赵凯华:中国物理教育从无到有并达到国际水平的历程 |2019-03-09

2019年3月9日09:36:47 发表评论
导读

能培养出国际水平的本土科学家,标志着我国的科学教育已达到国际水平。从1905年清廷废科举兴学堂开始,到20世纪40年代末,在短短的半个世纪里从科盲状态达到现在的水平,是很不容易的。前辈科学教育家筚路蓝缕,披荆斩棘,身体力行,言传身教,功莫大焉。 

科学教育不仅是知识的传授,更重要的是科学精神的熏陶和感染。科学精神就是坚持真理。譬如于敏的人生座右铭是“淡泊以明志,宁静而致远”。所谓宁静,对于一个科学家,就是不为物欲所惑,不为权势所屈,不为利害所移,始终保持严格科学精神。”伟大的科学家也是人道主义者,他们珍惜生命,关爱他人,团结友善,自由、平等、 博爱。教师以自己的高尚品德言传身教,也是那个时期教育成功的关键之一。

文章共按八段历程展开:

 

1. 鸦片战争与洋务运动

2. 甲午战争 戊戌变法 京师大学堂

3. 庚子之变与废除科举兴学堂

4. 明国初年创办大学物理系

5. 30年代物理人才辈出

6. 科学救国 实业救国

7. 抗日战争时期教育史上的奇葩

8. 四十年代本土科学家的成长 

近代教育体系起源于西方,它是与近代的政治、经济、文化和科学技术发展相适应的。 近代教育体系的兴起与公元14世纪到16世纪欧洲的文艺复兴(Renaissance)而产生的启蒙运动有关。欧洲曾经历过神权和专制政府统治的黑暗时代(Dark Age), 一些思想先进的人物顺应时代发展的需求,提出从神权和专制政治思想的桎梏下解放“人”,允许每个人独立思考,并意识到自己在历史发展中的地位,充分发挥人的作用。这也就是“解放人性”。当时提出了人道主义(humanism)和人本主义(humanitarism),追求恢复古希腊时代曾经存在过的思想自由和民主制。

 

在黑暗时代,一切都要服从“神的思想”(以教士编的“经典”为代表)和专制君主的旨意,不得违反,否则严刑酷罚。而在古希腊时代,允许各种思想自由存在,可以百家争鸣,城邦政治具有民主的色彩.思想家、哲学家、科学家,如苏格拉底(Socrates, 470BC—399BC)、柏拉图(Plato, 427BC—327BC)、亚里士多德(Aristotle, 384BC—322BC)、阿基米德(Archimedas, 287BC—212BC)、欧几里得(Euclid, 300BC左右)等,名人辈出。

经过发轫于意大利的文艺复兴运动,欧洲面貌大为改观。先后出现了哥伦布(Christoforo Colombo,约1451—1506)、达芬奇(da Vinci,约1452—1519)、哥白尼(Nicolaus Copernicus,1473—1543)、马丁·路德(Martin Luther,1483—1546)、伽里略(Galileo Galilei,1564—1642)等文化名人。新思想推动各种社会改革和学术突破性的发展。牛顿(Sir I.Newton,1643—1726)的运动力学奠定了物理学的基础,英国经过修改的《自由大宪章(Magna Charta)》和1689年由英国议会颁布的《权利法案》一起,限制了君权,保证了议会和人民的权利,成为英国君主立宪制的法制性权威文件.资本主义的经济制度和民主的政治制度在欧美各国取得了国富民强的效果,近代教育体系也得到相应的发展,并趋于成熟.反观我华夏上千年来的教育,从塾、庠、序、校、书院的私学,到国子监、太学的官学,基本上以四书五经、儒家经典为内容,以科举考试为目标,与近代社会的发展全然格格不入。


01 鸦片战争与洋务运动 

19世纪中叶,西方列强肆行对外扩展,在亚洲先占领印度和南洋诸国,当时清政府采取闭关锁国政策,对此不闻不问。

道光二十年(庚子1840)英国以强迫销售鸦片为导火线,悍然派兵入侵,挑起战火,世称鸦片战争。战后迫使清政府于道光二十二年(壬寅1842)签订《江宁条约》,割香港,赔款2106万两白银,开放5个通商口岸,限我关税权。此后, 英法联军于咸丰六年(丙辰1856)入侵,陷广州;咸丰八年(戊午1858)占大沽口; 咸丰十年(庚申 1860)直抵北京,焚掠圆明园,朝野震惊。战争迫使清政府于咸丰八年和十年签订多项不平等条约,赔款总额达1600万两白银,增设通商口岸多处.。在此期间,俄国以调停有功和利益均沾为名迫使清廷签约,先后夺我黑龙江以北、外兴安岭以南60多万平方公里的领土(咸丰八年)和乌苏里江以东40多万平方公里的领土(咸丰十年)。

这些丧权辱国的惨痛教训,使朝野人士对我国的国力远远落后于世界各国之现状有所觉醒,遂掀起一场“洋务运动”,以求增强国力,救亡图存

当时日本面临同样的问题。1853年美国海军在三浦半岛登陆,打开日本门户,被迫通商。这使日本掀起一场维新运动。1868年睦仁天皇废除幕府制度,改元明治,扶植发展资本主义工商业,世称明治维新。嗣后,1889年颁发《帝国宪法》,确立君主立宪的近代天皇制和内阁制,号召“富国强兵,殖产兴业,文明开化”,建立近代教育体系,向西方学习,开启民智。经十余年,国力大增

在我国,洋务运动中购买机器、轮船、洋枪洋炮和军舰,建立新式陆海军; 建电厂,发展纺织等轻工业、制造业和航运业;开矿山、敷铁路、设邮局和电报局。与此同时,商业也有所发展。

洋务运动中,出使西欧日本者,或出洋游历者,目睹国外政治、经济、科学、文化、技术、教育等方面的情况,大开了眼界,纷纷著文或上书朝廷,介绍自己的见闻,并提出如何办学的建议

由于洋务运动发展的需要,在教育方面开办了许多异于私塾和旧式书院的“西学堂”。同治元年(1862)以后在京师和上海建立同文馆,专事培养外语人才,兼翻译外国书籍。各省纷纷建立方言学堂、实业学堂、时务学堂、武备学堂、海军学堂等等,新式学堂因此兴起。举其要者,有恭亲王奕訢、李鸿章、曾国藩奏准在北京设立同文馆, 招收八旗子弟入学,实为我国设立新式学堂之始;李鸿章奏准于1863年在上海设同文馆,招收汉人。1866年左宗棠奏设船政学堂于福建,招生分习英法语言文字及制造驾驶轮船之法,派沈葆桢为船政大臣。1869年上海制造局内设翻译馆,译格致(物理学)、化学、制造方面的书籍。光绪年间,1878年张焕纶于上海办正蒙书院,以新法教学。1879年天津设电报学堂。在天津,李鸿章于1882年开办水师学堂,1885年开办武备学堂。1893年张之洞奏设自强学堂于武昌, 分方言、算学、格致、商务四斋,惟商务、格致两门未开办。1895年盛宣怀奏设中西学堂于天津,分设头等学堂、二等学堂各一所;同年,湖南湘乡举人创建东山精舍;同年12月文廷式、康有为组织强学会于北京,附设强学书局,刊发中外记闻报纸,旋被杨崇伊奏准查封,御史胡孚宸奏准将强学会改设官书局。1895年华亭钟天纬还于上海开办三等谢帖学堂,以语体文编教本,为国语教科书之先声。1896年张之洞奏准江西绅商于高安设蚕桑学堂,等等。这些学堂以官办为主,也有少数是民办的。新式教育的开办对当时的科举考试也产生了影响,1887年总理衙门(管外事的)奏准设算学一科(包括格物、机器与各国史事在内)取士。

下面我们以京师同文馆为例,对这类在我国处于萌芽状态的新式学堂作一介绍

京师同文馆是于同治元年(1862)7月29日开办的,附属于总理衙门。设管理大臣、专管大臣、提调、帮提调及总教习、副教习等职。总税务司英国人赫德任监察官,实际操纵馆务。先后在馆任职的外籍教习有包尔腾、傅兰雅、欧礼斐、马士等。中国教习有李善兰、徐寿等.美国传教士丁韪良(W.A.P.Martin)自1869年起任总教习,历25年之久。该馆最初只设英文、法文、俄文3个班,后陆续增加德文、日文及天文、算学等班。招生对象开始限于14岁以下八旗子弟,1862年6月入学的仅10人,以后扩大招收年龄较大的八旗子弟和汉族学生,以及30岁以下的秀才、举人、进士和科举正途出身的五品以下满汉京外各官,入学学生逐年增多。学习期限初定3年毕业,自光绪二年(1876)后改为两种:由外文而及天文、化学、测地诸学者,8年毕业;年岁稍长,仅借译本而求诸学者,5年毕业。除汉文外其他课程多由外国人担任教习。考试严格,有月课、季考、岁考3种。每3年举行大考一次,列入优等者升官阶,次等者记优留馆,劣等者除名。馆内待遇较优,除膳食、书籍、纸笔由官家供给外,每月尚有薪水银10两。同文馆的课程设置基本没有"四书五经"之类的传统科目,学生毕业后大半任政府译员、外交官员、洋务机构官员、学堂教习。该馆附设印书处、翻译处,曾先后编译、出版自然科学及国际法、经济学书籍20余种。此外还设有化学实验室、博物馆、天文台等。光绪二十七年十二月(1902.1)并入1898年创建的中国第一所具有现代意义的大学——京师大学堂。

