葉企孫與中國現代科學教育

周 勇

（華東師范大學課程與教學研究所 上海 200062）

1987年2月26日，《人民日報》發表《深切懷念葉企孫教授》，葉企孫先生由此得以重新進入公眾視野。進入20世紀90年代，則有王淦昌、錢偉長、李政道、楊振寧、戴念祖等弟子先后為葉先生舉辦誕辰紀念，撰寫回憶錄及傳記，整理出版文集，為全面了解葉企孫對于中國現代科學及科學教育的輝煌貢獻提供了眾多珍貴的歷史資料。2006年，上海文廣集團紀實頻道推出百集文化紀錄片《大師》，所選人物雖多來自人文領域，但到2016年也曾專門刻畫葉企孫的物理學及科學教育貢獻。2018年，央視《朗讀者》亦曾邀請北京大學物理學教授薛其坤朗讀《禮記·大學》選段，借以紀念葉先生誕辰120周年。諸如此類的公共傳播努力還有不少，長期淡出視線的葉先生因此能越出科學界，逐漸被更多的人知道。網絡上近些年就不斷有人發帖，表彰葉企孫的卓越貢獻及偉岸人格，競相將葉先生譽為“一代宗師”或“大師的大師”。

遺憾的是，雖然科學界及媒體已有不少傳播努力，但在教育理論界，葉企孫仍不大為人所知。迄今僅見兩位教育學者曾自覺開拓葉企孫研究：一位便是率先在《人民日報》發文紀念葉企孫的作者之一汪永詮教授[1]，另一位是近期主編葉企孫紀念文集的儲朝暉教授。前者重在彰顯葉企孫科學教育貢獻及人格；后者繼續認識葉企孫的科學教育貢獻及人格之余，還建構了一大概念工具即“教育感”，用于揭示葉先生“既擅長了解學生的優勢潛能所在，又能摸準世界科技發展各個方向的前沿，同時還能夠把學生的優勢潛能引向世界科技發展的前沿地帶，培養出杰出人才”[2]。兩大權威研究均能為了解葉企孫提供有益基礎，但要改變葉企孫在教育理論界的冷遇狀況，仍需更多的人重視葉企孫。本文便嘗試在既有研究基礎上，從新視角入手進一步考察葉企孫的科學教育努力，探討其重要意義，以求使更多年輕教育學子和有志探尋科學教育正途的一線教師也能重視研究葉先生的科學教育初心及進路，從中尋找啟示以優化當前中國科學教育。

一、中國現代科學教育的艱難生長

21世紀以來，敘及葉企孫之于中國現代科學教育的卓越貢獻，最先想到的常常是“兩彈一星”。如紀錄片《大師》之《葉企孫》即是從1964年10月中國第一顆原子彈在羅布泊試驗成功講起，并援引鄧小平的重要論述：“如果六十年代以來，中國沒有原子彈、氫彈和衛星，中國就不能叫有重要影響力的大國，就沒有現在的國際地位。”之后，場景切換為1999年人民大會堂，國家隆重授予23位科學家“兩彈一星功勛獎章”。接著便是揭示一個長期不為人知的教育事實：“這些不同領域的學科開創者竟與同一位老師的教育有關”，[3]他便是葉企孫。此段開場大體不錯，葉企孫晚期學生虞昊也曾指出，兩彈爆炸試驗成功，是靠王淦昌、錢三強、鄧稼先、朱光亞、周光召等，“這些人中除了二人之外竟都是葉企孫的弟子，那二人中有一位卻又是葉師大弟子王淦昌的學生”；“再看中國的衛星上天后被評為功臣的名單：他們依次是趙九章、錢驥、錢學森、王大珩、陳芳允……，其中除一人外，都是葉師的弟子”。[4]

考察23位科學家的教育背景及師承關系，足以證明葉企孫曾為國家作出舉世無雙的科學教育與人才培養貢獻。倘若結合鄧小平提到的重要事實，則還可以進一步認為，多虧有葉企孫，中國才培養出自己能造“兩彈一星”的科學家，進而才能在實現民族獨立之后，在短期內便具備可以和美、英、蘇等大國抗衡的尖端科技實力。本文即從這一大國競爭事實入手，先對中國現代（或近代，即modern）科學教育的艱難生長展開考察，以更深入地理解葉企孫的科學教育努力及意義。所謂中國現代科學教育的艱難生長，可上溯至鴉片戰爭前后中國遭遇英法等西方大國經濟軍事入侵。其時，林則徐、魏源試圖改革經學為主的傳統科舉教育，發展西方軍工制造及操作必需的現代科技教育，但二人為駕馭西方列強提出的教育改革建議卻被道光帝斥為一派胡言。最終魏源按林則徐囑托編完《海國圖志》便心灰意冷，未能創建任何科學教育機制。1860年代以后，曾國藩、李鴻章等封疆大吏為增強國家軍事經濟實力發起“洋務運動”，依靠徐壽、傅蘭雅等創辦江南制造局及福州船政局附設學堂、格致書院等新教育機制，先是圍繞船炮制造及操作，后又拓展至采礦、電報等技術領域，開設天文、算學、格物、地理、化學等課程，才讓中國正式誕生現代科學教育。

