岳劼恒的科學貢獻與治學思想研究

錢海婷，白秀英

(1.西安財經學院，陜西西安 710100;2.渭南師范學院物理學系，陜西 渭南 714000)

岳劼恒(1902—1961)是在法國居里夫人實驗室工作過的中國學者之一。他主要將法國化學家P.Job的連續變化法及E.Darmis創建的旋光法應用于酒石酸及其絡合物的結構和穩定度分析中，在當時國際上開創出應用旋光現象研究絡合物的新途徑。岳劼恒在西北大學物理系任教期間，率領師生親自加工、制作部分急缺實驗器材，并調試、維修了大量實驗儀器，解決了建國初期西北大學實驗室無法完成實驗教學的困難。在擔任物理系主任期間，由于國內教材短缺，岳劼恒曾根據自己從國外帶回的教學資料親手編寫了數十種講義，包括《光學》《近代物理》《理論物理》等物理系學生主修課程講義。在擔任西北大學教務長和副校長期間，為西北大學的學科建設和人才培養做出了重要貢獻。然而，相對于同時代其他物理學家而言，關于岳劼恒的研究文獻相對較少[1－4]。鑒于此，我們在搜集、整理和分析相關資料的基礎上，系統地研究岳劼恒教授的科學貢獻和治學思想。

1 生平

岳劼恒先生1902年11月29日出生在陜西省長安縣，1961年5月24日因病逝于西安，享年59歲。

岳劼恒1912—1917年在北京師范大學附小、附中讀書;1918—1922年在西安市第三中學讀完中學;1922—1923年在北京大學理科預科班就讀，1923—1926年在北京大學物理系學習并獲理學學士學位。在大學學習期間，岳劼恒曾積極參加各種進步學生的政治活動，常常與北京大學進步學生李子洲、魏野疇、鄧文輝、張仲超等談論國家前途，擔任陜西旅京學生組織的共進社會計工作，參加北京學生的政治活動。1926年，奉系軍閥摧殘解散共進社，岳劼恒因此遭到追捕，后因躲入天津日租界幸免落難。這件事對他打擊很大，從此熱衷于學術研究，轉而以科學救國①岳劼恒.自傳.西北大學檔案室，1959.。1928年大學畢業后，在北大物理系主任李書華教授的影響下赴法留學。1932年，在巴黎大學居里夫人實驗室學習、工作并取得碩士學位，后在巴黎大學研究室攻讀博士學位，以《酒石酸幾種復鹽的實驗研究及其在物理化學上的應用》獲得法國國家科學研究中心(Centre National de la Recherche Scientifique)理學博士學位。

1936年，岳劼恒博士畢業后歸國。1936—1937年，曾任中法大學物理系教授，北平物理研究所專任研究員。1937年7月，抗日戰爭爆發，岳劼恒回到故鄉西安，于1937年11月—1938年4月相繼受聘為西安臨時大學、西北聯合大學、西北大學物理系教授，1941年任西北大學物理系主任。1947年10月，岳劼恒擔任西北大學教務長，1948年8月擔任校務委員會代主任委員。1948年，國民政府命令西北大學南遷。岳劼恒和校長楊鐘健及師生一起與監督遷校的國民政府代表胡宗南進行周旋，最終使西北大學回到了新中國的懷抱。1949年新中國成立以后，岳劼恒繼續留任西北大學，先后擔任物理系主任(1949年8月—1956年8月)、西北大學教務長(1949年8月—1956年12月)、代校務委員會主任(1949年8月—1950年7月)、副校長(1957年1月—1961年6月)等職。他還承擔了大量社會工作，先后任中國物理學會西北區分會理事長(1944—1949)、西安分會理事長(1949—1958)、陜西省物理學會理事長(1958—1961)、陜西省科學技術協會副主席、中國自然科學專門學會聯合會西安分會主席等。

1956年5月24日，在西北大學校務委員會擴大會議上，岳劼恒發言時因腦出血病逝。按照他生前的遺愿，中共陜西省委追認他為中國共產黨正式黨員，安葬在西安革命烈士陵園。

2 學術生涯與主要科學成就

岳劼恒在法國巴黎大學留學和工作8年(1928—1936)，擅長光學和X射線分析，在導師E.Darmois的指導下，推廣了P.Job的連續變化法，利用物質的旋光性對物質結構進行了深入的研究，為從事科學研究打下了堅實的理論基礎。

