王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

在中國核物理領域,王淦昌是一位舉足輕重的科學家,他對中國原子彈和氫彈的研製,做出了不可磨滅的歷史性貢獻,因此被國家授予“兩彈一星功勳獎章”,他在國立浙江大學任教時的學生李政道曾這樣評價自己的老師,“他為人誠懇、熱情、正直、坦誠,治學嚴謹,是祖國近代物理學的一代宗師,後人之楷模。”王淦昌確實稱得起“近代物理學的一代宗師”,那他的核物理科學人生是怎樣煉成的呢?

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌

王淦昌(1907—1998),江蘇常熟人,1907年5月28日出生於一個名為楓塘灣的鄉村醫生之家,其父親王以仁以行醫積攢下一定的家業,並以“王氏義莊”命名,在當地十里八鄉頗有名望,王淦昌出生的時候,父親已是花甲之年,因此老年得子的他視兒子為掌上明珠,王淦昌有三個同父異母的姐姐,並且有兩個“哥哥”,大哥是上門女婿,二哥是領養的。

王淦昌4歲時喪父,其後人生有賴於大哥王舜昌的撫養,曾經讀過一段私塾,1916年被母親和大哥送往離家十餘里的太昌縣沙溪小學住宿讀書,1920年又遠赴上海就讀於浦東中學,就在這一年的暑假裡,王淦昌被其外婆包辦娶了大他三歲的媳婦。

1924年夏從浦東中學畢業之後,王淦昌報考了交通部南洋大學,但因在考場上幫助別人而違反了考試紀律,儘管考試成績優異也沒有被錄取,這讓王淦昌頗為沮喪並追悔莫及,由此進入上海一家學校補習英語,但這家學校很快就停辦了,遂又考入一所汽車學校學習汽車駕駛和維修技術,作為謀生的權宜之計。

1925年夏,王淦昌又報考了北京清華學校大學部,這一年也是清華學校首次招收本科生,王淦昌入學之後開始對化學課感興趣,但葉企孫教授的一堂物理課又讓他改變了想法,因此在第二年分科的時候,王淦昌選讀了物理系,由此師從葉企孫、吳有訓教授學習物理學,並於1929年6月大學畢業,而在其畢業的前一年,清華學校已經更名為國立清華大學。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌在清華園留影

王淦昌因學習成績優異而被留校擔任助教,吳有訓教授給了王淦昌一個研究課題:“清華園周圍氡氣的強度及每天的變化”,這是一個全新的課題,王淦昌在吳有訓的指導下撰寫完成了《清華園周圍氡氣的強度及每天的變化》的論文,這是中國第一篇有關大氣放射性的實驗研究論文,後來被吳有訓親自譯成英文,並收錄在清華大學論文集中。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌在赴德國的遊輪上

1930年夏,已是三個孩子父親的王淦昌在葉企孫、吳有訓的鼓勵下,考取了江蘇省官費留學研究生,遠赴德國柏林大學留學,在威廉皇家化學研究所師從著名女實驗物理學家莉澤·邁特內教授攻讀博士學位,而威廉皇家化學研究所是與劍橋大學卡文迪許實驗室、巴黎大學鐳研究所和哥本哈根大學理論物理研究所齊名的。

導師邁特內教授年長王淦昌29歲,在徵得邁特內教授同意後,王淦昌先到哥廷根大學進修理論物理,曾聽過波恩、海特勒、米西斯、諾特海姆等著名教授的講課,以此提高自己理論物理的水平,為學好實驗物理打下基礎。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌導師邁特內教授

王淦昌在進修半年後回到威廉皇家化學研究所,在放射物理研究室師從邁特內教授學習實驗物理,邁特內是柏林大學第一位女教授,愛因斯坦稱同是猶太人的她是“我們的居里夫人”,因為她首先發現了“核裂變反應”,與她合作近30年的德國放射化學家奧托·哈恩因此於1944年獲得諾貝爾化學獎,而邁特內教授在核裂變反應中的貢獻,因其是猶太人被低估了或忽視了,後來邁特內為了躲避納粹的迫害而移居於瑞典。

1931年,王淦昌瞭解到德國物理學家玻特和他的學生貝克所做的一個實驗:“即用放射性鈈所放出的ɑ粒子轟擊鈹核,發現了很強的貫穿輻射。”王淦昌由此深受啟發,他對γ射線能否具有那麼強的貫穿能力所需要的高能量表示懷疑,王淦昌設想在用雲霧室做探測器,利用適量放射源做實驗,有助於瞭解貫穿輻射的本質,於是多次找導師邁特內教授協商做這個實驗,但邁特內始終都沒有同意王淦昌的請求,由此錯過了一次偉大的實驗。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌在德國留影

