嚴濟慈的百年科學人生·上


嚴濟慈的百年科學人生·上 | 王丹紅專欄


嚴濟慈先生(1901.1.23-1996.11.2)


撰文 | 王丹紅(《知識分子》專欄作者)

前言:

從2015年5月開始,三年多來,我一直在研究“兩彈一星”功勳科學家(1909.4.4-1968.12.6)和夫人(1917.12.20-2017.1.12)的人生經歷,看見他們生命中諸多星光交匯的時刻,其中一位,是對他們生命有重要影響的師長:嚴濟慈先生。

1931-1938年,嚴濟慈任北平研究院物理學研究所和鐳學研究所長,李佩是貝滿中學和北京大學的學生,郭永懷是北京大學物理系學生和研究生。彼時,他們在北平皇城毗鄰而居。

1939年夏,郭永懷在昆明西南聯合大學參加“中英庚款留學考試”,物理科目由嚴濟慈先生命題。

1949年1月31日,北平和平解放,李佩隨即以探親名義從美國回國;3月20日,在她和嚴濟慈、曾昭掄等在香港登上第一艘開往天津塘沽的海輪,同船北上;11月,嚴濟慈任新成立的中國科學院辦公廳主任,1950年9月,李佩啟程回美國;1956年10月,美國康奈爾大學教授郭永懷攜夫人李佩和女兒郭芹回國,在中科院力學研究所工作。

1958年9月,中國科學技術大學在北京創立,嚴濟慈和郭永懷兼任教授;1961年,李佩任科大英語教師;“文革十年”結束,南遷合肥的中國科學技術大學災難深重;1978年,77歲的嚴濟慈承接青黃,在北京領導創立中國科學技術大學研究生院並任院長,邀請李佩擔任英語教研室主任,成就了她後半生的事業。

由此,我對嚴濟慈先生的經歷產生了深厚興趣。藉助於金濤對嚴濟慈先生的訪談錄(載於中國科學院《院史資料與研究》1995年第4期)、以及《嚴濟慈:法蘭西情書——愛國愛家愛人》(解放軍出版社),我開始追溯他的百年人生,其間,我對20世紀中國歷史的認知,幾度被顛覆。

例如,教科書上講,1930年代初,日本侵華,清華大學學生蔣南翔在1935年振臂高呼“華北之大,竟容不下一張安靜的書桌!”清華大學、燕京大學師生髮動轟轟烈烈的“一、二九救亡運動”。

而基本上是同一時期,嚴濟慈眼中的北平是另一番景象。1931年,31歲的他留法歸國,選擇北平研究院物理研究所。“我對北平印象非常好,很安靜,又有這樣的規模……我是第一次到北京,覺得這裡是可以安定下來做工作的地方。”北平八年,是他一生中安心做研究的重要階段。

這令我想起2002年8月,在清華大學採訪86歲林家翹教授時,他說:“我回清華的夢想,是幫助清華恢復到1930年代的輝煌。”

隨著研究的深入,我驚訝地發現,老先生近百年的人生,是20世紀中國現代化教育和科學事業啟蒙、生根、發展的一個縮影:

從一箇中國浙江鄉下貧寒農家的子弟,到南京高等師範學院的天才學生、法國巴黎大學的物理學博士;從歸國後一名篳路藍縷的實驗物理學家,到新中國科學和高等教育的創建者、領導人,讓我們追隨嚴先生的腳步,探索中國現代教育和科學的百年曆程。


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目錄:

一 取字“慕光”

二 幸遇“伯樂”

三 結一生姻緣

四 “畢業了 出國去吧”

五 嚴濟慈博士

六 “代兒子”第二次出國

七 安心做科研的北平八年

八 第三次赴法

九 1949:生命新篇章

十 十年浩劫

十一 “中國科大 我的掌上明珠”


1

取字“慕光”

傅東華特別喜愛嚴濟慈這個學生,為他取字“慕光”,意謂希望他追求光明和真理。


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青年時代的嚴濟慈在法國


1901年1月23日,嚴濟慈出生於浙江省東陽縣橫店下湖嚴村一戶貧寒農家。家裡五個孩子,他排行第三,上有兩個姐姐,下有一個妹妹、一個弟弟。因父母想要兒子,他的二姐出生後兩個月左右,被送給人家作童養媳。