連續變化法是日本物理學者柴田、井上、中塚等首先提出，法國化學家P.Job將它有系統地應用到吸光現象方面，E.Darmis將連續變化法應用到旋光現象方面，并在理論上進行了深入分析和研究[5]。旋光現象是1815年法國物理學家比奧(Biot，Jean Baptiste，1774—1862)首先在實驗中發現的。比奧在研究石英晶體實驗時發現，當偏振光穿過石英晶體時，一些石英晶體能使平面偏振光順時針旋轉(后稱右旋)，但在另一些石英晶體中，平面偏振光則沿逆時針方向旋轉(后稱左旋)(見圖1)。

比奧進一步發現，在樟腦和酒石酸等一些有機化合物中也具有同樣的作用。1844年，法國生物學家、化學家巴斯德(L.Pasteur，1822—1895)進一步研究了酒石酸和外消旋酸晶體。巴斯德發現酒石酸和外消旋酸晶體雖然化學成分相同，但是，外消旋酸晶體卻不能使偏振光的振動平面發生轉動。巴斯德在顯微鏡下進一步觀察兩組晶體的結構發現:酒石酸和外消旋酸鹽晶體的結構不對稱，而且，外消旋酸鹽晶體中有一半是左旋的，而另一半是右旋的。巴斯德將左旋的和右旋的外消旋酸鹽晶體分開，發現酒石酸鹽溶液中，無論左旋還是右旋的外消旋酸鹽晶體，偏振光在其中轉動的角度總是相同的。直到1874年，法國化學家勒貝爾(Le Bel，Joseph Achille，1847—1930)和荷蘭化學家范托夫共同提出了碳原子的正四面體異構模型，認識到它們互為實物和鏡像或左手和右手的手性關系，互稱這一對化合物為旋光異構體(圖2)，旋光性物質不對稱性后來演變成有機化學的一個重要分支。

圖1 石英晶體將平面偏振光分解為左旋和右旋偏振光Fig.1 Plane polarized light of the quartz crystal was Decomposed into left-and right-handed polarized light

圖2 左旋螺旋和右旋螺旋的旋光性Fig.2 Optical activity of right-handed and left-handed helix

1926年，P.Job首先將吸光性應用在硫酸鎘以及碘化鉀組成的絡合物研究中。同年，達莫瓦(E.Darmois)將旋光性應用在酒石酸組成的絡合物鹽晶體中。這一時期，世界各國的化學家與物理學家都開始關注金屬絡合物的結構和性質。但是，對于其結構和性質的研究卻一直沒有任何進展。

岳劼恒從1932年在導師達莫瓦的指導下開始從事金屬絡合物的光學研究。在研究工作中，岳劼恒利用旋光學上Biot氏定律，依據溶液中有兩種旋光度[α]不同之物質，根據旋光度公式[α]=cI[αI]+c2[α2]計算，再利用達莫瓦幾何表示方法(以旋光度為縱軸，用單色光之波為橫軸)，對含有兩種旋光物質的溶液，在不同濃度之下計算其對于多種波長不同單色光之旋光度，利用它判斷酒石酸之旋光性。另外，他還推廣并修正了連續變化法，利用酒石酸鹽及其金屬絡合物如 B(硼)、W(鎢)、Cu(銅)、Al(鋁)等溶液，通過測定平面偏振光在其溶液中旋轉的旋光度，研究了金屬絡合物的組成、結構和穩定度，并在此領域完成并發表了10余篇論文。其中《釷鹽對酒石酸的作用》《鋁鹽對酒石酸鈉鹽的作用》《幾種酒石酸導出化合物的晶體研究》等研究論文，主要利用實驗測定平面偏光在這些酒石酸溶液中絡合物的旋光度，應用連續變化法分析其旋光度的變化，進而分析了它們的組成結構和性質。這些論文當時刊登在《科學院周報》和《物理學報》等法國期刊上，其博士學位論文發表在法國《物理化學學報》上。英國《科學文摘》專門以摘要的形式介紹了他的5篇論文研究的結果[5－8]。這些研究成果當時具有以下重要影響:①利用測定物質旋光度的實驗裝置和方法，賦予了物理學者柴田、井上、中塚等提出的連續變化法新的應用;②將連續變化法和旋光法應用到金屬絡合物分子結構的研究中，率先在世界上開創了金屬絡合物研究的新途徑。他開創的研究方法今天已經成為研究分子結構最普遍使用的方法之一。