可以看到,同文馆是应外事的需要而开办的,但其课程设置兼顾了一些自然科学基础。在我们介绍同文馆的同时,值得介绍一下其中所用的自然科学教材,由此可窥见当时水平之一斑。同治七年(1868年)同文馆刻本《格物测算》共8册, 是总教习丁韪良编的。丁韪良认为,中国的国民教育上千年来都被纯文学、伦理和政治的框框所限制,因而在自然科学上远远落后于西方。即使是中国最高级的学者对于石头为什么会落地的问题,也不会比牛顿以前的欧洲人知道得多。因此他不受系统或章节的限制,选择适合于学生或学生感兴趣的知识点来进行编写。比如该书卷五《气学》就被分为上章“论天气 (空气、大气)”,包含“天气压力”“论天气涨缩”“测气球”“测飞机”等内容;下章“论热气”,包括“论天气随冷热涨缩”“论寒极”“求寒极度”等;最后还附有“测算音学”,包括“计声音之大小”“声音之速”“实质传声”等. 《格物测算》前三卷为《力学》,占了很大比重,后五卷分别是《水学》、《气学》、《火学》、《光学》、《电学》。力学卷一有六章,“论物之动静”“论重质相吸之力”“论物之重心”等;卷二有六章,“论力之分合”“论火器”“论物之摆动”等;卷三有七章,“论杠杆”“论斜面”“论梁木之力”等。丁韪良解释说:“是书自力学始,因所算多在物力,且力学之理通行万物,故不但以力学为先,亦力学较为详备,是以演为三卷;”“是书之力学即重学也,盖重学无非力学之一端,而力学实重学之根源也。”作为物理学的基础,丁韪良这般高度地重视力学是不无道理的,打好基础的重要性不言而喻。《格物测算》 将“格物”和“测算”结合,就是自然科学理论和算术应用题的演练相结合。丁韪良在序言中论述:“盖格物与算学互为表里,独知算学而不及格物,则虚而无凭;习格物而不明算学则狭而不广,二者相辅而行方能钩深致远.……欲阅是书宜通晓算学,因书中皆用算学诸理以推物力,意在用算而不在讲算也。除几何,形学,勾股,代数常用外,其微分、积分亦恒有不得已而借用者。”教材中每一章讲解到公理公式后,都附有演题。演题具有较详细的解答过程。在当时计算和表达,尚不宜用西方惯用的符号和公式,在《格物测算》的讲解中,丁韪良对书中所用的各种中文标志符号作了详尽的规定:如命未为半径,寅为地力,丙为常数,又以无代未知之数,甲、乙或子、丑代已知之数,亦间有用春、秋等字之处,插图中的标记一致都以甲、乙、丙、丁等来表示。书中所涉及的科学定理也被丁韪良用地道的文言文加以表述。例如:问:“奈端(牛顿)力学三纲何也?”答:“物之静,非力不动;物之动,非力不止;一也。物之受力者,每力均有功效,二也。凡用力必有抵力,与之相等,三也。” 这与我们在当代物理教科书上读到的牛顿三定律基本符合。1889年同文馆出版《增订格物入门》时,很多清政府高级官员和士大夫,如李鸿章、徐继畲者,写了序言,推崇备至。

说起办新式学堂,不能不谈教会的功劳。近代科学知识最早是由传教士传入我国的,著名的如明朝时的利玛窦,清初的汤若望和南怀仁。康熙皇帝本来是很欣赏传教士的,后来因礼仪之争(教会禁止拜孔祭祖)而遭到驱逐。鸦片战争后国门被打开,教会再次进入中国,建教堂、设医院、办学堂,和从事育婴堂、麻疯院等慈善事业,是教会传教的重要方式。天主教于1850年在上海创办徐汇公学。基督教最先在1844年受英国东方女子教育会之命设女校于宁波,同年分设英华男女两校于厦门。此后创办的学校有一大批,列举其中一些如下:真书院(1846李朗),英华男校和怀仁女校(1850鼓浪屿),真道学校(1858厦门),育英学堂(1864北京),裨治文女学(1865北京后迁上海),格致书院(福州),培雅学堂和度恩学堂(1865,1866,上海,圣约翰大学前身),南伟烈书院(1865九江),崇实馆(1865北京,崇实中学前身),育英义塾(1845宁波,1867杭州,之江大学前身),圣保罗书院(1870香港),存养书院后改称博习书院,再后并入1881年在上海所设的中西书院,是为东吴大学之前身。此后还有儒励女学(1875登州),悦来书塾后改华英学校(1878,南翔到吴兴),汇文女学(1882南京),等等。当中国尚在用八股试帖开科取士的时候,基督教带来了西洋教育制度,用格致科学来训练人才,对中国人是一件极为陌生的事。因为这种新教育不能应付科举考试,而传统的观念又是读书为了做官,一般人不愿把他们的子弟送进教会学校.只有两种人敢去尝试:一是要读书而没钱的贫寒人家,因那时的教会学校不但不收学费,反而津贴学生的衣食零用;二是想进洋行海关谋生的人,他们鉴于教会学校注重英文课程,利于造就买办阶级。然而,大家都以为进教会学校带点冒险性质,教外学生是很少的,多数是一些基督徒家的子弟.教会办学校的初衷也是为基督徒子弟便于读书。

综观这段时期的新式学堂,官办的多为技工式学校,中专水平, 且绝大多数为工商技术方面的,理科和人文学科方面的几乎没有。教会学校也都是中小学水平,但后来的一些著名的教会大学由此脱胎而出。

洋务运动与教育有关的另一个方面是派遣留学生。1870年容闳上书曾国藩条陈派遣幼童赴美求学,1871年曾国藩、李鸿章奏准《派遣幼童赴美肄业章程》,1872年陈兰彬、容闳为正副委员,带领第一批学生梁敦序、詹天佑等30人赴美,此乃中国派学生赴外留学之始。1873年沈葆桢奏派船政学堂学生30名分赴英、法学制造、驾驶诸科,因台湾事起未能成行;两年后派学生数人随法国人日意格赴法学习船政,这是正式派学生赴欧留学之始。1877年李鸿章奏派船政学堂未行学生赴美习制造、驾驶,1890年总理衙门奏准英、俄、德、法、美5国大臣,每届带学生2名。1896年出使日本大臣嘉佑带学生唐宝锷、胡宗瀛、戢翼翬等13人留日,此乃派人留日之始。这批留学生日后归来,成为我国最早的一批新型知识分子,对我国的近代化建设发挥了开创性的作用

中国近代第一批留学生

 

 

02 甲午战争 戊戌变法 京师大学堂

光绪二十年(甲午1894)日本在朝鲜挑起中日之战。七月一日(1894.8.1)清廷正式向日宣战。八月十六日(9.15)清军败于平壤,八月十八日海军又败于黄海。九月下旬日军渡野绿江(鸭绿江),占我辽东等地。十月九日(11.6)陷金州,十月二十四日(11.21)占旅顺,直逼瀋阳。此时,议和之说迭起,清廷曾请五国公使介入调停。在反复折冲之际,日军在南方侵占澎湖,在山东侵占威海卫(光绪二十一年正月十八日, 1895.2.12),新式舰船组成的北洋舰队覆灭。光绪二十一年三月五日(1895.3.30)于马关草签《停战协定》,日方蛮横地将停战限于山东、奉天地区。三月二十三日(4.17)清廷全权代表在《马关条约》上签字,四月十四日(5.8)换文正式生效。条约中割让台湾及辽东,但需在条约签字后另行签约,此即光绪二十一年九月二十二日(1895.11.8)签订的《辽南条约》。这一奇耻大辱的条约引起朝野激愤,变法维新、自强图存之议遍布华夏。

 

 签定《马关条约》的消息传到北京,康有为发动在北京应试的1300多名举人联名上书光绪皇帝,即康有为上清帝第二书,史称“公车上书”, 凡18000余字,书中提出各种变法举措。其中关于兴新学部分建议废武科,改为艺科,令各州县遍开艺学书院。凡天文、地矿、医、律、光、重 (力学)、化、电、机器、武备、驾驶, 分立学堂, 测量、图绘、语言、文字皆学之。15岁入学,既学经典为根本,又学专门,五年为期,通过考试者入省学,谓之秀才;省学五年为期,通过考试者贡于京师,谓之举人;京师广延各学教习,每岁皆考, 三年为期,考试及半者,谓之进士。 进士得任州县总教习,举人得任分教习,秀才得任教乡塾。有创著一书,发明新义,确实有用者,皆入翰林。进士授以检讨,举人授以庶吉士,秀才授以待诏。此摺因当局“恐人心汹汹,将扰和局”,未能上达。五月初六日又上第三书,约16000字,内容与第二书基本相同,达光绪之手,并得到赞许。 

 

光绪二十一年闰五月十七日(乙未1895.7.9)顺天府尹胡燏棻在“变法自强疏”中奏请裁改书院,开设学堂。他说:“泰西各邦,人才辈出,其大本大源全在开设学堂。……日本维新以来,不过一二十年,而国富民强,为泰西所折服,是广兴学校、力行西法之明验。……特旨通饬各省督抚,务必破除成见,创立各种学堂。……数年以后民智渐开,然后由省而府而县递为推广,将大小各书院一律裁改,开设各项学堂。”

 

1895年,天津海关道盛宣怀奏请设立一所新式学堂,光绪皇帝准旨。同年10月2日,在天津创办了天津北洋西学学堂。北洋大学自始即以美国哈佛大学和耶鲁大学为蓝本,设有法科、矿冶、土木、机械等科,修业4年。盛宣怀首任督办。1896年,盛宣怀又在上海创立了南洋公学,乃是中国近代高等教育的奠基人之一。 

 

首次正式提出设立“京师大学”之建议的是刑部左侍郎李端棻。他在1889年秋曾以内阁学士身份出任广东乡试主考。阅卷时,慧眼识拔考生梁启超,该生以“熔金铸史”的文笔应答考题,饱学宿儒李端棻非常欣赏,于是将他录取,榜上排名第八。后来,年仅16岁的梁启超前来拜见这位识才的主考官,才华横溢的梁启超给李端棻留下深刻的印象,之后将堂妹李蕙仙许配予梁为妻。“自是颇纳启超议,娓娓道东西邦制度”。光绪二十二年五月初二日(丙申 1896.6.23),李端棻给清廷上《请推广学校摺》里,提出设立京师大学及各省府州县遍设学堂之建议:“惟育才之法匪限于一途,作人之风当遍于率土。臣请推广此意,自京师以及各省府州县皆设学堂。 府州县学,选民间俊秀子弟年十二至二十者入学,……省学选诸生年二十五以下者入学, ……京师大学,选举贡监生年三十以下者入学,其京官欲学者听之。……其省学、大学所课,门目繁多,可……分斋讲习,等其荣途,一归科第,予以出身,一如常官。如此,则……风气自开,技能自成,才不可胜用矣。”在这里,大中小办学的层次清晰,分科学有专工、出路平等对待的思想明确。光绪二十二年(丙申 1896)八月十一日及廿一日梁启超在《时务报》上发表了“学校总论”一文,提出培养通外语、谙商务、懂法律、晓现代工业和现代军务的人员,认为“条理万端,皆归本于学校。”梁启超主张学习西方学校的分类、章程、功课等,总纲有三:教、政、艺; 分目十八,包括与学校教育有关的方方面面,各篇均附有章程。梁启超这篇文章是我国最早提出的改革教育的全面方案。 

 

光绪二十四年四月二十三日(戊戌1898.6.11)颁发上谕,世称《明定国是诏》此诏书是正式启动变法维新的宣言,其中特别强调:“京师大学堂为各行省之倡,尤应首先举办。”半个月后于五月初八(6.26)又发谕旨催办此事:“兹当整饬庶务之际,部院各衙门承办事件,首戒因循。……倘再仍前玩愒,并不依限复奏,定即从严惩处不贷。”急切之情,溢于言表。在光绪帝的督促下,军机处和总理衙门请康有为代为起草学堂章程。康有为又委托梁启超执笔,写好《奏拟京师大学堂章程》,交由总理衙门上呈了。7月3日光绪皇帝批准了这个章程,并委派曾任其师的吏部尚书孙家鼐为管理大学堂大臣,负责京师大学堂的具体筹建工作。孙家鼐推荐,京师大学堂任命许景澄为中学总教习,丁韪良为西学总教习。大学堂校址设在地安门内马神庙和嘉公主旧第。

 

