一個彪炳史冊的傳奇:最窮物理系卻走出了諾貝爾獎得主和兩彈元勛
文 | 郭曄旻
「掛布分屋共容膝,豈止兩家共坎坷。
布東考古布西算,專業不同心同仇。」
——華羅庚
上面這首小詩,是當代著名數學家華羅庚先生在西南聯合大學數學系擔任教授時所寫的。當時,從英國回國的華羅庚居無定所,住在昆明北郊陳家營的聞一多先生便熱情邀請華羅庚一家與他們同住。一間不到20平方米的廂房,中間只用帘子將聞家八口和華家六口隔開,開始了對兩家人來說都是畢生難忘的隔簾而居的生活。後來因為實在擁擠不堪,華羅庚只好在西郊普吉附近找了個牛圈,用最便宜的價把牛圈上頭用來堆草的樓棚租了下來。牛住下頭,他們一家人住上面。這其實並不是華羅庚一人的遭遇,是當時西南聯大教授們的常見狀況。但即使環境這樣艱苦,無論是數學系還是其他院系都出了很多重大成就。
華羅庚一家在昆明西倉坡聯大教職員宿舍前合影。
物理系則是西南聯大理學院一個足以彪炳史冊的傳奇。在條件極其艱苦的情況下,聯大物理系先後培養出楊振寧、李政道這樣享譽世界的諾貝爾獎得主及鄧稼先、朱光亞等「兩彈元勛」,從而創造出了一個物理教育史上的奇蹟。
物理系的師資力量基本上也是由原來三個大學物理系的教授、講師、助教組成。饒毓泰任系主任,教授有清華的葉企孫、周培源、趙忠堯、王竹溪、霍秉權,原北大的鄭華熾、吳大猷、朱物華等人。西南聯大物理系在聯大新校舍的東北區(理學院其他各系都在新校舍南區),佔用五棟平房,其中有實驗室、圖書資料室和辦公室,房子很緊。上課另有各系共用的教室。
與其他院系老師的境遇相似,物理系的老師也住在郊外,到學校上課要走很遠的路。據沈克琦回憶:「由於日機轟炸,教授們都移居郊外。周培源先生從十幾里路以外的西山騎馬來上課,後因馬料太貴,改騎自行車。吳大猷先生,則每天由北郊崗頭村步行或坐馬拉帶篷的板車進城上課。」吳大猷自己回憶那段歲月時也說道:「累是不必講了,穿皮鞋走石子路,一天兩個來回共約20多里,用不了幾天,皮鞋就要打掌。更費的是襪子,不知穿破了多少雙,而褲子的膝蓋上都補上了像大膏藥一樣的補丁。」有一次日軍飛機轟炸昆明,把吳大猷夫婦賴以棲身的小茅屋震倒了大半邊,倒下的土牆壓碎了裝糧食用的瓦缸,半缸麵粉和泥土、碎瓦塊混在了一起。吳大猷沒有閑錢再去買糧,他的病妻只好把碎缸裡面的麵粉捧起來,用洗麵筋的辦法,把泥沙和澱粉洗掉,將剩下的麵筋留下,作為後半個月的口糧。吳大猷白天在課堂上向學生們大談原子振動和光譜,晚上回到家用麵筋果腹充饑,長達半個月之久,真是令人情何以堪。
/西南聯大時代的楊振寧(後排右一)
在教學科研方面,西南聯大物理教育秉承物理學以實驗為基礎的宗旨,非常重視實驗教學。普通物理課程和電磁學、光學、無線電原理等專業課程平均三周做兩次實驗,近代物理課程則做六七個實驗。可惜在院系倉促西遷的過程中,各大學本就不多的實驗設備很多都未能安全抵達目的地,重新採購也存在很多困難,導致實驗設備極度缺乏,僅有的一些實驗設備也顯得格外珍貴。迫不得已的吳大猷「只好盡自己個人的力量做一點點工作」,把三稜柱放在木製架上拼成了一個「在20世紀,在任何實驗室,不會找到」的「最原始形的分光儀」。沈克琦也回憶,虞福春在一次指導二年級電學實驗課時,告誡學生要小心地使用由美國剛買來的靈敏電流計,「每台要75美元,備用的懸絲只有兩根,千萬別用壞了,否則後面的同學就無法做實驗了」。當時為了防備日軍飛機的轟炸,虞福春在實驗室泥地上挖一個洞,半埋一個50加侖的大汽油桶,實驗完畢後就將一些儀器放入桶中,再蓋上桶蓋,以免在日機轟炸昆明時遭受損失……1942年初,物理係為了給高年級學生開設高能物理方面的課程,打算建一台小型的迴旋式粒子加速器。為了收集戰時的緊俏物資,同時也是建造加速器必需的鋼鐵,物理系發動高年級學生收集廢鋼鐵。他們每天提著麻繩,拎著籮筐,在昆明城裡走街串巷,腳下的鞋子磨破了,衣服也被撿來的廢鐵勾了幾個洞。為了化鐵為鋼,物理系又悄悄在學校後面的白泥山建了一座小高爐。但幾個月過去了,收集到的廢鋼鐵才100多公斤,離建一台回旋加速器的要求相去甚遠。由於種種困難,到了這年秋後,研製回旋加速器的計劃終於告吹,這自然是時代造成的遺憾了。
/李政道在西南聯大學習時留下的電磁學考試試卷,總分為83 分
西南聯大的物理大師們就是在如此艱苦的環境,簡陋的條件下,進行著物理學的科研與教學工作。吳大猷早年留學於美國密歇根大學,他的博士論文《多原子分子的振動光譜結構》,對現代物理的影響十分重要。他在西南聯大期間最大成就就是寫成了專著《多原子分子結構及其振動光譜》。這本在半年內完成的書是當時唯一討論到多原子分子物理的著作。因此也就成了多年來多原子分子這一領域的權威性教科書及參考書,直到20世紀80年代一直都是這一領域裡全世界各研究機構普遍採用的標準手冊。許多國外的科學家最初讀到這本書的時候都非常驚訝,他們沒想到在中國那麼艱苦的環境下,還有人能寫出這麼高質量的學術專著來。
在教學方面,各位大師對學生的要求是非常嚴格的。對於必修課,學生考試不及格者不得補考,只能在下一年重修;而選修課如不及格,既不準重讀,也不準補考,只能另選別的課程以補足學分。對於一年級的學生,即使修夠了學分,在必修課中如有一門達不到70分以上者,不得升級。因此,西南聯大在短短9年辦學時間內,物理系共培養出130名畢業生,其中包括謝玉章、黃授書、應崇福、楊約翰、楊振寧、黃昆、張守廉等7名研究生。研究生中有幾人學習非常突出,當時在聯大校內就很有名。如1942年本科畢業繼續讀研究生的楊振寧、張守廉,燕京大學本科畢業來聯大讀研究生兼做助教的黃昆,當時就有人稱他們三人為「物理系三才子」。西南聯大的物理老師為學生開出的課程已基本與國外相同,並且教學內容反映了國際物理學的最新內容。楊振寧曾回憶道:「在昆明的這一段時期是我一生學物理的關鍵,因為紮實的根基,使我在1946年秋入芝加哥大學,可立即參加研究院的工作。」
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