遵湄时期的浙大物理系

遵湄时期的浙大物理系
程开甲 胡济民 周志成

一、在困难中壮大的浙大物理系
1928年，杭州的国立中山大学改称浙江大学，增设文理学院，由邵裴子任院长，开物理门，第二年改名物理系，聘张绍忠教授为主任。张从厦门大学邀助教朱福炘、技工金学煊来校。开办之初，老师和仪器图书都很缺，靠这三个人撑门面。但邵院长十分重视物理系，增聘教授并逐年拨款添置设备、图书。张绍忠教授和1933年来浙大的何增禄教授特别重视实验，认为必须先购置车床等工具，以便自行设计、制作和修理教具，并借以训练老师动手能力。精密仪器的核心部件如墙式电流计，从国外进口；配件如安装电流计和观察镜的金属架子，由老师绘图，金学煊制作。何增禄教授还吹制了多级水银真空泵等玻璃仪器，使实验室粗具规模，并专聘任仲英老师为仪器保管员。省下的外汇购置国内稀有的镭和外文杂志及图书。教授除张、何两位老师外，陆续来校的有束星北、徐仁铣、郦坤厚、邹衍芬等，以最早用量子力学研究分子物理而著称于世的王守競教授1929年回国后即在浙大任教两年，后去北京大学任物理系主任。学生中也不乏有成就的物理学家和物理教育家，如天体物理学家黄授书就是其中之一。
1934年郭任远任校长，实行法西斯教育，独断专行，将中华文化基金会指定补助物理系的设备费分给其他系，引起物理系全体人员的愤慨，相约不受续聘，并提前通知校方，以免影响课业。1935年暑假，教授、讲师、助教、仪器保管员和技工并大部份学生一起离校，著名美籍物理学家吴健雄当时是物理系助教，和郭家友谊虽深，也一起走了。
1935年“一二·九”运动中，郭因镇压学生爱国运动，被学生驱走。1936年4月由竺可桢接任校长。竺到任前写信给张绍忠老师，力促张续任物理系主任。当年夏天，物理系教师除吴健雄己去美外，一一聘回。何增禄老师还从山东大学约请年轻有为的王淦昌教授同来，竺可桢又请他的老同学、老同事、物理学界前辈胡刚复教授任文理学院院长，物理系阵营更充实，发展更迅速。1936到1937年的一年间，开展不少学术活动，最突出的是著名物理学家玻尔的杭州之行。
1937年5月23日，胡院长和玻尔夫妇同车由上海来杭，24日王淦昌老师陪玻尔游览，途中玻尔介绍他的复合核和核液滴模型等新思想。下午5 时在浙大新教室楼（后称阳明馆）大教室，讲“原子新学说”，竺校长参加，胡院长主持，玻尔用英语讲，座无虚席，昕众约200余人，浙江省电台同时转播。25日，何、束、王三位老师送玻尔到长安站后才话别，车中王老师和玻尔探讨了宇宙线中的级联簇射问题，束老师问及玻尔和爱因斯坦的争论。这次访问给浙大特别是物理系师生留下极深印象。①
到抗战前夕，和国内的各大学相比，浙大物理系已经有了胡刚复、张绍忠、何增禄、束星北、王淦昌等一个强大而稳定的教授阵营，有相当充实的实验设备，也有相当完善的图书杂志，保存有美国的《物理评论》、《现代物理评论》和德国的《物理学期刊》、《物理杂志》和从19世纪中始订的英国《哲学杂志》和《英国皇家学会学报》从创刊号起的整套杂志。从1937年8月到1940年2月迁入贵州为止，两年半内，浙大一迁再迁，物理系师生忙于安全地转移仪器和图书，从杭州到贵州运程2600公里，但一根玻管未损，一个零件未丢。空袭时，王淦昌老师担心浙大仅有的一克镭被毁，都将它揣在怀里进防空洞。物理系就以这样的精神，保全了图书设备。
