我國現代十位著名物理學家（二）

徐漢屏

吳大猷——中國物理學之父

吳大猷（1907.9.29-2000.3.4），廣東省高要縣人，著名物理學家，畢生獻身科學研究和教育事業，為中國科學發展做出了重大貢獻，在世界物理學界享有盛譽，被譽為中國物理學之父.

吳大猷1929年畢業于天津南開大學，在母校任教兩年.1931年赴美國密西根大學深造.1934年回國任教于北京大學，1946年起先后擔任美國密西根大學客座教授，哥倫比亞大學研究員，紐約大學客座教授，加拿大國家研究院理論物理組主任，瑞士洛桑大學客座教授，美國布魯克林理T學院教授，美國紐約州立大學物理系教授、系主任等職.1978年從紐約大學退休，長居臺灣，先后擔任臺灣教育部科學教育委員會主委、臺灣中央研究院院長，

吳大猷的學者生涯可大致分為三個時期：北京大學時期（1934-1946）、北美時期（1946-1978）和臺灣時期（1978年起）.他的研究領域涉及原子和分子理論、相對論、經典力學和統計力學的各個方面，尤其在原子和分子理論、散射理論和統計力學方面具有獨創性.

吳大猷在原子和分子的一般理論方面做出了重大貢獻.他的兩項研究為后來的工作開辟了道路，一項是關于重原子f態的計算，另一項是閉殼層電子激發態的計算.1933年他在《物理評論》上發表了兩篇文章.第一篇題為《重元素的低態》，報告了他關于鈾原子和鈾離子低態能級的計算結果.他認為，鈾離子能級的相對位置應該很類似于釙、釷和錒的相應的離子能級.這就等于給出了錒、釷、釙和鈾四個重要元素最低態的電子組態的信息.他肯定，93號以后的元素必定以5f電子為最低態.于是他預言，中性的93號原子的正常態至少包含一個5f電子，因而有可能存在一個類似于周期表中稀土族的元素系，從鈾開始的化學性質類似的14個元素.這就是說，吳大猷通過f態的計算，預言了鈾后元素的存在.他的這一工作為鈾后元素的發現和M.C.麥耶爾對同類問題的計算開了先河.從1940年開始，鈾后元素分別以各種方式被發現.他的第二篇論文題為《兩個最低點的特征值問題和重原子f態的量子虧損》，討論了前人沒有討論的具有兩個不對稱的最小值位勢的量子力學問題.他用WKB（Wentzel-Kramers-Brillouin）近似法求解了波動方程的本征值，并將結果用于某些原子能態的計算，特別是用以說明量子虧損.對此，學術界評價吳大猷這一工作具有非常不尋常的意義.

吳大猷在原子光譜方面的一項工作已被Y.P.瓦施尼稱為“吳態”.“吳態”的存在，1967年已由P.費爾曼和R.諾威克用實驗所證實.對于散射理論，吳大猷通過對原子和分子的電子碰撞激發和雙重激發研究，做出了貢獻.他關于氦的雙重激發能態研究已被D.E.高耳登列入電子一原子散射共振研究的早期貢獻.在統計力學方面，吳大猷把躍遷概率的概念同不可逆過程聯系起來，為嚴密表述和深入理解不可逆過程的時間方向性也做出了功績.

作為國際知名物理學家，吳大猷著有學術研究論文百余篇和《多元分子的振動光譜學與結構》等10多部專著.1975年吳大猷將他歷年教學講稿整理成《理論物理》，計7冊：①古典動力學、②量子論與原子結構、③電磁學、④狹義相對論及廣義相對論、⑤熱力學、氣體運動論及統計物理學、⑥量子力學（兩冊），在臺灣出版.這部書由李政道介紹在北京重印，并寫了序言，李政道在序言中指出：“他的這一部《理論物理》，包括了‘古典至‘近代物理的全貌.1977年初，在臺灣陸續印出.這幾年來對該省和東南亞的物理教學界引起了很大的影響.”

上世紀70年代中期后，吳大猷開始關注物理學哲學問題.他強調必須由科學本身的“第一手資料”出發進行研究，這才是探索科學哲學的正途.他十分重視科學方法論，在科學方法上有許多獨到的閃光的思想.他的一些著作中，不但探討了科學，尤其是物理學的歷史發展，而且著重闡述理論的邏輯結構.他的一系列關于物理學發展與哲學的演講，于1975年出版，書名為《現代物理學基礎的物理本質和哲學本質》.他認為，一位物理學家，從對物理學的歷史和哲學的更深刻、更具批判性的理解中，會有助于更全面地了解物理學，此后，吳大猷一直關注物理學哲學和科學哲學的問題.1988年，吳大猷在醫院病榻上寫出了《物理學的性質、簡史和哲學》.1989年又作了14次系列演講，并以《物理學：它的發展和哲學》為書名，于1992年出版.書中以大量篇幅討論物理學哲學和科學哲學問題.對人文的關懷是吳大猷先生科學生涯中一個不可分割的有機組成部分.

吳大猷對于科學發展的最大貢獻，是培養了相當多的科技人才.他曾向臺灣當局爭取開放學生出國留學，并相當重視國防等應用科技的發展，堅持向當局爭取發展基礎科學教育，為臺灣培植了相當多科技產業人才，為臺灣的科技產業發展奠定了最豐厚的基礎.

吳大猷是一位受人敬重的物理學教授，楊振寧、李政道、李遠哲都是他的學生.當李政道和楊振寧得知他們獲諾貝爾物理獎時，不約而同地向吳大猷老師報喜并致謝.吳大猷的研究生黃昆在固體物理學的發展方面，也做出了卓越的貢獻.此外，一批骨干物理學家，如朱光亞、馬仕俊、郭永懷、馬大猷、虞福春等，都曾從他那里受益過.

1992年5月，吳大猷在著名物理學家李政道陪同下回祖國大陸參觀訪問并參加學術會議，并被北京大學授予名譽教授稱號.1992年6月他被南開大學授予名譽博士學位.1992年7月被聘為西南聯大北京校友會名譽會長.他關心國家統一，致力于民族富強，并且為海峽兩岸科技學術交流做出了杰出貢獻，為兩岸同胞所贊譽.趙九章——中國動力氣象學創始人

趙九章（1907.10.15-1968.10.26），出生于河南開封，浙江湖州市吳興區人，氣象學家、地球物理學家和空間物理學家、中國科學院院士，中國動力氣象學創始人、中國航天事業先行者，為中國人造衛星事業做出杰出的貢獻.

趙九章出身中醫世家，幼年就讀于私塾，預備從事文學，在“五四”運動影響下，改學科學，立志“科學救國”.1930年，他考進了清華大學物理系.1935年7月，趙九章赴德國柏林公費留學，研習動力氣象學、高空氣象學和海洋學等課程.

1937年，趙九章在《現代氣象學之研究與氣象預報》這篇論文中，十分明確地提出了把數學、物理引進氣象學領域的想法，同年，他在整理大西洋高空探測資料的基礎上，用求解數學、物理方程的方法，定量地討論了從熱帶高壓到赤道途中信風主流中得到的水汽和熱量的多少問題，在專業雜志上發表了論文《信風帶主流間的熱力學》.這是他按自己的思路把數學、物理和流體力學的基本原理引進到氣象科學中來的首次嘗試.該文發表后，立刻引起了國際氣象學界的重視，他也因此被譽為中國動力氣象學的創始人，受到國際專家的矚目.

1938年，趙九章以中國人特有的勤勞與智慧，僅用三年時間就獲得了柏林大學的博士學位.那時正值抗日戰爭最困難的時期，大半個中國都成了抗戰區.當時，憑趙九章的社會關系和自身條件，他若要繼續留在國外，完全不在話下，可趙九章念念不忘的是用自己的學業報效祖國，因此毅然回到了災難深重的祖國.

1945年，趙九章針對30年代末40年代初由著名氣象學家C.G.Rossby等首先創立的大氣長波理論的不足，率先以大氣長波的臨界波長理論，提出了行星波斜壓不穩定概念，成為現代天氣預報的理論基礎之一.

1946年，趙九章正式擔任中央氣象研究所所長職務.新中國臨近成立前夕，不甘心失敗的國民黨當局威逼利誘，要趙九章將氣象研究所遷到臺灣，但趙九章決不屈服，他頂住國民黨當局的脅迫，團結全所同仁，堅持不撤離大陸.

新中國成立后，趙九章任中國科學院地球物理研究所所長，“651”衛星設計院院長.

趙九章十分重視氣象學的現代化建設.50年代，他通過大量的工作和研究，及時提出氣象學要數理化、工程化和新技術化，并在T作中貫徹這一指導思想.這對中國氣象學的現代化有重大的指導意義.趙九章支持、鼓勵在天氣預報中應用手算圖解法解微分方程，從而使中國的數值預報發育成長起來，并培養了一批科技力量.他親自指導開展中國海區海浪及波譜的研究，研制出觀測設備和一整套觀測分析儀器，為認識中國海域的波浪特征，開發海洋資源做出了貢獻.趙九章支持應用空氣動力學的風洞和先進的測試儀器研究大氣湍流，在他的極力推動下，建立了中國僅有的兩個臭氧觀測臺，為研究大氣中的臭氧成分打下了基礎.

趙九章是中國人造衛星事業的倡導者和奠基人之一.他積極促進空間科學發展.從50年代后期開始，趙九章以極大熱情投入中國空間事業的創建工作.1958年，趙九章是中國科學院地球物理研究所二部的主要技術負責人，負責衛星研制的各項準備工作，同年10月，他提出“中國發展人造衛星要走自力更生的道路，要由小到大，由低級到高級”的重要建議.60年代三年困難時期，趙九章及時調整發展計劃，把主要力量放到投入資金和人力較少的氣象火箭，逐步開展其他高空物理探測，同時探索衛星的發展方向.

60年代初期，中國科學院成功地發射了氣象火箭，箭頭儀器艙內的各種儀器及無線電遙測系統、電源及雷達跟蹤定位系統等，都是在趙九章領導下由地球物理研究所研制的.他們還研制了“東方紅1號”人造衛星使用的多普勒測速定位系統和信標機.20世紀60年代初，趙九章指導他的學生，研究了地磁擾動期間史篤默捕獲區變化和帶電粒子穿人地磁場的機制等，并著有《高空大氣物理學》專著.在他領導下還完成了核爆炸試驗的地震觀測和沖擊波傳播規律，以及有關彈頭再進人大氣層時的物理現象等研究課題.

1964年秋，趙九章不失時機地向國務院提交了開展衛星研制工作的正式建議，引起中央的重視.1965年10月起，在中國科學院領導主持下舉行了衛星建造總體方案的進一步論證，會上趙九章提出了重要意見.負責實施人造衛星發展計劃的651設計院成立后，趙九章主持科學、工程技術方面的工作.他對中國衛星系列的發展規劃和具體探測方案的制訂，對中國第一顆人造地球衛星、返回式衛星等總體方案的確定和關鍵技術的研制，起了重要作用.

趙九章是優秀的科學家，也是熱心的教育家，培養了眾多的科學人才.他勤于治學，也熱心育人，中國一些著名氣象學家大都受過他的指導.趙九章重視基礎教育，他任地球物理所所長期間，一手創建了中國科學技術大學地球物理系，提出以“所系結合”的方式辦系，親自主講高空物理學并指導研究生.趙九章鼓勵學生要有自己的創見，注意培養民主的學術氣氛.他組織的海浪組、磁暴組等研究集體，每周舉辦學術討論會，中心發言之后，接著是熱烈的爭辯.在這個研究集體中，進行各種日地相關現象的研究，取得了一批具有國際水平的成果，為中國空間物理研究奠定了良好的基礎.

趙九章未能等到1970年4月24日那一刻.當中國第一顆人造衛星上天時，這位享譽國內外的卓越科學家已于一年半前去世.

人們是不會忘記這位把自己全部心血傾注在科學事業的科學家的.1985年，趙九章獲得國家科技進步特等獎.1997年，在趙九章先生誕辰90周年之際，由王淦昌等44位著名科學家倡議，并經中央批準為趙九章先生樹立銅像，以緬懷他為中國的科學事業所做出的貢獻.1999年在國慶50周年之際，中共中央、國務院、中央軍委隆重表彰為研制“兩彈一星”做出突出貢獻的23位科技專家，并授予“兩彈一星功勛獎章”，趙九章是其中一位.