吴大猷

  吴大猷(1907-2000),男,广东高要人,著名物理学家,被誉为中国物理学之父,毕生献身科学研究和教育事业,为中国科学发展作出了重大贡献,在世界物理学界享有盛誉。历任国立北京大学物理学教授,国立西南联合大学教授,国科指导会主任委员等职。 

人物生平

吴大猷
吴大猷
  1907年出生于广州。 
  1915年进入番禺县立小学。
  1920年考进广府中学。  
  1921年进入南开中学。
  1925年进入南开大学矿科。  
  1926年南开矿科停办,改入物理系。
  1929年入南开大学任教
  1931-1933年在美国密歇根大学获得硕士和博士学位。
  1933-1934年在美国作光谱学、原子和原子核物理学方面的研究。
  1933年获博士学位。回国后,在北京大学、西南联大任教。
  1939年获中央研究院丁文江奖金。
  1943年获教育部第一等科学奖金。
  1946年,赴密西根大学任客座教授,后又至哥伦比亚大学工作两年。
  1948年被选为台湾中央研究院院士。
  1956年 应胡适之邀赴台任教,在台大和清大联合主办的研究生班讲授古典力和量子力学,兼及流体力学和核子间的交互作用问题。后又就任于普林斯顿高等研究院、瑞士洛桑大学、加拿大国家研究院、美国纽约布鲁克林理工学院、纽约州立大学
  1957年获选为加拿大皇家学会会员。其研究工作多在原子分子结构及光谱、核子散射、大气物理、电离体及气体方程式,统计物理,相对论等方面。
  1965年任纽约州立大学布法罗分校物理与天文系主任。
  1967年嘉新特殊贡献奖金及奖牌。
  1969年请辞国科会职务。
  1978年从纽约大学退休,长居台湾 ,担任教育部科学教育委员会主委。
  1983年任中央研究院院长 。
  1984年获菲律宾麦克塞奖。
  1983-1994年出任台湾中央研究院院长。
  2000年3月4日吴大猷病逝于台大医院。 

学术贡献

  吴大猷的研究领域非常宽广,涉及原子和分子理论、相对论、经典力学和统计力学的各个方面。尤其在原子和分子理论、散射理论和统计力学方面有独创性。
  吴大猷在原子和分子的一般理论方面做出了重大贡献。他的两项研究为后来的工作开辟了道路,一项是关于重原子f态的计算,另一项是闭壳层电子激发态的计算。1933年他在《物理评论》上发表了两篇文章。第一篇题为《重元素的低态》,报告了他关于铀原子和铀离子低态能级的计算结果。他认为,铀离子能级的相对位置应该很类似于钋、钍和锕的相应的离子能级。这就等于给出了锕、钍、钋和铀四个重要元素最低态的电子组态的信息。他肯定,93号以后的元素必定以5f电子为最低态。于是他预言,中性的93号原子的正常态至少包含一个5f电子,因而有可能存在一个类似于周期表中稀土族的元素系,从铀开始的化学性质类似的14个元素。这就是说,吴大猷通过f态的计算,预言了铀后元素的存在。他的这一工作为铀后元素的发现和M。C.麦耶尔对同类问题的计算开了先河。从1940年开始,铀后元素分别以各种方式被发现。他的第二篇论文题为《两个最低点的特征值问题和重原子f态的量子亏损》,讨论了前人没有讨论的具有两个不对称的最小值位势的量子力学问题。他用WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin)近似法求解了波动方程的本征值,并将结果用于某些原子能态的计算,特别是用以说明量子亏损。对此,学术界评价吴大猷教授这一工作具有非常不寻常的意义。
吴大猷与陈省身
吴大猷与陈省身
  吴大猷在原子光谱方面的一项工作已被Y.P.瓦施尼称为“吴态”。“吴态”的存在,1967年已由P.费尔曼和R.诺威克用实验所证实。对于散射理论,吴大猷通过对原子和分子的电子碰撞激发和双重激发研究,做出了贡献。他关于氦的双重激发能态研究已被D.E.高耳登列入电子-原子散射共振研究的早期贡献。在统计力学方面,吴大猷把跃迁概率的概念同不可逆过程联系起来,为严密表述和深入理解不可逆过程的时间方向性也做出了功绩。
  70年代中期后,吴大猷先生开始关注物理学哲学问题。他的一系列关于物理学发展与哲学的讲演,于1975年出版,书名为《现代物理学基础的物理本质和哲学本质》。吴先生认为,一位物理学家,从对物理学的历史和哲学的更深刻更具批判性的理解中,会有助于更全面地了解物理学。此后,吴先生一直关注物理学哲学和科学哲学的问题。
  1988年,他在医院病榻上写出了《物理学的性质、简史和哲学》。1989年又作了14次系列讲演,并以《物理学:它的发展和哲学》为书名,于1992年出版。书中以大量篇幅讨论物理学哲学和科学哲学问题。对人文的关怀是吴大猷先生科学生涯中一个不可分割的有机组成部分。
  吴大猷是一位受人敬重的物理学教授。当李政道杨振宁得知他们获诺贝尔物理奖时,不约而同地向吴大猷老师报喜并致谢。吴大猷的研究生黄昆在固体物理学的发展方面,也做出了卓越的贡献。此外,一批骨干物理学家,如朱光亚、马仕俊、郭永怀、马大猷、虞福春等,都曾从他那里受益过。 

