中国近代物理学奠基者吴有训

发布者:东大校史馆发布时间:2018-03-30浏览次数:290

 

吴有训(1897—1977),字正之,江西高安人,物理学家、教育家,是中国近代物理学研究的开拓者和奠基人之一,被称为中国物理学研究的“开山祖师”。1916年入南京高等师范学校学习。19206月毕业于南京高等师范学校数理化部。1925年,获美国芝加哥大学博士学位。194510月,任中央大学校长。1948年,当选为中央研究院院士。195012月任中国科学院副院长,1955年被选聘为中国科学院学部委员(院士)。

吴有训的贡献主要体现在X射线、特别是对散线和吸收方面的研究;一生著有科学论文50多篇。20世纪20年代在X射线散射研究中以系统、精湛的实验和精辟的理论分析为康普顿效应的确立和公认做出了重要贡献。回国后开创X射线散射光谱等方面的实验和理论研究,创造性地发展了多原子气体散射X射线的普遍理论。曾先后在多所高等学校任教,培养了几代科学人才,吴有训在清华大学建立起中国第一个近代物理研究实验室,开创了中国物理学研究的先河。

顽强进取的中国留学生

吴有训从南京高等师范学校毕业后,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。

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,“康顿效应”也可称作“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196112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。

 

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