在贵州的六年半内，尽管物价高涨，师生度日艰难，又没有交流电和自来水，实验条件极差，但毕竟离前线稍远，空袭很少，学习环境比较安定。物理系在困难中挣扎壮大，1941-1944年度的四届毕业生比1937-1940年度的翻一番，1945-1948年度又再翻一番。1946年即离开贵州那一年的四个年级的学生总数，是1940年即入贵州前的一年的三倍还多。教授和副教授也从胡刚复、张绍忠、何增禄、束星北、王淦昌、朱福炘6位，增加了朱正元、丁绪宝、卢鹤绂、周北屏等，共10位。讲师、助教也相应增加。下文将从四个方面粗略地反映遵湄时期的物理系情况。

二、把普通物理教学列在重要地位
物理系肩负全校同学的普通物理和普通物理实验的教学任务，很多同学的中学物理课程是在颠沛流离途中完成的，基础不踏实。物理系对物理概念的要求比中学严格得多，大学的物理教材、笔记、作业和测验又都用英语，大部分学生不易习惯。因此教和学任务部很重。入学后的第一次测验就出现大批不及格的情况。物理系规定要有多年教学经验的老师开普通物理课，而且每年都有一位教授或副教授领头。张绍忠教授在任教务长前，一直亲自教物理系一年级生的普通物理。在贵州任此课的有朱福炘、丁绪宝、王谟显、张有清、孙承梁、杨有棥、徐佩璜、曹萱龄等老师。其中尤以朱福炘老师最纯熟自如，他交待概念简明透澈，干净利落，英文板书快、浓、清楚，全今仍为国内外校友所乐道。
概念上的混乱不可能通过一次讲课就澄清，学生的疑难往往要通过助教的辅导来解决。物理系规定，助教至少要担任普通物理辅导一年，还规定助教经常巡视课堂解疑释难。学生往往提出意想不到的各种疑问，这对于新毕业的助教也是严峻的考验。1940年青岩分校新生结业较晚，助教赵保惠辞职离校，刚毕业的曹萱龄临时从遵义往返二百公里赶来辅导，给同学以极好印象。1943年秋，孙成梁、杨有棥两位老师在永兴担任普通物理教学，束星北老师，主动承担辅导任务，他每两周去一次永兴，步行往返40公里。他的透辟分析，使讲多同学折服。李政道也是该届校友，在永兴问过束星北许多问题，颇受启迪。当时物理系是冷门，学生不多，到二年级还有人想转系。1944年后却相反，有不少同学包括李政道转入物理系，使物理系生空前增加。
普通物理实验是一门独立课程，为使同学掌握基本的实验技术和数据运算，正确使用各种测量工具，对同学的要求也很严格。尤其是负责保管仪器的任仲英老师，他为了开好物理实验课，节约器材和经费，做了不少巧妙的修旧利废的工作。当实验进行登到易损坏仪器的关键步骤时，他就在旁边盯住不放，使用失当，就会受到他严肃的批评。新生认真实验、爱护仪器的第一课，往往是任老师教会的。

三、艰难中坚持实验研究
建设实验室是浙大物理系始终不懈的奋斗目标。尽管仪器设备安全无损地运到遵湄，但没有动力，如何发挥这些设备的作用，成为物用系的重大难题。为克服困难，物理系师生作了三方面的努力。
首先是用人力代替电力。车床靠人力摇动以制造和修理仪器，例如王老师自制的云雾室的铜壳就是用手摇车床车出。许多实验要用电，大电池很贵，也很难买到，得用蓄电池。湄潭没有充电处，束星北老师就领着大家将一架旧汽车上的发电机改为手摇发电机，大家轮流手摇充电。化学系张其楷老师制作战时急需的外伤药海碘仿，需要冰箱，就由物理系把化学系的电冰箱改成手摇式，解决了困难。
其次是在何增禄老师指导下完善真空技术设备。何老师吹制复杂玻璃设备的技能在当时是第一流的。他年年开实验技术课，手把手地带着同学吹制实验设备，从简单的玻管切割教起，直到吹制结构复杂的麦克劳真空计。没有电鼓风，就靠脚踩皮老虎；没有煤气或氢气罐，就用酒精蒸气。硬是用古老的设备和方法，吹出盖革计数管等近代设备。何老师还曾制作当时急需的紫外线灯，惜因设备材料不足，未能成功。