與此同時,英國學者詹姆斯·查德威克在劍橋大學卡文迪許實驗室完成了王淦昌所設想的實驗,證實了貫穿輻射乃是中性粒子流,而這種粒子就是中子,查德威克將實驗結果撰寫成論文,於1932年2月17日發表在《自然》雜誌上,並因此獲得1935年度諾貝爾物理學獎,由於導師邁特內教授的失誤,王淦昌與邁特內痛失一次獲得諾貝爾物理學獎的機會。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌

1932年1月,王淦昌在導師邁特內指導下,完成了一篇高質量的學術論文《關於RaE的連續β射線譜的上線》,並在德國《物理學期刊》上發表,這也是王淦昌第一次在國際期刊上發表自己的科研成果,而在這一年的年底,王淦昌完成了他的博士論文《關於ThB+C+C〞的β譜》,並順利通過了著名物理學家馮·勞厄教授主持的答辯會。

拿到柏林大學科學博士學位的王淦昌並沒有急於回國,而是到英國、法國、荷蘭、意大利等國家進行學術訪問,在一些著名大學講學和訪問,並參觀了卡文迪許實驗室等科學研究中心,還拜會了盧瑟福、查德威克、埃利斯等物理學界大師。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌(左二)與中國留學生合影

1934年4月王淦昌學成回國,被老師葉企孫教授推薦給國立山東大學校長趙太侔,當時物理系匯聚了一批剛從國外回來的青年才俊,王淦昌開設了近代物理學並籌備建立近代物理實驗室,因此從德國訂購了一批實驗設備,初次任教的他依照老師葉企孫、吳有訓當年的教育方法授課。

1935年12月,北平爆發了“一二.九”學生愛國運動,山東大學的一些學生也深受影響,開展聲援北平學生的愛國活動,由於違反了校紀而被開除,這其中還包括王淦昌最得意的學生,因而導致他對校方的不滿,遂產生了離開山大的想法。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌(左二)與山東大學同仁合影

1936年秋,王淦昌應國立浙江大學校長竺可楨之聘到物理系任教,前任校長郭任遠因個人獨裁而導致許多優秀教師流失,竺可楨上任後又想法設法把流失的教師請回,同時又延攬了一批優秀的“海歸”補充師資隊伍,浙江大學在竺可楨的領導下得到了快速發展,很快就躋身於國內名校行列,而物理系更是人才濟濟,有胡剛復、張紹忠、何增祿、王淦昌、束星北、朱福炘、程開甲、盧鶴紱等人。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌一家在湄潭合影

1941年,王淦昌在其論文《關於探測中微子的一個建議》中提出這樣一個設想:通過輕原子核俘獲K殼層電子釋放中微子時產生的反衝中微子的創造性實驗方法。美國《物理評論》於1942年1月發表了這篇論文,一些外國科學家對此進行實驗驗證,直到1952年美國學者戴維斯通過實驗驗證了王淦昌的構想,1956年美國科學家萊因斯利用反應堆產生的微子與中子碰撞變成質子的電子實驗,間接地證明了中微子的存在,並於近40年後的1995年獲得諾貝爾物理學獎。

1942秋,王淦昌在浙大物理系開設了原子核物理課程,這在中國大學中還是屬於首創,他利用自己深厚的學識和國外的最新研究成果自編了高水平教材,為國家培養了一批核物理人才,1943年接替何增祿教授出任物理系主任,而李政道就是在這一年入讀浙江大學物理系的,成為王淦昌的學生。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌在浙大的學生李政道

王淦昌為浙江大學服務了整整14年,其中包括抗戰時期的八年,儘管條件十分艱苦,但教學和科研卻是快樂的,其一家人得以團聚在一起,這一時期也是他學術成果的高發期,由此成為浙江大學一代名師。

1947年9月,國民政府教育部在全國遴選了12名優秀教授前往美國擔任訪問學者,王淦昌被選中並前往美國加州大學伯克利分校從事核物理研究工作,校方對王淦昌非常器重,為他和他的合作者瓊斯爭取到了美國海軍研究辦公室和美國原子能委員會的資助。