生活艱難,他的姐姐、妹妹、弟弟連私塾也沒有上過,但父母看他聰明好學,仍節衣縮食供他讀書。“我七歲時進家族嚴家祠堂蒙館,第一位啟蒙老師是叔祖父嚴惟綸先生;九、十歲時,在父親的指導下學會打算盤。”一次,父親到杭州做生意,在書攤上買了一本翻譯自日文的《筆算數學》。從未學過數學的他,也找不到老師可求教,就自己一道一道題反覆理解,弄懂每個定理,從此對數學有了深厚興趣。

12歲時,嚴濟慈進東陽縣立宏道小學插班。學校離家30裡地,他是住校生,自己做飯吃。1914年,13歲的他以第一名成績考入東陽中學。

東陽中學開辦於1913年,時任校長程品文(1885-1961)畢業於浙江省兩級師範學校。在東陽中學四年,嚴濟慈打下堅實的知識基礎。他對各門功課都有興趣,成績優秀,數學方面更為突出。“一些令大家頭疼的難題,我很容易就迎刃而解了,所以到了三四年級,有的難題老題解答不了,也拿來找我解答。歷史、地理這些科目,最難的就是年代、人口、面積等數字,我也記得一清二楚。”

中學的英文老師傅東華(1893-1971)先生給他留下深刻印象。傅東華,浙江金華人,我國著名文學家、翻譯家,曾譯長篇小說《失樂園》、《奧德賽》、《堂吉訶德》、《紅字》、《飄》等。傅東華1912年畢業於南洋公學中學部,次年進入中華書局當譯員,可能是因反袁世凱而遭通緝,逃到東陽中學教書。他思想活躍,英文好,上課採用《泰西五十軼事》、《莎士比亞故事集》作課本,鼓勵學生讀書英文原著。“受傅先生影響,我訂閱了上海出版的英文版《密勒氏評論報》、閱讀商務印書館出版的《英文月刊》和《英語週刊》,並在傅先生的鼓勵下用英文投稿。”嚴濟慈在後來的回憶錄中寫道。

傅東華也特別喜愛嚴濟慈這個學生,為他取字“慕光”,意謂希望他追求光明和真理。

1917年,嚴濟慈以全校第一名成績畢業,年底回家繼續到私塾讀書。1918年夏天,他從家裡出發,走了兩天的路,然後乘舢板船,沿錢塘江而下到杭州,報考了兩所大學。考試揭榜,他以全省第一考上南京高等師範,同時考上了南京海河工程學校正科生;南京高等師範複試,他再次名列第一,並選擇了這所食宿免費的師範學院。

儘管如此,“叔祖父賣掉祖產,為我籌措川資,同窗好友也解囊相助”,他才如願上了大學。

南京高等師範學制四年,校長是郭秉文,教務長是陶行知。嚴濟慈第一年選商業專修科,第二年轉入工業專修科,第三年改學數理化學科。在他轉入數理化學科的1920年,東南大學成立,與南京高等師範合在一起,一所大學兩個牌子,1923年畢業時,他獲得南京高等師範文憑,同時成為東南大學第一屆、也是唯一一位畢業生。

2

幸遇“伯樂”



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1917年南京高等師範學校及附屬中學校門

我住在何魯先生上海的別墅,他從法國帶加的大批法國大學的教科書,我都看過。我讀三年級時看四年級的書,我的法文基礎就是那時打下來的,會讀、會寫、會聽。

——嚴濟慈

當時的南京高等師範學院,雲集一批中國最早一批自歐美留學歸來的學者,其中三位數學家何魯、熊慶來、胡剛復,對嚴濟慈一生產生深刻影響。

何魯(1894-1973)是四川廣安人,1912年春成為北京方家衚衕“留法儉學會”預備學堂首批學生,年底赴法國里昂大學勤工儉學。1919年獲得科學碩士學位之際,國內爆發了轟轟烈烈的“五四運動”,何魯走上“教育救國”之路,任教於南京高等師範。


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何魯1915年所作數學筆記《微積分學理解》。 劉賢攝


“何先生講課所用的教材實際是法國中學的課本,但學生反映聽不懂,反對他,罷課,最後只有兩個人聽他的課,其中一個就是我。”在《嚴濟慈先生訪談錄》中,他回憶說。法國中學的教育程度,在歐美國家中是最高的,有力學課、宇宙課等高難度的課程,這引發了很多學生抵制何魯的課。既然這樣,何魯先生對嚴濟慈說:“我們不要上了吧,有什麼問題到我家來找我。”