徐壽、傅蘭雅等均是李鴻章在當時中國所能物色到的科技造詣最高的教師。但李鴻章并無設想要專門發展天文、數學、物理、化學等現代基礎或自然科學，而是將這些學科視為制造槍炮的工具。徐壽、傅蘭雅等也非真正的現代科學家，不了解西方基礎理論及實驗科學的飛躍進步。要到20世紀20年代，一般科學啟蒙教育家才大體知道，僅物理學自19世紀中期起便在“力學、聲學、熱學、光學、電磁學”等領域迎來重大實驗及理論突破。[5]徐壽、傅蘭雅等所能做的主要就是從應用出發翻譯西方科學教科書，且質量難有保證。何況這點難得的應用科學啟蒙教育努力之后還被19世紀末興起的主流改革動向掩蓋了。1895年，康有為、梁啟超等登臺發起新一輪變法，以為魏源、李鴻章等都沒抓到大國競爭根本，中國之所以落后于西方列強，根本原因不是不懂科技或沒有船炮、火車、電報等重器，而是國家政治制度及國民政治素質不如西方。改革重心因此由增強國家軍事經濟實力，轉向改良國家政治體制或革命，加上清廷體制因腐敗無法統整人心，最優秀的學子在政治改良或革命潮流影響下紛紛改學西方法政，原本統一的中國政治遂在清末最后十年變得日益分裂。

清末改革精英中，也有少數堅持認為中國最要緊的不是政治改良或革命，而是發展工業及科技教育。杜亞泉1900年就曾專門針對“吾國之士皆熱心于政治之為”，疾呼“二十世紀者，工業時代”，“政治學中所謂進步，均籍藝術以成之”。為扭轉精英學子熱衷于政治，發展工業競爭急需的科技教育，杜亞泉還在上海自創學館，編輯“亞泉雜志，揭載格致算化農商工藝諸科學”。[6]此外便是編譯教科書。遺憾的是，因為也非真正的科學家，杜亞泉同樣主要是在傳播其所見各類西方科技工藝常識，未能從發展中國基礎科學、追趕西方基礎科學的角度，努力先做好數學、物理、化學等基礎科學教育。當然，在權力、資源、人力均很有限的情況下，杜亞泉所為已屬難能可貴。更不能否認在知識精英熱衷于法政學、政治分裂的清末歷史進程中，中國現代科學教育之所以還能繼續生長，就因有杜亞泉式的人在基層埋頭普及科技教育。葉企孫兒時能形成強烈科學興趣與志向，也要感謝有杜亞泉式的開拓者在上海從事科技啟蒙教育。

1912年，國內政治分裂及斗爭初告停歇，中華民國成立，蔡元培、范源濂、鐘觀光登臺主持教育部。蔡、鐘曾留學德國，范曾留學日本。盡管蔡元培最看重哲學及美學教育，但也支持發展基礎理科教育。范、鐘更是成為生物學開拓先鋒。1914年，又有任鴻雋、胡明復等留美學子組建中國科學社，創辦《科學》雜志，向國內“介紹整個的科學思想”，“成所謂思想革新之大業”。[7]留學精英成為教育領袖與科學開拓先鋒有利于再造長期以來近乎舍本逐末的中國科學教育。1913年，北京大學理科算學門、物理學門、化學門開始招生，中國由此開始形成以發展基礎科學為本的現代科學教育。理科學長夏元瑮1909—1912年更曾在德國柏林大學留學，且其導師還是頂級物理學家普朗克。夏元瑮很希望北大能成為理論物理學研究及人才培養中心，然而后續進展依舊艱難，到1917年，北大理科本科畢業生總計僅有19人，文科則有116人。[8]至于夏元瑮更期望的，即創辦研究所，使北大及中國拿出可以和普朗克較勁的一流理論物理學新成果，更是遙不可及。

夏元瑮甚至自責：“回國做教習數年，日所為者，不過溫習學過之物而已，新知識增加甚少，新理之研究，更可云絕世。吾輩如此，中國學問之前途，尚有希望乎？”[9]置身優秀學子偏愛文科、經費設備奇缺、政局動蕩等不利境遇，夏元瑮所能做的就是一面竭力派遣教師出洋學習基礎科學前沿進展，一面做好科學名詞審定、科學書籍報刊購買編譯、翻譯普及愛因斯坦的相對論，以此為發展物理及基礎科學教育創造條件。兩年后即1919年，北大開始成為全國學生向往的“新文化”中心，但北大被外界認可的“新文化”仍非數學、物理或化學等現代基礎科學，而是政治運動和胡適領銜發起的新文學及白話文運動，皆系政治或文科方面的種種運動。1920年，蔡元培作為校長也注意到“外邊頗有謂北京大學學生專為政治運動，能動不能靜”，并在開學典禮上辯護，說投身運動乃“愛國熱誠，為特別活動，一到有研究學問的機會，仍是非常鎮靜”。[10]