《明定国是诏》发布后,光绪帝积极推行变法维新的改革,使慈禧大为光火。她于光绪二十四年八月初六日(9.21)发动政变,囚禁光绪帝于中南海瀛台,并下诏以叛逆罪杀谭嗣同等六君子,通缉康有为、梁启超。但维新变法是大势所趋,在此诏书中有“所有一切自强新政,胥关国计民生,不特已行者亟应实力举行,即尚未兴办者,亦当次第推广,于以挽回积习,渐臻上理,朕实有宽望焉”等语。因而京师大学堂的筹办得正常进行。对于京师大学堂的兴办能够逃过戊戌政变这一劫,一个流行的说法是因为“萌发早,得不废”。这不是事实,盖因慈禧并不是极端的保守派。她从1861年辛酉政变后上台执政以来,就开展了洋务运动,而洋务运动的主要人物,如曾国藩、李鸿章等,都是她信得过并重用的权臣大吏,她对兴实业、办学堂等措施是一贯支持的。上述诏书后部之言也表明,办大学堂绝非她无奈勉强之举。从庚子之变后她实施的所谓“清末新政”看,她是能够容忍并推行新政的。正是百日维新时期的撤部裁员、广开言路、言论自由等措施触动了大清王朝的祖宗之法,违反了基本原则,她是绝对不能接受的。

 

光绪二十四年十一月十九日(戊戌1898.12.31)京师大学堂在原和嘉公主府第开学。由于当时缺少能够入学的中学生,未能按章程办事,仅开设仕学院,招收进士、举人出身已入仕者入学,中西课程兼设。

 

京师大学堂藏书楼

 

 

03 庚子之变与废科举兴学堂

慈禧早有废帝之心,只是碍于外国的压力,“未可卒行”。慈禧宠信的荣禄献策说:“上(皇上)罪不明,外国公使将起而干涉,此不可不慎也。”然而“无妨也。上春秋(年岁)已盛,无皇子,不如择宗室近支子,建为大阿哥(太子),为上嗣,兼祧穆宗(同治帝),育之宫中,徐承大统,则此举为有名矣。”慈禧甚喜,纳其言,遂于光绪二十五年(己亥)十二月二十五日(1900.1.24)立两门王室嗣人载漪之子溥雋为大阿哥,史称“己亥建储”。

 

载漪,淳亲王奕涂之子。奕涂于辛酉政变中“有隐德于太后,故太后亲之。”太后以其侄女承恩公桂祥之女嫁于载漪,所以对于太后来说,载漪是亲上加亲,两门嗣人。且戊戌政变前夕,“庆邸(奕劻)端邸(载漪)同赴颐和园哭请太后训政”,愈加使载漪得到太后的宠信。建储后载漪先后接管京师军务和总理衙门,集军事和外交大权于一身,一时权倾朝野。而载漪仇恨新政,顽固守旧;纵容拳众,盲目排外;且建储后觊觎王位,惟恐天下不乱。载漪实为庚子之变的罪魁祸首。

 

义和团初起于山东,后来波及北方多省。他们摆坛降神召众,打着扶清灭洋的旗号,杀洋教士、烧洋教堂,打击一切在他们看来有“洋”字嫌疑的近代化机构和设施,如铁路、车站、新式学堂、医院、西药房等,烧杀劫掠,无所不为。起初,地方官员镇压者有之,如时任山东巡抚的袁世凯,而庇护和嘉奖者大有人在。在载漪一派人的怂恿下,庚子年(1900)义和团已由天津杀进北京。他们攻外国使馆,杀使节、烧教堂,甚至在载漪的带领下,潜入皇宫,企图杀“二毛子”光绪帝。义和团的浩大气势专与洋人作对,吓坏了外国传教士和各国驻京公使,连忙吁情本国调兵前来保护。对于义和团主剿还是主抚,对外主战还是主和,朝廷内外,意见颇有分歧。对义和团慈禧太后本来主剿,对洋人又怕又恨,但在载漪的蛊惑下,同意借团众之力以抗外辱。庚子年五月(1900.6),载漪伪造的“归政照会”(外国要她归政于光绪帝的照会)触动了慈禧权力的底线,她顿时勃然大怒,完全失去了理智。近年来清廷与一二国交战,屡战屡败,今日她居然敢于下诏主动向十一国宣战。结果8月14日八国联军破京,次日凌晨,太后溺珍妃、挟绪帝,逃往西安去也。

 

回头话说京师大学堂。管理大臣孙家鼐于庚子年初称病告假,其职由许景澄代理。庚子六月五日(1900.7.1)许景澄上奏:“现在京城地面不靖,住堂学生均告假四散。又该学堂常年经费,系户部奏明在华俄银行息银项下拨给。 现东交民巷一带洋馆焚毁,华俄银行均经毁坏。以后费用亦无所出。……应请将大学堂暂行裁撤。……谨奏。”开学一年半的大学堂就此停办了。是年7月28日,许景澄也因哭谏制匪免战为慈禧太后所杀。次年时任大学堂的管理大臣张百熙奏摺中回顾当时的情况说:“查大学堂去岁先被土匪,后住洋兵,房屋既残毁不堪,而堂中所储书籍仪器,亦同归无有。”拳乱和八国联军期间天津北洋大学亦遭破坏而暂时停办。

 

八国联军入京后,慈禧太后命奕劻、李鸿章为全权大臣,与列强进行谈判。她下令痛剿拳匪,杀刚毅等主战官员,仅载漪以至亲故得以身免,放逐新疆,并废大阿哥溥雋。1901年2月14日批准《议和大纲》,并发布上谕,表示要“量中华之物力,结与国之欢心。”1901年9月7日与11个国家签订了《辛丑条约》,规定39年内赔款4.5亿两白银,拆除大沽到北京沿线所有炮台等。1902年初,慈禧携光绪帝返京。

 

辛丑条约签订后,1902年1月10日下诏恢复大学堂:“兴学育才实为当今急务。京师首善之区尤应加意作养,以树风声。从前所建大学堂,应即切实举办。着派张百熙为管学大臣,将一切学堂事宜责成经理。”1902年12月17日京师大学堂举行开学典礼。预备科因条件不够未能开办,仅设速成科,下设仕学、师范两馆,按8月15日所定章程举行教学。经入学考试选拔,共招新生130余名。何育杰1902年考入京师大学堂师范馆,1904年选拔留英,1907年获曼彻斯特大学理学士学位,此后在欧洲进修两年,1909年回国任京师大学堂教习,1912年任北京大学教授,1918年当选为物理系教授会主任,相当于系主任,是北大物理系第一任主任。此是后话。

 

庚子之乱后,总督袁世凯命天津海关道蔡树堂由津海关库存银拨60万两作为北洋大学堂复校经费,选定天津西沽武库为校址,先建后奏,乃有北洋之复校,并起用正式校名北洋大学堂。袁世凯急求功效,将入学仅二年之第一班学生全班20人于1905年春送往美国,1906年又送第二批学生集体赴美,其中有后来成为我国著名经济学家的马寅初。

 

1901年,山东巡抚袁世凯上奏请在山东试办大学堂获准,在济南泺源书院正式创办了官立山东大学堂。周学熙任管理总办。第一批招收学生300人,分专斋、正斋、备斋、分斋督课。聘请中西教习50余人,后增至110多人,美国人赫士为总教习。课程设置除经史子集外,还有社会科学、自然科学和外国语等20多门。学制初为3年,后改为4年。1904年学校迁入济南杆石桥新址,改为山东高等学堂。是为民国以后省立山东大学和国立青岛大学的前身。 

 

庚子之乱以后,基督教办教育更向高级方向发展了。除了一般的高级中学不断地增设,如广州的通志英文学校(1900),南京的圣道书院(1901),奉天的文会书院(1903,后改辽宁文会高中),南昌的葆灵女学(1903),香港的圣司提反书院(1903),泉州的培元中学(1005),福州的英华书院(1906)等等,一些高等学府也次第的建立起来。最早的是圣约翰大学,它是在1870年创建的圣约翰学院基础上发展起来的。1892年起该学校开设大学课程,并且将英语作为最重要的学科教授。1905年学校成为正式的大学,设文学院、理学院、医学院、神学院4所学院以及1所附属预科学校。东吴大学的渊源可以追溯到美国基督教监理会1882年在苏州和上海开办的中西书院,1900年12月取名为“东吴大学堂”,当时成立文理、医和神学3科,辛亥革命后改称“东吴大学”。此外,1910年,美国教会合并汇文书院(1888)、宏育书院(1907)成立金陵大学堂,1915年随京师大学堂改名而改名为“金陵大学”。

 

 教会办学除了向高级层次发展外,对普及教育的贡献也是可观的,尤其是小学教育,差不多每个教堂的旁边都有一所小学。穷乡僻壤,甚至连云南的苗族也设立起学校来。教会小学数量的增加也很迅速。教会学校男女学生并收。中国女子向来是不受教育的,从教会女学一天天的发展,女学生便一天天地多起来,女子的地位也就一天天地提高了。同时还普遍地设立起幼稚园来。 

 

1905年发生了一件影响我国新式教育发展的大事,即完全停止科举。光绪二十九年(癸卯,1903)袁世凯、张之洞上奏,力陈科举之害,断言科举不废,学堂不兴。光绪三十一年(乙巳,1905)日俄战后,直隶总督袁世凯、盛京将军赵尔巽、两湖总督张之洞、两江总督周馥、两广总督岑春煊、湖南巡抚端方会衔《奏请立停科举以广学校摺》,认为“科举一日不停,士人有侥幸得第之心,学堂绝无大兴之望”,上谕答复:“兹据该督等奏……,着即自丙午科为始,所有乡会试一律停止,各省岁科考试亦即停止。其以前之举贡、生员,分别量予出路……。” 因此1904年的甲辰恩科进士成为末代进士,后无来者。废科举、兴学堂,实为我国教育近代化历程中的一个里程碑。从国际科学发展的标准看,1905年意味着什么?从物理人的视角看,那是爱因斯坦奇迹年。他于这一年创建了相对论,物理学从经典走向了近代,而我国人则刚开始有机会正式学习最基本的物理学。由此可见我们这个文明古国落后于国际科学差距之大。 

 

