第十章 奋起直追的我国物理学
第一节 发展简叙
一、概述
1.第一位博士:李复基。先赴英国后留学德国,1907年获波恩大学博士学位,天然放射性是他的研究方向,当他戴博士帽回国后,父兄仍留长辫子。
2.20年代初,我国留学的学者开始在国内大学开设正规的物理课。
3.中国物理学会正式成立于1932年,当时高校设有物理系的只有20多所,物理研究所5个。
4.60年后,有332所高校设置物理系,中科院有10多个研究所与物理有关。
物理学会下已设有8个分会和18个专业委员会,能授予物理学博士,硕士学位或设有研究生院的有81所。
5.参加国际物理奥林匹克竞赛的工作
“自古英雄出少年”,青年一代是中国的希望,我国的青少年在物理领域已露头角,显示了勃勃生机。
1986年,我国派出三名学生参加奥赛,获银、铜、表扬奖各一个,以后历届各派5名。
1987年 |
第18届 |
银2 |
铜3 |
|
1988年 |
第19届 |
金1 |
银2 |
表扬1 |
1989年 |
第20届 |
银4 |
铜1 |
|
1990年 |
第21届 |
金2 |
银1 |
铜2 |
1991年 |
第22届 |
金5 |
|
|
1992年 |
第23届 |
金5 |
|
|
二、新中国的一些重点科研成就
1.核能和核技术的应用
在我国物理学家和广大技术人员的努力下,我国于1964年10月16日,成功地爆炸了第一颗原子弹,是继美、前苏、英、法之后第五个拥有原子弹的国家。1967年6月17日,由于首次成功试爆氢弹,成为目前世界上拥有氢弹的五强之一。两弹的研制成功,是我国能够自立于世界民族之林,提高了我国的国际地位。中国工程物理研究院的科技工作者,为“两弹”的成功爆炸,作出了卓越的贡献。
我国第一座自行研制、设计、建造的秦山压水堆核电站,在1991年12月并网发电成功。第一台装机容量达30万千瓦,在近几年的运行中,换料、检修都获得成功,标志着我们已经能自行建造和有效管理核电站,这在世界上也是屈指可数的。
另外我国将核技术应用于辐射育种,播种面积和粮食增产,取得了显著成绩。我国科学家王淦昌、王大珩等科学家正在从事激光慢性约束核聚变的研究,这一世界前沿课题,已取得令人瞩目的进展。
2.卫星通信技术的发展
1970年4月24日,我国成功发射了的一颗人造地球卫星,是继前苏联、美、法、日之后第五个发射卫星的国家。它的总重量超过了前四个国家的首星的总重量之和。1975年11月26日,我国成功发射了返回型遥感卫星,另外,同步地球卫星雨太阳卫星、气象卫星、科学探测卫星,卫星通信学技术也都不断开展。
3.高温超导方面
瑞士苏黎士的美国IBM公司的柏诺兹和缪勒,在1986年4月发现了Tc=35K的LaBaCuO高温超导材料,1987年2月24日,我国中科院宣布,赵忠贤领导的科研组,已将钇钡铜氧(YBaCuO)的材料的临界温度提高到92.8开以上,实现了转变温度在液氮温区的突破,使超导有了应用前景。
1988年,盛正直在TiBaCaCuO系中发现Tc=125K的超导体,中国科技大学发现了Tc=130K的Bi系掺Pb和Sb材料。1998年,我国研制成功了铋系高温超导输电电缆,世界上只有少数几个国家掌握这一技术。
4.北京正、负电子对撞机
卢瑟福当年利用α粒子撞击金箔,发现了原子的核式结构,说明这是研究粒子物理的一个好方法。而其α粒子的能量只有9MeV。为了研究更深层次的现象,发现更新、更重的粒子,就需要高能加速器。
我国北京在1988年建成的正、负电子对撞机(BEPC),能量为电子伏+电子伏,达到GeV(,十亿)级,还配置了我国自己研制的具有优良性能的北京谱仪(BEG)。
这台机器主要工作在τ轻子和c夸克区域,1989-1991年6月记录了900万J/ψ粒子范例,1992年精确测定了τ子的质量为:兆电子伏,引起了国际高能物理研究的重视。
总之,我国物理学界,在新中国建立后,特别是改革开放以来,取得了令人瞩目的成就,以上介绍的仅为几例,在原子核物理、聚变研究、半导体物理、微磁学、准晶、低温物理方面也是成就斐然。
第二节 我国几位物理学家
1.叶企孙——清华大学物理系的创办人
1921年,叶企孙在美国哈佛大学留学,测出普朗克常数h=(6.556±0.009)×10-27尔格·秒。与现在国际推算值很接近。并作了博士论文。
1923年离美,1925年,在清华大学创办了物理系,曾任清华大学理学院院长兼物理系主任。曾长期参与清华大学的领导工作。
