他未曾想创办一流大学,却建立了最好的清华大学物理系

作者: 沈丹丽

来源: 赛先生

发布日期: 2018-09-10 19:00:00

叶企孙,中国近代物理学的重要人物,创建了清华大学物理系,为中国的科学教育做出了巨大贡献。他的教育理念和科学精神影响了多位诺贝尔奖得主和“两弹一星”功勋者。尽管在晚年遭受了不公正的待遇,他的贡献和精神仍然值得我们纪念和学习。

“建设世界一流大学”已成为中国高等教育的一个热点话题,中国著名高等学府每年都会关注各种全球大学“排行榜”。规模大小、经费保障、师资力量、科研产出……各项指标影响着高校在“一流大学”道路上的迈进。与此同时,南方科技大学、上海科技大学、西湖大学等则正探索着新型大学的道路。而近一百年前,在积贫积弱的中国,清华大学建立起了接近人类文明前沿的物理学系。

从这里走出的一批学生,成为了各自领域的杰出科学家,其中包括获得诺贝尔物理学奖的李政道、“两弹一星功勋”的获得者等等。这一“一流学科”的建立,与一位叫叶企孙的科学家和教育家,有着密不可分的关系。

对熟悉科学的人来说,叶企孙的名字并不陌生。他是中国近代物理学历史上一位开创式的人物,创建了清华大学物理系,将西方近代科学的土壤带到中国。不到十年的时间,清华的物理系就办成了全国第一流。“两弹一星”的23位功勋者中,有13人与叶企孙有师承关系。但对有些人来说,这个名字可能是第一次听说。如果不是上世纪八十年代以来,叶企孙的学生钱三强、李政道等奔走呼吁,发起纪念老师的活动,这个名字也许就湮没在了历史里。

叶企孙,名叶鸿眷,1898年7月出生于上海。作为近代史上最早迎来开埠的沿海城市之一,上海是当时的中外贸易中心,也成了东西方文明融汇的地方。出生于书香门第的叶企孙,在家族的熏陶下,自幼开始背诵《三字经》《百家姓》,学习传统文化。叶企孙的父亲是清朝举人,却不是一位守旧的文人。他同时推崇西方的先进文明,在与黄炎培等人奉派赴日考察教育后,回国创办了一所新式学校——上海敬业学堂。

学堂开设的科目包括西算、理化、博物等西方学科。叶企孙9岁时,入读了父亲所在的这所学校。

1918年,叶企孙和200多名清华学子在上海码头,登上了赴美留学的轮船。1920年叶企孙进入哈佛大学研究院杰弗逊实验室,攻读实验物理硕士研究生学位。他的导师布里奇曼(P.W.Bridgman),是实验物理的鼻祖,提出了操作主义的原则。

叶企孙参与了美国国家标准实验室的研究——压力对铁磁性物质磁导率的影响,并完成博士论文。他做的课题受到当时欧美科学界的重视。布里奇曼认为他在高压磁学领域做出了开创性的工作。叶企孙另一项为人所知的贡献,是他对普朗克常数h的测定。这是他和William Duane,H·Palmer一起合作完成的一项工作,测定了当时最精确的普朗克常数h。这一数据后来在国际上被沿用了十余年。

20世纪初,自然科学进入新纪元,以牛顿为代表的经典物理学被近代物理学取代,量子论和相对论更新着人们对物质的认知。而当时贫弱的中国,在这些领域的研究近乎空白。没有仪器设备,也没有学科传统。叶企孙的学生、北京大学教授张之翔认为,一个人得诺贝尔奖,如果有先天的条件,遇到关键的问题,恰好在合适的地方可以研究这个问题,得出准确的结果,还不是很难。

但要把一门学科移植到一个没有任何基础的国度,并让它开花结果,则是很困难的一件事。在获得哈佛大学哲学博士学位,并游历欧洲近半年后,叶企孙于1924年回到中国。1925年,他曾经就读的清华,从留美预备学校转变为一所正式的大学。次年,叶企孙和梅贻琦一起创建清华大学物理系,并担任系主任。

叶企孙非常重视系里的实验员和技术人员。有一位实验员是勤杂工出身,叶企孙认为不能叫他“差事”,而应该叫“先生”。

1930年,叶企孙出国休假考察。他没有“挖”来洋教授,而是从德国聘来了一位实验技艺精湛的技师韩弗烈(Heintge)。北京大学原常务副校长、物理学家王义遒认为,尖端精密实验不只要有创新的原理设想,天赋和长期积累的经验所造就的精湛技艺也非常重要。“1984年,我在美国做访问学者,合作者是2005年诺贝尔物理学奖获得者J.Hall。

我觉得学不来的不是他那独特简明的物理创意,而是同一块透镜,他一眼就能看出好坏来。这样的本事,我至今不得其门而入。”他在纪念叶企孙诞辰120周年的活动中谈到,我国一些高端核心技术不过关,其根源也在于此。

叶企孙办清华物理系的时候,规定了物理系每年只能招14个人。他认为多于14个人,就很难了解学生们的性格、兴趣、品性了。而这14人中真正毕业的,有时候10个都不到,但毕业的学生大多很有成就。

核物理学大师王淦昌是叶企孙“挖”来的学生。王淦昌原先就读于化学系,但有一次他在叶企孙的课上被问到一个问题,回答完之后,叶企孙认为他的物理概念很清楚,对他印象深刻,此后便经常找他谈话,劝他转到物理系。后来,王淦昌成为了我国两弹一星的功臣。1944年,李政道从浙江大学转入西南联大,后者是抗日战争时期多所高校迁至昆明后“合成”的一所综合性大学,清华也位于其中。在叶企孙的电磁学课上,李政道在埋头看书。

叶企孙发现这位“不认真”的学生能回答他的问题,还能看懂电磁学高级教程,便批准他免课。可在最后的考试中,因为李政道在实验中把电流计的悬丝弄坏了,叶企孙给了他83(58+25)分:实验不过关,理论的60分也被扣去了两分。李政道在日后十分感谢叶师教导他的实验意识和能力。虽然在学业上“苛求”学生,但对于深造的机会,叶企孙又“慷慨”得让旁人难以理解。

在推荐优秀研究生赴美读博时,叶企孙破格推荐了当时还在读大二的李政道。十多年后,李政道和杨振宁同获诺贝尔物理学奖。

后来张之翔再见到老师时,叶企孙已经很苍老了。文革期间,叶企孙因为学生熊大缜案被诬陷为特务,遭到了逮捕和逼供。当他被放出来后,张之翔去看望他。叶企孙坐在藤椅上,动弹不了,小腿肿得很粗。认出张之翔后,他连说“你好你好”。

讲起肿胀的小腿,他说这是红卫兵打的,“他也没有愤慨,就是说事实,我的心里当时非常难过。”张之翔描述道。1977年叶企孙离世时,只有清华的物理楼贴了一个讣告。关于这位科学教育大家的晚年光景,流传着一些说法。有人说北京中关村沿街乞讨的老人就是他,身子屈成90度,学生们路过,他叫他们躲得远远的。1964年10月16日下午三点,中国人研制的第一颗原子弹,在罗布泊的荒原上试验成功。

一个曾受尽屈辱的民族获得了前所未有的信心。1999年,在“两弹一星”功臣表彰大会上,为此做出卓越贡献的科学家们受到国家的隆重表彰。在这些科学家被记住的同时,他们的老师叶企孙,已被遗忘了许多年。

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