庚子拳乱引发八国联军武力干涉后签定的《辛丑条约》议定,清政府向俄、德、法、英、美、日、意、奥八国及比、荷、西、葡、瑞典和挪威六国赔款4亿5千万两白银,以赔偿各国军费和在华商人与传教士的损失,是为“庚子赔款”。1904年12月上旬,中国驻美公使梁诚与美国国务卿海约翰谈判时,海约翰透露出一句:“庚子赔案实属过多。”梁诚抓住机会,在美国国会及议员中四处游说退还不实赔款。1906年初美国伊利诺大学校长爱德蒙·詹姆士送呈总统西奥多·罗斯福一份备忘录,要求美国政府加速吸引中国留学生到美国去。同年3月6日美国传教士明恩溥到白宫进谒罗斯福总统,建议将庚子赔款退还一部分,专门开办和津贴在中国的学校。1907年明恩溥呼吁让多一些中国知识分子去美国留学。在明恩溥等人的推动下,罗斯福给国会提出了一个谘文,指出:“我国宜实力帮助中国厉行教育,使此巨数之国民能以渐融洽于近世之境地。援助之法宜招导学生来美,入我国大学及其它高等学社,使修业成器,伟然成才,谅我国教育界必能体此美意,同力合德,赞助国家成斯盛举。”1908年5月25日,美国国会通过罗斯福的谘文,同年7月11日,美国驻华公使向中国政府正式声明,将美国所得“庚子赔款”的半数退还中国,作为资助留美学生之用。中美双方商定,在北京由清政府外务部负责建立一所留美训练学校。于是,1909年6月在北京设立了游美学务处,这就是清华大学的雏形。1909年第一批庚款留学生47人,其中包括后来的清华大学校长梅贻琦,物理学界元老之一胡刚复;1910年第二批庚款留学生70人,其中包括后来大名鼎鼎的胡适,同榜中还有后来的语言学家赵元任、气象学家竺可桢等。第一次世界大战后,对战败国德、奥的赔款免除。苏俄、比、意、荷等国也先后退还庚款,充水利、文化教育之用。1926年以英国退款建庚款留英项目。此是后话。

 

第一批庚款留美生

八国联军之后慈禧太后惊悸之余也开展了一系列新政。除上述废科举、办学堂、兴新式教育外,还实行了筹措军饷,训练新兵;振兴商务,奖励实业;改革官制,整顿吏治等措施。1906年慈禧太后竟宣布预备立宪。这些变法的力度,并不亚于戊戌维新,但是为时已晚,未能挽救大清王朝覆灭的命运。太后老佛爷于光绪三十四年十月二十二日(1908.11.15)未时宾天,光绪帝也得以在她死的前一天酉时宴驾。3年后,辛亥革命爆发,袁世凯逼清廷逊位。中国延续几千年的帝制从此告终。

 

 

04 民国初年创办大学物理系

 

4.1 北京大学

民国元年(1912)京师大学堂改北京大学,大学堂总监督改称校长,严复任校长。从严复起北京大学校长几经更替,1916年12月26日蔡元培被任命为北大校长,次年1月4日到任。蔡先生进行了一系列改革,使北大焕然一新。(1)明定大学的性质。他说:“大学者,研究高深学问者也”“大学学生当以研究学术为天职,不当以大学为升官发财之阶梯。”(2)解聘不称职的教师,聘请有学问热心于研究的教师。“循思想自由原则,取兼容并包之义”。认为“此思想自由之通则,而大学之所以为大也。”他聘请一批具有新思想、了解西方启蒙运动以来的新学说、新理论的学者,对国学的传承和整理、研究也不放弃,尊崇天赋人权,实践理性批判。民主和科学的精神在北大得到发扬,成为我国思想启蒙运动——新文化运动的发源地。面对列强在巴黎和会上对中国的欺凌,作为国家主人翁的北大师生奋起发动五四爱国运动是必然的结果。这种民主和科学的精神互为表里,传遍中国。其核心,诚如陈寅恪先生所说,是“独立之精神,自由之思想”。解放思想,不受任何思想桎梏,独立思考,对已有的理论和观点进行理性的批判和吸收,对不同意见采取尊重和兼容,这是一切学问得以发展和创新的正途。(3)改革学校领导体制,实行民主办校、教授治校。这是蔡先生又一重大贡献。他改革原有的评议会,建立各学科教授会和全校行政会议,采取民主选举的办法产生教授代表。(4)蔡元培在蒋梦麟协助下改年级制为选课制。为学生和青年教师能提前进入研究,开设各学科的研究所和研究(生)院。他还关心美育,招收女生入学,关心刊物出版、学生社团活动、平民教育等。校评议会和系教授会的设立是贯彻教授治校方针的具体措施。蔡元培上任后即改组1915年11月选出的评议会,制定了“评议会简章”,并将简章及新选出的评议员简历上报到教育部,于1917年4月获教育部批准。评议会成员除校长、各科学长外,其余评议员由各科教授互选产生,每科选出2人。1919年10月改为:不分科系,全校教授、副教授互选1/5为评议员。全校重大事项(如教授聘任,财务等大权)均由评议会讨论议决,交校长办理。教授们对这一做法极为视。1924年教育部颁布的《国立大学条例》规定大学中设董事会,董事会由教育总长指派或聘任,其权力高于评议会。北大胡适等10位教授联名反对,几次上书,要求撤消《大学条例》,认为条例“为摧残大学教授制之萌芽,而以校外之官僚财阀组织董事会或理事会,以处理学校之大政。夫大学为研究学术之机关,教授为研究学术之专门人才。今必以研究学术者,听命于非研究学术者,于情为不堪受。”由于这种反对,1929年立法院通过的《大学组织法》中不再有董事会之设置,而只有类似于评议会的“校务会议”,内有由教授互选的代表16人。蔡先生这种“学术自由、兼容并包”的精神和“民主办学、教授治校”的方针奠定了北大的优良传统,后来为清华大学所接受,再经西南联大传承,一直延续到新中国成立。

1912年京师大学堂更名为北京大学后,经科并入文科,格致科改称理科,教学全部照原定方案进行。文法理工农商6科、12学门。学生218人于1913年3月毕业,成为我国最早的大学本科毕业生。其中理科毕业生仅有2人,均属地质学门。1913年北京大学文、法、商、理、工、农理科开始招生,未设实验物理学门,理论物理学门与数学门合在一起招生,一年级课程相同,入二年级时分开,理论物理学门改称为物理学门。3年后物理学门学生5人于1916年7月毕业,其中丁绪宝、孙国封二人赴美留学。1918年物理学门改为物理系,是为中国大学设立物理系的肇始。物理系是建立起来了,但最初20年规模很小,教授2人(南开大学物理系创办时只有教授1人),每届学生三五人到十几人。就这么几个教师,一个人开几门课,所有那个时代重要的理论课程(包括刚创立的相对论和量子力学)都逐步开出来了,但实验课就困难多了。经过多任系主任的努力,到了20世纪20年代中叶以后,基础物理的实验课已经相当充实完备了。特别是1921—1925年任系主任的颜任光,他积极争取经费,购买仪器,建立图书室、金工车间和小型修理工场,对物理系的实验建设厥功甚伟。 

 

4.2 江南诸校

在北京大学设物理系之后,1919年上海私立大同大学、1920年南京高等师范学校、天津私立南开大学、1924年北京师范大学、1925年清华大学、燕京大学、1926年四川大学、1927年广州中山大学、1928年浙江大学、武汉大学、1930年及以后山东大学、交通大学、安徽大学等等,先后设立数理系、理化系或物理系。到20世纪30年代中期,设立数理系或物理系的高等学校已超过30所。这里我们单说知名物理教育家胡刚复参与的一些学校。

 

胡刚复

 

如前所述,胡刚复是1909年首批庚款留美的学生。他1913年毕业于哈佛大学,1914年获硕士学位,1918年获博士学位,旋即回国。鉴于当时国内尚不具备科研条件,他就一心扑在教育上。1918年他在南京高等师范学校任教,并兼职上海大同大学。那时全系只有他一个教授,讲课带实验全由他一人担任。二校在1920年已有供学生用的很好的物理实验室。1921年南京高等师范学校改称国立东南大学。在他的学生中,有一大批后来为中国科学和科学教育作出重大贡献的著名科学家,如南高师的吴有训、严济慈、赵忠尧、施汝为;大同大学的顾静徽、钱临照。1926年胡刚复任厦门大学理学院院长。聘姜立夫(数学)、张子高(化学)、秉志(生物)等主持各系工作,同年,鲁迅亦受聘于文学院,这些知名学者,使厦门大学立时名声大振。 

在胡刚复的学生中,我们要特别提到吴有训和赵忠尧。吴有训是1920年南京高师毕业,1922年出国的。他在美国芝加哥大学师从康普顿(A.H.Compton)。1923年康普顿发现,X射线经石墨散射时波长发生细微变化。这是经典物理理论完全不能解释的现象,康普顿尝试用量子论来解释。他的这个发现遭到许多重要的物理学家怀疑。他的学生吴有训把散射物质扩充到15种,重复康普顿散射实验,在精密度和可靠性方面都无可挑剔。康普顿的发现和理论解释得到普遍承认,获得1927年诺贝尔物理学奖。赵忠尧1925年在东南大学毕业,在清华大学任二年助教,1927年自费留美,入加州理工学院师从诺贝尔物理学奖获得者密立根。导师给他一个仪器比较现成的题目他不要,他要了一个独立性比较强的题目:物质对硬γ射线的吸收系数。赵忠尧的实验发现,硬γ射线通过重元素(譬如铅)时吸收系数比康普顿散射的理论公式大40%,即硬γ射线的反常吸收。起初导师密立根不大相信。他们师生当时都不知道,这实际上是硬γ射线经过重原子核时转化为正负电子对造成的。作为学位论文这已经够了,赵忠尧不甘心,进一步努力做实验。1930年他发现伴随着硬γ射线的反常吸收,还存在一种能量等于0.5MeV的特殊辐射。这能量正好相当于一个电子的质量,这种特殊辐射实际上是正负电子对湮没造成的,是正电子存在的重要实验证据。在赵忠尧工作的启发下,他的同学安德森(A.D.Anderson)于1932年在宇宙线的云雾室照片上直接观察到了正电子的径迹,从而验证了狄拉克的理论。为此1936年安德森获得诺贝尔物理学奖。半个世纪后诺贝尔奖评审情况解密,人们了解到,1936年的那次评审会上曾议论过赵忠尧所做的工作,但因另外两组学者发表不同的实验结果,而对赵的工作的可靠性发生怀疑。事后表明,那两组实验工作是错的,而赵的工作确凿可靠。赵忠尧本人对此事始终处之淡然。赵忠尧是敲过诺贝尔物理学奖大门的第一个中国人。

 

吴有训

赵忠尧

 

 