在南京高師一年後,1920年,何魯轉到上海中法通商惠工學校。這所學校是法國人辦的,位於上海法租界,每位教授有一幢洋房,何魯是唯一的中國教授。何魯當時剛結婚,1920-1922年三年暑假期間,和夫人到北京度假時,便邀請嚴濟慈從南京到上海住在家裡,讓家中傭人照料其生活,還給他零花錢。

在何魯家,嚴濟慈認識了上海商務印書館編譯所所長王雲五(1888-1979)先生。王雲五曾在中國公學(校址在吳淞口)教過何魯的英文。王雲五聽何魯介紹嚴濟慈的情況後,邀請嚴濟慈編寫初中算術的教科書。大學還沒畢業,他編寫的《初中算術》就在商務印書館出版了。

何魯離開南京高師時,向學校推薦了留法數學家熊慶來(1893-1969),並向熊慶來推薦了嚴濟慈。


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熊慶來留學法國時的照片 來源:巜父親熊慶來》

熊慶來出生於雲南省鄉鎮勒縣息宰村,年長何魯1歲。1913年考取雲南省官費留學生,赴比利時學礦業,第二年因第一次世界大戰在歐洲爆發,轉赴法國,1920年獲蒙彼利埃大學理科碩士學位;1920年底回國。1921年11月,應東南大學校長之聘,任數學系教授兼主任。

南京高師讀書時,勤奮好學的嚴濟慈還結識了物理教授胡剛復(1892-1966),並因此破例成為中國最早的“賽先生”——中國科學社會員。之所以說是破例,是因為當時規定,未出國留學的人員加入中國科學社只能稱為“仲會員”。


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胡剛復,著名物理學家、教育家,中國近代物理學奠基人之一。1909年,考取首批庚款留美學生,進入哈佛大學物理系。 1915年-1916年,與其兄胡明覆等參與創辦中國科學社。 1918年,獲哈佛大學博士學位,而後回國。

嚴濟慈大學畢業後,以何魯、熊慶來和胡剛復等人的資助下,赴法國留學;在留學前舉行的婚儀式上,何魯和胡剛復是介紹人。下文的內容會詳細講到。

3

結一生姻緣

大學四年,嚴濟慈勤工儉學,通過編寫教材和在大學附中教書賺取生活費,也因此結識一生良緣:張宗英女士。

張宗英出生書香門第,父親是教育家張繹墨(鶴齡),曾在南京兩江師範任教。1919年,嚴濟慈從鄉下到南京讀書時,張宗英是南京第一女子師範讀書,任學生評議會會長,也是著名的學生運動領袖,曾領導同學驅趕保守落後的校長。1920年中學畢業後,張宗英考取北京女子高等師範,在北京參加過李大釗、瞿秋白等組織的政治活動;但在北京不到一年,1921年夏,她又回到南京,準備報考剛剛成立的東南大學,慕名找嚴濟慈補習功課,兩人因此相識。後來,張宗英父母約嚴濟慈在梅庵正式見面。

1923年8月8日,嚴濟慈準備赴法國留學前,和張宗英女士訂下百年之約。“訂婚儀式是在南京秦淮河一家餐館舉行,請了兩桌客人,介紹人是何魯先生、胡剛復先生,張之高教授代表我的父輩,有20多位知名教授出席。”嚴濟慈在金濤整理的訪談中說道。

1923年10月12日,張宗英送嚴濟慈到上海登上赴法國郵輪,依依惜別。此別四年,1927年11月11日,嚴濟慈獲博士學位歸來,兩人在上海結婚。

4

“畢業了 出國去吧”


我是在何魯、熊慶來先生的支持下到法國留學的。我沒有官費,是靠自己兩本書的稿費、時期學校教課的酬金,再就是岳父和老師的資助自費留學的。

——嚴濟慈


嚴濟慈1919年入南京高師時,正值一批留學歐美的學者回國任教,包括何魯、胡剛復、竺可楨、熊慶來等耳濡目染,他也期望有深造機會,可是,沒有官費,這位貧寒農家的子弟怎麼出洋?