教学认真负责,是桃李满园、硕果累累,在为国家作出重要贡献的科研人员中,有不少是叶企孙先生的学生。例如在获得“两弹一星”功勋奖章的23位国家的授勋功臣中,有九位是他的弟子,两位是他学生的学生。
叶企孙“尊师爱生”,体现了一个物理学家的风范。他终身未娶,爱学生如儿女。王淦昌曾说:“叶先生非常关心学生,我经济困难没钱回家,叶先生就给钱让我回家。”
1992年,叶企孙的学生和同事185人捐款几万元,成立叶企孙奖。在首届授奖仪式上,钱伟长曾说:“我们都不是有钱的人,这笔奖金的钱很菲薄,但是它代表了一种心意。”的确,叶企孙先生没有子女,没有遗产,但是他的人格和英名却值得我们纪念和缅怀。
叶企孙爱慕人才,不拘俗见。1932年华罗庚到清华大学时,连高中文凭也没有,但是华罗庚刻苦自学,在日本的学术刊物发表了论文。叶企孙力排众议,提携华罗庚当了教员。就像当年戴维发现法拉第一样,是个好伯乐。后叶企孙又派华罗庚去英国剑桥大学深造,华罗庚从此脱颖而出。叶企孙在文革中不幸蒙冤。现在为纪念他,在清华大学里为他立了铜像。
2.周培源——敢于坚持真理的科学家
周培源,1924年清华毕业留学美国。1928年获加利福利亚理工学院博士。1936年协助爱因斯坦工作,1947到1952年,任清华大学教授,后任北大教授、校长,中国科协主席,中国物理学会理事长。
在文革期间,“四人帮”一伙大肆鼓吹“知识越多越反动”的谬论,在批“资产阶级学术权威就要抓大的”的号召下,批判爱因斯坦哲学思想的文章和批判相对论的两篇文章出笼了。一篇陈伯达准备在党中央当时理论刊物《红旗》发表,另一篇在《中国科学》杂志首篇发表,但周培源想到他留学时与爱因斯坦探讨相对论的情景,不怕个人安危,毅然反对“四人帮”的做法,显示了敢于坚持真理的崇高气节。
3.中国工程物理研究院的功勋
中国工程物理研究所集结了一大批中国物理学界的优秀人才,原子弹、氢弹的爆炸成功,正是他们集体智慧的结晶。
※“以身许国”的王淦昌(1907-1988)
清华大学物理系第一届本科生,1930年到德国留学,1934年获博士学位,1950年任中国科学院近代物理研究所研究员,1956年到前苏联杜布纳联合原子核研究所工作。后在我国二机部工作,1978年任二机部副部长兼原子能研究所所长,为两弹的制造贡献了力量。在学术上也建树颇丰。担任中国核学会理事长,中国物理学会副理事长。
1959年3月,王淦昌从4万张照片中发现了反西格马超子()。
1964年,独立提出用激光进行惯性约束以产生核聚变。
※“死而无憾”的邓稼先(1924-1986)
是杨振宁的中学校友,并和杨振宁同在美国从事物理的研究。
1948年,邓稼先远渡重洋去美国留学,由于学习刻苦,仅用一年多的时间就获得了博士学位。此时他只有26岁,被人称为“娃娃博士”。正当他在美国可以一展才华,风光无限时,新中国成立了。1950年10月,邓稼先怀着一颗赤子之心,舍弃了在美国的优厚待遇,回到祖国,参加中科院近代物理研究所的创建工作。1954年,邓稼先光荣加入了中国共产党。
为了造出中国的争气弹——原子弹,他带领科研人员用算盘进行了复杂的理论计算。为了保证数据的正确,他们常常反复运算,因此而疲劳过度。在他们的艰苦努力下,终于解决了中国原子弹试验的关键性难题。
为建造原子弹,邓稼先又经常远赴西北罗布泊,出于保密的需要,隐姓埋名。而且以高度负责的精神,从事原子弹的研制和发射基地的建设工作。
一次航投实验,原子弹坠地被摔裂,邓稼先虽知危险,却一人上前把摔破的原子弹弹片收集起来,结果体检时发现他小便和骨髓里都浸入了放射物。后来邓稼先患了癌症,临危时,当谈到他回国工作的选择时,他深情地说“我死而无憾。”他被人们尊称为“两弹元勋”。
在他去世13年后,党中央、国务院、中央军委向他追授了金质的“两弹一星功勋奖章”。
为两弹作出贡献的还有彭桓武、于敏等一大批隐姓埋名的科学家,正是他们,使我们打破了超级大国的核垄断,从“核讹诈”的阴霾中站了起来。他们的不朽功绩,得到了人们的景仰。
4.献身科学的蒋筑英
长春光学精密机械研究所研究员。
北京大学光学研究生毕业。克服种种困难,献身于科学,并作出了一定的成绩,43岁就倒在了他所攀登的科学之峰的道路上。
他谈到:“我活着注重生命的质量,只要我有一份热就要为祖国的科研事业发一份光。”
还有为我国火箭等航空航天技术发展坐车杰出贡献的钱学森、固体物理学家黄昆,高能物理专家朱洪元,光学专家王大珩,德高望重的吴有训、钱三强、吴大猷等,他们献身科学、报效祖国的事迹也令我们肃然起敬。