新中國成立后，岳劼恒為了響應中共中央“向科學進軍”的號召，從中國科學院物理研究所運回了當時從法國帶回的旋光儀，恢復了因戰亂而中斷的絡合物光學研究。岳劼恒和西北大學師生楊葆塘、李軾、同增發等在實驗室完成了銅、鐵、二價鎳、鈷等和酒石酸組成絡合物膠體的旋光學研究。當時對于銅、鐵、鈷等鹽類和酒石酸組成不同結構的鉻合物這一現象，無論是化學還是物理學方面都占有重要的地位，對這些絡合物的研究向來為國際上化學家和物理學家所注意，但都沒有完全解決。一方面是由于這些絡合物溶液的酸度較強，另一方面是這些溶液不容易結晶和分離，如果單純采用化學的或物理的方法研究困難較大。岳劼恒和他的研究團隊把連續變化法應用到這些絡合物研究中，采用旋光儀、光電比色計和瑞利干涉儀等，利用物理學上的旋光、吸光、折光3種光學現象，通過比較各種光學性質的測量結果，測定出各種絡合物中銅、鈷等和酸的比例以及他們存在的條件，結果認為這一類型的絡合物會隨著其pH的不同而呈現不同的結構。例如在二價鎳和酒石酸組成絡合物的光學研究中，他們證明了酸性溶液中絡離子的形式是[T·NiO]，而在堿性溶液中，絡離子是以形式為[T·2NiO]或者[2T·NiO]，他們中間的相互轉變的過程，因旋光測量可得到極為明顯的表現。

岳劼恒和西北大學的李軾教授等開展的酒石酸和鐵鹽絡合物旋光法與電位滴定法的比較研究，標志著陜西省有機化學研究的開端。他們反復在實驗室配置氧化鎢和酒石酸組成的絡合物膠體，首先利用旋光法測定這些絡合物膠體的旋光度和組分比，然后通過電位滴定法測定其物質結構和組分比，深入而細致地分析了反應過程和反應結果。實驗中，他們不僅測量出物質旋光度的變化，而且測量了物質吸光度、折光度以及光密度，并利用測量結果進行了Cotton效應研究，確定了酒石酸與金屬絡合物存在的條件及組分比，探明了鐵和酒石酸組成的絡離子具有兩個羧基，證明了旋光學方法比常用的靜力學方法簡易、方便。

在西北大學，岳劼恒還親自指導師生進行旋光學研究，支持校辦小型機械廠加工制作實驗儀器，親自參與、制作和維修實驗儀器，解決了建國初期西北大學實驗器材和教材無法滿足教學的難題。他曾將西北大學物理系和化學系的教師組織起來，利用靜力學方法和旋光法研究膠體絡合物的旋光度及物質結構，并將得到的幾種酸強度值進行比較。在他的帶動下，全校師生對科研充滿自信，并取得了很大的成就。他所進行的絡合物旋光性研究，對當時國家進行原子彈研究中如何提純核裂變物質鈾以及稀有元素等具有重大影響。在1959年慶祝新中國成立10周年時，徐光憲曾在《科學通報》上發文，對岳劼恒的科學貢獻給予了公正的評價，他認為新中國成立以來，利用旋光法和連續變化法測定絡合物結構和性質方面，“西北大學岳劼恒教授及其帶領的研究團隊做出了一系列成就。他們主要利用物質的物理性質如旋光度、光密度和折光度，研究了酒石酸HOOCCH(OH)CH(OH)COOH 和 Cu(銅)、Ni(鎳)、Fe2(鐵I)等金屬離子絡合物的結構和性質，開辟了國內旋光法研究絡合物的新途徑。”[9]

3 治學思想

岳劼恒學貫中西、博才多識，不僅在金屬絡合物旋光性研究上造詣極深，而且對培養學生、教育管理有著真知灼見。其主要治學思想集中反映在他對大學培養目標、專業設置、師資培養、教學與科學研究的關系等問題的認識上。

3.1 高校的專業設置應與國家建設相結合

在擔任西北大學物理系主任及西北大學教務長期間，岳劼恒特別注重高等學校的專業設置建設。他根據當時國家建設與社會發展的需要，提出高校應把國家建設及人才需要處理相結合，并結合學校的具體條件設置專業，兼顧需要與可能，盡量發揮潛力，積極創造條件，以求滿足國家建設需要。他提議高校專業設置要凸顯地區特色，不能千校一面，應結合國家發展和地區發展的特點，體現學校培養人才服務地方和國家建設需要。依據這一思想，岳先生在1953年調查了西北地區尤其是陜西省專業設置情況，整體規劃并統籌安排了西北大學的專業設置，在保留了原有多數專業的基礎上，新設置了植物專業、自然地理專業以及石油地質專業等，這些專業以及培養的人才在推進西北地區區域發展和建設中做出了重大貢獻。

3.2 高等學校培養學生應有明確的目標

在如何合理地培養社會科學人才和自然科學人才，以及應用科學人才和理論科學人才的關系方面，岳先生主張應主要從國家建設事業的發展和需要出發，培養各類人才。新中國剛成立后，岳先生就指出，我們不反對多數的大學生研究自然科學，但必須同樣注重一部分學生研究社會科學，提倡“對于各種科學，應一體重視，不應有所厚薄”。對于當時有一部分人大力倡導研究應用科學的提議，岳劼恒認為從國家百年大計來看，同樣必須提倡并保留一部分“意志堅定、腦筋清楚，學習理論科學的青年……”[4]他的前瞻性教育理念和正確見解，對今天高等院校人才培養目標具有重要的啟迪和借鑒意義。