當何魯對他說:“畢業了,出國去吧!”他沉默不語。

“伯樂”指點江山:

“你的法文已有基礎,實習半年法語,直考巴黎大學……”

何魯介紹,巴黎大學雖然名氣鼎盛,學術嚴謹,但入學不分貴賤,手續簡單,有中學文憑均可報名註冊入學,交納少量報名費即列為該校學生,可以自己選課,以考試成績頒發文憑。

“雖說易入學,不限聽課,但一年兩次考試十分嚴格,通過考試即頒發一門課的文憑,能者,一年過一門兩門課,兩年拿下大學文憑者有之,三年五年拿下大學文憑者也有之。你的數學、物理我和熊先生、胡先生都談過。巴黎大學難不住你,頭一門課直衝數學,考下數學再攻物理。” 何魯顯然是準備充分。

“千里馬”為錢愁:“我正和家父商量籌錢,那兩本書的稿酬不足以赴法國船資和在法國的房租生活。家父說一時湊不齊,緩一年再去也可。”

何魯聽罷,對嚴濟慈說道:“你先回去吧,明日這時再來。”

第二天,嚴濟慈如約而至,正在伏案工作的何魯對他說:“那邊幾方大洋是熊先生、胡先生和我們夫婦送你去法國的路費,不要講什麼感謝的話了,去了學有所成,日後報效國家,先生們的心足矣。”

1923年11月,嚴濟慈抵達法國,先入巴黎郊區一所中學補習法文半年;1924年夏,他到巴黎大學直接報名參加數學考試。

國內的師長、親人繼續寄錢資助他。從他在巴黎寫給未婚妻張宗英的信,可以略見一斑。

1924年5月11信:“真卿吾愛:電匯一千五百佛朗已於六日收到,胡師剛復寄來匯票,亦於今日與第九號惠書(四月十五付郵)同時收到,計八百五十九佛朗,想吾日前之焦急,當可知吾今日之快慰也。”

1924年6月11信:“……本月五日,接胡剛復師掛號函,寄十五金鎊,系四月二十三付郵,封面雖書‘經西伯利亞’字樣而仍海行者。匯票外圍一厚紙,而未附一言……細審之,則此厚紙片,似故為保護匯票而設,愷爾時胡師適患瘧故未作書耶?此十五金鎊不識由何來,若由胡師出,則胡師超過預許,吾日內堂即覆函也。”

“(六月七日)飯後往朱君處借錢,一登門彼即告知我今日彼接何師函,前電匯千五百方系何師寄我者,當即如數交我。惟何師未一言與我,我日內擬往函,並告以胡師之十五金鎊,前熊師來款千佛郎,吾亦曾告之。”

一週後, 6月18日,他接到何魯於4月30日寫的信:

親愛的朋友:

你到法國後,內子病復,且極厲害,我的錢差不多全用在她身上,這就是吾遲寄錢你的原故。今天,吾已做前所不能做的,電匯千五百方,由內弟朱君轉,當已先此函收到。倘我的情形放鬆一點,吾再寄你錢,不過至早要等兩月之後。

很要你好的何魯

對於恩師的幫助,嚴濟慈深為感動。在當天給未婚妻的信中,他寫道:“吾對著何師的信,不知道流了幾多眼淚,我要回何師的信,我要回何師的信,深恨我的腦筋不清楚,不能把我要講的話顯出來,只是混沌的一團情感罷了。我決計明白告訴他胡熊兩師的來款,使他亦或安心一點……”

巴黎大學一年分夏秋兩季考試。先通過筆試,再通過實驗室課考試,數學則是應用題,最後以莊嚴的面試答辯通過,一門課才算考試結束。通過數學考試後,在1924年7月27日的信中,他以喜悅的心情向未婚妻報告成績:

“吾已以第一等考得普通算學文憑矣!此為吾在法首試,即得捷報,卿亦必為以快。”

1925年7月,在巴黎大學的夏季考試中,嚴濟慈拿下得三門主課文憑,其中普通物理名列第二,獲得巴黎大學碩士文憑。一年之內完成三門主課獲得碩士學位,巴黎大學史無前例,他一舉成名。

夏爾·法布里(Maurice Paul Auguste Charles Fabry,1867.6-1945.9)教授是法國著名的光學科學家,也是嚴濟慈普通物理口試的主考官。因在普通物理考試中獲第二名,嚴濟慈信心倍增。從巴黎大學畢業後,他致信法63歲的布里教授:“我很榮幸通過了您主持的普通物理考試。我還要很高興地告訴您,這次我同時還考取了數學分析和理論力學兩張文憑。我想向您請教,下一步我該怎麼辦?”

