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从“双子星”到“双一流”

2017-05-27张淑锵

博览群书 2017年5期
关键词:双子星程开甲浙江大学

张淑锵

2017年是浙江大学建校120周年。浙江大学将举行庄重的庆祝活动,再次宣誓要为把浙江大学及其学科创建成为世界一流大学和一流学科而努力奋斗。这是具有120年光荣历史、曾经有过“东方剑桥”美誉的浙江大学,在21世纪中华民族伟大复兴征程中应有的使命与担当。

习近平总书记曾指出:世界上不会有第二个哈佛、牛津、斯坦福、麻省理工、剑桥,但会有第一个北大、清华、浙大、复旦、南大等中国著名学府。我们要认真吸收世界上先进的办学治学经验,更要遵循教育规律,扎根中国大地办大学。

国务院于2015年10月24日印发的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》,提出了“双一流”建设的重大战略部署:到2020年中國若干所大学和一批学科进入世界一流行列,若干学科进入世界一流学科前列;到2030年,更多的大学和学科进入世界一流行列,若干所大学进入世界一流大学前列,一批学科进入世界一流学科前列……

浙江大学究竟如何构建“世界一流学科”,进而建成“世界一流大学”?这是建校120周年之际,牵动浙大人感情和思考最多的命题。

我们不禁想到,被称为浙大“双子星”的王淦昌和束星北,以及许多和他们一道闪亮于浙大120年历史苍穹的学术之星——这些至今仍熠熠生辉的“双子星”和诸多学术之星,用各自独特的光芒照亮了浙大120年的漫长来路,也必然珍藏着当今浙大和中国高校建设“双一流”的秘钥。

/壹/

物理学可以是宛若醉人的玫瑰花,又似娇艳的罂粟花,可以是人类探索宇宙奥秘的小径和社会进步的阶梯,也可以是唆使人类相互残害的魔法和人类毁灭的魔域。其善与恶,就看谁掌握了物理学,又是谁在什么条件下运用了物理学。

1945年7月,世界反法西斯同盟已经在欧洲打败残暴的德国法西斯,亚洲同样残暴的日本法西斯仍在负隅顽抗。7月26日,美国、英国、中国三国首脑杜鲁门、丘吉尔和蒋介石联合发表《中美英三国促令日本投降之波茨坦公告》,要求日本无条件投降。但是日本法西斯狂妄拒绝。8月6日,美军第509特别飞行大队的B-29轰炸机在日本广岛上空投下了代号为“小男孩”的原子弹。8月9日,美军在日本长崎上空再次投下代号为“胖子”的原子弹。原子弹威力巨大,是核物理学的能量释放,两座城市瞬间化为废墟。日本天皇被迫接受《波茨坦公告》,于1945年8月15日宣布无条件投降。

抗日战争的胜利无疑是世界正义的胜利,而天才的物理学家们在物理学上的高超成就——发明与研制了原子弹——促成了这个世界正义的早日来临。于是,世界上最为优秀的物理学家为原子弹的巨大威力和卓绝魅力所吸引,而纷纷投身其中。

1999年9月18日,在中华人民共和国成立50周年之际,党中央、国务院、中央军委隆重表彰为我国“两弹一星”事业作出突出贡献的23位科技专家,并授予他们“两弹一星功勋奖章”,他们分别是:王淦昌、邓稼先、赵九章、姚桐斌、钱骥、钱三强、郭永怀、吴自良、陈芳允、杨嘉墀、彭桓武、钱学森、朱光亚、黄纬禄、屠守锷、王大珩、程开甲、王希季、于敏、孙家栋、任新民、陈能宽、周光召。其中,王淦昌、赵九章、钱三强、程开甲四位“两弹一星”元勋均为浙江大学校友,这也昭示着浙江大学物理学在近现代中国科学技术进步中不可忽视的闪光。