王淦昌與瓊斯合作撰寫的論文《關於介子的衰變》發表於美國《物理學評論》上,其核心內容就是說明他們的研究結果不能支持負介子被加速衰變的假說,而是更有利於某些負介子被鋁核俘獲的假說。

王淦昌在回國之前,前往芝加哥大學看望了自己的學生李政道,並拜會了李政道的博士生導師費米教授,這位被譽為“中子物理學之父”的費米教授,因為發現了“慢中子誘導人工衰變現象”於1938年獲得諾貝爾物理學獎,他還曾參與了“美國曼哈頓工程”。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌

1949年1月,王淦昌攜帶一些電子元器件回到浙江大學,開始夜以繼日地安裝調試“大雲室”,以便早日開展科學實驗,5月3日杭州解放,7月王淦昌前往北京參加了全國自然科學工作者大會的籌備,期間與錢三強、何澤慧夫婦相識,儘管三人都是清華出身,但彼此卻沒有交集,王淦昌是錢三強何澤慧夫婦的學長,三人都是學習核物理的,因此大有相見恨晚之感。

正是在錢三強的斡旋之下,王淦昌於1950年2月被調到北京中國科學院,成為新成立的近代物理研究所的重要成員,而此前在舊中國從事核物理研究的學者,只有吳有訓、趙忠堯、錢三強、何澤慧、王淦昌、盧鶴紱、彭桓武等人,中國科學院將分散在各地各部門的他們整合在一起,由吳有訓出任所長,錢三強出任副所長。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

錢三強

近代物理研究所確定的科研方向為理論物理、原子核物理、宇宙線、放射化學和電子學等五個領域,不久吳有訓升任中國科學院副院長,由錢三強出任所長,王淦昌和彭桓武出任副所長,由於錢三強還擔負其他責任,實際由王淦昌主持工作,並很快成立了實驗核物理組、放射化學組,宇宙線組和理論組等四個組,分別由趙忠堯、楊承宗、王淦昌和彭桓武領銜,可以說近代物理研究所是中國原子能事業的中樞和大腦。

上世紀五十年代,王淦昌曾兩次出國並負重要使命,一次是去朝鮮勘測美軍是否在朝鮮戰場使用了核武器,另一次是去蘇聯原子核研究所從事基本粒子的研究,而在去蘇聯研究之前,王淦昌已經於1956年6月與錢三強、趙忠堯、彭桓武一起當選為中國科學院學部委員。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌(右)在朝鮮戰場留影

1959年3月,王淦昌的研究小組首次觀測到了反超子產生和衰變的事例,並於當年9月在基輔召開的國際高能物理會議上報告了“可能存在的反西格馬負超子事例,引起國際學術界的轟動,後來這項科研成果於1982年獲得自然科學獎一等獎,這也是新中國成立後第一個最高自然科學獎。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌(右)在蘇聯與同事暢談

1961年4月3日,時任第二機械工業部正副部長劉傑和錢三強代表黨中央與王淦昌談話,委託王淦昌參加領導原子彈的研製工作,這在當時是國家最高機密,王淦昌意識到這是黨和國家對自己的信任、重託和期望,僅以一句“我願以身許國!”表達自己的決心,從此這位著名的科學家就從中國科學界神秘地消失,而王淦昌也以“王京”之名開始了長達17年的隱姓埋名的生活,並把自己的一切獻給了中國核武器研製事業。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌(左一)與郭永懷、鄧稼先等人在新疆核試驗場

直到1978年,王淦昌才調回北京出任核工業部副部長兼原子能研究所所長,才結束了其隱姓埋名的生活,又重新出現在公眾的視野中,而這時的王淦昌已經是逾古稀之年了。

其後的二十年,王淦昌並沒有停下科學的腳步,依然在中國科學領域發揮巨大的影響力,以致德國柏林自由大學授予王淦昌榮譽證書,以紀念他在柏林大學獲得博士學位50週年,這個獎項是專為獲得博士學位50週年而依然在科研第一線工作的人而設立的,這樣的人也被稱為“金博士”。

王淦昌:曾因德國導師失誤而與諾貝爾物理學獎失之交臂

王淦昌

1998年12月10日晚,中國核物理領域一代宗師王淦昌,以91歲高齡走完了他的科學人生,中國“兩彈一星”的研製成功,王淦昌可謂是居功至偉且功不可沒,他以“我願以身許國!”的豪邁之情,率領一大批科研人員創造了人間奇蹟,鑄就了歷史的豐碑,使中國在國際上挺直了腰桿並具有了一定的話語權。


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