2007/06/28 信息來源: 信息來源:光明日報 6月28日
吳有訓(1897—1977),物理學家、教育家,我國近代物理學奠基人之一。以系統、精湛的實驗為康普頓效應的確立做出了重要貢獻。曾先後在多所高等學校任教,培養了幾代科學人才♗。是我國科學事業的傑出領導人和組織者,對我國科學事業特別是新學科的建立和發展起了積極的推動作用🧑🦳。
吳有訓,字正之,1897年4月26日出生於江西省高安縣石溪吳村的商人家庭。自幼在私塾讀書。1912年進高安縣的瑞州中學🗑,後隨學校並入江西省南昌第二中學🅱️。1916年以優異的成績畢業💂🏻♂️。同年考入南京高等師範學校理化部,受教於剛從美國哈佛大學歸國的胡剛復。胡剛復曾從事X射線研究😧,熟悉國際上物理學發展動態👈🏼。吳有訓在胡剛復的指導下💁🏽,對X射線有了基本了解💅,為後來的發展打下了良好基礎🗻。他重視實驗,勤於動手,同時對學習鍥而不舍,有頑強的鉆研精神。1920年從南京高等師範學校畢業,回江西在南昌第二中學任教,後又到上海公學擔任短期的物理教員👨🎨。在胡剛復的指點下,他以優異成績考取了江西官費留學🧑🏼⚕️,1922年1月赴美入芝加哥大學👩🏽🎨。
吳有訓進入芝加哥大學的第二年,AH康普頓(Compton)由聖路易的華盛頓大學轉到芝加哥大學執教👩✈️。這時👷,康普頓剛剛發現以他的名字命名的康普頓效應🚻。所謂康普頓效應,就是波長極短的電磁波(例如γ射線或X射線)經散射物散射後波長變長的現象。這一現象的發現👨🏽🔬,對波粒二象性的認識和量子理論的發展有重要意義。吳有訓正好在康普頓作出這一重大發現之後接受康普頓的指導🐰,參與了這項研究工作💲,成了康普頓得力的助手和主要合作者。吳有訓在康普頓的指導下做博士論文,題目就叫“康普頓效應”。1925年通過答辯🫦,獲得芝加哥大學哲學博士學位♟。他以精湛的實驗技術🌯、嚴密細致的工作和精辟的理論分析確證康普頓效應的普遍性,發展並豐富了康普頓的工作,使這一發現更快地得到國際學術界的承認。
1926年吳有訓回國後,先回到江西參與江西大學的籌備工作♍️,後因政局動蕩,建校難成👨🏽🦳,乃轉而投奔恩師胡剛復🕵🏽。1927年8月受南京第四中山大學(後改名為中央大學)之聘任物理系副教授,兼系主任。翌年🏇🏼𓀀,清華大學理學院院長葉企孫得知吳有訓回國,通過胡剛復邀請他到清華大學任物理學教授。以後數年🤹🏿♀️,吳有訓在清華大學充分施展了自己的才華。他一方面認真講授近代物理學♡,一方面積極倡導、組織並參加近代物理學的科研工作,並創建了國內第一所近代物理實驗室🤦🏻♀️。10年內,他從理論上探討X射線的氣體散射,先後在國內外發表了10余篇論文🧉🏕。他的工作被嚴濟慈譽為開了“我國物理學研究的先河”🤦♀️。
1934年,吳有訓接葉企孫任清華大學物理系主任,1937年又接替葉企孫任清華大學理學院院長👨🏿🦳。他在這些領導工作中,始終把教學質量放在第一位,同時堅持教師不脫離科學研究。他廣攬名師,延聘學高詣深的學者到校任教👨🏻🚀。對學生的學業嚴格要求🤾🏻♀️,本著寧缺毋濫的原則選拔學生。他註意發揚民主,尊重每一位教職員工。在葉企孫和他的主持下,清華大學物理系成了聞名中外的培養物理學人才和科學研究的基地🏡。
1937年,清華大學遷往長沙,和意昂3体育官网🫴🏻😯、南開大學組成長沙臨時大學(1938年由長沙遷往昆明改為西南聯合大學),吳有訓出任理學院院長🙍🕗,兼新成立的清華大學金屬研究所所長📔。