胡適作為全國教育界影響最大的“新文化”領袖，其實極推崇科學，但他只能從一般方法層面琢磨科學，泛談科學就是“以科學的方法、科學的態度、科學的精神應對問題”，[11]其實際能做的“科學”則是以“大膽假設、小心求證”這一其概括的科學方法來重新整理國故，發明所謂系統科學的“新國故學”，并認為以往從道德、美學等角度解讀《紅樓夢》都錯了，方法不科學。“整理國故”運動由此在全國教育界興起，卻惹來曾經學醫的魯迅看不下去，批判整理國故的人“不問什么是道德、怎樣是科學，只是信口開河，造謠生事，使國人格外惑亂”。魯迅甚至說“其實中國自所謂維新以來，何嘗真有科學”。[12]1931年，陳寅恪也在清華二十周年校慶會上盤點“全國學術現狀”，第一塊便是“自然科學”，指出在自然科學領域，“凡近年之發明之學理，新出版之圖籍，吾國學人能知其概要，舉其名目，已復不易”。只有“地質生物氣象等學，可稱尚有相當貢獻”。[13]

相比大學的科學教育，到1931年仍無法取得一流科學研究及人才培養成就，中小學科學教育同樣談不上能比清末有顯著進步，多數連杜亞泉的科學常識啟蒙水平都達不到。以基礎教育最好的江蘇省為例，1933年有人做過調查，結果小學“一千零八十校中，查其能自制標本，并注意自然科學者，為數僅十校”，“由此可推知一般的小學校，多忽略科學教育”。為數不多的科學教育在教學質量上其實也拿不出手，因為“多數小學教師竟完全憑口解釋，自然教學等于國語教學”。調查者只能悲嘆：“在此科學昌明之世紀與科學救國之時期，如此建筑兒童科學基礎，前途危險實甚。”[14]至于中學界，則連像樣的數理化基礎科學教科書都編不出來。吳大猷就記得，其1921年讀中學時，基礎科學方面“根本就沒有中文的教材”，其所入南開中學“數學課程如代數、幾何、化學和物理，一切都是英文書”。南開中學因招生要求高，“學生還勉強適應得過去。但是對于全國大多數的學生來講，在中學里面，你若沒有中文教科書，就根本不能教”。[15]

也許因記憶有誤，吳大猷忽視了當時中學數理化其實有中文教材。杜亞泉1923年就曾編過中學有機化學課本。只是中學中文基礎科學教材編者大都和杜亞泉一樣皆非科學家，即使編出來，質量上也被任鴻雋、孫學悟概括為“不三不四的本子”，造成“咱們國里科學沒能下一個根基”。[16]何況杜亞泉本人也曾交代其編化學課本時，各科科學名詞如何翻譯都還沒有統一確定下來，[17]只能靠非科班編者自行翻譯所見良莠不一的中學科學教材。在此情況下，想讓全國中學生都能通過可靠中文教材獲得高質量的基礎科學教育便無從談起。大學數學、物理等系只能指望少數中學為其提供生源，甚至很難招到學生。總之，幾代開拓先鋒艱難探索至1920年代，雖然總算有不少人知道數理化等基礎科學最重要，也建起了大中小學基礎科學教育體系，但該體系的質量卻令人堪憂，談不上能為改變中國現代基礎科學落后狀況奠定可靠教育基礎，更無可能為國培養一流科學人才。質量堪憂的原因有許多，最根本的正是吳大猷所說的“要有人，沒有人就根本無從談起”。[18]現在要輪到葉企孫登場了，就看他將如何提升中國現代科學教育質量。

二、為國培養品行一流的基礎科學人才

葉企孫正式登場是在1925年。兩年后任鴻雋曾在《現代評論》發起一場討論，其中又提到中國基礎科學研究及教育之所以總是上不去，系因缺乏“領袖人才”，其學術領導能力具體包括：“他不但自己能有特殊的問題，提出研究，并且對于和他相近的學科，也能指出發展的路徑。他能利用他的學識經驗，在短時間內，把研究事業理出一個頭緒，造成一個間架，而讓他人慢慢去做底細的工作。”任鴻雋認為“這樣的一個領袖人才，若能找到，不要說三年五年，就是一年半載，也是很有益的”。然而任鴻雋又覺得當時中國找不到這樣的科學領袖，只能請外國科學家，只是“不易請到”，“物理學化學一類的先生”更是難請，因為“到中國來，絕對沒有自己工作的希望，純粹是一種犧牲”。[19]其他發言人也說“現在中國沒有像外國那樣第一流的研究領袖，想來誰都不敢否認”。[20]本文關注的還不是中國能否找到人，而是任鴻雋的領袖人才言論很適合用來理解葉企孫登場對于中國科學教育及科學發展的重要意義。進而言之，葉企孫正是任鴻雋所期盼的領袖人才，無論學術領導力，還是犧牲精神，葉企孫都堪稱不二人選。