为什么浙江大学能够作出如此显著的贡献?这恐怕得从浙江大学120年办学史上,“以真理为己任、以天下为归依”的深厚文化底蕴中寻找答案。

/贰/

矗立于祖国东部的浙江大学,诞生于素有“人间天堂”美誉的杭州。这里,人杰地灵,文化渊薮,自古就是中华文化的绚烂之都。19世纪末的晚清帝国,国力衰弱,风雨飘摇,甲午战争一役,一败涂地,国人渐醒。康有为、梁启超等士子发起“维新运动”,提出了“变科举、兴学校、派游学”等主张。“维新”“救亡”的呐喊,宛若一股春风,在浙江这片文化的土壤上酝酿、发酵、布种、成长。1897年,浙江巡抚廖寿丰与杭州知府林启承“浙东学派”思想之遗风,接“维新运动”之思潮,以“育才、图治”为办学宗旨,创办了求是书院。她是继天津的北洋西学学堂(现天津大学)、上海的南洋公学(现上海交通大学、西安交通大学等)之后。国人自办的第三所新式高等学堂。

求是书院一经创办,“崇尚实学、痛绝浮嚣”“务求实学、存是去非”的求是之风始微入渐、蔚然形成。为落实这种“求是”之风,书院在课程设置上采用了“中西结合、文理贯通”的模式,大量引进西学课程,其中就有“格致”课程。“格致”大致相当于西方学科体系引入中国以后的“物理学”。1927年,随着北伐军顺利进军浙江,国民政府在杭州求是书院的旧址上创办第三中山大学,不久正式定名为“国立浙江大学”。物理学科是浙江大学最早开设的诸多学科之一,先是以“学门”的形态出现,继而又以“学系”的形态,正式成为浙江大学门类齐全的学科体系的一个重要组成部分。

在浙江大学120年办学历程中,张绍忠、束星北、何增禄、吴健雄、胡刚复、王淦昌、程开甲、李政道、卢鹤绂、吕敏、林俊德、钱三强、唐孝威、贺贤土等杰出物理学家的名字,相继载入物理学科发展史,他们或是执教于此,或是求学于此,各自作出了一番突出成就,仿佛物理学天空上的一颗颗闪亮的星星。有趣的是,他们都与核物理学的研究与利用有关,也与“两弹一星”的发明与研制有关。他们是浙江大学这所跨越两个世纪、经历三个历史时期的著名老牌学府科学发达史的缩影。

张绍忠是浙江大学物理系的首任系主任。1920年,他考取留美公费生,1922年在芝加哥大学获理学学士学位,1924年在哈佛大学获硕士学位。之后,他继续在哈佛大学从事高压物理研究。1928年,张绍忠应蔡元培之请到浙江大学创建物理系,校长邵裴子聘他为教授兼系主任,不久又兼任文理学院院长。在1936年著名气象学家、教育家竺可桢出任浙江大学校长之前,张绍忠长期主持物理系的办学发展,束星北、何增禄、吴健雄等著名物理学家都是在他任上被聘为教师。可惜由于当时的校长程天放、郭任远积极施行国民党的党化教育,过于僵化的学校统制引发了师生普遍不满。1935年,郭任远一手操纵的“挪外汇”事件发生后,张绍忠愤而辞职,束星北、吴健雄等教师相约不再续聘。暑假后,全系教职员工愤然离校。张绍忠去南开大学物理系任教授兼系主任。何增禄去了山东大学任教授。束星北去了上海任暨南大学教授兼数学系主任,并兼交通大学物理系教授。

“挪外汇”事件之后的束星北最终还是受竺可桢召唤,在离校一年后重新回到浙江大学。束星北是杰出的理论物理学家,“中国雷达之父”,被丹麦著名核物理学家、诺贝尔奖获得者玻尔誉为“爱因斯坦一样的大师”,也是天才横溢、恃才不屈的武侠一般的人物。他曾经为“挪外汇”事件掀翻校长郭任远的宴席,也曾经反对污蔑名教授苏步青而痛殴职员。他的脾气火爆,却是不平则鸣。他在青年时代,走日本、朝鲜,过莫斯科、华沙,抵柏林、汉诺威等欧洲各地,广泛游历或工作。据说在德国期间,他还曾任爱因斯坦的研究助手。1928—1930年,他在英国爱丁堡大学攻读研究生,获硕士学位。之后,在著名物理学家惠特克和达尔文的推荐下,他转入剑桥大學师从著名天体物理学家爱丁顿博士。1930-1931年,他又受爱丁顿推荐,远赴美国麻省理工学院做研究生和数学助教,师从著名的数学家斯特洛克教授,获理学硕士学位。“九一八”事变后,束星北归国,任南京中央陆军军官学校物理教官。对于日本的侵略,但凡热血男儿,对于抗日救国都有一种誓死抵抗的豪迈气概。遗憾的是,蒋介石的国民政府总是隐忍不发,侠肝义胆的束星北极度失望。传说有一日蒋介石来校视察,束星北“面斥”蒋介石,几次让蒋下不来台,蒋留下一句“你太年轻,不懂政治”,便愤然拂袖而去。