3.3 高等學校應處理好教學和科學研究之關系

岳劼恒先生充分認識到高等學校正確處理教學與科學研究關系的重要性。認為高等學校要提高教學質量，離開了科學研究，是沒有另外的路可走的?！睘榇耍诔枪涛鞅甭摯髸r期創刊的《西北學術》上發表論文《酒石酸甲酯之旋光研究》《原子能及其應用》等。為了大力提倡學術研究的風氣，岳劼恒多次在師生中作學術講演，圍繞日蝕觀測、太陽黑子、原子彈等問題舉辦各種專題科學報告會，西北大學檔案室至今還留有師生當時觀測日蝕和太陽黑子的手稿。在牛頓誕辰300周年的1942年12月25日，岳劼恒作“近代物理學中之不連續概念”之演講，撰文《紀念牛頓誕生三百周年》，組織物理學會出刊《牛頓誕辰三百紀念日周年紀念壁報》。由于當時國內正處于抗戰期間，中國物理學會年會為了解決交通不便的困難采取分區舉行，西北區第十一、十二屆年會當時在漢中進行，由西北大學岳劼恒主持并負責召集。這兩次年會的舉行，極大地促進了西北物理學術研究和學術交流，從而為物理學會西北地區的成立以及學術交流和發展搭建了平臺，為戰后西北地區物理學科的快速發展奠定了堅實基礎[10]。

對于教學工作和科學研究工作的關系，岳劼恒認為兩者是統一而非矛盾的。他在學校大會中反復指出:高等院校教師一方面應“認真地完成教學任務”，另一方面還必須展開教學研究和科學研究。他認為教學和科研的關系是“統一的而不是對立的，是相互配合的而不是相互矛盾的”。如果一位教師教學工作做不好，科學研究就缺乏必要的基礎?！敖處熯M行科學研究，一方面有可能把研究成果引用到講授中去，引用在實驗室中。而有關實驗技術，這必然能鞏固基礎，擴大眼界。我們以為這是科學研究提高教學的重要方面，其重要性遠遠超過把研究成果吸收到教材之中……?！盵4]岳劼恒認為，只要把各級教師的力量適當安排，就可能同時解決科研和教學兩方面的問題。

4 結語

岳劼恒在絡合物的光學研究方面共發表論文20余篇，先后在酒石酸幾種復鹽的實驗研究及其用旋光法確定膠體絡合物的組分比和存在的條件等方面做出了科學貢獻。岳劼恒通過研究物質的旋光性，尤其是對其定量測定獲知其濃度、組成及穩定性等方面，成為測定有機化合物物質定量分析的一項技術，在化學、化工、生物及醫學領域已得到廣泛的應用。在西北聯大、西北大學的教學與研究中，在教材建設、實驗室建設、專業建設等方面留下了豐富的財富和啟迪，在西北地區培養了一批扎實從事教學和科研的師資隊伍，其研究方法和治學思想對今天的物理學研究與物理教育發展仍具有重要的現實意義。

[1]張景勛，姚遠，王都懷，等.物理學家岳劼恒先生傳略[J].西北大學學報(自然科學版)，1987，17(4):9-16.

[2]姚遠.物理學家岳劼恒[J].西北大學學報(自然科學版)，1994，17(4):9-16.

[3]張景勛，等.近代教育家岳劼恒[J].高等教育研究，1987(2):15-16.

[4]張景勛.岳劼恒，戴念祖，等.20世紀上半葉中國物理學論文集粹[M].長沙:湖南教育出版社，1993:307.

[5]DARMOIS E，YEU K H(岳劼恒).Infouence of thorium salts on therotatory power of tartaric acid and tartrates[J].Compt Rend，1932，194:703.

[6]YEU K H.The action of aluminum salts on the alkali tartrates[J].Compt Rend，1933，196:259.

[7]YEU K H，VIOLET A，DARMOIS E.The resistance of glasses against fluorine[J].Documentat Sci，1935，4:65.

[8]YEU K H.Experimental researches on the constitution of some tar-taric complexes and on the physical-chemical application of these com-plexes[J].J Phys Chim，1936，33:354.

[9]徐光憲.關于在我國開展絡合物化學研究的一些意見[J].科學通報，1959，17:544.

[10]白秀英，姚遠.抗戰時期的國立西北聯大物理學系概況[J].西北大學學報(自然科學版)，2012，42(3):521-526.