由此必須提及洋務運動以來未曾中斷的留學政策帶來的一線生機，雖然多數留學生都選擇工科、法政及文科，很少選擇數理化等基礎科學，但20世紀第一個十年，在任鴻雋看重的物理學領域，中國終于開始實現零的突破，有1人在波恩大學拿到物理學博士學位，他便是李復幾。只是李復幾1907年歸國后“未繼續從事物理學研究，而是在漢冶萍公司、漢口工巡處、四川鹽務管理局等部門任工程師”。[21]1910—1920年間，有2人獲得物理學博士學位，“這時中國的物理（仍）可以說是一片空白”。但從1921年到1925年，一下子有9人在國外一流大學物理系獲得博士學位，[22]包括葉企孫。和眾多留學生一樣，來自上海敬業中學的葉企孫也是先考上清華學校，得以出國留學。葉企孫考入清華是在1911年，當年10月，辛亥革命爆發，清華停課，葉企孫只得返回上海。1913年，葉企孫重新報考清華，再次順利脫穎而出。五年后，葉企孫進入芝加哥大學物理系直接讀本科三年級。1920年，葉企孫升入哈佛大學攻讀物理學博士，時年22歲。

第二年，葉企孫“用X射線方法重新測定了普朗克常數h值”，比西方科學家“1917年用光電效應方法測得的被當時公認為最準確的h值，更為精確，因而被國際物理學界沿用十六年之久”。1923年，在導師布里奇曼指導下，葉企孫又改進實驗方法，重新研究“液體靜壓力對于磁體磁導率的影響”，“將壓強從200多大氣壓提高到前人未曾用過的12000大氣壓，對典型的鐵磁性金屬鐵、鎳、鈷和兩種碳鋼的磁導率進行了精確測量，觀測到前人不曾觀測到的復雜現象”，“為這一領域的實驗研究工作開辟了新的途徑，在當時的磁學和高壓物理學中都具有創新意義；同時，他又對實驗進行了理論分析，其實驗結果與理論分析結果能定性符合。……獲得當時歐美科學界的好評”。[23]葉企孫即靠這一創新研究于1923年獲得哈佛大學物理學博士學位。這是中國人首次在實驗及理論物理學前沿領域做出歐美科學界公認的一流成果，由此在物理學這一20世紀最重要的基礎科學領域，中國終于有了自己的世界一流的科學博士。

假使葉企孫留在哈佛繼續做研究，或許不難像其導師布里奇曼1946年那樣靠高壓電磁物理學貢獻獲得諾貝爾獎，但葉先生即使明知回國后無法繼續推進其在哈佛開拓的研究，也依然選擇回國。原因很簡單，就是祖國需要和回報祖國。求學清華時，葉企孫就對諸多留學生虛度光陰以致既誤己又不能回報國家感到心痛，乃至在日記里寫下“祖國以巨萬金供給留學生，當知何艱難困苦。謀祖國之福，而乃敷衍從事，不亦悲乎”。[24]葉企孫選擇赴美攻讀物理學，正是為了有朝一日能為國謀福。1924年葉企孫抵達上海，在第二所國立大學即東南大學擔任物理學副教授，同時編輯中國科學社主辦的《科學》雜志。第二年，清華學校決定辦大學，葉企孫于當年9月被母校召回，負責創辦物理學系。中國現代科學教育由此迎來嶄新起點，長期連賽道都找不到的中國，也隨之可以從零開始追趕自牛頓力學起已有兩百年現代基礎科學的積累，并在20世紀初又有新一輪科學突破的西方大國了。

然而清華物理系開辦之初，教授及世界一流的科學博士就只有葉企孫一人，趙忠堯、施汝為等助教雖是葉企孫看中的人才，但都剛從東南大學物理本科畢業。葉企孫很想能請到水平和他一樣或比他高的教授，卻無法請到。苦于無人可用的葉企孫只得將重心放在培養科學苗子上。頭三年，清華物理系只招了7個學生。第一屆4個，包括王淦昌、施士元等，第二屆2個，第三屆1個。因中學物理教育質量差，學生很少愿意選讀物理學，葉企孫身為系主任唯有親自逐年開課，期望能吸引到資質好的學生，為他們打下扎實基礎，將他們引上物理學前沿賽道。原本學化學的王淦昌即因在葉企孫的普通物理學課堂上聽得入迷，并能準確理解回答問題而被葉先生看中，后又在葉先生“循循善誘下”改選了物理。1926年3月日寇入侵引發“大沽口事件”，王淦昌和其他清華學子一起“游行到段祺瑞政府門前示威”，“軍警竟向手無寸鐵的學生開槍”。王淦昌向葉企孫報告情況，葉先生悲痛之余對弟子說“誰叫你們去的？你們明白自己的使命嗎？一個國家，一個民族，為什么挨打？……只有科學才能拯救我們的民族。說罷淚如雨下”。深受感染的王淦昌更因此決定攻讀核物理學，并像老師那樣將“愛國與科學緊密相關”視作“生命中最最重要的東西”。[25]

上課之余，葉企孫還盡可能為全校學生開講座。任之恭就記得自己1926年前往麻省理工深造前，曾聽過葉企孫作演講，“預言‘波動力學’（該詞當時從未聽到過）將是未來理論物理的主要動力”。后來果然有薛定諤因波動力學貢獻于1933年獲得諾貝爾獎，任之恭也因此“時常感到奇怪，葉企孫怎么能那么早就預見到事態的發展”。[26]事實上，葉企孫在哈佛改進高壓物理及電磁物理實驗研究時，就很清楚照其創新發現繼續下去，將開拓哪些新的科學前沿領域，像“葉企孫關于原子微觀結構對鐵磁性影響的理論預言，迄20世紀60年代才在鐵磁性材料科學（諸如收錄機、電腦、光盤等）有了突飛猛進的發展與變化”。再如葉企孫到任清華后，發現大禮堂“音質極差，既有回音又有混響”，為此葉企孫帶領趙忠堯等助教“開創了國內建筑聲學之先河”。1927年葉企孫發表論文，“從理論上解決了大禮堂聽音困難之癥結，從實踐上提出了改正大禮堂音質的好辦法”。在美國，類似聲學難題是1918年提出，到1924年才被伊利諾伊大學物理學教授沃森解決。葉企孫不到兩年便解決這一聲學難題，“也可謂是站在該學科前沿上”。[27]