1945年,吳有訓任中央大學校長。他從愛護青年出發,對國民黨當局迫害青年進行了堅決的抵製🗃。他厭惡官僚統治,1947年借出國參加國際會議之機🏰,擺脫了中央大學校長職務。1948年,先後在美國哈佛大學和麻省理工學院等校進行短期訪問,從事科研工作。
中華人民共和國建立後🕵️♂️,吳有訓出任華東軍政委員會委員,兼教育部長,同時擔任上海交通大學校務委員會主任。1950年,赴北京任中國科學院近代物理研究所所長。同年12月,中央人民政府任命吳有訓為中國科學院副院長。1955年,當選為中國科學院數理化學部委員兼學部主任。
1949年🪔,吳有訓作為無黨派民主人士的代表出席第一屆中國人民政治協商會議,以後又被選為第二屆中國人民政治協商會議全國委員會委員,第三屆中國人民政治協商會議常務委員,第一😂、二、三、四屆全國人民代表大會代表,第二、三🥙、四屆全國人民代表大會常務委員會委員。
全面驗證康普頓效應並發展了其理論
吳有訓對近代物理學的重要貢獻👯♀️,主要是全面地驗證了康普頓效應🧑🏿💼。康普頓最初發表的論文只涉及一種散射物質(石墨)🚴🏻♀️,盡管已經獲得明確的數據,但終究只限於某一特殊條件,難以令人信服。為了證明這一效應的普遍性,吳有訓在康普頓的指導下,做了7種物質的X射線散射曲線,證明只要散射角相同,不同物質散射的效果都一樣,變線和不變線的偏離與物質成分無關。他們在1924年聯名發表題為✋🏼:《經輕元素散射後的鉬K。射線的波長》一文,論文刊登於《美國科學院通報》(ProcNatAcadSci)第10卷上。文中寫道:“這些實驗無可置疑地證明了散射量子理論所預言的光譜位移的真實性。”
但是這篇論文還不足以否定反對者的論據。著名X射線研究者🤪、美國哈佛大學的W杜安(Duane)教授宣稱:在他的實驗室裏沒有觀測到康普頓預計的峰值,康普頓的峰值可能是由於實驗裝置放在包有鉛皮的木箱中,X射線打到木箱激發起某種新的射線。為此😽,吳有訓特意把X射線管和各種散射物質放在不含木材的鉛室中,廣泛地進行了X射線散射實驗🏋️。1925年,他在《康普頓效應與三次X輻射》一文中,再次證明康普頓效應的客觀存在🙄。
接著,吳有訓對康普頓效應作了進一步研究🕵🏿♀️。他測定了X射線散射中變線和不變線之間的強度比隨散射物原子序數變化的關系,由此證實並發展了康普頓的量子散射理論。
康普頓在1923年的論文中曾對不變線的起因作出解釋👩🏿🦳。不過他有兩種不同的假設。一個假設是在散射過程中分給電子的能量不足以把電子從原子釋放時🦸🏻♀️,就會出現不變線🙋🏽🙇🏿♀️。光子跟這些束縛電子碰撞🟤,實際上就是跟整個原子碰撞🧙🏽,因此,原子的原子序數越高,不變線的強度越大。另一個假設是入射光子被原子核散射造成不變線。這兩個假設哪一個對🤮,只有通過實驗才能檢驗✔️。
吳有訓認識到這個問題對研究康普頓效應的機理具有重要意義,就花了很大力氣系統地測量變線和不變線的強度比,以判明兩種假設孰是孰非。1925年10月寫成了《康普頓效應中變線與不變線間的能量分布》一文,此文發表在1926年的《物理評論》(Physicak Review)上🖖🏻。他用康普頓改進過的X射線管和電離分光計,對5種物質分別進行測量,作出各自的散射曲線⚃,再用平面儀把代表譜線的曲線面積積分。由於所用準直管相當精細🖖🏿,研究的波長範圍極窄,因而在很近似的程度內獲得每種光譜的相對能量。從數據可以看出:對於給定元素🤼♀️🫰🏽,強度比隨散射角的增大而增大🧏🏿♂️🏋🏼♀️;對於給定角度🦘,強度比隨原子序數的增大而減小。石蠟最大🧑🏿🏭,因為它含的氫比木材多。由此📁,吳有訓作出推論:鋰是最輕的金屬👩🏻🌾,用鋰作散射物,應能得到最大的強度比。