05 30年代物理人才辈出

下面分几个学校来论述。

5.1 北京大学

由于客观物质条件的限制,在1931年以前北大物理系教授们着力于课程建设,特别是教学实验室的建设,基本上没有科学研究,但教学实验日趋完善,为开展研究所必需的期刊及书籍的购置和服务于实验室的金工车间均为开展科学研究创造了一定的条件。1931年王守竞任系主任后,在两年的时间内与助教一起建立了真空系统、阴极溅射设备和磨制光学平面的设备,制出直径十余厘米的光学平面,不平度小于1μm,并从理论上得出测定玻璃不平度的方法,在1932年中国物理学会年会上宣读。他还与王季同合作从理论上研究任何复杂电网的简单方法,研制改进型康普顿静电计,用改进的迈克耳孙干涉仪测定金刚石的弹性系数等。1933年饶毓泰任系主任后,原子、分子的结构及其光谱的研究就成为北大物理系的主要方向。饶毓泰扩建金工车间。他从德国购进Steinheil大型摄谱仪,有玻璃和石英光学元件各一套,可轮换使用。为充分发挥其效率,金工车间复制了一套机械部件,从而装成两台可同时使用的摄谱仪,还配备了石英汞灯、氦辐射灯等光源和由交流电机驱动的直流电源。真空系统是教师自己吹制的,扩散泵和机械泵是外购的。还委托吴大猷从美国约翰·霍普金斯大学R.W.Wood教授处洽购得一块高分辨率凹面大光栅,球面直径28英尺,刻线面宽6英寸,每英寸刻线3万条,分辨率达1.8×105。为此光栅专门建造了光栅室,室内有室,以减少光栅所在的内室温度的变化,光栅和照相底版所在处的地基与周围地基之间用沙层隔开,以减少周围震动对实验结果的影响。饶毓泰还设计制造了磁场可达6000高斯的线圈和另一个较小的线圈。这些设备为开展光谱学研究创造了良好的条件。在1933—1938年期间,北京大学物理系教师根据在国内所做的研究工作在国内外物理期刊上发表理论及实验论文21篇,绝大部分是光谱学和原子、分子结构方面的。吴大猷还进行理论研究,包括氦原子的双激发态、原子的自电离、原子的电子亲和性等,他引入了原子激发态的电子亲和性的概念。马仕俊作为学生参加了氦激发态的理论研究。吴大猷力图将理论研究与实验研究结合起来,工作十分活跃,在短短的3年多时间里,他单独和与他人合作发表的论文达15篇之多。总的说来,在抗战前北京大学物理系已成为我国物理学研究的一支重要力量。中国物理学报1933—1937期间刊载的42篇论文中,中央研究院物理研究所12篇,北京大学9篇。当时很多论文送国外发表,未作比较统计。 

燕京大学和清华大学物理系都成立得比北大晚,但招收研究生都比北大早(燕京1927, 清华1930),因为北大是国立的,必须有国家颁布的学位法。1935 年教育部颁学位法,北京大学开始招收硕士研究生。马仕俊、郭永怀、卓励、赵松鹤被录取为理科所物理学部研究生,后卓励未入学。因1937年抗日战争爆发,马、郭、赵等人未能完成研究生学业,后来马仕俊、郭永怀均成为卓越的科学家。赵松鹤后任西安交通大学教授。1936年虞福春、马大猷又被录取为研究生,按当时规定,需要工作一年始能入学,虞福春去中央研究院物理研究所工作一年,马大猷考取公费留美,到清华学习一年后出国。他们后来都成为我国著名物理学家。 

5.2 清华大学

清华大学前身是清华学堂。1908年美国退部分庚子赔款作为资助留美学生之用后,清廷1909年设立了游美肄业馆, 1910年改为“清华学堂(Tsing Hua Imperial College)”。辛亥革命后停课几个月,1912年5月重新开学,10月更名为“清华学校(Tsing Hua College)”,英文名去掉Imperial。清华学校办有中等科和高等科,高等科毕业后直接留美。1916年后经10年的酝酿和筹备,1925年清华设立大学部,开始招生大学本科生。1928年清华学校更名为“国立清华大学”,1929年5月清华大学改为隶属教育部,不再受外交部的管辖,由减赔庚款拨付的清华基金改为委托中华教育文化基金董事会管理。1929年留美预备班结束。每年在全国范围内招收留美学生,用清华基金支付赴美费用,这就是大家常听说的“清华留美”或“中美庚款留美”。

清华大学仿效北大,也实行“教授治校”体制,不过建立的过程与北大不同,不是由校长提倡的,而是由开明的教授和学生促成的。早在1926年设立大学部之初,师生就迫使当时的校长成立教授会和评议会,反过来评议会又纠正了校长的一些决策的错误。1926—1930年那个时期北平的政权频繁更迭,领导上派到清华的校长也不断更换,甚至校长席位有长达一年处于真空的状态。但清华大学校内运作正常,秩序平稳,且有所发展,皆“教授治校”体制之功。1931年12月梅贻琦到校任校长。他在就职典礼上说:“所谓大学者,非有大楼之谓也,有大师之谓也。”梅校长怀“学术独立,思想自由,民主办学”的理念,将“教授治校”体制规格化,合法化,固定化,在他长达17年的任期内,坚持到底,直到1948年终。 

清华大学物理系设立于1925—1926年,是叶企孙一手创办的,1925年他任清华大学副教授,1926年升教授并任系主任,1929年兼任理学院院长。1925年前留美预备班物理学课程由梅贻琦讲授,在1925—1928年期间物理系全部物理类课程都由叶企孙讲授。在教课方面叶企孙认为,只授学生以基本知识,科目之分配理论与实验并重,重质而不重量。他说话略有口吃,讲课时慢条斯理。听过他上课的胡宁回忆,他讲课时引导学生跟着他一起思考,每得到一个重要结论或公式时,学生都像有共同发现这些结果那样的新鲜感。叶企孙在回国之前历时4个月赴欧洲考察,剑桥的卡文迪许实验室给他的印象最深刻。他在1925年刚到清华筹建时的第一件事就是在科学馆内建金工和木工两个车间。叶企孙一到校就物色聘用名师,如吴有训、萨本栋、周培源、赵忠尧、任之恭、霍秉权等,师资阵容在各大学中是最强的。1930届毕业生请叶师的告别宴上,他说:“我教书不好,对不住你们。可是有一点对得住你们的,就是我请来的教你们的先生个个都比我强。” 叶企孙礼贤下士,将吴有训的薪水定得比自己高。他避位让贤,1934年主动将物理系主任之位让给吴有训,1937年又把理学院院长的职位让给吴有训。

叶企孙

清华大学物理系的特点是每位教师既做科研又搞教学。没有纯教学的教师,也没有只科研不教课的教师。从1929年到1938年的10年间,清华物理系毕业生中许多成为大师级人物, 如核物理学家王淦昌、钱三强、何泽慧、李整武、施士元;理论物理学家彭桓武、王竹溪、胡宁、张宗燧;力学家林家翘、钱伟长;光学专家王大珩、龚祖同;固体物理学家陆学善、葛庭燧;气象学家赵九章; 地球物理学家傅承义、翁文波、秦馨菱;电子物理学家陈芳允、冯秉铨、戴振铎;波谱学家王天眷;冶金学家王遵明;物理海洋学家赫崇本等。清华大学物理系从1930年起招硕士研究生,到1936年共6届,名单多数包括在上述优秀本科生名单里,他们研究生未竟业,都出国留学去了。这一时期清华大学物理系的科研有如下几个方面: (1)吴有训指导的X射线散射方面的工作;(2)赵忠尧指导的反常γ散射和中子共振吸收方面的工作;(3)周培源的广义相对论宇宙膨胀论与引力场的定常各向异性解等方面的工作,以及湍流理论的研究;(4)萨本栋指导的双矢量方法解决电路问题和各种真空管性质效能的研究;(5)叶企孙指导施汝为研究氯化铬及其六水化合物的磁导率,指导赵忠尧研究清华大礼堂的声学问题。这些研究工作中许多不过是导师们在国外留学时工作的继续,但当时在国内高校中却是首屈一指的。

1933年清华大学恢复以美国庚款派留学生去美深造,这项工作由叶企孙负责,他制订了3项改革计划:(1)根据科学发展趋势和国家的急需,确定招考的专业和名额;(2)面向全国所有大学,统一招考;(3)所有录取生在国内补修专业基础知识一年后放行。本校毕业的龚祖同修应用光学,北大毕业的马大猷修电声学,上海交大毕业的钱学森修航空空气动力学,都是在清华补修一年专业知识后出国的。中英庚款留学生考选工作也请叶企孙参加,抗战前考取英庚款留学的物理学界名人有钱伟长、王大珩、彭桓武、林家翘、钱临照、王竹溪、余瑞璜等。 

清华大学在短短的10年里一跃成为国内第一流的大学,在人才的培育上硕果累累,美庚款的经费支持固然是重要原因,科学精神和先进的教育理念也起了很大的作用。名师如云,吸引了大批优秀学生报考清华大学。 

5.3 燕京大学

辛亥革命前后在中国开办了许多教会大学,如东吴大学、震旦大学、齐鲁大学、圣约翰大学、金陵大学、华西协和大学、之江大学、福建协和大学、燕京大学、华中大学、辅仁大学、岭南大学等,这些大学中都有物理系,其中最有名的是燕京大学。 

燕京大学成立于1919年,司徒雷登(John Leighton Stuard)是燕京大学首任校长,1929年校长由德高望重的华人吴雷川担任,自己改任教务长。司徒雷登是著名的来华传教士,伟大的教育家。司徒雷登看到当时在中国教会大学的状况:不信仰基督的优秀教师进不来,中国教师和西籍教师的待遇差别很大,学校的高层管理人员全由西方人士担任。司徒雷登决定从3个方面着手,首先,向纽约托事部提出申请,要求给燕大聘任教师的自主权;第二,不过问教师的政治倾向、宗教信仰和学术观点,只要有真才实学,燕大都可聘用;第三,从燕大自筹的经费中拿出一笔钱,大幅度提高中国教师的待遇,与外籍教师同工同酬。到20世纪30年代,燕园内已经是大师云集,其中既有国外归来的博士、硕士如洪业、赵紫宸、冯友兰、吴文藻、雷洁琼等,也有国内享有盛名的学者如陈垣、周作人、郭绍虞、容庚、顾颉刚、钱穆、朱自清等,还有燕大自己培养并选送出国深造后学成归来的学者,如谢冰心、许地山、齐思和、严景耀、侯仁之等。燕大的教师队伍,一下子变得人才济济,星光璀璨,大大提高了它在中国学界和社会上的地位。

燕大物理系成立于1926年。燕大本科教育的特点与北大、清华相似,只是外籍教师比较多,学生的外语水平非常高。燕大1927年设研究部,招收硕士研究生,比北大招收硕士研究生要早8年。这是因为国立的北京大学授学位要政府批准,而民国教育部1935 年才颁布学位法,而燕京大学的学位制是在美国备案的。从1927年到1941年物理系共毕业了研究生33人,居全国之首,远超过北大和清华,其中孟昭英、褚圣麟、张文裕、陈尚义、毕德显、袁家骝、陈仁烈、王承书、葛庭燧等,后来都成为知名的物理学家。

06 科学救国 实业救国 

 

一般认为,五四新文化运动的口号“德先生,赛先生”首先是陈独秀提出的,其实更早提出“科学救国,教育救国,实业救国”并身体力行的,是一批曾游学国外的科学家。1915年留美的中国学生任鸿隽等发起成立“中国科学社”,旨在“提倡科学,鼓吹实业,审定名词,传播知识”。领导人中知名的有赵元任、秉志、竺可祯、胡明复、丁文江、马相伯、蔡元培、熊希龄等。叶企孙1916年加入中国科学社,决定了他人生的价值观,为此奋斗终生。“科学救国”的理念中重要的一条是与中国几千年的传统观念“学而优则仕”决裂。叶企孙在清华大学创建的“科学会”六戒之一是“不问政治”。不问政治不是不关心政治,而是不要为了升官而违背真理去阿谀奉承掌权者。 