幾天後,教授回信約請他在索邦大學辦公室會面。

1925年7月29日下午,兩人會面。在問了嚴濟慈幾個問題後,法布里教授對他說:“中國的大學很不錯啊,你就到我的實驗室來工作吧。”就這樣,在巴黎大學理學院法布里教授的實驗室,嚴濟慈開始了物理學研究。

5

嚴濟慈博士


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星光交匯 1927年回國郵輪上徐悲鴻為嚴濟慈所繪素描像,併為之題字。

1927年6月,在巴黎大學一間大禮堂舉行了論文答辯,我成為第一個獲得法國國家科學博士學位的中國人。

——嚴濟慈

1925年8月,在巴黎大學理學院夏爾·法布里教授的實驗室,嚴濟慈開始了為期兩年的研究工作。

法布里教授給的研究題目是《石英在電場下的形變》。早在1880年,法國物理學家皮埃爾·居里和兄長雅克·居里,共同發現了晶體壓電效應。石英(水晶片)在加壓後兩面即可產生正電和負電,這就是晶體受電生電的壓電現象;皮埃爾·居里進一步發現,在一定面積的水晶片上加諸一定壓力,產生的電量是一個常數;反之,如果在水晶片的兩面通電,水晶會縮短以改變其厚薄,這就是晶體壓電效應的反現象。在1927年之前,居里、倫琴等科學家測到晶體壓電效應現象的正係數。根據居里老師李普曼的觀點,正現象和反現象應該是客觀存在,兩個係數應該相等,但在當時,晶體壓電效應的反現象只是理論預測,尚未取得實驗數據。1906年,皮埃爾·居里因車禍去世,之後,居里夫人接替丈夫在巴黎大學的教授職位,成為巴黎大學第一位女教授。

嚴濟慈的研究課題,就是從實驗方法上測量晶體壓電效應反現象數據。法布里教授為他提供了一切方便的研究條件:他在任何時候自由進入實驗室,甚至可以在夜間做實驗;實驗所須的化學藥品、感光材料,填一張申報單,即可獲得。

經過反覆實驗,嚴濟慈發現:用機械手段測量晶體通電後體積變化行不通,決定用單色光作為“尺子”,從而揭開了晶體壓電效應反現象的秘密。他說:“我的博士論文比夏爾.法布里教授指定的題目有些發展,包括三部分內容,即石英在電場下的形變,還有石英在電場下的伸縮和石英在電場中光學性質上的改變。論文題目是《石英在電場下的形變和光學特性變化的實驗研究》。”

根據相關規定,法國國家科學博士論文,必須在公開答辯前一個月交給大學,由巴黎大學印一百本交給相關教授審查。嚴濟慈不知道自己的論文是否能通過審查,心裡焦急,但仍耐心等,每天到實驗室工作。一天,法布里教授找到他,問:“你的論文是否急於發表?可否等一兩個星期?”

他不清楚這是為什麼,回答說:“當然可以……“教授離開後,他問實驗室的同事後方明白:法布爾教授新近當選法國科學院院士,決定在首次出席的院士例會上,宣讀嚴濟慈的博士論文。

當法布里教授當選法國科學院院士的消息發表時,巴黎各大報紙刊登了法布里教授和嚴濟慈的照片,新聞記者還採訪了他,實驗室的同事向他祝賀,他們說:“我們的老師是以你的工作開始他的院士生涯。”

1925年6月18日,在巴黎大學的一間大禮堂,嚴濟慈通過博士論文答辯,成為第一個獲得法國國家科學博士學位的中國人,法布里教授對他說:“你獲得博士學位,我很高興,但我也很慚愧,因為我不能給你任命……”

為什麼呢?因為按照法國政府規定,榮獲國家科學博士學位的人將同時獲得高等職務的任命,但這一規定只限於法國公民。

但嚴濟慈沒有遺憾,他歸心似箭,中國有親人師長,還有等待四年的未婚妻。


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