生平故事

  坚贞爱情 科学伴侣
  1928年冬,南开大学让正在读大四的吴大猷给一年级学生上实验课。一位叫阮冠世的小师妹,令吴大猷一见钟情。
  毕业前夕,阮冠世患了肺结核。亲朋好友劝吴大猷三思而行,冠世也怕拖累吴大猷,含泪提出分手。大猷却一再表示:“生活里如果没有你,我就不会幸福!”
  1929年夏,吴大猷在南开大学物理系毕业,恩师饶毓泰教授安排他留校任教,讲授近代物理学和力学。1931年春,吴大猷获得中华教育文化基金会乙种研究奖学金,便赴美国密西根大学物理系求学。而冠世因获得纽约Elmira女子学院的奖学金也赴美深造。
  在美国冠世依然生病,药费开支大。有单位要突击完成一项工程研究,吴大猷每晚八点到实验室,一直干到次日清晨6点,走出实验室就去上课,吃过晚饭又匆匆来到实验室。每晚工作10小时,一连干了三天,共挣了15美元。
中国物理学之父
中国物理学之父
  1932年,吴大猷在美国获得硕士学位,阮冠世也转来密西根大学。经多次研究,大猷把红外光谱仪的直线狭缝改为弯形,提高分辨率。这发明后被制造红外光谱仪的帕金·埃尔末工厂采用。一年后,大猷完成了重要的博士论文,提出:“周期表里因为5f电子填入,会不会产生第二个稀土族”。当时量子力学还是新学科。大猷用新的巧妙数学方法,论证在铀92附近要开始第二个稀土族元素。这结论有非常重大的意义。此论文发表八、九年后,为了制造原子弹,美国急于了解比铀更重的元素有什么化学性能,尤为重要的是Np-93与Pu-94。西博格博士于 1951年获得诺贝尔奖就是因为他掌握了Pu-94的化学性能。1989年,西博格博士见到大猷,高兴地说:“当年能获得诺贝尔奖,应该归功于你的论文。”世界学术界将吴大猷称为“锕系元素研究先驱者”。
  吴大猷获得密西根大学博士学位,再次获得中基会的乙种研究奖学金。他留校研究原子及分子理论和实验,后在哥伦比亚大学、剑桥、哈佛及麻省理工学院加州理工学院进行了原子和分子光谱学方面的科学实验。
  1934年夏,应北京大学理学院院长饶毓泰之邀,吴大猷只好将冠世留在纽约疗养,自己先回国。吴大猷在北京大学任教的三年里发表了15篇重要论文,把新的量子力学介绍到中国。
  在冠世回国后,吴大猷执意向病床上的冠世求婚,同时告诉母亲,说患肺病的女友可能不生育……母亲惊呆了!同事师长都劝大猷要慎重对待婚姻大事。而大猷说:“生活里如果没有她,再大的功名对我来说都没有什么幸福可言。”“她正处在最需要关照的境地,无论如何我都不能抛弃她;而结婚,是我今生能够照顾她的惟一方式。”吴大猷的话掷地有声,母亲只得让步了。1936年9月,八年苦恋的有情人终成眷属。
  几十年来,吴大猷与阮冠世相濡以沫在科学征途上并肩前进。1970年,阮冠世凭着超人毅力,以60岁之龄获得生物博士学位;1979年12月,因病辞世。大猷悲痛地说:“她走了。使我失去七十三年生命中五十二年的伴侣。”
  弟子李政道杨振宁荣获诺贝尔奖
  1941年秋,吴大猷开始在西南联大教授古典力学,学生英贤尽出,如诺贝尔奖得主杨振宁,著名晶体力学家黄昆,美国纽约州立大学电机系主任张守廉,美国西北大学天文物理系主任黄援书等。在古典力学课结束时,学生杨振宁写了一篇多原分子振动的论文。杨振宁因丢失这论文而一直烦恼,30多年后,却从吴大猷处惊喜地得到了该论文的原件。由此可见,吴大猷对于学生的科研成果是如何珍视。
  1945年春,吴大猷收了一名学生18岁的李政道。李政道“求知心切,真到了奇怪的程度”,他几乎天天向大猷要比一般学生多得多的习题和读物,能够又快又好地做完习题,读完读物。大猷因风湿经常腰痛,李政道则利用替他捶背之机请教。大猷常向旁人夸奖这位奇才高足是“思维敏捷,大异寻常,前途无量”。
吴大猷科学哲学文集
吴大猷科学哲学文集
