了理论物理这一基础科学研究工作分不开的。” 再比如，吴有训亲自点将的谢希德和黄昆，为我国半导体工业确立了理论基础，在两年多时间里就培养了300多名我国第一批半导体专门研究人才，很快拿出了我国第一枚单晶硅、第一块半导体材料和晶体管。 1958年4月19日，在我国海南岛可以观察到日环食。吴有训立即派天文台陈芳允、伍绶绾等同志参加我国和苏联专家共同组织的观测，利用这个机会，及时地为发展我国射电天文事业打下基础。 1965年冬，在我国人工合成胰岛素的鉴定会上出现了分歧。所有到会的生化学家和药物、药理学家都认为已确定无疑地合成了胰岛素，但有一部分化学家有不同看法。吴有训从事实出发，促成了意见的一致。 吴有训深有感慨地说：“我们不少旧社会过来的科学工作者，崇洋的尾巴很不容易割掉啊！他们常常看不起自己的工作。”吴有训请钱三强、王淦昌和张文裕“上阵”，拉起了我国原子科技队伍。之后，在多方面的支持、关心和参与下，终于取得了一系列巨大的成就。