/叁/

束星北耿直率性的性格,是学者赤子之心的真实展现,难免引人猜忌。竺可桢担任浙江大学校长以后,贯彻落实“民主办学”“教授治校”“教授为灵魂”的办学方针,全力罗致具有真才实学的优秀师资,束星北被列为招回的对象。对此,有人就曾劝告校长不招回束星北,竺可桢不为所动。竺可桢不仅招回束星北,还有何增禄等;何增禄还带回了世界一流的核物理学家王淦昌。此外,竺可桢还从中央大学聘请了胡刚复,从广西大学聘请了卢鹤绂。

胡刚复于1909年被录取为首批庚款留美学生,入美国哈佛大学物理系,是竺可桢在哈佛大学的校友,都是中国近代科学的第一代学人。1918年,他和竺可桢都在哈佛大学获得博士学位归国,并一起归国后受聘于南京高等师范学校任教。之后,他又在国立东南大学、国立交通大学、国立第四中山大学、中央研究院物理研究所等科教机构任职。他在南京高等师范学校创办了中国第一个现代物理实验室,并担任物理系的首任系主任。物理学是以实验为基础的,从这点意义来讲,胡先生是第一个把真正的物理学引入中国的。他培养了吴有训、严济慈、赵忠尧、施汝为、钱临照、余瑞璜等著名物理学家,将X射线标识谱、吸收谱和原子序数之间的实验规律扩展到25号至34号元素,并测定了X射线频率和光电子速度的关系,对X射线学的发展作出了重要的贡献,是中国近代物理学事业奠基人之一。

卢鹤绂于1936年赴美国明尼苏达大学研究院深造,专攻近代物理和原子物理,1941年获博士学位后归国。1942年,他预言大规模利用原子能的可能性。1945年春,他受胡刚复之邀,得到了竺可桢的聘请,开讲理论物理和热学。他在用灯草芯的豆油灯下,写出了《重原子核的潜能及其利用》等世界一流水平的论文,令国际同行瞩目。他被称为“世上第一位公开揭露原子弹秘密的人”和“中国核能之父”。

在竺可桢聘请的所有教授之中,王淦昌与束星北是最为引人注意的一对物理学教学与研究的奇妙组合。他们之间学术活动的交汇与合作、学术思想的碰撞与交锋,开创了浙江大学物理学的一个全新时代,开辟了浙江大学史乃至中国大学史上的一片蔚蓝天空,留下的辉光至今为莘莘学子点亮求是之路的前程。

王淦昌加盟浙江大学时,年仅29岁,是全校最年轻的教授,有一张青春勃发的娃娃脸,因而被称为“娃娃教授”。但是,他在物理学上的成就彪炳千秋,他是享誉世界的一流核物理学家,是我国实验原子能物理、宇宙射线及基本粒子物理研究的主要奠基人和卓越开拓者。1930—1933年,王淦昌考取了江苏省的官费留学研究生,留学德国柏林大学,师从杰出的女物理学家迈特内教授,获博士学位。德国的科学家劝他:“科学是没有国界的。你是科学家,德国有世界最先进的物理实验室,大师辈出,群英荟萃,像你这样的有为青年留在德国定能大展宏图,而在中国没有你从事科学研究的条件。”王淦昌回答说:“我是学科学的,但我首先是中国人。现在我的祖国正在遭受苦难,我要回到祖国去为她服务。”1934年,王淦昌回到祖国。