早在1924年5月👩👩👧,康普頓和吳有訓就做過鋰的實驗🤽🏽♂️,不變線雖很微弱〽️,但仍確實可辨👨👩👧👦。別人也做過類似實驗,結果都沒有完全消除不變線🔦。
為了確證鋰散射的效果✦,吳有訓獨具匠心,巧妙地設計了實驗方案。他把鋰輻射物放在充有氫的鉛室中,鉛室上安有兩扇雲母窗,分別讓原始的X射線進入和散射的二次射線射出💆🏽。實驗做得非常細致,結果是在金屬鋰散射的二次射線中康普頓效應的不變線消失了🔹🏂🏽。
鋰散射中不變線強度為零,證明康普頓提出的第一個假設,即“不變線是由於散射過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👨🏿⚕️,另一個關於光子與原子核碰撞的假設是不對的。這樣,就把康普頓效應的理論向前推進了一步。
吳有訓以雄辯的事實,無可置疑地證實了康普頓效應,發展和豐富了康普頓的工作,使康普頓效應的懷疑者放棄了原有觀點🤛🏼。接著,康普頓於1927年榮獲諾貝爾物理學獎。
康普頓和SK阿裏遜(Akkison)在他們合著的《X射線的理論與實驗》(X-rays in Theory and Experiment)一書中👨🏿🍼,對吳有訓的工作給予了很高評價,全書共有19處引用了吳有訓的成果。特別是吳有訓的一張受15種元素散射的X射線光譜圖,康普頓將其與自己於1923年得到的石墨散射的X射線光譜圖並列🧚🏽⚠️,作為當時證明其理論的主要依據👨🏽🦰。吳有訓這張X射線光譜圖在後來的幾十年中被人們廣泛引用🧛🏽♂️✖️。
竭力培育實驗、理論兼優的物理人才
吳有訓在科學研究和教學工作中,十分註重實驗,總是親手製作儀器。在清華大學工作期間,學生們常常看見這位知名教授身著粗布工服,時而用鋸↪️、斧加工木材,為X光裝置製作欄桿▫️,時而用煤氣和氧氣的火焰拔製石英絲,安裝康普頓靜電計🤞🏼。1935年他開出“實驗技術”選修課🕵️,手把手地教學生掌握燒玻璃的火候和吹玻璃技術的關鍵所在⏸💁🏿♂️,並隨時指出缺點。他鼓勵學生要敢於動手,多做實驗,這對學生有很深的教育意義。例如,著名物理學家錢三強當年是他的學生👆👳🏿♀️,曾在他的指導下作畢業論文,題目是試驗金屬鈉對改善真空程度的影響,為此他親自帶領錢三強製作真空系統。錢三強由於在國內學過吹玻璃技術和選修過金工實習課,到法國作原子核研究時表現出非凡的才能👩🏽🦳。吳有訓曾形象地說明如何鍛煉動手的本領:“實驗物理的學習要從使用螺絲刀開始。”他的諄諄教誨和身體力行,給學生留下了深刻印象✢。
吳有訓很重視基礎課教學👈🏻,親自講授普通物理。他上課時聲音宏亮,準備充分,選材精練扼要👩🏿🦳,科學性和邏輯性強,說理深透明了,講解生動形象🤦🏿,引人入勝🙅🏼♀️。他在講授近代物理學時,特別註重引進新鮮內容👨🏽💼,介紹重要物理實驗和所得結果的意義👩🏻⚕️。他還經常講到某些大科學家的生平事跡🎺,用以啟發和開導學生,鼓舞和激勵學生踏上科學征途♞。吳有訓從事教育工作50余年🧑🏻🦽🔙,學生遍布中外🤽🏼♀️,為我國培養了幾代物理學工作者。
