楊振寧和李政道教授獲諾貝爾獎提名情況探微

朱安遠 郭華珍

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720157

摘要：中國留美理論物理學家楊振寧和李政道博士因首先提出宇稱不守恒定律而榮膺1957年諾貝爾物理學獎。根據諾獎官網截至1966年現有的諾物獎提名數據庫檢索發現，楊李是歷史上已知的唯一一次“未獲諾獎提名”便榮膺諾獎者。筆者試圖對這種極為特殊的現象成因進行探討，在推測的基礎上綜合分析得出了合理結論：諾獎提名情況保密50年的規定并不是一成不變的，楊李在諾獎提名數據庫中的信息缺失是因為當事人仍健在或出于某些個人原因而引起的，他倆并非真正是“未獲諾獎提名”而榮膺諾獎者。在對吳健雄女士未能與楊李共享諾物獎的原因予以探究的同時，還簡明扼要地介紹了中國人早期自然科學博士學位獲得者以及詳細闡述了科學大師楊振寧教授三大科學成就與諾貝爾獎和菲爾茲獎的關聯關系。

關鍵詞：諾貝爾獎（諾獎）；諾貝爾物理學獎（諾物獎，PH）；諾貝爾化學獎（諾化獎，CH）；諾貝爾生理學或醫學獎（諾醫獎，PM）；諾貝爾（自然）科學獎；諾貝爾獎提名（諾獎提名）；物理學獎諾貝爾委員會（物諾委）；楊振寧；李政道；吳健雄；弱相互作用；宇稱不守恒定律；楊—米爾斯規范場理論（YMT）；楊—巴克斯特方程（YBE）；菲爾茲獎；超弦理論

3 吳健雄女士未獲諾貝爾物理學獎原因探究

美籍華裔女實驗物理學家吳健雄（Chien–Shiung Wu，1912—1997）：1942年5月30日與物理學家袁家騮（Luke Chia–Liu Yuan，1912—2003，1940年獲CIT物理學PhD）在洛杉磯結婚，夫婦倆于1954年入籍美國。1940年5月吳健雄獲加利福尼亞大學伯克利分校（UCB）物理學PhD，博士論文（英文版維基百科所載不準確，尤其是第2部分有誤[1]）由2部分組成，即《15P32的β粒子所激發的內外連續X射線》（The internal and external continuous x–rays excited by the beta–particles of 15P32）和《鈾的一些裂變產物》（Some fission products of uranium），其名義博導是美國實驗物理學家勞倫斯（1939PH），實際導師則是塞格雷，相關研究成果曾發表在《物理學評論》雜志。[2～3]1958年晉升為哥倫比亞大學物理學教授，同年當選為美國國家科學院院士并被普林斯頓大學授予榮譽科學博士學位（系該大學歷史上獲此榮銜的首位女科學家），1963年獲美國國家科學院頒發的康斯托克物理學獎（Comstock Prize in Physics），1973年當選為美國藝術與科學院院士，1975年獲美國國家科學獎（物理學類），1975—1976年任美國物理學會（APS）會長（1948年當選為會員，系APS歷史上的首位女會長）。1978年吳健雄“因她對弱相互作用的探索，有助于建立自然力的精確形式和宇稱不守恒”（for her explorations of the weak interaction，helping establish the precise form and the non–conservation of parity for this natural force）而榮獲首屆沃爾夫物理學獎。1973年成為哥倫比亞大學首個普平（Michael I.Pupin）物理學講座教授，1981年（英文版維基百科采用此說，另說：1980年）榮退，1994年當選為中科院首批外籍院士。享有“原子彈之母”、“物理學第一夫人”、“中國（東方）居里夫人”和“原子核物理女王”（Queen of Nuclear Research）等雅稱。[4]1990年（5月18日在南京舉行命名儀式）國際小行星中心（MPC）將國際編號為2752（1965 SP）的小行星命名為“吳健雄星”（1965年9月20日由南京中科院紫金山天文臺發現），這是世界上健在科學家首次獲得的這種榮譽。居里夫人（1903PH33+1911CH）、邁特納、吳健雄和梅耶夫人（1963PH32）被譽為“20世紀四大女物理學家”。基于前3位女物理學家對物理學的貢獻評價，美國物理學家哥德哈伯（Maurice Goldhaber，1911.04.18—2011.05.11）說：居里夫人最有原創性，吳健雄的實驗精確性第一，邁特納的工作則比較多樣性。楊振寧說：居里夫人和吳健雄的貢獻要比邁特納大一些。跟居里夫人同時期的科學家對居里夫人科學工作的佩服，可能不如跟吳健雄同時期的科學家對吳健雄科學工作的佩服。李政道則說：邁特納和吳健雄的貢獻差不多，居里夫人在科學上的貢獻相對最小，原因是在新理論的發展上，居里夫人比起邁特納的核裂變以及吳健雄的宇稱不守恒和弱相互作用，都要遜色一些。[5]