 

下面举几个物理学界献身科学救国、实业救国的事例。 

 

6.1 颜任光办仪器公司

1921—1925年任北大物理系主任的并对实验室建设作出了重大贡献的颜任光,后来放弃大学教职,与丁佐臣一起创办上海大华科学仪器公司从此中国有了自己生产的物理仪器和仪表,我们的实验室里也有了大批国产的设备,对此颜任光是功不可没的。遗憾的是他晚年在文化大革命中惨遭迫害,未得善终。 

 

颜任光

6.2 王守竞奠定中国机械工业的基础

1931—1933年任北大物理系主任的王守竞是一个理论物理学的奇才,在美国攻读博士时用刚建立的量子力学理论改进了氢分子离子结合能的计算,使理论值和实验值的差别从1.58eV降到0.96eV;分子间的范德瓦尔斯力之一的London力其实是王守竞首先计算出来的。在“九一八”事变后他抱着强烈的忧国忧民意识投入应用光学研究,1933年得到军政部兵工署署长俞大维的赏识,亲自登门请他到兵工署工作。1935年蒋介石接受翁文灏的建议将国防设计委员会改组为资源委员会,翁文灏乘机将王守竞调入资源委员会。1936年王守竞受命筹备机器制造厂。战争局势严峻,机器制造厂在湘潭尚未建好又要迁昆明。1939年重建告成,改名中央机器厂王守竞被任命为总经理。可以想像,在那个战争年代,从资金到设备和原材料,从厂房建设到搬迁,从人员的招募到培训,所有工作有多么困难。这一切都是在王守竞的策划下团结一帮人完成的。到了1943年中央机器厂达到鼎盛时期,产品总值比1939年增长了一百多倍,其规模全国首屈一指,大大支援了抗日战争。

 

王守竞

6.3 叶企孙建研究所用科学武装中国

1934年叶企孙辞去清华物理系主任后,立即筹划建几个特种研究所为抗日战争作准备。为了防止日本间谍的刺探和破坏,特种研究所是严格保密的。研究所有三: (1)无线电研究所,由北平转武汉,再转长沙;(2)航空研究所,设在南昌;(3)金属研究所,设在长沙。抗日战争时期,这3个研究所外加另外两个研究所随西南联大转昆明,但行政管理和经费支出独立于西南联大。这些研究所实现了叶企孙“用科学武装中国”的理想。

 

6.4 熊大缜身殉冀中抗战

1937年七七卢沟桥事变,当时清华校长梅贻琦正在南京,叶企孙代校长主持紧急校务委员会安排应急事宜后,欲赴宁找校长,因交通断绝而滞留天津。不久梅校长告知:北大、清华、南开在长沙组建临时大学,嘱叶在津设清华临时办事处,作为师生南撤的安全转站。叶由于工作太累而病倒。幸亏他有两位助手:美籍教授温德和物理系七级高才生熊大缜。

 

熊大缜

 

孙鲁原是辅仁大学学生,后转入清华,与熊大缜同宿舍楼。1938年春节,在清华同学会上孙熊相遇,已是中共地下党的孙劝熊到冀中参加抗战。经过几日的认真思考,熊大缜向叶师辞别。叶大惊,因为不久前他们还商量过熊出国留德和结婚之事,但熊的爱国热情不宜阻止。

 

熊大缜到冀中军区改名熊大正,任修械所工程师、军区印刷所所长,军区供给部部长等职。他通过各种渠道为军区购买了几十部电台的原材料,装备了部队;成立技术研究社研制烈性炸药,制造手榴弹、地雷,炸毁日军火车。他还为部队购买了不少医药和医疗器械。熊大正为冀中抗日根据地作出了重要贡献。

1938年5月,熊大正派人到天津找叶师求助搞烈性炸药,正值清华化学系研究所林风来,叶劝林暂不去投八路军,而留在天津制造炸药。借租界内一家油漆厂作掩护,林制成TNT炸药,做成肥皂模样,由人经水路秘密运到根据地。在此期间叶企孙还潜回北平找清华化学系八级学生汪德熙,劝他去根据地看看,那里的人没有化学知识,搞炸药时经常出事。汪德熙二话没说,化装成传教士潜入冀中根据地。叶企孙对他推荐到根据地去的人,让他们预先写好一批家信,注上不同日期,叶按月附上生活费给这些家庭寄去。这些费用是叶自己掏腰包或从清华公款垫支的。

 

汪德熙改名汪怀常,经常到天津找叶企孙,把预先购置的器材带回冀中。一次他回冀中时带了两大坛腐乳,同行的李广信好奇,汪让他看一个坛内是什么,李谓是蜂蜜。错了!是TNT。1938年9月夜,汪怀常带了一帮人在保定南平汉线顺桥附近将12个炸药筒埋在铁轨下。一声巨响,日军的一列火车炸毁了。

 

1939年9—10月份叶企孙的活动已引起日方注意,加之筹款即将告罄,适逢梅校长来信着其赴西南联大,叶即由沪转港赴滇。在香港途中叶恳蔡元培介绍进见孙夫人(宋庆龄)为冀中抗战筹款,未果。1940年初坏消息不断传来,熊大缜被诬为国民党特务,遭拘捕下落不明。3月叶乘赴重庆开会之机,托南开大学校长张伯苓求中共代表董必武促冀中军区释放熊。其时冀中军区锄奸部怀疑,严刑逼供取证,逮捕了熊。在军区机关转移途中,锄奸部押解熊大正的史某视熊为汉奸而拿他泄愤,熊不断否认,使史一怒之下举枪,熊急叫“暂停”,请求史用石头砸死自己,省下子弹去打日本鬼子。27年以后,文化大革命中当年冀中军区的司令吕正操遭批斗,因熊大正案之累,叶企孙1968—1969年系狱一年多,出狱时叶已重病缠身,走在路上形同乞丐。叶企孙终身未婚,无儿无女,最后在失去生活自理能力时,于1977年在家中冻饿而死。迟至文革结束后10年,1986年河北省党委才肯正式开具熊大正平反证明,熊大缜和叶师的罪名终于得以彻底洗净

 

 

07 抗日战争时期教育史上的奇葩

 

日军的入侵迫使许多学校内迁。北京大学、清华大学、南开大学组成西南联合大学,迁云南昆明;中央大学迁重庆;浙江大学迁贵州湄潭;武汉大学迁四川乐山; 北京师范大学联合一些其他学校组成西北联合大学,迁汉中城固。1941年日美太平洋战争爆发后,燕京大学也不得不内迁四川成都。颠沛流离,图书设备大量丢失,工作和生活条件十分艰苦困难。在这样的条件下,教育竟作出辉煌的成绩来。下面举一二校为例。

 

7.1 浙江大学

浙江大学成立于1928年,1936年著名气象学家、地理学家竺可桢任校长,直到1949年。

 

竺可桢与胡适一起,都是1910年第二批庚款留美的学生,都是伟大的教育家。在抗战前浙江大学就聚集了一批著名学者当教授,如陈建功(数学),苏步青(数学),束星北(物理),王淦昌(物理),贝时璋(生物学),谈家桢(遗传学)等。吴健雄也在她中央大学毕业后于1934—1935年在浙大当过一年助教。

 

1937年抗战爆发,11月浙大西迁浙江建德,12月再迁江西吉安,1938年2月三迁江西泰和,8月四迁广西宜山,1939年11月五迁贵州遵义,1941年5月浙大理学院六迁贵州湄潭,直到抗战胜利后1946年11月浙大复员回杭州。这样的办学不亚于万里长征。 

 

抗战时期浙大物理系系主任起初为何增禄,1943年由王淦昌接替。这个时期物理系增聘的教授有卢鹤绂(1936年燕大毕业),本科毕业留作助教的有程开甲、胡济民,这些都是著名物理学家。据1940—1943年在浙大作研究生的叶笃正(著名气象学家)回忆,他受王淦昌教授的教益不浅。 

 

王淦昌

 

浙大的教学是启发式的,学术民主,鼓励争论。当时的学生许良英回忆:“‘物理讨论’是为四年级开设的课程。……‘物理讨论甲’由全系教师和四年级同学轮流作学术报告,‘物理讨论乙’主要是王(淦昌)先生和束星北先生就物理学的前沿作的系统报告。……他们两人同岁,……性格都开朗坦诚。别人报告时,他们常插话或提问,两人之间又常发生争论,……面红耳赤,声音很大。” 许还回忆1939年7月间的一次讨论会,王先生讲“铀的裂变”。 这是1938年12月由德国化学家哈恩(Otto Hahn)刚刚在实验中发现,并于1939年1月被理论物理学家迈特纳(Lise Meitner)作了正确解释的,划时代的重大发现。迈特纳被誉为20世纪四大女物理学家之一。许良英说他后來才知道,迈特纳原来是王先生在德国时博士论文的导师,可王先生自己却不以此来炫耀。在战时遥远的山沟里,王淦昌还能与国际科学发展的前沿保持同步,是很了不起的。

 

王淦昌做的另一件了不起的事,是他在1941年写了一篇短文“一个探测中微子的建议”,寄给美国《物理评论(Physical Review)》,于1942年发表了。中微子是泡利(Pauli)1930年为解释β衰变中“能量动量不守恒”的矛盾而提出的一个假说。中微子不带电,只参与弱相互作用,很难探测到。β衰变有3种:β+衰变、β-衰变和K俘获。前两者末态都是三体,K俘获的末态是二体,末态二体有利于实验结果的分析。王的方案是用铍的K俘获,反应前的动量和能量是已知的,测量出反冲核的动量和能量,就可将中微子的动量和能量唯一地确定下来,从而知道它的质量。如果只有一种中微子,实验结果应该是单能的。在那个战争年代,王当然没有条件自己做实验。文章发表的同年,美国的艾伦(J.S.Allen)按照王的方案做了实验,但可惜的是战时实验条件不理想,未能观察到单能的反冲。单能反冲直到战后的1952年才被实验证实。以上实验只证实了中微子的存在,进一步需要直接探测到中微子。这项艰巨工作直到1956年才由莱因斯(F.Reines)和柯万(C.L.Cowan)领导的实验小组完成。

 

不拘一格因材施教,是教师的天职。1943年束星北发现化工系一年级学生李政道对物理感兴趣,不但常来听他的课,还好提出一些很有深度的问题,且打破砂锅问到底。觉得此生有过人的天赋和优异的潜质,遂决定展其所长,将他转到物理系,精心培养。1944年西南战局紧张,国民政府号召爱国知识青年参军,李政道想报名参加。不久他遇车祸骨折,王淦昌悉心照顾他,不让他走动,更不让他去参军。届时束星北已调到重庆研究雷达,闻讯后电告王照料好李,并利用机会将李带到重庆疗养,等李的腿长好后送他到昆明入西南联大。作为物理学家的束星北和王淦昌,都知道物理学史上的一个教训:发现X射线莫塞莱定律的莫塞莱(H.C.J.Moseley) 1915年第一次世界大战时在达达尼尔海峡登陆时阵亡,年方28岁。这是科学史上令人痛心的损失,悲剧不能在李政道身上重演! 