第三是以王淦昌老师为核心的研究宇宙线的实验准备工作。参与这个项目的有物理和化学两系的助教和学生，投入人力最多，发表论文4 篇，从当时情况来看，成就就很可贵了。王老师用球胆作膨胀膜，制作了一个简单的直径约30厘米的云室，可以观察到α和β射线，但无电照明设备，不能照相。他考虑利用宇宙线对感光乳胶和对荧光物质的作用来记录．这在当时完全是一种新的探索性研究。他曾指导张泽琏、韩康琦和化学系的张粹新制作感光胶，已经制出，但因黔南事变而中止。在荧光物质方面，他指导化学系蒋泰龙进行γ射线的化学效应的研究；又在化学系杨士林和杨浩芳协助下，研究了有机物激化的氧化锌-氯化锌；还指导忻贤杰，研究用机械方法产生的荧光效应。由于没有人工激励源，只能用直射的阳光激励，荧光持续时间很短，因此得在烈日下躲在棉被下做实验。王老师还想到磷光效应的持续时间稍长，又和曹萱龄合作，在消除铁离子对磷光的吸收作用后，首次在圈内制成硫化锌磷光物。
1941年物理系从遵义迁到湄潭，当时双修寺的简易物理楼刚落成。在楼内陆续布置了电学、光学、近代物理、实验技术四个实验室，一个修理工场，一个建在地下的暗室和一个图书室。当时在浙大数学系工作的蒋硕民教授参观双修寺后对竺校长说，物理系的设备在国内是第一流的。物理系师生就是这样经过几年的坚持不懈的努力，终于在战时恢复了这个粗具规模的实验室。
物理系师生深知设备的可贵，充电的不易，平时很注意节约使用，唯独对一年一度的实验室开放，却十分慷慨。事先就把可以公开演示的仪器，从简单的马德堡半球，到较复杂的光电控制设备，都整顿就绪，把有限的几个电源合理调配，由老师带几个学生作讲解员。每次开放都要忙好几天。仪器因使用频繁，都不免有所损坏，但面对着川流不息的参观人群，师生意识到这是对遵湄人民特别是青少年的一次普及现代化科学知识的机会，都满怀热情地演示讲解。物理系的几个实验室和工场同时开放，就象过节似的，热闹非常，给遵湄两地的人民留下较深的印象。

四、向物理学前沿的不懈探索
浙大迁到遵湄以后，物理系和国内外同行交流极困难，但对物理新思想的探索却从未停止过。老师之间，师生之间除了经常切磋商讨之外，还通过“物理讨论”课进行有组织的交流。“物理讨论”有甲、乙两班；甲班是四年级学生的必修课，由全系老师和四年级学生轮流作报告；乙班由束、王两教授主讲。每次“物理讨论”都公布报告内容。本系或外系师生可自由参加听讲。报告中可自由提间，空气活跃。内容翔实、观点新颖的报告，常整理成文，送国内外杂志发表。由于物理系保存了英、美、德、法的整套物理期刊和重要工具书，如著名的几十本大部头的德文《物理手册》，为查找文献提供了极大方便。学生的报告往往结合自己的论文，报告会就成了论文答辩会。有些学生的论文还是很有价值的，如胡济民在王老师指导下写成的《Ｘ光谱的半经验公式》就曾在美国《物理评论》上发表。“物理讨论”乙班的争辩更剧烈，束、王两位老师互不相让，争完以后，仍团结友好，一如往昔。1942年以后中国物理学会因战时交通不便，分地区举行，贵州区年会就在湄潭开。这是一次集中的交流。
在探索过程中，王老师对中微子的研究影响特大。他在留德期间已关注中微子问题。在核衰变中，α谱和γ谱都是分立的，唯独β谱是连续的。当时有两派观点：玻尔一派，认为在核范围内，能量只能统计守恒，对个别核是不守恒的；泡利一派认为能量仍守恒，在发射β粒子的同时，还发射一种静止质量极小穿透力极大的中性粒子（后称中微子），带走了部分能量。1933年费米在此基础上建立了β衰变理论。王老师在迈特纳指导下，在德国发表的两篇论文以精确的实验结果，支持了泡利的中微子假说。王老师一直锲而不舍，继续探索用发射中微子后的核反冲来直接证明。1941年，在遵义时王老师想到Be核俘获K层电子（称K俘获）后变成Li，并发出中微子的核反应很可利用，因Li的质量较小，发射中微子后反冲能量较大，可用它证明中微子的存在。论文于1941年10月13日寄到美国，1942年初发表于《物理评论》，数月后阿伦就用实验证实。这个结果不仅证明中微子存在，也证明在核范围内能量和动量都守恒，为费米理论提供了巩固的实验基础，被称为1942年世界物理学的重大进展之一。
王老师对中微子的研究引起全系的重视，于是在“物理讨论乙”中组织了一系列的报告，主要是王老师讲中微子和β衰变实验，束老师讲β衰变理论和量子场论。当时，全系对理论物理的兴趣大为提高。从1941年起，理论物理课程开始改为量子力学和相对论两门课。助教程开甲还曾提出用质量为质子205倍（有些类似以后杨振宁、李政道等提出的中间玻色子）的粒子来传递费米提出的弱相互作用的设想，并请李约瑟转询狄拉克，但狄拉克认为基本粒子已经太多了，不需要这样的重介子。以后程和王老师合作写出《五维空间场》，以容纳无穷系列的粒子，该文也发表在《物理评论》上。
核裂变的发现也引起了物理系的讨论热。1939年2月，哈恩发现核裂变和迈特纳对这现象的解释相继发表，因邮路不畅，论文寄到宜山浙大，已在数月之后。同年7月，王老师即在“物理讨论”课上介绍“铀的裂变”，以后还组织了对解释核裂变的玻尔液滴模型的探讨。1940年，王老师又指导曹萱龄完成《核力与重力的关系》一文，作为统一这两种力的一个尝试。该文先后发表于《物理评论》和《自然》上。1940年冬， 王教师又向全系师生系统地介绍核物理的发展过程，结论是核裂变的利用将为人类开辟一个新纪元，而且为时已不远了。这给听讲者以极大的鼓励。王老师还先后写成《中子的放射性》和《中子与反质子 》等论文，提出探测中子与反质子的方法。1942年，他开设“原子核物理”课程。当时国内外都没有核物理的专著， 王老师就把历年从文献中收集的资料，全部无保留地提供给物理系和化学系的师生。以后他又陆续开过几次课，为祖国培养了一批核物理和核化学专家。1945年8月上旬美国在日 本投下原子弹，下旬王老师就作了原子弹及其原理的报告。此后不久，物理系和化学系助教分章翻译刚在美国出版的Smyth报告《原子能的军事应用》，由于交通不便，书稿带到重庆时，已有两本译稿付梓，未能出版。
从1942到1945年，中国物理学会贵州区年会共举行4次，宣读论文共50篇、还作了三次公开讲演。其中1944年年会是和中国科学社年会合并举行，李约瑟夫妇和L.E.R.毕丹耀教授从重庆赶来参加，竺校长也来了。会议由胡院长主持，在湄潭文庙的大成殿召开。会上宣读论文9篇，其中束老师的《加速系统的相对论转换公式》和王老师的《中子的放射性》等5篇由李约瑟带往伦敦，发表在1945年英国《自然》杂志上。李约瑟还参观了双修寺。在抗战艰苦条件下，浙大物理系作出的这些努力，给来访的李约瑟教授留下了极深刻的印象。后来他把浙大称誉为“东方剑桥”，正是因为他在整个浙大的科研和教学中，都看到了一种催人奋发的进取精神。

五、难能可贵的民主精神
遵湄时期生活如此艰苦，实验条件如此困难，文化交往几乎完全隔绝的情况下，物理系所以能兴旺发展，固然靠王淦昌、束星北等思想十分锐敏、深刻的老师的先导作用，也靠渗透在全系各项工作中的民主精神。事实证明，科学和民主是不可分割的。
民主精神首先体现在学习和研究的充分自由。物理系老师不以固定的模式来束缚学生，相反地却按每个人的爱好和特长，因材施教，引导学生向各个方向发展。有些学生爱好实验，认为何老师的真空技术在国内是首屈一指的，选学实验技术的机会十分难得；也有人认为能听数学、化学、生物各系的著名教授的课，是难得的享受，因此就不选实验技术。对两者，系主任何增禄教授都鼓励支持。学生无须担心不修实验技术，何老师会另眼相看．论文题也可以和老师商定，也可以自定后经老师认可。由于对学生独立精神的尊重和培养，遵湄时期的物理系学生，大多有较强的独立工作能力，以后在研究、教育、工程、编辑等的不同岗位上，都有较出色的贡献。
其次，民主精神的体现是真理面前人人平等，而无尊卑之分。老师在课堂上总是把自己的心得体会无保留地奉献给学生，并指出那些问题至今还没有解决，鼓励学生向难点突进。这在王淦昌老师身上体现得特别明显。他上课特别着重概念的阐明，当他发觉某些概念讲得不透时，主动在以后的课中补充，并公开表示歉意。老师们对学生提出的较深刻的问题加以表扬，对较幼稚的问题加以引导，不论在“物理讨论”的课堂或课余的谈话中，师生都畅所欲言，毫无隔阂。王老师还经常问学生，有没有新的概乏和想法。学生同王老师交谈从来不感到有任何拘束。当时，浙大物理系的老师们就是这样在潜移默化中扶持了一些新芽，使他们得以苗壮成长。
民主精神还表现在对学生正确创议的支持。1941年下半年，国民政府教育部为了加紧对学生的思想控制，下令解散学生自愿组织的文艺团体和救亡组织，仅在的只有“质与能”这个进步的自然科学社。为了打破校内的沉闷空气，四年级学生许良英在“质与能”社内提出纪念伽利略逝世300周年活动，大家认为由物理系出面最好，向系主任何增禄提出此事。何老师知道这个纪念活动隐含反迫害争民主的内容，仍全力支持，同意用“物理学会”名义发起，并得到竺校长、胡院长的重视。竺校长为了报告“伽利略在天文学上的贡献”，查阅了《不列颠百科全书》中的《伽利略》条，和《宇宙》杂志中关于伽利略观测木星卫星的记录。胡院长也作了充分准备，用近两小时时间报告了“伽利略的生平及其对于物理学的贡献”。王淦昌、朱正元和解俊民也都有论文。会议开了一整天，在寂寞的校园里又升起了“科学与民主”的大旗。1945年，在重庆的浙大进步校友发起成立“科学时代社”，准备出刊《科学时代》时，胡院长又一次毅然支持了这个创议，并同意将湄潭的理学院院长办公室作为《科学时代》的联络点。
更难得的是老师们同情学生的爱国民主运动，反对法西斯迫害。何增禄老师在中学时代参加过反对“二十一条”的远动，在南开大学任助教时参加过“五四”游行和街头宣传活动；王淦昌老师曾参加1926年“ 三·一八”的游行示威和请愿活动。由于这些历史因素，他们对学生是理解和信任的，尊重学生的选择，而不横加干涉。当学生有可能遭受迫害时，则尽力保护。如助教解俊民受湄潭县国民党部注意时，胡院长和何老师就为他另觅工作，安全转移；当毕业生金德椿1945年在重庆被捕时，束、王两老师就竭力营救出狱。1944年桂林沦陷，王淦昌老师担心在桂林工作的许良英、周志成可能无处投身，敢冒风险，登报要他们回校工作。在物理系内民主风气的熏陶下，遵湄时期出了不少学运积极分子，而到杭州后，浙大助教、研究生和学生中中共地下党员的比例，也以物理系为最高。舜水馆的物理系办公室成了地下党支部和党总支的聚会处，束老师的实验室也成了撰写大字报的基地。对这些情况，物理系的师生有所察觉，但进步同学并不担心，因为系里多的是爱护学生的长者。
遵湄时期的师生如今都是离退休的老人了，回忆当年，都无限留恋，也都认为如果政治和物质条件更好一些，物理系还能做出更大的成绩。如今留给大家的时间已不多了，犹如李政道在庆祝王淦昌老师80寿辰的晚餐会上所说的：“大家都以王先生那样的献身精神坚持工作。”这将是我们这批老物理系人的共同心愿。

（本文作者：
程开甲，国防科工委顾问
胡济民，北大物理系主任、教授
周志成，中国大百科全书出版社副总编辑
三人均为浙大物理系40年代毕业生）

① 从本文开始到此处，主要参考洪震寰的《朱福炘教授回忆原浙江大学物理系》，以及《竺可桢日记》。