無奈葉企孫即使知道必然誕生諸多重要新領域，也沒法立即著手展開研究以爭取領先一步，他只能全力做好清華物理教育，為助教及學生將來深造奠定扎實理論及實驗基礎。1927年，趙忠堯前往加州理工攻讀博士，第一屆畢業生王淦昌、施士元等被送往柏林大學、巴黎大學攻讀博士，專業都是最前沿的領域，如射線、原子結構、核變。1928年，葉企孫終于請到兩位世界一流的科學博士吳有訓和薩本棟來清華任教。1929年起，又有周培源、熊慶來、張子高、任之恭等一流物理學、數學及化學博士陸續學成歸來加入清華，葉企孫因此可以在1929年創辦理學院及各科研究所。這些“在當時國內尚屬首創”。[28]葉企孫認為本科不能專業化，學物理必須同時有機會學化學及數學；反之亦然，所以必須辦理學院，否則學生很難有大的發展空間或成為一流物理及其他科學人才。辦研究所、建實驗室則是為了讓教師回國后能繼續通過實驗，推進其在國外開拓的前沿研究，并為優秀本科畢業生提供研究及深造機會。

得益于葉企孫全力創造條件，一批世界一流的科學博士來到清華任教后才得以繼續推進其在國外開拓的前沿研究。吳有訓更是“首得在國內從事研究并獲有成績”。1930年，吳有訓完成“關于X線散射研究論文一篇，寄往英國自然周刊發表”，被嚴濟慈譽為“實開我國物理學研究之先河”，[29]堪稱中國人首次在本土做出一流科學成果。葉企孫請吳有訓時，就破例把后者薪金定得比他還高，因為他覺得就對近代物理尤其20世紀物理學前沿進展的了解及研究能力而言，吳有訓比他還高。為了能讓請來的一流科學人才安心繼續研究，使中國也擁有能追趕西方基礎科學前沿的科學研究與教育中心，葉企孫作為系主任兼院長，“總是乞求為下屬創造一個好環境，好待遇”。其對吳有訓如此，對薩本棟亦如此，“為使薩本棟專心研究并矢電路及其數學問題，專心寫好《普通物理學》教本等書，葉企孫自己代薩本棟講課，以減輕薩本棟的教學負擔”。[30]清華物理系之所以能迅速成為一流基礎科學研究與教育中心，固然受益于清華經費相對穩定，但更要靠葉企孫作為系主任尊重愛惜一流人才，體制建構及資源配置均是為他們安居樂業創造條件。

1929年，清華物理系的教授們竟致信校長羅家倫，集體聲明“本校物理系教授，因鑒于發展本系之重要，乃一致議定，自下學年起，概不在外兼課，專力于教授及研究”。[31]這更能說明，清華物理系其實已變成志同道合的科學研究及教育共同體，其使命就是以一流基礎科學研究為國培養一流基礎科學人才。且清華物理系教授們不光能以研究行動向學生示范西方基礎科學前沿，還能向學生展現一心為國發展科學、不計個人名利得失等一流品德。就此而言，又得提起葉企孫的示范作用。吳有訓、薩本棟等教授都清楚葉企孫有何學術能力及品德。學生同樣容易從葉企孫言行舉止中獲得一流品德熏陶。比如葉企孫雖口吃，但因總想讓學生迷上物理，所以其實很會教學。然而他卻常對學生說自己教得不好，勉勵學生努力從其他老師那學到更好的物理學。1930年，第二屆學生馮秉銓、龔祖同畢業時，葉企孫就曾說：“你們畢業了，這幾年我教你們的課不少，教學效果不理想，我感到慚愧。……為了補償我的不足，我請了一些比我高明的學者來任教，像薩本棟先生、吳有訓先生，還有我們近年請的周培源先生，他是愛因斯坦的學生，他們都比我強。我只是有這樣一個心愿：希望我們培養的學生，將來都比我們有更深的造詣，對國家的貢獻更大。”[32]