 

7.2 西南联合大学

1937年抗日战争爆发,北大、清华和南开联合组成国立长沙临时大学。1938年2月又因日寇进逼武汉而离开长沙西进昆明,更名为国立西南联合大学。三校合一,名师荟萃,人才辈出,创造了我国高等教育光辉灿烂的篇章,为后人称颂,享誉世界。

 

国立西南联合大学

 

说起名师荟萃,请看下面这张西南联大物理系的教授名单:

北大: 饶毓泰、朱物华、郑华熾、吴大猷、马仕俊

清华: 叶企孙、吴有训、周培源、赵忠尧、任之恭、霍秉权、孟昭英、王竹溪

南开: 张文裕

 

凡是学物理的,都会感到这名单的分量。他们的道德文章,不仅在当时是国内第一流的,且后来都是各物理领域的领军人物。

 

说起人才辈出,有在此读过研究院或本科的杨振宁和李政道,他们后来获得诺贝尔物理学奖;还有毕业于西南联大物理系的胡宁、黄昆、陈芳允、张恩虬、李整武、应崇福、戴传曾、李荫远、萧健、徐叙瑢、邓稼先、朱光亚等,和复员到清华完成学业的黄祖洽和李德平,后来都成为院士。这里尚未提到去台湾和国外的许多知名学者。

 

杨振宁与李政道

 

这样辉煌的成绩是在物质条件极其恶劣的情况下取得的。多难兴邦,艰苦的环境更能激励起人们奋发图强的精神力量。 

 

“万里长征,辞却了五朝宫阙;暂驻足衡山湘水,又成离别。”这句校歌歌词说的是由平津到长沙,再迁昆明的过程。在那战争年代,由于学校精心组织安排,近千名师生和家属分批从长沙出发,经海陆两线安全抵达昆明,如期报到。路线全程1600余公里,二百多师生步行约1300公里。他们栉风沐雨,翻山越岭,横跨湘黔滇三省,既经历了体力上的磨练,且一路收集民歌,采集植物标本,了解各民族风土人情,体验人民的疾苦,学到了课堂里学不到的东西。这是中国教育史上的一大壮举。

 

“绝徼移栽祯干质,九州遍洒黎元血。”联大迁云南后,仍过了几年颠沛流离的生活。初到云南,校舍问题短时间难以解决,文学院和法商学院只能暂驻云南南部小城蒙自。1940年日本侵占安南(今越南),云南也成了前线,且日机频繁轰炸,联大不得不再考虑疏散。校方决定入川设叙永分校,供一年级新生上课。叙永是川滇黔三省交界处的一个偏辟小城,物质条件比昆明更差。没有电灯,学生靠桐油灯照明;食堂没有桌椅,学生蹲在地上吃饭。即使在这样的物质条件下,教师依然认真负责,严格要求,且开出每周一次的实验课;学生也认真记笔记,刻苦学习。

 

留在昆明的联大校本部本无自己的校舍,而是借用分散在昆明市内的一些中等学校、会馆、仓库的空房为教室、宿舍和办公处所。校舍委员会决定建造一些砖木结构的三层房屋。在设计的过程中物价大涨,现有经费楼房盖不成了,只能盖平房。最后确定除图书馆和食堂仍保留砖木结构瓦房外,教室和办公室是土坯墙、铁皮顶平房,学生宿舍是茅草顶。1939年下半年新校舍竣工,坐落在昆明西北郊三分寺环城马路两侧。1944年4月将办公室屋顶的白铁皮400余张卖掉,换作茅草顶,弥补学校预算的赤字。1941年8月14日大批日机空袭昆明,西南联大的校舍被炸毁多处,损失惨重。新校区北门外隔一条铁路就是丘陵起伏的荒郊。每逢空袭警报一响,师生很方便地出北门到这一带疏散,称为“跑警报”。

 

上面列举了西南联大的许多困难,西南联大的优势是什么?1946年西南联大在昆明结束时树立的《国立西南联合大学纪念碑》中对此有很好的概括:“联合大学以其兼容并包之精神,转移社会一时之风气,内树学术自由之规模,外来民主堡垒之称号,违千夫之诺诺,作一士之谔谔。”联大不设校长,由北大校长蒋梦麟、清华校长梅贻琦、南开校长张伯苓组成常委会共同管理。蒋、张二位在重庆任公职,委梅全权主持校务。梅作风民主,他常说:“吾从众”;还说:“教授是学校的主体,校长不过是率领职工给教授搬凳子的。”学校的大政方针都由教授代表参加的校务会议决定,而教授代表是由教授们选出来。 在学术自由、兼容并包的氛围中,教师们的各种学术观点,多种流派,异彩纷呈。必修课也无统一的教材和教学大纲。当时教育部曾颁布各院校共同科目表,后又颁布各系必修课程表、部订教材以及学生考核方法。这些硬性规定引起教授们的反感,1940年6月校务会议通过了一封致教育部的公函:“大学为最高学府,包罗万象,要当同归而殊途,一致而百虑,岂可以刻板文章勒令从同?世界各大学之课程表,未有千篇一律者;即同一课程,各大学所授之内容亦未有一成不变者。唯其如是,所以能推陈出新,而学术乃可以日臻进步也。”这封信捍卫了学术自由的尊严,教育部只得默许。

 

西南联大教授们不仅学问渊深,他们“贫贱不移、富贵不淫”的道德品质和人格魅力,学生颇为景仰。战时教授们的生活是非常穷困的。请看1941年联大教授会给教育部的报告:“同人等昔已为涸辙之鱼,今更将入枯鱼之肆矣。……同人等上不能执干戈以慰社稷,下亦不忍用国家之锱铢如泥沙,固不望如前线将士多得实物,亦不愿如后方豪奢机关之滥耗国帑,惟望每月薪津得依生活指数及战前十分之一二。……俾仰事俯畜,免于饥寒,庶几风雨如晦,鸡鸣不已,以求国家之最后胜利。”可以说是字字血,声声泪,感人肺腑。1942年10月居然又有联大25名教授致校领导的另一封信,拒绝教育部发给自己的特别办公费(这25人全部是学校的教务长、训导长、总务长、院长和系主任,用现在的话说,“特别办公费”就是“岗位津贴”)。信中说:“查常务委员会总揽校务,对内对外交际频繁,接受办公费亦属当然。惟同人等则有未便接受者。盖同人等献身教育,原以研究学术、启迪后进为天职,于教课之外兼负一部分行政责任,亦视为当然之义务,并不希冀任何权利。自北大、清华、南开独立时已各有此良好风气。五年以来,联合三校于一堂,仍秉此一贯之精神,未尝或异。此为未便接受特别办公费者一也。且际兹非常时期,从事教育者无不艰苦备尝,而以昆明一隅为甚。九儒十丐,薪水低于舆台,仰事俯畜,饔飧时虞不给。徒以同尝甘苦,共体艰危,故虽啼饥号寒,尚不致因不均而滋怨。当局尊师重道,应一视同仁,统筹维持。倘只瞻顾行政人员,恐失平均之谊,且令受之者难以对其同事。此为未便接受特别办公费者二也。此两端敬请常务委员会见其悃愫,代向教育部辞谢,并将附录转呈为荷。”从今天的眼光看,教授兼系主任,工作量增加了,工资补贴一点,没什么好说的。而联大的教授们在国难时期宁愿与同事们同甘共苦,尽管这行政补贴是教育部的统一规定,他们硬是不要。这是怎样高尚的精神境界呀!而在那个时代,这种精神不仅是北大、清华、南开的传统,在知识界有相当的普遍性。

 

再说学生。西南联大的学生既可以自由选课,还可以自由旁听,也可以自由转系。许多教授允许学生对讲课内容当面质疑,甚至于对学生壁报上的讽刺漫画也能容忍。学生可以和老师辩论,他们彼此间也经常激烈辩论。在这种“精神独立,思想自由”的氛围中,学生们养成独立思考、自由辩论的习惯。例如黄昆、杨振宁、张守廉3位研究生,从念书的茶馆到熄了灯的宿舍,经常没完没了地辩论物理里面种种题目,赢得“三剑客”的美名。

 

西南联大前期,为了躲日机的轰炸,教授多住在昆明郊区或乡下。周培源教授住在西山,以马代步上下班。饶毓泰、吴大猷教授住岗头村,步行到校上课要一个多小时,有时也可能搭顺路的马车代步。1943年春天的一个下午,吴大猷教授由岗头村搭一辆两轮马车去联大上课。下山坡时马忽然惊跳起来,吴的头碰到车上,人摔了下来,昏倒在路旁,很久才苏醒,勉强走回住所。医生诊断为脑震荡,卧床四个多月。

 

在西南联大那样的困难条件下,教授们坚持科学研究。理论工作还好说,实验工作就更难了。北大离开北平时,吴大猷曾将分光仪的光学部分(三棱镜)带了出来,他托由美国回昆明的马大猷带回一架低压汞弧灯,在岗头村租了一所泥墙泥地的房子做实验室,把三棱镜放在木制的架子上,拼凑成一台最原始的分光仪,试着做一些拉曼效应的工作。这么土的物理实验室恐怕世界上没有第二个。

 

清华接纳了初中学历的华罗庚到校工作,北大聘请小学学历的沈从文当教授。不拘一格擢引人才是北大、清华等校的传统。西南联大吴大猷带领大二的转学生李政道赴美做博士研究生,亦堪称美谈。事情的经过是这样的,1945年春天,一个不到20岁的年轻学生持介绍信来找吴大猷。他叫李政道,在贵州湄潭浙江大学读过一年级,想转入联大。那时恰值学年中间,不经考试不能转学。吴便与教二年级物理、数学的老师商量,让李随班听讲考试。李应付课程绰绰有余,每天课后都到吴处要求更多的读物和习题。吴给的怎样难的书和题目,李都能很快地读完做完,并来要求更多的。吴从李的做题步骤和方法上发现他的思维敏捷程度大大超乎常人。

 

李政道听的电磁学课是叶企孙教的。叶指定的参考书不很深,一次他发现李政道在看一本很深的书,就对他说:“你念这本书再来听我讲课,不是浪费时间吗?以后你就不要来了,但实验非做不可。” 叶企孙终身保留了李政道电磁学的考卷,理论部分占60%,给了58分,实验部分占40%,给了25分,总共给了83分。 

 