吳健雄的實驗以精準而著稱于世，在40余年的科學生涯中，她在實驗物理學領域主要作出三大突出貢獻：[6～9]①1946—1952年，在β衰變方面所進行的一系列精確實驗，尤其是對β衰變電子能譜學的精確實驗研究[10～11]，為β衰變理論打下了堅實的實驗基礎。她采用自己的實驗結果，對1934—1948年間物理學界在β衰變理論方面的研究工作做了一個總結和分析，澄清了以前的謬誤，否定了科諾平斯基—烏倫貝克（Konopinski–Uhlenbeck）理論，確立了費米理論，對β衰變機制的確立發揮了關鍵作用，把β衰變研究推向一個新階段[12]，從而使她自己成為β衰變（弱相互作用）研究領域的世界權威。②用精密實驗驗證β衰變中宇稱不守恒定律。[13]③以精確的實驗結果證實β衰變中矢量流守恒定律[14～15]，這是1958年由費曼和蓋爾曼首先預言的。[16]宇稱不守恒定律被證實以后，科學家們從實驗中總結出弱流是由矢量流和軸矢量流耦合而成的，即V–A弱相互作用理論，其中矢量流是守恒的，稱為CVC（conservation of vector current）理論；軸矢量流則是部分守恒，它只在高能現象中才守恒，稱為PCAC（partial conservation of the axial current）理論。

吳健雄具有超常的洞察力和智慧，她從李楊口頭和預印本上看到他們提出宇稱可能不守恒的重要思想以后，深感意義重大，毅然推掉已與夫君規劃好的從春天開始的旅行講學計劃（路線是瑞士→英國→法國→意大利→埃及→印度→臺灣，袁家騮只得獨自出行，1956年7月間回到臺灣）而急迫地投入到關于宇稱不守恒的實驗驗證工作中。當時許多人因對實驗前景持悲觀態度而不愿意去做，楊振寧由此稱吳健雄“獨具慧眼”則有失偏頗，因泰勒格第的起步時間和吳健雄就難分伯仲。

吳健雄小組（其4位合作者均來自華盛頓國家標準局低溫實驗室）選擇低溫下Co–60極化β衰變實驗方案，從1956年5月底著手準備，7月31日吳健雄收到合作者安布勒（Ernest Ambler，1923英格蘭Bradford—，1957年入籍美國）的回信，說他從8月4日起開始休假2周，9月中旬倆人才首次見面，實驗工作正式啟動，圣誕節前夜取得“初步結果”（機場因大雪而關閉，剛剛乘末班火車從華盛頓回到紐約，興奮不已的吳健雄在火車站就連夜致電李政道，告知他最新進展情況[17]，同時強調這只是初步結果，告誡注意保密），反復驗證至次年1月9日凌晨2時終獲圓滿成功（12月2日首次得到正面實驗結果，1月2～8日是實驗小組工作最為繁忙而緊張的一段時間），該實驗同時還確鑿地推翻了電荷共軛不守恒。[18]1957年李楊等人將宇稱不守恒的考慮推廣到電荷共軛不守恒和時間反演不守恒[19]，該文奠定了此后討論β衰變中不守恒現象的基礎，但他們沒能預見到CP不守恒。通過實驗證實中性K介子（K0）衰變時的電荷共軛—宇稱復合變換不守恒（即CP不守恒，CPT守恒至今仍是物理學定律）是1980年諾物獎的獲獎成果。[20]

同樣處于興奮狀態的年輕的李政道可能是出于獲取更多實驗證據的目的，他還是情不自禁地“違規”將吳健雄小組的初步實驗結果泄密給了其他物理學家并鼓動他們開展進一步的實驗驗證。伽文—萊德曼小組成員萊德曼在1月4日哥大物理系例行的周五中餐午餐會上獲知李政道主動透露的吳健雄小組的重要進展以后才引起足夠重視，他們深受鼓舞和啟發，奮起直追，立刻著手實驗，選擇π→μ→e級聯衰變實驗方案，并根據李政道在加速器上做實驗的建議（即所謂電子學方法），連夜便構思出簡單便捷和高效易判的實驗方案，1月7日便獲“初步結果”，次日6時前實驗結束，正式宣告“宇稱守恒死了！”（當天6時整由萊德曼電話通知李政道），他們設計方案精巧（因擔心宇稱不守恒效應微弱，吳健雄小組的實驗設計和驗證過程則過于謹慎和繁復），后來居上，速度甚快，效率奇高！他們的實驗是在得知吳健雄小組的初步實驗結果后才開始行動的，可能是出于科學道德和行為規范方面的考慮，再加上李政道的親自勸阻，文獻[21]并未“搶先”發表，文中還對獲知吳健雄小組的初步實驗結果表示感謝。

芝加哥大學泰勒格第小組則采用照相核乳膠技術來完成π→μ→e級聯衰變實驗，他們起步時間和吳健雄小組差不多（當時各自保密，相互并不知情）。出生于匈牙利的美國和瑞士籍（雙重國籍）物理學家泰勒格第（Valentine Louis Telegdi，ForMemRS，1922—2006，1991年沃爾夫物理學獎得主）因其父親于9月去世而赴歐洲奔喪并逗留，圣誕節前后在意大利探望陪伴母親，1月中旬他返回芝加哥時恰逢哥倫比亞大學宣布2個小組的實驗均獲圓滿成功。獲悉競爭對手的結果后，泰勒格第小組匆忙間趕完實驗并將初步實驗結果整理成文提交給《物理學評論》雜志，希望能與另2個小組的論文同時刊出，但遭到編輯部的拒絕。為此，他曾尋求時任APS會長維格納（1963PH31●）的幫助，求情未果，他氣得幾乎快要發瘋，宣布終身退出APS以示抗議，最終其論文只好晚1期發表，編輯加注說“因技術原因，本文未能在上一期刊出”。文獻[22]只是報道初步實驗結果，完整結果由稍后的文獻[23]予以報道，文中還提及了另2個小組的實驗結果并致謝。

1957年1月15日14時（當地時間），哥倫比亞大學物理系在普平物理實驗大樓818房間舉行了一次史無前例的新聞發布會（李政道、吳健雄、伽文、萊德曼、安布勒、D.D.Hoppes和R.P.Hudson等人參會，楊振寧未參會），由資望最高的當時正在麻省理工學院（MIT）帶薪休假的物理系前主任（任期：1945—1949年）拉比教授（1944PH，美國實驗物理學家之父）主持，宣布吳健雄小組關于宇稱不守恒的判決性實驗已獲圓滿成功，宇稱守恒被推翻，同時還發布該大學伽文—萊德曼小組亦獲得實驗成功，此事轟動一時而成為科學史上的一段佳話。3個小組各自獨立地采用不同的實驗手段和方法均驗證了弱相互作用中的宇稱不守恒，其后2～3年之內相繼有數百個不同實驗都能得出相同結論。弱相互作用中宇稱不守恒定律的發現，打開了物理學的新視野，促成了人類對自然現象認識的一個根本性變革。

關于吳健雄未獲諾獎的原因，國內學者們已展開過深入而廣泛的探討，成績喜人，成效卓著。[24～31]學者們的主要觀點是：①吳健雄小組工作的原創性不夠高，其實驗途徑和實驗設計的關鍵思路以及實驗的關鍵測量項（贗標量）都出自李楊的論文。②吳健雄小組本可獨享實驗驗證的優先權，因年輕的李政道輕率地“口風不緊”而喪失，3個小組幾乎同時、相互獨立地做出實驗驗證，尤其是伽文—萊德曼小組的實驗驗證方法更好、效率更高，諾獎頒獎機構不可能厚此薄彼。③吳健雄在實驗過程中未能與國家標準局（1988年起已更名為國家標準和技術研究所）的科學家們建立起良好的和睦合作關系（合作后期他們之間的關系已十分惡劣），給她的被提名和獲諾獎都帶來很大的負面影響。④曾經盛傳的諾獎頒獎機構存在亞裔（華裔）偏見、女性歧視和偏重理論創新而輕視實驗等說法都是缺乏依據和站不住腳的，那是中國人濃厚的諾獎情結在作怪而引起的。

談論某人是否能獲諾獎，首先得關注他/她當時是否已獲諾獎提名，上述學者們對此有所疏忽。截至1966年，吳健雄所獲諾物獎提名情況是7=2/1/1/2/1，5=1958～60/64/65，其中未計入1964年李政道的1個提名，因該提名已在數據庫中被刪除（盡管暫時已被刪除，但此提名理應客觀存在）。也就是說，在現有已知情況下，吳健雄在1957年根本就沒有獲得過諾獎提名，因時間緊迫，且對實驗驗證的優先權存有爭議，她也就難以獲得物諾委成員的增補提名。根據諾獎遴選流程和評選規則，既然吳健雄當年未獲提名，她無法與楊李分享諾物獎也就順理成章了。在楊李獲獎之后，就不會再給這個項目頒發諾獎，況且吳健雄的后續研究成果再難以逾越自己，她也就永遠錯失了榮登諾獎得主殿堂的絕好機會。

還有一種特殊情況需要考慮到，因楊李的諾獎提名情況被故意隱藏，也許吳健雄伴隨楊李的聯合諾獎提名也就一起被隱藏了。即便當年吳健雄獲得過諾獎提名，因對實驗驗證的優先權存有爭議，在那么短的時間內，物諾委和瑞典皇家科學院難以遴選出一個令各方都滿意的實驗驗證優先者，故只得放棄。筆者認為，當年頒獎機構不授予吳健雄女士以諾貝爾物理學獎是明智的和合乎情理的最佳選擇，基本上不關乎各種歧視說（如性別歧視說、國別歧視說、地域歧視說、種族歧視說、族裔歧視說和輕視實驗說等）。筆者還認為，假若當年吳健雄小組能獨享實驗驗證的優先權，且吳健雄已獲諾獎提名（若能獨享優先權，就會有利于她獲得提名，甚或獲得更多的提名），那么她與楊李分享諾獎就會是大概率事件，與所謂實驗原創性的高低應關系不大，只可惜歷史是無法假設的。換句話說，吳健雄女士未能獲取諾獎的最根本原因，筆者認為其根源應歸結于李政道的“無意泄密”，他的“不以為意”在客觀上導致吳健雄小組喪失獨有優先權，從而釀成了不可挽回的極大憾事，這也是李政道事前始料未及的。李政道和吳健雄的私人關系一直良好且親密，事后李政道對泄密之事頗感懊悔。吳健雄小組的驗證實驗只是整個驗證過程的一部分，假若當年僅有吳健雄1個小組取得驗證實驗的成功，那么楊李吳的成就就很難在那么短的時間內獲得科學界的普遍承認（即影響力會明顯削弱），3人或2人共享諾獎也許還要等待一段時間。

4 中國人早期自然科學博士學位獲得者擷英

英文版《中國留美學生碩博士論文》刊于華美協進社（China Institute in America，1926年5月25日創建于紐約市）內部刊物1927年第4輯（Bulletin 4），收錄了1902—1927年中國留美學生的568篇碩博論文目錄，1928年刊發增補版，補充收錄1915—1928年的160篇碩博論文目錄。[32]1934年再次增補刊發1927—1931年的碩博論文目錄434篇。[33]該目錄共收錄碩博論文1162篇，其中博士論文占357篇，但它并非是完整反映，差錯疏漏常有發生（如遺漏王寵惠、吳有訓、顏任光、周培源、趙忠堯、孫榮、王季茝、胡經甫和楊蔭榆等）。[34～35]該目錄對每位碩博士及其學位論文都予以編號，本文中有關碩博論文的編號即來源于此。美籍華裔圖書館學家和目錄學家袁同禮先生（字守和，Tong–li Yuan，1895—1965）編撰有：①《中國留美同學博士論文目錄》：收錄1905—1960年中國留美同學博士論文2789篇（1967年李志鐘編有其續篇，收錄1961—1964年的博士論文833篇），并附中國留學加拿大同學博士論文28篇。[36]②《中國留英同學博士論文目錄》（Doctoral dissertations by Chinese students in Great Britain and Northern Ireland，1916–1961，1963）：收錄1916—1961年中國留英同學博士論文346篇。③《中國留歐大陸各國博士論文目錄》（A guide to doctoral dissertations by Chinese students in continental Europe，1907–1962，1964）：收錄1907—1962年中國留學法國、比利時、瑞士、德國、奧地利、荷蘭、意大利和西班牙8國同學博士論文1574篇。袁同禮版目錄的錯漏亦不少。文獻[37]書末附錄《1900—1952年中國純粹物理學和應用物理學博士學位論文錄》中列出168篇博士論文的作者、標題、年代、學位類別和所在大學。

中國近代史上最早的留學生（只限接受高等教育者）是教育家、外交家和社會活動家容閎（原名光照，族名達萌，號純甫，Yung Wing，1828—1912，1852年入籍美國，中國留學生之父）。1847年初，容閎、黃勝（又名達權，字平甫，1827—1902，與黃寬并非是胞兄弟關系）和黃寬（字綽卿，號杰臣，Wong Fun，1829—1878）3人隨傳教士遠赴美國，同在馬薩諸塞州的預科學校孟松學校（Monson Academy）求學，翌年秋黃勝因病中斷學業而返回香港。1850年夏，容閎和黃寬順利畢業，容閎考入耶魯學院（隸屬于耶魯大學），1854年獲該大學文學學士學位（BA）。醫學家和教育家黃寬則是中國首位醫學博士：1850年11月4日到英國愛丁堡大學醫學院注冊報到，1855年以《論胃的功能紊亂》（On functional disorders of the stomach）獲該大學MD（有別于現代意義上的醫學博士，在1858年蘇格蘭“大學法”頒布之前，愛丁堡大學醫學院的醫學本科畢業生即可獲得MD學位）。[38～39]中國最早的醫學女博士是康愛德（原名康成，Ida Kahn=Kang Cheng，1873.12.06—1931.11.09）和石美玉（Mary Stone=Shi Meiyu，1873.05.01—1954.12.30）并列：1892年她倆同入密歇根大學安娜堡醫學院學習，1896年同獲MD學位（類似于黃寬的學位）。她倆留美求學的時間是1892年而非1880年（據說康9歲時曾隨養母短時到過舊金山）。[40]金雅妹（又作韻梅、雅梅，原名阿美，Kin Yamei，1864.05.09—1934.05.04）于1869年曾隨養父母赴美并接受幼兒啟蒙教育，1870年回到中國，1872年又到日本接受多年的初等和中等教育，1881—1885年就讀于紐約醫院附屬女子醫學院（Womens Medical College of the New York Infirmary），醫科畢業（疑未獲MD學位）后于1885—1888年在美國多家醫院任住院醫生。金雅妹創造了中國歷史上的多項“第一”頭銜：第一位女留學生（1881年）、第一位女大學畢業生（1885年）、第一位女西醫（1885年）、第一位女海歸（1888年底回到廈門）和第一位護士學校校長（1907年任北洋女醫學堂總教習）等，關于她1907年出任北洋女醫院（局）院長之說應屬訛傳。[41]

中國近代留學生中的首位博士（法學博士，早期沒有真正博士含義的MD學位不在考慮之列）是法學家嚴錦镕（又作錦榕，錦榮系誤傳，原名嚴一，又名炳芬，Chin–yung Yen，生于1875年）：1905年6月14日以《美國憲法第十四修正案中公民和個人的權利》（Rights of citizens and persons under the fourteenth amendment）獲哥倫比亞大學憲法學PhD（在政治學學院而非法學院攻讀憲法學專業，編號：5y5）。稍后的同年6月28日，法學家、政治家和外交家王寵惠（字亮疇，Chung–hui Wang，1881—1958）以《住所：一個比較法的研究》（Domicil：a study in comparative law）獲耶魯大學法學院民法學博士DCL（Doctor of Civil Law）學位。雖然伍連德獲得劍橋大學醫學博士學位稍早，但他只是廣義上的華人，并非嚴格意義上的中國近代留學生。[42]中國最早的法學女博士是鄭毓秀（別名蘇梅，Tcheng Yu–hsiu=Soumme/Soumé Tcheng，1891—1959）：1925年（“1924年6月”說不準確）以《中國憲法運動：比較法的研究》（又譯為《中國比較憲法論》，Le mouvement constitutionnel en Chine.étude de droit comparé）獲巴黎大學法學博士學位，該博士論文由王寵惠用英文捉刀代筆，謝東發博士（中國駐法國大使館一等秘書）譯成法文。[43]

最早獲得（實驗）物理學博士學位的前3位中國學者：①實驗物理學家李復幾（又作復畿，原名福基，字澤民，Li Fo Ki，1881—1947）：中國現代科學史上首位自然科學（醫學可不納入自然科學的范疇）博士。1907年（1月提交論文，3月5日通過答辯）以《關于倫納德的堿金屬光譜理論的分光鏡實驗研究》（作者本人譯為《推驗光浪新理》，Spektroskopische untersuchungen ueber P.Lenards theorie der spertren der alkair metalle）獲德國皇家波恩大學高等物理學PhD（完成博士論文歷時僅8個月），論文主要內容是通過高倍攝譜儀拍攝鈉在電弧中的火焰光譜圖來論證倫納德（1905PH）提出的火焰中心發射說（1903年提出并于1905年完善）是錯誤的，同時分析了產生錯誤的原因，其博導是德國物理學家和光譜學家凱瑟爾（Heinrich Gustav Johannes Kayser，ForMemRS，1853—1940，1868年發現地球大氣中的氦）。博士畢業后當年即回國經商而未從事專業研究，晚景凄慘。②實驗物理學家李耀邦（John Yiubong Lee，1884—1940）：1915年以《以密立根的方法利用固體球粒測定e值》[44]獲芝加哥大學物理學PhD（編號：15L0.3，“1914年”說不準確[45]），他改進密立根（1923PH）的油滴實驗，采用蟲膠溶液代替油滴，獨創噴霧法測定了固體球粒帶電電荷的絕對值，對測定并證實基本電荷作出重要貢獻。博士畢業后當年即回國，1917年起便轉入基督教和商業活動，并未從事專業研究。③實驗物理學家和教育家胡剛復（小名龍倌，原名文生，又名光復，Kang–Huh Hu，1892—1966）：[46]1919年（1918年10月14日提交論文并通過答辯，隨即回國，翌年3月10日被授予博士學位時已離美）獲哈佛大學物理學PhD（編號：19h5），博士論文是《X射線的研究》（Studies in x–rays：Part IExperimental studies of the x–ray critical absorption frequencies of chemicalelements.Part IIExperimental determination of the maximun velocitiesof photo–electrons at X–ray frequencies），博導是美國物理學家杜安（William Duane，1872—1935）。數學教育家胡敦復（1886—1978，1909年獲康奈爾大學數學和天文學BSc，1911年任清華學堂首任教務長）、胡明復和胡剛復三兄弟是中國近代數學和物理學教育領域的先驅者和奠基人，史稱“胡氏三杰”（胡門三俊、三胡），當時遐邇聞名。4位實驗物理學家胡剛復、饒毓泰（Yu–Tai Yao，1891—1968，1922年獲普林斯頓大學物理學PhD，編號：22y1，1933—1937年和1946—1952年任北京大學物理系主任）、葉企孫（Chi–Sun Yeh，1898—1977，1923年獲哈佛大學物理學PhD，編號：23y2）和吳有訓（字正之，Yui–Hsun Woo，1897—1977，1925年獲芝加哥大學物理學PhD）合稱中國現代物理學界的“四大名旦”（四大元老）。實驗物理學家顏任光（又名嘉祿，字耀秋，Kia–Lok Yen，1888—1968）的情況有些特殊：他攻讀物理學，1918年夏卻以哲學而不是物理學方面的論文《萊布尼茨邏輯中的傳統與科學趨勢》（The traditional and the scientific trends in the logic of Leibnitz）獲芝加哥大學PhD。中文文獻所謂的顏任光博士論文《氣體粘滯系數測定法》有誤，實際上他在密立根的指導下，曾從事過氣體離子和氣體粘滯系數課題的研究，并于1919年在英國發表《氫氣、氮氣和氧氣的粘滯系數的絕對測定》一文。[47]1920年代初，主持國立東南大學（今南京大學前身）物理系的胡剛復和主持國立北京大學物理系的顏任光（1921年9月至1925年11月任北京大學物理系主任）并稱“南胡北顏”。北京大學物理系（1913年創建時始稱理論/理科物理學門，不久改稱物理學門，1919年改稱物理系，2001年組建物理學院）是中國高等學校中的首個物理學系。

最早以理論物理學研究獲得博士學位的前3位中國學者：①理論物理學家王守競（Shou Chin Wang，字井然，1904—1984，中國重工業之父）：中國機械工業奠基人（曾任中央機器廠首任廠長/總經理），唯一參與過量子革命浪潮的中國學者，1928年6月（1927年12月提交論文）以《新量子力學下的常態氫分子問題》[48]（無博導，全得益于自學小組成員之間的討論和自己的認真鉆研）獲哥倫比亞大學物理學PhD（編號：29W4，此編號疑有誤），他是美國大學中首批（5人，另說：7人）因量子力學研究而被授予博士學位者，其論文是哥倫比亞大學物理系歷史上最早的純理論性博士論文。[49]在博士論文氫分子轉動譜的基礎上，他提出的多原子分子非對稱轉動譜能級公式被后人稱為“王氏公式”。1931—1933年任北京大學物理系主任，1951年起定居美國。②流體力學家、理論物理學家、教育家和社會活動家周培源（Pei–Yuan Chou，1902—1993）：1928年6月（據說只比王守競晚1天拿到博士學位）以《在愛因斯坦引力論中具有旋轉對稱性物體的引力場》（The gravitational field of a body with rotational symmetry in Einsteins theory of gravitation）獲加利福尼亞理工學院（CIT）物理學PhD，博導是美國籍蘇格蘭裔數學家和科幻作家埃里克·貝爾（Eric Temple Bell，1883—1960）。密立根曾贊譽周培源、趙忠堯（Chung–Yao Chao，1902—1998，1930年獲CIT物理學PhD，1955年當選為中科院院士）和何增祿（1898—1979，1933年獲CIT物理學MSc）為“CIT中國三杰”。③物理學家和教育家吳大猷（筆名洪道、學立，Ta–You Wu，1907—2000）：1933年6月以《托馬斯—費米電勢和原子光譜問題》（Thomas–Fermi potential and problems in atomic spectra，以文獻[50]的形式發表）獲密歇根大學物理學PhD（1932年6月獲該大學MSc），博導是古茲密特教授。1983—1994年出任臺北中央研究院院長，被譽為“中國（現代）物理學之父”。楊振寧自稱是以理論物理學研究獲PhD的第16名中國學者。

中國科學院自然科學史研究所戴念祖研究員在文獻[51]中將李耀邦誤列為中國首位物理學博士（實為李復幾），將何育杰誤列為中國首位物理學碩士（實為學士）。何育杰（字吟苜，1882—1939）于1907年（“1908年”說不準確）獲曼徹斯特大學物理學學士學位而非碩士學位（翌年戴念祖先生自己已及時予以糾正[52]），1909年回國后到北京大學執教，是北京大學最早的物理學教授，1918年1月至1920年4月出任北京大學物理系主任。[53]誠然，早年英國實行數學優等生和自然科學優等生制度，與后來的碩博學位制度差別較大，何育杰所獲學士學位（根據當時的規定，早年英國正規大學畢業生中有相當一部分學生是不能獲得學士學位的）有可能是相當于后來的“碩士學位”。錢鍾書（1910—1998）于1937年獲牛津大學埃克塞特學院（Exeter College）文學學士學位（B.Litt.），有人認為從學術水平上看，它介于后來的哲學碩士（M.Phil.）和哲學博士（D.Phil.=PhD）之間，不妨稱之為“副博士”。1935年嚴濟慈先生（1901—1996）曾撰文稱贊何育杰和夏元瑮（字浮筠，Yuanli Hsia，1883—1944，1929—1931年任北京大學物理系主任）是中國最早且最好的物理學大師，夏元瑮于1909年獲耶魯大學數學物理學學士學位Ph.B.（Bachelor of Philisophy）。

最早獲得數學博士學位的前3位中國學者：①數學家胡明復（初名孔孫，后名達，MinfuTah Hu，1891—1927）：中國首位現代數學博士。1917年5月以《具有邊界條件的線性積分—微分方程》獲哈佛大學數學（分析）PhD（編號：17h5），這是中國現代數學研究開始的標志，該博士論文于1918年10月在《美國數學學會會刊》上發表[54]，文獻[55]中關于“我國最早發表的現代數學論文”的論述是錯誤的。②數學家和教育家姜立夫（譜名培珦，學名蔣佐，Chiang Chiang–Tso/Tsoo，1890—1978，其妻是胡氏三杰的小妹胡芷華，其長子、數學家姜伯駒于1980年當選為中科院院士）：1919年5月（“1918年”說是不對的）以《非歐幾里得空間直線球面變換法》（The geometry of a non–Euclidean line–sphere transformation）獲哈佛大學數學（幾何）PhD（編號：19c5）。③孫榮（Jung Sun，生于1885年）：1921年以《行列式的若干性質》（Some determinal/determinant theorems）獲美國紐約州雪城大學（又譯為敘拉古大學、錫拉丘茲大學，Syracuse University）數學PhD。[56]楊武之先生在文獻[57]中被列為第9位，第8位是與他同校同屆博士畢業的孫光遠（原名孫鎕，1900—1979），但該文獻遺漏了1925年獲哥倫比亞大學數學PhD的曾昭安（字瑊益，1892—1978）。中國首位數學女博士是數學家和教育家徐瑞云（1915—1969），1940年年底（1941年正式發表于德國《數學時報》）以《關于勒貝格（Lebesgue）分解中奇異函數的傅里葉展開》獲慕尼黑大學數學PhD，她還是中國首位女數學教授（1946年，浙江大學）和首位女數學系主任（1953年，浙江師范學院，今浙江師范大學）。

關于中國首位化學博士問題，肖重發先生在其科學網博客中考證是植物化學家和藥物學家趙承嘏（字石民，Tsan Quo Chou，1885—1966）：[58]中國藥用植物化學和現代藥物研究的開拓者，畢生致力于中草藥化學研究。1906年進入英國曼徹斯特大學化學系學習，1910年獲BSc，在該大學有機化學首席教授小珀金（William Henry Perkin，Jr.，FRS，1960—1929）的指導下從事萜烯類化合物的合成研究，1911年獲MSc，碩士論文與導師聯名在倫敦《英國皇家化學會志》上發表。[59]碩士畢業后即進入瑞士日內瓦大學化學系深造，在有機化學家皮克特（Amé Pictet，1857—1937）的指導下完成了紫堇堿（延胡索甲素）的全合成，1914年獲該大學化學PhD，1955年當選為中科院化學學部院士（1948年在中央研究院首屆院士選舉過程中，因他曾在淪陷區的偽大學擔任行政職務而被排除在外）。筆者經考證后發現，冶金學家溫宗禹（Ching–yu Wen，生于1881年，1919年以工科學長身份代理過北京大學校務）1911年以《有機和無機“添加劑”對從含砷的電解質中電沉積銅的影響》（The effect of organic and inorganic ''addition–agents'' upon the electro–deposition of copper from electrolytes containing arsenic）獲哥倫比亞大學（“MIT”說有誤）化學PhD（編號：11w5）[60]，比趙承嘏還要早3年，此說已被肖重發先生所接受并修正其前說。中國首位女化學博士（亦是中國現代科學史上首位自然科學女博士）是化學家王季茝（又作季茞、季苣、季巨，Chi Che Wang，1883—1979，1947年入籍美國）：1915年（9月3日）以《中國皮蛋》（Chinese preserved eggs—Pidan）獲芝加哥大學化學MSc，1918年以《中國皮蛋和可食用燕窩的化學研究》（The chemistry of Chinese preserved eggs and Chinese edible birds nests）獲該大學化學PhD，該論文是芝加哥大學歷史上首篇以中國內容為主題的自然科學博士論文。2004年芝加哥市寶琳娜大街（Paulina Ave.）的一座社區公園被命名為王季茝公園（Chi Che Wang Park）。[61]因其碩博論文都與皮蛋有關而被戲稱為“皮蛋博士”和“皮蛋姑姑”。

中國首位生物學/農學博士是動物學家和教育家秉志（滿族，原名翟秉志，曾用名翟際潛，字農山，Chih Ping，1886—1965）：[62]中國現代生物學和動物學的主要奠基人。在康奈爾大學農學院昆蟲系師從美國生物學家和昆蟲學家尼達姆（又譯為尼登，James George Needham，1868—1957），同時輔修脊椎動物學，1918年5月以《咸水蠅的生物學》（The biology of ephydra subopaca loew）獲該大學生物學（動物學）PhD（編號：18p5）。1950年代前后，復旦大學生物學教授秉志和燕京大學生物學教授（昆蟲學家）胡經甫[原名宗權，筆名胡烈，1896—1972，1922年以《襀翅目（叉屬）之形態解剖及生活史研究》獲康奈爾大學生物學（昆蟲學）PhD]并稱“南秉北胡”（倆人同為1955年首屆中科院生物學學部院士）。中國首位生物學女博士是吳貽芳（號冬生，Wu Yi–Fang，1893—1985）：1928年以昆蟲學方面的論文《關于生物學上雙翅目蚋屬的研究》（A contribution to the biology of simulium（diptera））獲密歇根大學生物學PhD（編號：28W21）[63]，1928年11月至1951年9月任金陵女子大學（1930年更名為金陵女子文理學院）校長/院長，她是繼楊蔭榆（1884—1938，1922年獲哥倫比亞大學教育學碩士學位，1924年2月至1925年8月任國立北京女子師范大學校長）之后的第2位中國大學女校長。

中國首位地質學博士是地質學家、教育家和政治家翁文灝（字詠霓，Weng Wenhao，1889—1971）：1912年以《勒辛地區的石英玢巖研究》（La porphyrile quartzifere de Lessines，法文版，共28頁，另附顯微照片圖3張）獲比利時魯汶大學（Catholic University of Leuven，Flanders）地質學PhD，與章鴻釗（1877—1951）和丁文江（1887—1936）合稱中國地質界三杰（章丁翁），加上李四光（蒙古族，原名仲揆，字仲拱，1889—1971）則是四杰。翁文灝創造了中國歷史上的多項“第一”頭銜：中國第一本《地質學講義》（1914年）的編撰者、第一位撰寫中國礦產志（《中國礦產志略》，1919年）的中國學者、中國第一張彩色全國地質測量圖的編制者（1919年，著8色）、第一位代表中國出席國際地質大會的代表（1922年第13屆國際地質大會，比利時布魯塞爾）、中國第一位考察研究地震災害并出版地震科普專著的學者（《地震》，1924年）、第一位系統而科學地研究中國山脈的中國學者（1925年）、第一位對中國煤炭按其化學成分進行分類的學者（1926年）、主導發現和開采中國第一個油田（玉門油田，始建于1939年）。中國首位氣象學博士是地理學家、氣象學家和教育家竺可楨（Coching Chu，1890—1974）：1918年夏以《遠東臺風的新分類》（The new classification of the typhoons of the Far East）獲哈佛大學氣象學PhD。

中國首位經濟學博士是經濟學家和政客（后淪為漢奸）陳錦濤（字瀾生，Chen Chin–tao，1870—1939）：1902年以《中國數學史：一項比較研究》（A history of Chinese mathematics：a comparative study）獲加利福尼亞大學（“哥倫比亞大學”應有誤）數學系和社會學系MSc（編號：2c5），1906年以《社會流通的測算》（又譯為《社會流通論》，Societary circulation）獲耶魯大學經濟學PhD（編號：6c5）[64]，博導是美國經濟學家和統計學家歐文·費雪（Irving Fisher，1867—1947）：美國首位數理經濟學家，貨幣主義和計量經濟學創始人，1931—1934年出任（世界）計量經濟學會首任會長。

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