吳有訓(xùn)：中國近代物理學(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。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射線問題的研究。

康普頓提出的X射線量子散射理論．由于實驗證據(jù)還不充分，沒有立即獲得物理學(xué)界的廣泛承認(rèn)。當(dāng)時著手進(jìn)行這一實驗的科學(xué)家很多，吳有訓(xùn)此時恰好在實驗室跟隨康普頓進(jìn)行研究工作，他用非凡的實驗才能，設(shè)計出最佳實驗配置后，陸續(xù)使用多達(dá)l5種不同的樣品材料進(jìn)行X射線的散射實驗，結(jié)果無一不與康普頓的理論相符合，從而形成了對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價，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，一并收入了他的專著《X射線與電子》中，作為其量子散射理論的主要實驗證據(jù)。

吳有訓(xùn)對康普頓效應(yīng)的另一項重要證明工作，就是用實驗消除了來自美國哈佛大學(xué)的著名X射線專家杜安尼及其助手克拉克對康普頓效應(yīng)的兩項質(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)他用精確的實驗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題，第一個對這一比值行嚴(yán)密的定量測量。

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。1928年8月，他受清華大學(xué)理學(xué)院院長葉企孫邀請到清華任教。當(dāng)時，我國的物理學(xué)科研究，還處于草創(chuàng)時期。1929年，吳有訓(xùn)在清華大學(xué)建立我國第一個近代物理學(xué)實驗室，進(jìn)行國內(nèi)X射線問題的研究，開創(chuàng)了中國物理研究的先河。但即便是具備當(dāng)時國內(nèi)最好研究條件的清華大學(xué)物理系，仍然不能滿足吳有訓(xùn)開展實驗的要求，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)在美國著名的《自然》雜志發(fā)表了他回國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》，這是中國物理學(xué)家最早在國際權(quán)威科學(xué)刊物上發(fā)表的論文之一。以此為起點，吳有訓(xùn)對X射線經(jīng)單原子氣體、雙原子氣體和晶體散射的強(qiáng)度、溫度對散射的影響和散射系數(shù)等問題進(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，前后長這20余年，不但為中國培養(yǎng)了幾代物理學(xué)家，而且他的教育實踐也為后輩留下了許多可資借鑒的寶貴經(jīng)驗。

吳有訓(xùn)雖然倡導(dǎo)學(xué)術(shù)獨立，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)等中國老一代科學(xué)家的高水準(zhǔn)研究工作，引起國際科學(xué)界同行的注目，促成了當(dāng)時許多國際大師級物理學(xué)家來華訪問講學(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)獎獲得者狄拉克應(yīng)邀來華；1937年初，國際物理學(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)方面的報告。這些大師的演講，使清華師生增長了科學(xué)最前沿的知識，開闊了眼界。

此外，吳有訓(xùn)亦重視國內(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)。這些活動和措施，對清華物理系的教學(xué)和研究工作產(chǎn)生了很好的推動作用。

上世紀(jì)三十年代，他積極推動恢復(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，其中汪德熙、胡寧、吳仲華、黃家駟、楊振寧、洪朝生、何炳棣、李政道等后來成為著名科學(xué)家。

（摘編自龔明俊《感動中國的100位愛國科學(xué)家》）

(1)下列對材料有關(guān)內(nèi)容的分析和概括，最恰當(dāng)?shù)膬身検?)()(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價吳有訓(xùn)的工作，并將其所獲得的15種物質(zhì)X射線散射光譜

收入自己的專著《X射線與電子），從而填補(bǔ)了X射線量子散射理論實驗論據(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，在前后長達(dá)20余年的執(zhí)教生涯中，以淵博的學(xué)識、科學(xué)的方式和豐富的經(jīng)驗培養(yǎng)了中國幾代物理學(xué)家。

D．吳有訓(xùn)赴美留學(xué)期間打下了扎實的物理實驗研究功底，但他沒有止步，回國后又向

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．國際大師級物理學(xué)家來華訪問講學(xué)，一方面是因為中國老一代科學(xué)家的高水準(zhǔn)研究

工作引起了國際科學(xué)界同行的注目，另一方面是因為吳有訓(xùn)對科學(xué)交流的極力促成。

(2)吳有訓(xùn)對康普頓效應(yīng)做出了哪些重要貢獻(xiàn)？請結(jié)合材料簡要概括。（6分）

(3)為什么吳有訓(xùn)被稱為中國近代物理學(xué)的奠基人？請結(jié)合材料簡述其原因。(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項不準(zhǔn)確，主要原因應(yīng)是國內(nèi)的研究條件不能滿足吳棄訓(xùn)開展實驗的要求：A項錯誤，材料只是說吳有訓(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項太過絕對，康普頓有自己實驗獲得的石墨散射譜，只是實驗證據(jù)還不充分。）(2)①設(shè)計最佳實驗配置，使用多種樣品進(jìn)行X射線的散射實驗，證實了康普頓效應(yīng)的普遍適用性；②用實驗消除了美國哈佛專家及其助手對康普頓效應(yīng)的兩項質(zhì)疑；③用精確的實驗第一個對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)密的定量測量，發(fā)展了康普頓散射理論。（每點2分）(3)①實驗研究方面：建立了我國第一個近代物理實驗室，開創(chuàng)了中國物理研究的先河；②理論研究方面：是中國最早在國際權(quán)威科學(xué)刊物上發(fā)表論文的物理學(xué)家之一，對諸多物理闖題進(jìn)行了一系列理論探索：③教育實踐方面為中國培養(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。（每點2分）(4)①打開國際視野，推動國際交流，使清華師生增長了科學(xué)最前沿的知識，開闊了眼界；②敞開胸懷：推動國內(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具有長遠(yuǎn)眼光：推動恢復(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。

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