是年秋,军政部部长陈诚和次长俞大维约吴大猷和华罗庚到重庆谈国防科学工作计划问题,请他们提出建议。吴的建议是成立研究机构,培植各项基本工作人才。初步可行的是派物理、化学、数学人员出国,研习观察近年来各部门科学进展的情形。陈诚、俞大维两人考虑,认为可行,即嘱华、吴二人分别负责数学、物理,曾昭抡负责化学,提出适当人选出国培训。吴返昆后第一个想到的就是李政道,但对选个大二的学生还有所顾忌,但叶企孙支持,就选定了李。另一名物理的人选是助教朱光亚。李政道到了美国进了芝加哥大学,这是唯一一所允许大学未毕业的学生攻读博士学位的学校。1957年李政道、杨振宁获诺贝尔奖时第一个写信感谢的就是吴大猷先生。

 

1945年8月15日日本天皇宣布无条件投降,八年抗战终于迎来最后胜利。西南联大师生奔走相告,欣喜异常,纷纷议论返回平津的打算。筹备复员需要时日,西南联大于1946年5月4日停课,在图书馆举行结业典礼,梅贻琦讲话,正式宣布国立西南联合大学结束。 

 

正是:“此是光辉史一页,应叫青史有专篇。”(中文系王力教授诗句)西南联大是中国教育史上一朵灿烂的奇葩。

 

 

08 40年代本土科学家的成长

 

本文前面提及的我国重要科学家都是去外国留过学的,从20世纪40年代中期,逐渐成长起来一批本土的科学家。这里“本土”的意思是说,他们未到国外去取得博士学位。由于1949年我国取消了学位制,他们在国内是否念过研究生,或研究班是否毕业,都是不重要的,重要的是后来他们在国内取得的科研成果达到了国际水平。20世纪40年代大学毕业的这类物理学家至少有:

1. 中央大学: 冯端,王业宁;

2. 清华大学: 吴全德,黄祖洽,叶铭汉,李德平;

3. 北京大学: 于敏

4. 山东大学: 马祖光;

还有一名迟一年毕业的重要人物:周光召。

冯端1942年10月以同等学力考入中央大学物理系。1921年建立的东南大学,1927年6月改组为国立第四中山大学,1928年2月改名为国立江苏大学,1928年5月更名为国立中央大学。20世纪30年代中央大学的物理系由施士元掌管,最著名的毕业生是被誉为“中国居里夫人”的吴健雄。抗战时期中央大学内迁重庆。1946年冯端毕业前夕,系主任赵忠尧通知他留校任助教,这决定了他一辈子的人生走向,一直在中央大学(1950年10月改称南京大学)任教。冯端当助教之初,先带普通物理实验课,后带电磁学实验课和近代物理实验课。他讲过200人的普通物理大班课,本系和外系的理论物理课,几乎教遍了物理系所有的课。他博览群书,对苏联和美国的著名教材都有精辟的评论。在科研上他没有导师,全凭自己的努力,从“晶体面面观”走向“放眼晶体之外”,达到凝聚态物理和材料科学的前沿。他创立了世界一流的实验室,带起一个优秀而和谐的团队。他不仅是中国科学院的院士,还是第三世界科学院的院士,一颗以“冯端”命名的小行星正在太空中翱翔。 

 

冯端

于敏的青少年时代生活在沦陷区天津,痛感民族屈辱之悲愤,立志要学好科学,报效祖国。他自幼喜读裨官野史和古典文学作品,仰慕诸葛亮、岳飞、文天祥、林则徐等民族英雄和伟人,诵杜甫、苏东坡、辛弃疾等沉郁豪放的诗句朗朗上口。这样培养起来的“国家兴亡,匹夫有责”的襟怀,成了他日后把一生奉献给祖国国防事业的思想基础。于敏1949年北京大学物理系毕业后留校读研究生兼任助教,先后师从张宗燧、胡宁两位先生。张宗燧先生说:从来没见过学物理有像于敏这样好的。为了照顾家庭经济困难,一年后调到中国科学院近代物理所工作,研究生学习中辍。在物理学中于敏酷爱量子场论。当时的国家科学规划把原子核物理研究列为重点,于敏放弃量子场论,在彭桓武领导下搞原子核理论研究。1958年他与合作者提出原子核相干结构模型,与同时日本学者有马朗人(A.Arima)等人的相互作用玻色子模型十分相似,且毫不逊色。彭桓武说:“于敏的工作完全靠自己,……因为国内当时没有人会原子核理论。”正在于敏的科学事业颠峰在望之际,钱三强找他谈话,要他参加氢弹原理的研究。于敏毅然接受,再次转行。

 

于敏

 

原子弹是以重核(铀、钚)裂变为燃料的,氢弹是以轻核(氘、氚)聚变为燃料的,后者威力是前者的数百倍,制作的难度也大得多。比较容易做的“氢弹”是加强型的原子弹,即在原子弹中加些聚变燃料,体大笨重但威力增加不了许多。真正氢弹的能量应主要来源于聚变,且聚变燃料得到充分的燃烧。于敏他们起初是从加强型原子弹入手,反复思考,设计各种方案,试图做出真正的氢弹。在我国第一颗原子弹爆炸(1964年10月16日)之后不到3年,赶在法国人和文化大革命破坏之前,成功地试爆了我国的第一颗氢弹(1967年6月17日)。常有人称于敏是中国“氢弹之父”,于敏本人多次否认。诚然,氢弹是很多人集体研究的成果,然而在研制的过程中每遇困难的时刻,总是于敏指出正确的理论方向,发掘出实践中失败的根由。有人把这个集体比作一支足球队,则于敏是球队的教练兼临门一脚的前锋。

1966年文化大革命就已爆发,氢弹研制组中的红卫兵也分成两派,好在以大局为重,研制工作得以维持。1968年军宣队工宣队占领所有“知识分子独霸的独立王国”,核武研究基地也不能幸免。一支杀气腾腾的军宣队开进青海核武研制基地,他们私设公堂,大搞逼供信,竟以军法处置了一些技术事故的当事人。1971 年军宣队将一次未得到预期效果的实验无限上纲,把当事人定为“反革命”,企图作为路线问题,把矛头指向周恩来。他们还指名要核武理论部的邓稼先、于敏到青海参加“学习班”,对他们施加压力,要他们按照预先定好的调子表态。于敏知道,违心地表个态,是人头落地的问题。平时温文尔雅的他竟拍案而起,对军宣队说:“就是把我抓起来,我也绝不能同意你们的意见,你们的意见不符合科学规律。” 

突破两弹技术之后,王淦昌,彭桓武,钱三强、朱光亚、黄祖洽、周光召等,纷纷调离核武研制的岗位,有的回到科学院或大学去搞基础科学研究了,于敏何尝不想。但他深知,第一代热核武器只解决了有无问题,小型、机动和战术化仍是国际竞争的方向,任务是非常艰巨的。虽然一支年青的队伍已经成长起来,但核武器研究涉及爆轰物理、动态高压物理、内爆动力学、等离子体物理、辐射流体力学、核物理、粒子输运动力学、计算物理等众多学科,能全面指导这项任务的人,非于敏莫属。开展第二代核武器研制的重任仍落在于敏肩上,于敏为此奉献了自己的后半生,获得了2014年度国家最高科技奖。

周光召1951年毕业于清华大学物理系,同年考取彭桓武的研究生。1952年全国院系大调整时清华物理系并入北大,周光召1954年北京大学物理系研究生毕业,任讲师。1957年春随胡宁到苏联杜布纳(Дубна)联合核子物理研究所从事高能物理研究。一次,一位苏联教授报告自己关于粒子自旋问题的研究,周光召站起来指出他的观点不对。苏联教授很不高兴,对周说“你没有道理”。事后周默默地研究了3个月,写了两篇文章,发表在苏联《实验和理论物理》杂志上,证明自己的观点是正确的。从此那位教授不得不另眼看待这位年轻的中国科学家。在杜布纳的4年里,周光召在国际著名的学术刊物上发表了30篇论文, 都是他独立或以他为主完成的,周已是蜚声国际科学界的青年物理学家了。 

 

周光召

1961年周光召奉命回国担任核武器研究的领导工作,从此隐姓埋名了十多年。在这里只讲一个故事。周光召回国前原子弹设计一度陷入困境。那时苏联专家已撤走,而我们计算出的炸药内爆所产生的压力,总小于苏联专家留下记录中的数据。研究人员反复了9次繁复的计算,总得不到苏联专家的结果。周光召从炸药能量的利用率着手,求出炸药所作的最大功,证明苏联专家的数据是错的。那时候虽然中苏关系破裂,但否定苏联专家还是一件大事。一天,老一辈的先生们坐在教室里,像学生那样听周光召介绍他的理论,详细审查他的每一步推导,最后肯定了他的结论,解决了“9次计算”的困扰。周光召在研制核武器的过程中,指导了爆炸物理、辐射流体力学、高温高压物理、二维流体力学、中子物理等多个领域的研究工作,表现出他深厚的学术造诣。

在北大时周光召就曾借调中科院,原子弹和氢弹两弹成功爆炸后,周光召回到中科院,当过理论物理所所长,1987年升任中科院院长。尽管工作繁忙,20世纪七八十年代周光召与苏肇冰、郝柏林、于渌等人合作,在非平衡量子统计的闭路格林函数方面获得重大成果,这时期周光召在量子场论方面的工作亦不凡。

 

 

篇后话

 

能培养出国际水平的本土科学家,标志着我国的科学教育已达到国际水平。从1905年清廷废科举兴学堂开始,到20世纪40年代末,在短短的半个世纪里从科盲状态达到现在的水平,是很不容易的。前辈科学教育家筚路蓝缕,披荆斩棘,身体力行,言传身教,功莫大焉。 

 

在本文里几乎没有谈到中学里的物理教育。在那个时代,中学的物理课,既无统一的大纲,也无统一的课本,更没有统一的高考作“指挥棒”,教学质量的好坏,全凭教师自由发挥。故中学物理教学的水平,取决于物理教师的水平,而中学教师来源于大学的毕业生。大学毕业生的水平是参差不齐的,不过可以说,中学教师的平均水平反映了大学毕业生的平均水平。所以大学科学教育水平带动了中学科学教育水平的提高。故本文不对中学的物理教育作专门的论述。 

 

科学教育不仅是知识的传授,更重要的是科学精神的熏陶和感染。科学精神就是坚持真理。譬如于敏的人生座右铭是“淡泊以明志,宁静而致远”,1992年他给《院士风采》大画册的题辞是“非宁静无以致远。所谓宁静,对于一个科学家,就是不为物欲所惑,不为权势所屈,不为利害所移,始终保持严格科学精神。”伟大的科学家也是人道主义者,他们珍惜生命,关爱他人,团结友善,自由、平等、 博爱。教师以自己的高尚品德言传身教,也是那个时期教育成功的关键之一。

 

背景简介本文作者赵凯华,1983-1990年间担任北京大学物理系主任。曾任中国物理学会副理事长、全国自然科学名词委员会委员、物理学名词审定委员会主任,《物理通报》副主编、《物理》杂志副主编,《大学物理》主编。文章首发于《物理教学探讨》(月刊)2016年的第10期、第11期和第12期

 

  • 我的微信
  • 微信号:hanfeng1918com
  • weinxin
  • 资助本站二维码
  • 非常感谢!
  • weinxin

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: