吳有訓(xùn)：中國(guó)近代物理學(xué)的奠基人

胡家堯

1897年4月26日，吳有訓(xùn)出生在江西省高安市。在私塾求學(xué)期間，由于先生是一位比較新派的人物，他受到了西學(xué)啟蒙教育。1916年7月，他進(jìn)入南京高等師范學(xué)校理化部學(xué)習(xí)。在這期間，他有幸在物理學(xué)家胡剛復(fù)的引導(dǎo)下得以接觸到與X射線有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。1921年，他赴美留學(xué)，進(jìn)入芝加哥大學(xué)物理系學(xué)習(xí)。

芝加哥大學(xué)是美國(guó)歷史悠久的著名學(xué)府之一。物理學(xué)家康普頓在這里任教，吳有訓(xùn)來(lái)到芝加哥大學(xué)后拜康普頓為師，在他的指導(dǎo)下從事X射線問(wèn)題的研究。

康普頓提出的X射線量子散射理論．由于實(shí)驗(yàn)證據(jù)還不充分，沒(méi)有立即獲得物理學(xué)界的廣泛承認(rèn)。當(dāng)時(shí)著手進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家很多，吳有訓(xùn)此時(shí)恰好在實(shí)驗(yàn)室跟隨康普頓進(jìn)行研究工作，他用非凡的實(shí)驗(yàn)才能，設(shè)計(jì)出最佳實(shí)驗(yàn)配置后，陸續(xù)使用多達(dá)l5種不同的樣品材料進(jìn)行X射線的散射實(shí)驗(yàn)，結(jié)果無(wú)一不與康普頓的理論相符合，從而形成了對(duì)此理論廣泛適用性的強(qiáng)有力證明。他的工作得到了康普頓本人的高度重視和評(píng)價(jià)，他把吳有訓(xùn)所獲得的15種物質(zhì)X射線散射光譜與他自己的那張石墨散射譜，一并收入了他的專(zhuān)著《X射線與電子》中，作為其量子散射理論的主要實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

吳有訓(xùn)對(duì)康普頓效應(yīng)的另一項(xiàng)重要證明工作，就是用實(shí)驗(yàn)消除了來(lái)自美國(guó)哈佛大學(xué)的著名X射線專(zhuān)家杜安尼及其助手克拉克對(duì)康普頓效應(yīng)的兩項(xiàng)質(zhì)疑。此外，吳有訓(xùn)在發(fā)展康普頓散射理論方面也有非常重要的貢獻(xiàn)他用精確的實(shí)驗(yàn)解決了康普頓散射光譜中變線與不變線之間的能量比率問(wèn)題，第一個(gè)對(duì)這一比值行嚴(yán)密的定量測(cè)量。

1926年，吳有訓(xùn)獲得芝加哥大學(xué)博士學(xué)位，謝絕康普頓教授的挽留回國(guó)。1928年8月，他受清華大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)葉企孫邀請(qǐng)到清華任教。當(dāng)時(shí)，我國(guó)的物理學(xué)科研究，還處于草創(chuàng)時(shí)期。1929年，吳有訓(xùn)在清華大學(xué)建立我國(guó)第一個(gè)近代物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行國(guó)內(nèi)X射線問(wèn)題的研究，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)物理研究的先河。但即便是具備當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最好研究條件的清華大學(xué)物理系，仍然不能滿(mǎn)足吳有訓(xùn)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的要求，他只好改變研究方向．以物理理論研究作為自己主要的研究方向。1930年10月，吳有訓(xùn)在美國(guó)著名的《自然》雜志發(fā)表了他回國(guó)后的第一篇理論文章《論單原子氣體全散射X射線的強(qiáng)度》，這是中國(guó)物理學(xué)家最早在國(guó)際權(quán)威科學(xué)刊物上發(fā)表的論文之一。以此為起點(diǎn)，吳有訓(xùn)對(duì)X射線經(jīng)單原子氣體、雙原子氣體和晶體散射的強(qiáng)度、溫度對(duì)散射的影響和散射系數(shù)等問(wèn)題進(jìn)行了一系列的理論探索，取得了重要的研究成果。

吳有訓(xùn)不僅是一位杰出的物理學(xué)家，而且是一位杰出的教育家。自1926年起，吳有訓(xùn)輾轉(zhuǎn)任教于上海大同大學(xué)、南京中央大學(xué)和清華大學(xué)等校，前后長(zhǎng)這20余年，不但為中國(guó)培養(yǎng)了幾代物理學(xué)家，而且他的教育實(shí)踐也為后輩留下了許多可資借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

吳有訓(xùn)雖然倡導(dǎo)學(xué)術(shù)獨(dú)立，但他決不自我封閉，而是極力促進(jìn)科學(xué)的交流。正是由于吳有訓(xùn)等中國(guó)老一代科學(xué)家的高水準(zhǔn)研究工作，引起國(guó)際科學(xué)界同行的注目，促成了當(dāng)時(shí)許多國(guó)際大師級(jí)物理學(xué)家來(lái)華訪問(wèn)講學(xué)。1935年7月，現(xiàn)代量子力學(xué)的奠基人之一、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者狄拉克應(yīng)邀來(lái)華；1937年初，國(guó)際物理學(xué)界哥本哈根學(xué)派領(lǐng)袖、丹麥物理大師玻爾應(yīng)邀赴清華作了有關(guān)原子結(jié)構(gòu)方面的報(bào)告。這些大師的演講，使清華師生增長(zhǎng)了科學(xué)最前沿的知識(shí)，開(kāi)闊了眼界。

此外，吳有訓(xùn)亦重視國(guó)內(nèi)校際及研究機(jī)構(gòu)間的交流，他本人曾在北京大學(xué)、燕京大學(xué)等外校兼課，也組織學(xué)生到北平研究院物理研究所等研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。這些活動(dòng)和措施，對(duì)清華物理系的教學(xué)和研究工作產(chǎn)生了很好的推動(dòng)作用。

上世紀(jì)三十年代，他積極推動(dòng)恢復(fù)研究院和留學(xué)考試，親自參加研究院的教學(xué)指導(dǎo)，并主持留美入學(xué)考試，大批優(yōu)秀青年學(xué)子因此而獲得進(jìn)一步深造的機(jī)會(huì)，其中汪德熙、胡寧、吳仲華、黃家駟、楊振寧、洪朝生、何炳棣、李政道等后來(lái)成為著名科學(xué)家。

（摘編自龔明俊《感動(dòng)中國(guó)的100位愛(ài)國(guó)科學(xué)家》）

(1)下列對(duì)材料有關(guān)內(nèi)容的分析和概括，最恰當(dāng)?shù)膬身?xiàng)是()()(5分)

A．吳有訓(xùn)既得益于良師，又超越了良師。私塾求學(xué)，受新派人物啟蒙；進(jìn)入高校，得

物理學(xué)家胡剛復(fù)引導(dǎo)：赴美留學(xué)，拜康普頓為師，并發(fā)展了其X射線量子散射理論。

B．康普頓高度重視和評(píng)價(jià)吳有訓(xùn)的工作，并將其所獲得的15種物質(zhì)X射線散射光譜

收入自己的專(zhuān)著《X射線與電子），從而填補(bǔ)了X射線量子散射理論實(shí)驗(yàn)論據(jù)的空白。

C．吳有訓(xùn)不僅是一位杰出的物理學(xué)家，而且是一位杰出的教育家，在前后長(zhǎng)達(dá)20余年的執(zhí)教生涯中，以淵博的學(xué)識(shí)、科學(xué)的方式和豐富的經(jīng)驗(yàn)培養(yǎng)了中國(guó)幾代物理學(xué)家。

D．吳有訓(xùn)赴美留學(xué)期間打下了扎實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)研究功底，但他沒(méi)有止步，回國(guó)后又向

更高層次邁進(jìn)，將物理理論研究作為自己主要的研究方向，取得了重要的研究成果。

E．國(guó)際大師級(jí)物理學(xué)家來(lái)華訪問(wèn)講學(xué)，一方面是因?yàn)橹袊?guó)老一代科學(xué)家的高水準(zhǔn)研究

工作引起了國(guó)際科學(xué)界同行的注目，另一方面是因?yàn)閰怯杏?xùn)對(duì)科學(xué)交流的極力促成。

(2)吳有訓(xùn)對(duì)康普頓效應(yīng)做出了哪些重要貢獻(xiàn)？請(qǐng)結(jié)合材料簡(jiǎn)要概括。（6分）

(3)為什么吳有訓(xùn)被稱(chēng)為中國(guó)近代物理學(xué)的奠基人？請(qǐng)結(jié)合材料簡(jiǎn)述其原因。(6分)

(4)吳有訓(xùn)是怎樣倡導(dǎo)學(xué)術(shù)交流的？請(qǐng)結(jié)合材料，談?wù)勀愕目捶�。�?分）

參考答案

12．（l)C、E（選C給3分，選E給2分，選D給1分，選A、B不給分。D項(xiàng)不準(zhǔn)確，主要原因應(yīng)是國(guó)內(nèi)的研究條件不能滿(mǎn)足吳棄訓(xùn)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的要求：A項(xiàng)錯(cuò)誤，材料只是說(shuō)吳有訓(xùn)在發(fā)展康普頓散射理論方面做出了重要貢獻(xiàn)，但不能據(jù)此推斷吳有訓(xùn)在物理學(xué)上的成就超越了康普頓；B項(xiàng)太過(guò)絕對(duì)，康普頓有自己實(shí)驗(yàn)獲得的石墨散射譜，只是實(shí)驗(yàn)證據(jù)還不充分。）(2)①設(shè)計(jì)最佳實(shí)驗(yàn)配置，使用多種樣品進(jìn)行X射線的散射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了康普頓效應(yīng)的普遍適用性；②用實(shí)驗(yàn)消除了美國(guó)哈佛專(zhuān)家及其助手對(duì)康普頓效應(yīng)的兩項(xiàng)質(zhì)疑；③用精確的實(shí)驗(yàn)第一個(gè)對(duì)康普頓散射光譜中變線與不變線之間的能量比率進(jìn)行了嚴(yán)密的定量測(cè)量，發(fā)展了康普頓散射理論。（每點(diǎn)2分）(3)①實(shí)驗(yàn)研究方面：建立了我國(guó)第一個(gè)近代物理實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)物理研究的先河；②理論研究方面：是中國(guó)最早在國(guó)際權(quán)威科學(xué)刊物上發(fā)表論文的物理學(xué)家之一，對(duì)諸多物理闖題進(jìn)行了一系列理論探索：③教育實(shí)踐方面為中國(guó)培養(yǎng)了幾代物理學(xué)家，并留下了許多可供借鑒的寶貴教育經(jīng)驗(yàn)。（每點(diǎn)2分）(4)①打開(kāi)國(guó)際視野，推動(dòng)國(guó)際交流，使清華師生增長(zhǎng)了科學(xué)最前沿的知識(shí)，開(kāi)闊了眼界；②敞開(kāi)胸懷：推動(dòng)國(guó)內(nèi)校際及研究機(jī)構(gòu)間的交流，推進(jìn)了清華物理系的教學(xué)和研究工作：③具有長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光：推動(dòng)恢復(fù)研究院和留學(xué)考試，使優(yōu)秀青年學(xué)子獲得進(jìn)一步深造的機(jī)會(huì)。

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