說自己學問不如諸位同事高明，其實是從大局考慮的謙辭。物理系第七屆畢業生錢偉長后來知道葉企孫讀博士時就測定了更精確的普朗克常數值，驚訝之余曾感慨：“葉老師這一貢獻，鮮為人知，而葉老師自己則幾乎從來沒有提起過，這種虛懷若谷的崇高品德，怎能不使人崇敬仰止？”[33]葉企孫本人所看重的也正是身教，而非依靠行政力量或制度來規訓教師與學生。葉先生相信只要能讓吳有訓、薩本棟、周培源等安心為國從事科學研究，便能為學生樹立榜樣，使學生跟著成為品行一流的基礎科學人才。然而1928年9月上任的校長羅家倫卻竭力按蔣介石及教育部意思，以行政權力改造清華。葉企孫作為清華學術領袖隨即起身反對，認為羅家倫雖有功于清華，“但在學問上根底不切實，又好大言，以致為教師們和學生們所輕視”。[34]加上畢業校友抵制、北方并未被蔣介石掌控等因素，羅家倫只得于1930年春辭職離去。之后，又發生閻錫山想派幕僚喬萬選執掌清華，蔣介石任命親信吳南軒繼任校長，同樣均遭到清華師生抵制。1931年，梅貽琦結束留美學生監督歸來出任校長，清華體制震蕩終于結束，葉企孫得以安心繼續全力支持教授趕超世界科學前沿。

進入1930年代，葉企孫開始迎來可以滿足其心愿的收獲。1932年初，學生趙忠堯從加州理工學成歸來被葉企孫請來在清華“進行核物理實驗研究”，“并于1933年完成了有關電子對的產生與湮滅的實驗，……論文發表在Nature”。[35]1933年，施士元也從巴黎大學學成歸國，不僅完成最新的核物理成果，還按葉企孫囑托從其導師居里夫人那買來鐳放射源，為清華發展核物理研究提供必不可少的放射源。1934年則有王淦昌從柏林大學學成歸國，其理論及實驗水平在放射物理學前沿領域堪稱頂級。1930年，博特和學生“用放射性釙放射的a粒子轟擊鈹核，發現了很強的貫穿輻射，他們把這種輻射解釋為Y輻射”。王淦昌了解后，“總覺得Y輻射能否具有那么強的貫穿能力值得懷疑”。他認為“博特在實驗中用的探測器是計數器，如果改用云霧室做探測器，重復博特的實驗，會弄清這種貫穿輻射的性質”。他兩次向導師邁特納申請啟用云霧室，1922年便開始研究Y輻射的邁特納竟然沒有理會，導致錯失良機。1932年英國物理學家查德威克啟用云霧室，“證實這種輻射是中性粒子流，并且計算了這種粒子的質量，這就是中子的發現。查德威克因此獲得了1935年諾貝爾物理學獎”。[36]

回國后，王淦昌對通過實驗探測中微子充滿信心，即使因實驗條件不具備，也可以依靠追蹤文獻把握這一領域前沿進展，同時提出進一步研究的理論假設。可以說，1931年起葉企孫的第一批學生都已成長為國家急缺的一流基礎科學人才。與此同時，葉企孫又在物色新學生，開拓更多國家急需的前沿科學。“九一八事變”爆發，日寇飛機轟炸東北，葉企孫隨即率先籌辦航空系，請航空動力學名家馮·卡門來華，并改革清華庚款留美政策，將非清華學子錢學森選拔出來，送往麻省理工跟隨馮·卡門求學。1933年“熱河事變”以來，葉企孫又安排龔祖同、趙九章前往柏林大學學習應用光學、動力氣象學。1937年以來最艱苦的八年抗戰時期，葉企孫又為國家自覺分擔了更多責任，如通過研制炸彈及電報機、募捐等方式支持抗戰。即使責任更多，葉企孫仍在戰火中努力維系其與清華師生開拓的水平堪稱世界一流的基礎科學研究與教育事業。盡管許多實驗無法進行，但至少能在理論探索方面緊追乃至超越西方前沿進展。楊振寧、李政道等諾貝爾獎獲得者便是在這一時期打下攀登前沿科學高峰必需的理論基礎。

辦好清華物理系及理學院之余，葉企孫還曾支援北大理科發展，如與北大理學院院長饒毓泰攜手優化中國現代基礎科學教育，派吳有訓到北大講授普通物理學，讓北大學生也有機會接受當時國內水平最高的科學教育。錢三強聽課后，便因“認識到清華名師的水平，被其所吸引，就轉到清華物理系”。[37]當時沒有今日的大學排行榜或學科排名體系，但北大清華之間也存在競爭。不過葉企孫、吳有訓、薩本棟所想都是提升整個國家的基礎科學教育及研究水平，所以會去支援北大。葉企孫替薩本棟上課，使后者安心編好普通物理學教材，也是為了讓全國大學生有機會接受最好的基礎教育。大學外，更讓葉企孫揪心的乃是當時中學物理及科學教育質量低劣，如沒有像樣的教材，教師因不懂科學很容易將教學扯到遠離科學的方向上去，學生即使努力也學不到科學。甚至清華物理系及理學院選拔上來的堪稱全國最優秀的中學生，連必須做好哪些最基本的物理實驗都未掌握，導致葉企孫1926年起“每年仍需開高中物理一班，以補不足”，[38]并為全國中學編寫物理實驗教材。