  抗战胜利后,吴大猷在昆明接到通知,要他与华罗庚、曾昭抡火速前往重庆。原来,国民政府要与他们商谈筹建国防科研机构。参谋总长陈诚、军政部次长俞大维在重庆亲自到招待所拜访他们。吴大猷力陈自己的看法:一切科学计划应由根做起,建议成立研究机构,培养基本人材,派员出国进修。吴大猷与华罗庚、曾昭抡拟定一份赴美考察方案。国民政府便选派了华罗庚(数学)、吴大猷(物理)、曾昭抡(化学)三位中国最有名的科学家带一些优秀青年赴美研修国防基础科学。华罗庚推荐孙本旺,曾昭抡推荐唐敖庆,吴大猷力排众议,将当时名不经传的学生李政道带着一同赴美(当时杨振宁已留美,黄昆已留英),这在科学史上成了一段佳话。其后,李政道得到国家奖学金,入美国的大学研究院深造,1950年获博士学位,后从事研究工作。而吴大猷的另一位学生杨振宁于1948年在美国获得博士学位,1949年,进入普林斯顿高等研究院做博士后。杨振宁是理论物理学家,对基本粒子、统计力学和凝聚态物理学方面贡献最大。1956年,杨振宁同李政道合作,以“弱相互作用宇称不守恒”的论文获得1957年度诺贝尔物理学奖金。他们第一件事就是向吴大猷致电感谢恩师的培养。杨振宁的信说他有关对称性工作的研究,多可溯源于吴老师十多年前介绍群论领域给他的启迪。此后,在许多场合,杨振宁一再表示,对他工作的最大影响,是吴大猷引他进入群论这个领域。而吴大猷在撰写《回忆》一书道:“近年来,李、杨成就卓然,国人常提及二人为我的学生,并以李与我的机遇传为美谈。实则我不过是适逢其会,在那时遇上他们而已。譬如两粒钻石,不管放在哪里,终还是钻石。”
  为海峡两岸科技学术交流作出杰出贡献
  吴大猷一生中有很长时间漂泊海外,但他对祖国大陆怀有深深的眷恋之情。他曾经给堂弟、时任南开大学副校长的吴大任写信,询问他曾经就读的母校近况。1992年5月17日,吴大猷在李政道夫妇陪同下,由台北经香港飞抵北京参加学术活动。这是吴大猷相隔四十六年后第一次重返大陆。著名理论物理学家周光召教授等人到北京首都机场迎接,中国科协名誉主席周培源在宾馆看望了他。5月20日,大猷参观了中国科学院高能物理研究所,观看了中国加工的直线加速器部件,参观了北京正负离子对撞机实验室。5月21日,吴大猷和李政道一起参加在北京举行的首届东亚、太平洋、美国超导超级对撞机物理实验和技术研讨会。期间,吴大猷访问了三十年代曾任教的北京大学,北大校长吴树青给这位老校友授予“名誉教授”的称号。国务委员、国家教委主任李铁映和国务委员、国家科委主任宋健会见了吴大猷等人。5月31日,吴大猷出席了在北京举行的中国当代物理学家联谊会。这一天,江泽民杨尚昆李鹏等国家领导人在钓鱼台国宾馆会见了吴大猷,与他亲切握手。其后,江泽民等国家领导人与吴大猷等中外物理学家合影留念。吴大猷坐在前排杨尚昆主席旁边。6月5日,吴大猷由北京驱车百里,回到他青少年时代求学的故地天津。南开大学校长母国光给他颁发了博士学位名誉证书,还送给他以前读书的成绩单。吴大猷来到南开大学校园内的堂弟吴大任家,见到堂姐吴明韶、堂妹吴明玖。漫漫岁月,茫茫海峡,隔不断兄弟姐妹情。吴明玖是专程从广东肇庆赶到天津的,她向吴大猷讲述家乡这几十年来翻天覆地的变化。吴大猷非常留心细听,不时眯起眼睛,发出舒心笑容。吴大猷大陆之行的另一成就是促成了中国科学院学部委员于同年6月访问台湾。其大陆之行被称为海峡两岸科技界的一大盛事,打破了两岸科学界隔绝40多年的坚冰,从而掀开了历史新的一页。6月8日,六位大陆科学家谈家桢、张存浩、邹承、吴阶平、华中一、卢良恕抵达台湾访问,轰动宝岛。蒋纬国见到在东吴大学附中读书时的生物老师谈家桢,非常激动,好像返回60年前的中学时代。蒋纬国赠送一个电子钟给谈家桢夫妇。在钟的背后刻着:“我们只要一个中国,我们的愿望是每一个中国人都有过好日子的机会。”
  2000年3月4日,吴大猷因病在台湾逝世,这不仅是中国科学界的损失,也是世界物理学界的重大损失。国家主席江泽民在唁电中说:“吴先生毕生献身科学研究和教育事业,为中国科学发展作出了重大贡献,在世界物理学界享有盛誉。吴先生关心国家统一,致力于民族富强,并且为海峡两岸科技学术交流作出了杰出的贡献,为两岸同胞所赞誉。”肇庆市政府送去的挽联是:“誉满四方,魂归故里。”