20世纪30年代,在国际学界有一个令无数科学家着迷的课题,那就是原子核衰变时出现极小的能量和动量损失的问题。奥地利物理学家、诺贝尔物理学奖获得者泡利提出存在一种叫作中微子的假设,但这一假设长期没有得到实验的验证。王淦昌虽然身处窘境,依然对这个课题着迷,并保持在文献上的不停追踪和方法上的不断思索。当他读到《物理评论》上哈尔彭有关探测中微子实验的一篇文章时,他的思想得到了启发,一个伟大的实验方法产生了。他将研究思路整理成《关于探测中微子的建议》,于1941年10月寄往了美国《物理评论》杂志,仅仅过了5个月就被刊登出来。有人说,这是一篇具有划时代意义的重要著作。美国核物理学家艾伦根据王淦昌论文中所提出的建议,成功完成了一个证实中微子存在的实验。这个实验也被国际物理学界冠以“王淦昌—艾伦实验”之名。此后,美国核物理学家莱因斯和考恩用强大的核反应堆做实验,终于比较精确地获得了中微子存在的确凿证据。围绕探索中微子的一系列实验,最终导致了1995年的莱因斯幸运地获得了诺贝尔物理学奖。而作为率先提出最富有创造性探测方法的中国学者王淦昌却因为当时中国科学条件的落后,最终无缘诺贝尔物理学奖。

如果说抗战时期由于条件简陋在很大程度上限制了王淦昌的科学成就,那么他与束星北在抗战期间人才培养上所取得的成就堪称居功至伟。他们两人都是现代物理学史上的顶尖学者,早在1936年,享誉世界的丹麦核物理学家、诺贝尔物理学奖获得者玻尔在杭州访问浙江大学时,就对两人的才华留下了深刻印象,以至于后来有学生致信,要求指点留学事宜时,玻尔说,浙江大学有王淦昌、束星北这样的杰出学者,浙大学生不必舍近求远。浙江大学西迁办学后,王淦昌与束星北以自己独特的方式培养了李政道、程开甲等大批优秀人才。

在遵义、湄潭时,物理系给学生开设了一门课程,叫作“物理讨论”,又甲、乙两种,甲是由全系教师和四年级学生轮流作学术报告,乙则由王淦昌和束星北两位教授就物理学前沿课题作学术报告。所谓学术报告,就是由老师和全体学生共同讨论甚至争论,王淦昌和束星北两人轮流主持,有趣的是两人总是同堂对质。两人之中,王淦昌精于实验证明,已深入到中微子研究的最前沿,束星北擅长理论翱翔,热衷于爱因斯坦的相对论。每当一人在讲台上报告,一人必在讲台下诘难。课堂之上,两人棋逢对手,将遇良才,为科学真理争吵得面红耳赤、互不相让,战时后方物理学的生机与气象在被诘难者的穷途末路之中得以酣畅淋漓地渲染。学生有如观众,在两位科学大师的激烈对决中,目睹千古奇观,享受思想盛宴。在课后,两人又是亲密无间的同事和好友,丝毫不会因为在科学论争上的诘难而影响到同事情谊。两人富有戏剧性的共生关系及其非凡的物理学才华,被誉为浙大物理系的“双子星座”。李政道、程开甲、吕敏、杨裕生等幸运的浙大学子就是在这样纯正的学风熏陶之下,得到了深且无穷的教益。

李政道是在1943年考入迁至贵州的浙江大学化工系的。1944年,李政道受束星北的帮助,转学西南联合大学。1946年,李政道经吴大猷教授推荐赴美进入芝加哥大学,师从诺贝尔物理学奖获得者、物理学大师费米教授。1956年,他与杨振宁合作,提出“弱相互作用中宇称不守恒理论”,共同获得了1957年诺贝尔物理学奖。他在后来怀念束星北的一篇文章中不无深情地指出:

我一生最重要的机遇,是在很年轻时能极幸运地遇到三位重要的老师,得到他们的指导和帮助。束星北老师的启蒙,吴大猷老师的教育及栽培和费米老师的正規专业锻练都直接地影响和造成我以后的工作和成果。

/肆/

新中国成立后面临的一个最大国际形势就是世界分裂为两个阵营,苏联与美国在全球范围内实行冷战。1950年6月,朝鲜战争爆发。10月,中国人民志愿军入朝作战。11月,美国总统杜鲁门在一次记者招待会威胁在朝鲜战场上使用原子弹。新生的社会主义中国存在遭受核武器打击的恐吓。中国必须有自己的原子弹、氢弹和人造卫星,以捍卫新生的政权与世界的和平。与此同时,新中国成立后,大学面临的一个最大形势是科教机构的全国调整。从1949—1952年间,浙江大学各院系面向全国,调向四方,为新中国的科教机构布局调整作出了重大贡献。学界很少有学者将朝鲜战争与院系调整联系起来。其实,二者之间必然存在某种深刻的内在关联。于是,无论身在何方的科学家和毕业生,只要祖国需要,都会从四面八方聚拢起来,会聚在“两弹一星”的伟大工程之中。