吳有訓也在《科學》上特地撰文介紹葉企孫所編中學物理實驗教材，“深佩編者規劃之精細”。[39]但相比胡適一系宣傳的教育生活化或活動化可以主導中小學教學改革走向，葉企孫及吳有訓的努力在中小學領域則很難看到有多大反響。好在中小學的科學教育質量無論多差，終究還有葉企孫及其同事在清華發展世界一流的科學教育。他們奮戰到1940年代便已為國家培養出日后制造“兩彈一星”必需的基礎科學人才，其領銜者正是葉企孫的清華大弟子王淦昌。王淦昌記得“浩瀚的戈壁灘上空升起光彩奪目的大蘑菇云的時候”，陳毅元帥曾對他說“那個東西響了，我這個外交部長就好當了”，聶榮臻元帥也說“靠人家靠不住，也靠不起”，“只能把希望寄托在本國科學家身上”。王淦昌自己則感慨道：“在這個時候我不能不想起我的師長葉企孫教授，只要細看看投身于兩彈事業的科技骨干名單，就會看出這些人大都是葉師創建的物理系培養出來的學生，或者是葉師學生的學生。”[40]這些學生還曾“受到過批斗監禁”，“可是他們在受了冤屈、凌辱之后，不改愛國和忠于科學事業的初衷，忍辱負重依舊全身心投入事業中去，艱苦拼搏，默默無聞地工作”。[41]名師出高徒，他們都是葉企孫由創辦清華物理系入手為國培養的品行一流的基礎科學人才。

三、對于當前中國科學教育的啟示

如之前所述，本文先是從大國競爭角度梳理中國現代科學教育的艱難成長，從中可以看出，為對抗西方大國軍事經濟入侵，中國自1860年代起開始發展現代科學教育。盡管曾遭遇傳統科舉教育束縛，以及改革精英熱衷于政體重建、國內政局動蕩等一系列不利因素，但不同時期總會有人在不利處境中努力推進現代科學教育。到清末民初，中國現代科學教育終于由最初少數機構的教育實驗發展成大中小學科學教育體系。然而這些不過是規模擴張，論及質量提升，卻長期未能進步，而且數十年來甚至都沒有人能知道中國現代科學教育質量不足在哪。到蔡元培、夏元瑮、任鴻雋等留學精英登臺，總算明白此前科學教育過于關注應用科學，相比西方大國，中國真正缺少的乃是數理化等基礎自然科學，所以必須提高基礎科學教育質量。然而即使知道質量不足在哪，也只能徒呼奈何，因為直到1920年，中國也找不出能把基礎科學教育做好的人，尤其是能把學生引入西方基礎科學前沿領域的一流科學家，整個教育界更連一個都難找到。

了解上述背景及中國現代科學教育質量提升難題之后，顯然有利于在既有研究基礎上進一步認識葉企孫的重要意義。葉企孫確如汪永詮教授所言：“是我國科學界、物理學界的老前輩，對我國物理學以及整個自然科學教育的教育、人才培養和科學研究的發展都曾作出卓越的不可磨滅的貢獻。”[42]同時，葉先生也如儲朝暉教授所說具有非凡“教育感”，善于“把學生的優勢潛能引向世界科技發展的前沿地帶，培養出杰出人才”。但從本文的歷史考察來看，還可以進一步認為，就中國現代科學教育而言，長期以來懸而未決的質量提升難題到葉企孫登場才開始予以解決，或者說直到葉企孫1925年在清華大學創辦物理系，中國才談得上開始切實發展質量一流的現代基礎科學教育，即最終能把學生引入西方物理學突破引發的眾多基礎科學前沿領域的現代科學教育。這當中最關鍵的不是別的，就是葉企孫本人首先是世界一流的科學家，知道當時西方物理學實驗及理論研究前沿領域，能躋身其中做出領先的研究成果，同時愿意犧牲個人科學進步，埋頭從事教育，全力為中國學生也能成為一流科學人才奠定必需的實驗及理論物理學基礎。

清華大學也因葉企孫而能后來居上超越夏元瑮所在的北京大學，成為中國現代基礎科學研究及教育中心。至于葉企孫在清華大學如何從創建物理系入手努力提升中國現代科學教育質量，本文也已做過重點考察，從對當前中國科學教育發展有何啟示的角度看，以下幾點值得特別歸納或再做些強調。首先是葉企孫對于大國競爭的認識以及由此形成的堅定的科學救國理想與愛國情感，進而愿意犧牲個人科學成就投身教育，甚至終生未娶，一生都奉獻給了為國培養品行一流的基礎科學人才。其次是葉企孫深知中國軍事經濟之所以落后，是因沒有真正的基礎科學，即使曾有許多科學教育發展努力，也是舍本逐末只注重應用科學，此乃科學教育質量難有提升的關鍵所在。1919年，29歲的陳寅恪留學哈佛時也曾對吳宓說：“今則凡留學生，皆學工程、實業，其希慕富貴、不肯用力學問之意則一。而不知實業以科學為根本”，一旦“境遇學理，略有變遷，則其技不復能用。”[43]所言也能抓到中國科學教育的結構缺陷，只可惜陳寅恪并未去主攻學理意義的基礎科學。葉企孫則在1915年（17歲）便遺憾“國人皆頌愛迪生而不知牛頓，不理解西方的科學理論”，呼吁“同學諸君莫忽視理想科學（純科學）”。[44]陳寅恪能發現問題已屬不易，但更難得的還是葉企孫以實際行動解決中國現代科學教育質量提升難題。

