吴有训

    王淦昌吴有训教授是闻名世界的物理学家，是中国近代物理学的先驱者，也是一位杰出的教育家和科学研究组织者。几十年来，他为培养人才，创立科学事业，呕心沥血，鞠躬尽瘁，对国家对人民做出了重大贡献。吴有训教授虽然离开我们已经整整10年了，但是他的音容笑貌还时时闪现在我们眼前，他的亲切教诲仍常常萦绕耳边，他的献身科学的精神一直激励着我们去攀登，去搏击。

    为证实康普顿效应做出贡献吴有训教授在物理学研究方面的卓越贡献是用精湛的实验技术，证实了康普顿效应。

    1905年，爱因斯坦提出，电磁辐射是以微粒形式出现，这种粒子口叫作光子或光量子。光具有波动性，同时又具有微粒性，这就叫光的“波粒二象性”。美国物理学家康普顿进行x射线的散射实验，他把从钼靶来的x射线，投射到石墨上，观察被散射后的x射线，发现波长有增长，他认为这种现象是由光子和电子碰撞引起的。

    光子不仅具有能量，而且具有动量，在碰撞过程中，光子把一部分能量传递给电子，本身的能量减少了，波长则变长了。这说明光是由互相分离的若干微粒组成的。康普顿的发现，使光子的粒子“资格”以更明显的形式被确定下来，进一步提供了光的波粒二象性的实验验证。

    吴有训1897年4月2日出生在江西省高安县，1920年毕业于南京高等师范学校，1921年末，到美国芝加哥大学，跟康普顿教授从事物理研究。他以充沛的精力，拓荒者的顽强性格，日以继夜不知疲倦地投入科学实验。在芝加哥大学短短的年月里，他竟用了20多个x射线管。1923年，他和康普顿一起从事x射线散射光谱研究；几乎从一开始，他就参与了康普顿的伟大发现。1924年，他与康普顿合著经过轻元素散射后的钼射线的波长一文，1926年吴有训单独发表了在康普顿效应中变线与不变线的能量分布和在康普顿效应中变线与不变线的能量比率两篇论文。这些实验结果，以雄辩的事实，验证了康普顿效应。康普顿的发现，很快为物理学家们公认，1927年，康普顿获得诺贝尔物理学奖金。

    康普顿十分赞赏这位来自大洋彼岸的学生，常常为这位年轻人的独到见解和实验才干感到惊异。1962年1月，杨振宁教授寄赠吴老一册他自己写的书，在扉页上写道：“年前晤a。hpton教授，他问我师近况如何，并谓我师是他一生中最得意的学生。”当时，康普顿已经70岁了。康普顿在他所著的x射线的理论及实验一书中，对吴有训的工作给予了很高的评价，全书有19处引用了吴有训的工作。特别是吴有训的一张被15种元素散射的x射线光谱图，康普顿把它和自己在1923年得到的石墨所散射的x射线光谱图并列，作为证实他的理论的主要依据。难怪在国内外一些物理教科书中，将康普顿效应称作康普顿—吴有训效应。但是，吴有训知道后，总是谦逊地断然拒绝。

    坚持不懈，要使科学在祖国生根吴有训教授的可敬之处，除了他在科学上的卓越成就而外，还在于他毕生坚持不懈，要使科学在祖国生根。

    1928年8月，吴有训到清华大学物理系当教授、系主任，他一方面讲授近代物理学，尽心培养人才；另一方面，他和一批志同道合的物理学工作者，齐心协力，首先在清华大学开创了国内的物理研究工作，建设了我国最早的近代物理实验室，为培养物理学人才奠定了基础。

    在旧中国，民族垂危，社会动荡，人民生活不安宁，文化教育都很落后。像物理学这样一门基础学科，理论性又比较强，不容易为一般人所了解；在大学里，要一个青年选定物理学作为他一生的工作和奋斗的目标，是比较困难的。为了打好学生的基础，在他们进大学的时候，必须让他们先把普通物理这一课学好。清华大学物理系对于这一点是很重视的，安排教普通物理的教师，都是物理学大师，不是吴有训教授，就是萨本栋教授。普通物理是一门重头课，课堂大，学生多，每班分两组，同一课题的内容，每次要讲两遍，教师是恨辛苦的，但他们总能引人入胜，把学生带入繁花似锦的物理花园。

    听吴有训教授讲课，除了增长知识外，还常常觉得是一种享受。他上课，嗓门大，准备充分，选材精练扼要，科学性和逻辑性强，说理深入清楚。并且，他先让学生作适当的预习，对易懂的地方，讲课时一带而过，对不易理解的地方，则绘声绘色地反复讲解，把枯燥的概念和公式生动形象地表述出来。吴有训善于抓住学生容易忽略的问题在课堂上提问。他告诫学生：“学物理首先要概念清楚。”