程开甲是王淦昌在浙江大学任教时最为得意的学生之一,也是“两弹一星”的核武器研制工作的亲密伙伴,更是中国核武器研究的开创者之一,人称“核司令”。1937年,他以优异成绩考取浙江大学物理系的“公费生”。求学期间,程开甲接受了束星北、王淦昌、陈建功和苏步青等杰出教授严格的数理知识和科学精神的训练。1941年,程开甲毕业留校任教。英国皇家科学院院士、著名科学技术史专家李约瑟于1944年10月,到访浙江大学,对于浙江大学在艰苦卓绝的抗战时期取得科研成果倍感赞叹。他将程开甲撰写的《弱相互作用需要205个质学质量的介子》一文带到英国,亲自对其修改后送英国理论物理学家、量子力学的奠基者之一狄拉克审定。可惜狄拉克以“目前基本粒子太多,不再需要更多的新粒子,更不需要重介子”的回信使得文章终未发表。就这样,程开甲与他的老师王淦昌一样与诺贝尔奖擦肩,而其成果后被他人实验所证实并获得了1979年诺贝尔奖。后来,受李约瑟的推荐,程开甲于1946—1949年间赴英国爱丁堡大学物理系攻读博士学位。1950年,他仍旧回到浙大任教。

1960年,程开甲调二机部任中国核武器研究所副所长,参与我国第一颗原子弹的研究试验工作。自1964年第一次进入“死亡之海”的罗布泊地区到1984年调回北京,程开甲在大漠深处一去就是20年。20年中,他和他的老师王淦昌一样隐姓埋名,一样担任主管原子能工业的二机部九院副院长,一样没有用自己的名字在学术刊物上发表过一篇文章,但是他主持我国30余次各种类型的核试验,在核武器的研制和试验中作出了开拓性的突出贡献。

1964年,新中国第一颗原子弹采取何种方式爆炸,最初的方案是用飞机投掷。程开甲却否定了这个方案,他认为,第一次试验就用飞机投掷,一会增加测试同步和瞄准上的困难,难以测量原子弹的各种效应;二是保证投弹飞机安全的难度太大。他在小黑板上经过一番精心计算,提出当时切实可行的采用百米高塔爆炸原子弹的方案,确保了原子弹的成功爆炸。1966年,我国首次氢弹原理性试验获得成功,程开甲提出塔基若干米半径范围地面用水泥加固,减少尘土卷入,效果很好。1967年,第一颗空投氢弹试验成功,他又提出改变投弹飞机的飞行方向,保证了投弹飞机的安全。1969年,首次平洞地下核试验成功,他设计的回填堵塞方案,实现了“自封”,确保了试验工程的安全。

中国研制核武器,曾得到了苏联专家的支持,但是最终苏联撕毁了援助协议,撤回了所有专家。研制中国的核武器,还是需要中国人自己。钱三强正是其中一位具有杰出领导才能的战略科学家。他于1978—1982年担任浙江大学校长,从整体上提升了改革开放初期浙江大学的科研实力。

1936年,钱三强毕业于清华大学。第二年,他经北平研究院物理研究所著名物理学家严济慈引荐,到巴黎大学镭学研究所居里实验室攻读博士学位,导师是伊莱纳·约里奥—居里夫人,并跟随化学师葛勤黛夫人做钋的放射源研究,还在约里奥先生主持的法兰西学院原子核化学研究所学习。1940年,他获法国国家科学博士学位。回国后,他曾任中国科学院副院长和第二机械工业部副部长,1978年至1982年兼任浙江大学校长。他发现了重原子核三分裂和四分裂现象并对三分裂机制作了科学的解释,在中国原子能科学事业的创立、发展和“两弹”研制,以及在中国科学院以及国家的科学活动的组织推动等方面作出了突出贡献。

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