尤其重要的是難題解決進路，有的固然知道真正或最基礎的科學乃是理論科學，但卻是在哲學或形而上學層面展開探索，將科學哲學視為真正的科學；葉企孫則是在芝加哥大學及哈佛大學的物理實驗室里依靠優化實驗，趕超西方物理學理論前沿。這里無法判斷兩種進路孰是孰非，只能感嘆幸虧還有葉企孫式的進路，否則不知道中國何時才可以找到20世紀因西方物理學突破形成的基礎科學賽道，以及該如何培養能將最前沿的物理學成果應用于原子彈制造的科學人才。由此將引出需要強調的第三點啟示，即葉企孫創建清華物理系以來，一直渴望能請到能在西方物理學前沿領域取得突破，甚至水平比他高的科學博士擔任教授，然后不計個人名利得失，為他們在清華繼續從事前沿研究創造條件。1927年，葉企孫規劃物理系時甚至提出“教學生不過是一部分的事”，“大學校的靈魂在研究學術”，“物理系的目的就重在研究方面”。[45]葉企孫不把教學視為本科核心工作，并不表示他輕視培養學生，相反恰恰為了能讓學生成為一流基礎科學人才，所以他才把聘請一流科學博士、讓他們安居樂業視為本科核心工作。

請到一流科學博士，自然知道本科必須開哪些課，才能讓學生具備追趕西方物理學及科學前沿必需的基礎理論知識及實驗能力，像吳有訓、薩本棟，便為學生開設了近代物理、普通物理學等必需課程。總之，教學方面葉企孫最看重的也是先要有能做出一流基礎科學研究的教師。為確保教師、學生有時間研究，葉企孫還控制班級人數，“使不超過約十四人”，同時盡量精簡課程，“重質而不重量”。[46]物理系本科需兼修數學、化學乃至社會科學和教育學，但四年下來總共也僅有26門課程。[47]之后學生通過嚴格畢業考核且有志繼續深造，便到研究所直接跟老師合作，在前沿領域展開實驗及理論研究，或到國外留學做前沿研究。這些都表明葉企孫不會把開課及教學從研究中獨立出來考慮，更不會舍本逐末，追求教學指標增長。葉企孫甚至會主動替教師上課，其所言所行都是為了先夯實教學之本。這個本便是讓教師有條件和時間在各自熟知的前沿領域從事研究取得一流成果，尤其不計個人名利而一心為國趕超西方科學前沿，更需要有教師身教示范在先，學生才能跟在老師后面成為品行一流的基礎科學人才。

最后一點啟示與優化中小學科學教育質量有關。葉企孫最看重的是讓中小學生尤其高中生掌握物理基礎知識，能做物理基本實驗。然而小學最常見的卻是把自然課上成國文課，中學則連中文數理化教科書都編不好。1917年以來，胡適領銜的杜威中國弟子及國內師范學校畢業的眾多新教育家都曾大力改革中小學科學教育。然而這些改革領袖均非科學家，常常只能將科學籠統地界定為就是以科學方法解決包括人生問題在內的各種問題，科學教育也隨之表現為引入美國道爾頓制、設計教學法等教學新方式，為學生設計五花八門的問題探究活動，以為這樣就可以讓學生學到科學。這是當時最流行的中小學科學教育改革努力，它把數理化等基礎科學的基本知識掌握及實驗能力培養，替換為設計各種活動使學生自主養成所謂科學的方法、科學的思想或科學的精神。至于何謂科學的方法、思想或精神，理解又莫衷一是，導致活動越多，學生及教師越不清楚科學教育究竟要學什么、教什么，猶如盲人摸象。葉企孫也不得不分出精力，為全國中學生編寫物理實驗教材。

大學領域同樣會出現類似空泛的科學教育走勢，諸多科學課程及教學只知道高喊獨立研究、科學方法、大膽假設、小心求證等大道理，弄得吳有訓也忍不住出來批評：“這種高調的課程對具有玄談傳統習尚的中國人，非常適合口味，結果學生對于實驗常識，一無訓練，惟日談自由研究不知研究為何事，以科學工作空談便算了事。”[48]1929年，葉企孫也曾提請大學教育界注意，中國“在物理學方面，現在至少有四所大學，儀器和實驗室都尚完備，但是沒有人去利用”，“所以實在的困難，是在科學家太少”。說完，葉先生又談起師范教育和中學教育，直言：“師范教育辦了幾十年，不過成績非常壞。出來的學生，連極根本的、極淺近的科學原理，還弄不清楚。因為師范不好，中學亦辦不好。”[49]葉企孫只有將去中學任教定為清華物理系學生畢業出路之一，希望清華學子不僅可以趕超西方基礎科學前沿，而且能為優化中學科學教育貢獻力量。今天葉先生早已不在人世，但大中小學科學教育在質量提升方面依然面臨許多問題，如廣為人知的“錢學森之問”，中小學數理化被刷題及各種遠離科學基礎知識及實驗能力的活動主導，甚至高考方案變動不居都會減少學生選擇物理，所以教育理論界及一線教師仍需重溫葉先生為提升中國科學教育質量付出的系列努力，光大其為國培養品行一流的基礎科學人才的教育初心與進路。