    吴有训教授还十分重视用实验演示来帮助学生理解讲课内容。有一次吴有训教授作公开的课外讲演，讲的是“振动与共振”。他在大课堂横拉一根很长的绳子，在等距离地位垂下一根根短线，每根短线都一样长，上面系着一个用过的大号干电池（作为重物体用），一共挂了8节电池。他讲了一段时间后，就作表演，首先在横线垂直方向推动第1节干电池，于是第1节干电池开始作单摆运动；不一会儿摆动逐渐减弱了，而第2节干电池开始自动地摆动起来，以后第3、第4节干电池又逐渐地先后摆动起来。这些用最普通的试验器材作的形象表演，非常生动地显示了简谐运动和共振现象。在刚学力学时，简谐运动与共振现象都是比较难懂的概念，但经吴有训教授讲解与表演后，道理就比较容易懂了。当时，清华大学物理系有一位老实验员阎裕昌，他是一位不可多得的人才。在科学馆普通物理课堂上，一边是教授在讲课，另一边是这位老实验员在作课堂演示。吴有训教授自己称他为“阎先生”，而且要求学生也都得用这个称呼。吴有训教授讲课内容很新颖，绝大部分是近代重要的物理实验和结果，以及这些结果的意义。例如密立根的油滴实验，汤姆逊的抛物线离子谱，汤生的气体放电研究，卢瑟福的α粒子散射实验，等等。他讲的并不多，而要求学生通过自学或个人推导去掌握一些近代物理的理论基础，通过自己动手实验，去体会实验的技巧与精确性，并加深对理论的理解。

    我清楚地记得吴老师开始授课后，刚刚过去一个月，就举行了一次小考。他出了一道题：“假定光是由称为‘光子’的微粒组成，那末，当一个‘光子’入射到一个静止的电子上而被散射到另一个方向时，它们的能量将如何变化？”那个时候，学生都是第一次听到“光子”这个陌生的名词，但根据老师的谆谆诱导，大部分学生都推导出正确的答案。吴老师很满意。在下一节上课的时候，他告诉大家，这个“光子”被电子散射的问题就是“康普顿效应”。

    吴有训先生在讲授近代物理的课堂上，还常常介绍一些科学家的生平事迹。他用法拉第、卢瑟福、玻尔的故事，启发、开导年轻的后来人；用这些先辈献身科学的顽强品格，激励年轻人踏上科学的征途。吴有训教授在课堂上，有时也谈到他喜爱的学生，常常说后生可畏，并且用这些具体的例子，来展望祖国物理学的前途。

    1960年，吴有训教授早已是中国科学院的副院长了，但是他仍在中国科技大学讲授普通物理课。这时他虽年过花甲，宏亮的嗓音，深入浅出的风格，依旧不减当年。学生们不但不嫌弃他所操的江西口音，反而每次课堂都挤得满满的，唯恐错过听课的机会。这件事曾经轰动过当时北京教育界。

    “实验物理的学习，要从使用螺丝刀开始”

    在清华园，学生们常常看见一位老师，身穿粗布工作服，时而用锯子斧头加工木材，为x光装置制作栏杆；时而用煤气和氧气的火焰，拔制石英丝，安装康普顿静电计。他就是国内外知名的吴有训教授。像历来成功的科学巨匠一样，他总是亲手制作实验仪器。

    吴有训教授在美国芝加哥大学求学的时候，就掌握了超群的实验技能。他们做x射线散射实验，有时同学的x射线管坏了，总是求吴有训帮助修复。回国后，他先在南京中央大学物理系任教授，后来到清华大学。他常常告诫学生要锻炼动手的本领，他说：“实验物理的学习，要从使用螺丝刀开始。”1934年，吴有训教授又到美国去了一段时间，他想为国家制造真空管做些工作，从国外带回一些吹玻璃的设备，如玻璃真空泵和各种口径的玻璃管等。1935年，他就开了“实验技术”的选修课，手把手地教大家掌握烧玻璃的火候和吹玻璃的技术。他还要求物理系的学生，选修一些工学院的课，如制图，车钳工工艺，电工学，化学热力学等。那时候，物理系的学生还要学普通化学，别的系（如工科）的学生上普通化学，都只做半天的实验，而物理系却规定要和化学系一样，要做两个半天的实验。大家因为功课忙，思想上有抵触，吴老师竭力解说，还是要大家多做实验，学习实验技术。他的教导，对大家后来的学习和工作，有很大很好的影响。

    1937年，钱三强到法国巴黎大学居里实验室，跟约里奥。居里夫妇作原子核物理研究，他看到约里奥的动手能力也很强，自己会上车床，有一天，约里奥问钱三强：“你会不会金工？”钱三强毫不犹豫地回答道：“会一点。”由于他在清华大学学过吹玻璃的技术，选修过“金工实习”课，这一下正好用上了。所以他对简单的实验设备和放射化学用的玻璃仪器，一般的都能自己动手做，比起一遇到动手的事就要求人方便多了。1948年钱三强回国后，也同样鼓励年轻人要敢于动手，自己制作仪器设备，这对他们后来成长大有好处。钱三强回忆这段事实，说明他在清华大学时，受到吴有训教授的教育，敢于动手，对他一生都有重要意义。

    注意发现和培养人才吴有训教授是我国优秀的教育家，几十年来，他以踏实、严谨的工作作风从事科研和教学，并且注意人才的发现和培养。他总是诲人不倦，鼓励青年人进步。吴有训老师指导我完成毕业论文的事情一直记忆犹新。记得在即将毕业的半年内，吴有训老师让我独立完成一项实验工作，以实验报告作为毕业论文（当时好像全班只有我一个人用实验来作论文）。这个实验的题目是测量清华园周围氡气的强度及每天的变化。为了选择简便的实验方法，吴老师带... -->>
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