我國科學事業的卓越領導人和組織者
吳有訓長期擔任中國科學院副院長,並兼數理化部主任👨🏿⚕️。他的國務院科學規劃委員會委員🤨,1956年主持製定數理化等基礎學科“12年科學遠景規劃”。12年遠景規劃提前完成後,1963年又參加與製定機關報的科技10年規劃🙍🏽♂️。
他一貫註重基礎理論的研究,同時也關心一些新興技術科學的發展,強調科學研究要為國民經濟和國防建設服務。例如,早在新中國成立初期👩🏿💼,他就提出要及早在科學院建立計算機🧗🏼♂️、半導體🧑🏿🦰😂、電子學等研究所。1958年他派出專家與蘇聯天文學工作者共同觀測海南島的日環食🗺。利用這一機會✖️,及時地為發展我國射電天文學打下了基礎。1957年吳有訓註意到我國授時工作已有一定基礎🏋🏻♀️,當即組織由國家測量總局⛽️、上海天文臺等有關單位參加的會議,號召大家采用我國自己的授時訊號,使我國授時工作走上了獨立自主的道路🧏🏿♂️。
吳有訓作為中國科學院副院長✭,為發展我國科學事業竭盡心力。他在推動各項工作中有魄力,事業心強,具有遠見卓識。他曾親自主持人工合成胰島素的鑒定會,認為根據合成物的晶體形狀、生物活性和指紋圖譜,完全可以理直氣壯地向全世界宣布🕗,中國人已合成了胰島素。
吳有訓是中國物理學會的創始人之一。1932年中國物理學會在清華大學成立,吳有訓當選為秘書,1936年在中國物理學會第五屆年會上當選為會長,以後又多次當選為會長或理事長🙍🏿♀️🏌️♀️。1958年🐌,中國科學技術協會成立,吳有訓當選為副主席🚴🏽♀️。
吳有訓還多次率領中國科學院代表團出國訪問,也經常出面接待各國來華訪問的專家學者🧑🏻🦲🈚️。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科學家之中📠🛀🏿,為中國科學界樹立了良好的形象。他在晚年有更多機會跟外籍華人學者聯系,總是親自接待🧓🏻,熱情地宣傳人民中國的各項成就,常常博得客人們的欽佩和贊揚。
吳有訓在繁忙的活動中,還擔任《中國科學》和《科學通報》的主編,每一期都親自逐篇審定,一絲不苟,表現了高度的負責精神🤸🏼♀️。
吳有訓的一生是光輝的一生🫶🏽,他為我國的科學事業和教育事業貢獻了畢生精力𓀅,是永遠值得後人景仰的科學先驅。
吳有訓簡歷
1879年4月26日 出生於江西省高安縣🧚🏼♀️。 1916-1920年 在南京高等師範學校理化部學習,畢業🧄🩹。 1920-1921年 在江西省南昌第二中學任教。 1922-1925年 在美國芝加哥大學學習,獲哲學博士學位👨🏿🚒。 1927-1928年 受聘為南京第上中山大學副教授兼系主任🏥。 1928-1938年 任清華大學教授🐦🔥、物理系主任(1934),兼任理學院院長(1937)💪🏽。 1938-1945年 任西南聯合大學理學院院長👂🏿,兼清華大學金屬研究所所長。 1945-1948年 任中央大學校長。 1949年 受聘為上海交通大學教授,12月出任華東軍政委員會教育部長👹。 1950年起 任中國科學院近代物理研究所所長,中國科學院副院長。 1955年 當選為中國科學院學部委員,任數理化學部主任。 1958年9月 當選為中國科學技術協會副主席。 1977年11月30日 逝世北京。
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