岳劼恒的科学贡献与治学思想研究

钱海婷，白秀英

(1.西安财经学院，陕西西安 710100;2.渭南师范学院物理学系，陕西 渭南 714000)

岳劼恒(1902—1961)是在法国居里夫人实验室工作过的中国学者之一。他主要将法国化学家P.Job的连续变化法及E.Darmis创建的旋光法应用于酒石酸及其络合物的结构和稳定度分析中，在当时国际上开创出应用旋光现象研究络合物的新途径。岳劼恒在西北大学物理系任教期间，率领师生亲自加工、制作部分急缺实验器材，并调试、维修了大量实验仪器，解决了建国初期西北大学实验室无法完成实验教学的困难。在担任物理系主任期间，由于国内教材短缺，岳劼恒曾根据自己从国外带回的教学资料亲手编写了数十种讲义，包括《光学》《近代物理》《理论物理》等物理系学生主修课程讲义。在担任西北大学教务长和副校长期间，为西北大学的学科建设和人才培养做出了重要贡献。然而，相对于同时代其他物理学家而言，关于岳劼恒的研究文献相对较少[1－4]。鉴于此，我们在搜集、整理和分析相关资料的基础上，系统地研究岳劼恒教授的科学贡献和治学思想。

1 生平

岳劼恒先生1902年11月29日出生在陕西省长安县，1961年5月24日因病逝于西安，享年59岁。

岳劼恒1912—1917年在北京师范大学附小、附中读书;1918—1922年在西安市第三中学读完中学;1922—1923年在北京大学理科预科班就读，1923—1926年在北京大学物理系学习并获理学学士学位。在大学学习期间，岳劼恒曾积极参加各种进步学生的政治活动，常常与北京大学进步学生李子洲、魏野畴、邓文辉、张仲超等谈论国家前途，担任陕西旅京学生组织的共进社会计工作，参加北京学生的政治活动。1926年，奉系军阀摧残解散共进社，岳劼恒因此遭到追捕，后因躲入天津日租界幸免落难。这件事对他打击很大，从此热衷于学术研究，转而以科学救国①岳劼恒.自传.西北大学档案室，1959.。1928年大学毕业后，在北大物理系主任李书华教授的影响下赴法留学。1932年，在巴黎大学居里夫人实验室学习、工作并取得硕士学位，后在巴黎大学研究室攻读博士学位，以《酒石酸几种复盐的实验研究及其在物理化学上的应用》获得法国国家科学研究中心(Centre National de la Recherche Scientifique)理学博士学位。

1936年，岳劼恒博士毕业后归国。1936—1937年，曾任中法大学物理系教授，北平物理研究所专任研究员。1937年7月，抗日战争爆发，岳劼恒回到故乡西安，于1937年11月—1938年4月相继受聘为西安临时大学、西北联合大学、西北大学物理系教授，1941年任西北大学物理系主任。1947年10月，岳劼恒担任西北大学教务长，1948年8月担任校务委员会代主任委员。1948年，国民政府命令西北大学南迁。岳劼恒和校长杨钟健及师生一起与监督迁校的国民政府代表胡宗南进行周旋，最终使西北大学回到了新中国的怀抱。1949年新中国成立以后，岳劼恒继续留任西北大学，先后担任物理系主任(1949年8月—1956年8月)、西北大学教务长(1949年8月—1956年12月)、代校务委员会主任(1949年8月—1950年7月)、副校长(1957年1月—1961年6月)等职。他还承担了大量社会工作，先后任中国物理学会西北区分会理事长(1944—1949)、西安分会理事长(1949—1958)、陕西省物理学会理事长(1958—1961)、陕西省科学技术协会副主席、中国自然科学专门学会联合会西安分会主席等。

1956年5月24日，在西北大学校务委员会扩大会议上，岳劼恒发言时因脑出血病逝。按照他生前的遗愿，中共陕西省委追认他为中国共产党正式党员，安葬在西安革命烈士陵园。

2 学术生涯与主要科学成就

岳劼恒在法国巴黎大学留学和工作8年(1928—1936)，擅长光学和X射线分析，在导师E.Darmois的指导下，推广了P.Job的连续变化法，利用物质的旋光性对物质结构进行了深入的研究，为从事科学研究打下了坚实的理论基础。

连续变化法是日本物理学者柴田、井上、中塚等首先提出，法国化学家P.Job将它有系统地应用到吸光现象方面，E.Darmis将连续变化法应用到旋光现象方面，并在理论上进行了深入分析和研究[5]。旋光现象是1815年法国物理学家比奥(Biot，Jean Baptiste，1774—1862)首先在实验中发现的。比奥在研究石英晶体实验时发现，当偏振光穿过石英晶体时，一些石英晶体能使平面偏振光顺时针旋转(后称右旋)，但在另一些石英晶体中，平面偏振光则沿逆时针方向旋转(后称左旋)(见图1)。

比奥进一步发现，在樟脑和酒石酸等一些有机化合物中也具有同样的作用。1844年，法国生物学家、化学家巴斯德(L.Pasteur，1822—1895)进一步研究了酒石酸和外消旋酸晶体。巴斯德发现酒石酸和外消旋酸晶体虽然化学成分相同，但是，外消旋酸晶体却不能使偏振光的振动平面发生转动。巴斯德在显微镜下进一步观察两组晶体的结构发现:酒石酸和外消旋酸盐晶体的结构不对称，而且，外消旋酸盐晶体中有一半是左旋的，而另一半是右旋的。巴斯德将左旋的和右旋的外消旋酸盐晶体分开，发现酒石酸盐溶液中，无论左旋还是右旋的外消旋酸盐晶体，偏振光在其中转动的角度总是相同的。直到1874年，法国化学家勒贝尔(Le Bel，Joseph Achille，1847—1930)和荷兰化学家范托夫共同提出了碳原子的正四面体异构模型，认识到它们互为实物和镜像或左手和右手的手性关系，互称这一对化合物为旋光异构体(图2)，旋光性物质不对称性后来演变成有机化学的一个重要分支。

图1 石英晶体将平面偏振光分解为左旋和右旋偏振光Fig.1 Plane polarized light of the quartz crystal was Decomposed into left-and right-handed polarized light

图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首先将吸光性应用在硫酸镉以及碘化钾组成的络合物研究中。同年，达莫瓦(E.Darmois)将旋光性应用在酒石酸组成的络合物盐晶体中。这一时期，世界各国的化学家与物理学家都开始关注金属络合物的结构和性质。但是，对于其结构和性质的研究却一直没有任何进展。

岳劼恒从1932年在导师达莫瓦的指导下开始从事金属络合物的光学研究。在研究工作中，岳劼恒利用旋光学上Biot氏定律，依据溶液中有两种旋光度[α]不同之物质，根据旋光度公式[α]=cI[αI]+c2[α2]计算，再利用达莫瓦几何表示方法(以旋光度为纵轴，用单色光之波为横轴)，对含有两种旋光物质的溶液，在不同浓度之下计算其对于多种波长不同单色光之旋光度，利用它判断酒石酸之旋光性。另外，他还推广并修正了连续变化法，利用酒石酸盐及其金属络合物如 B(硼)、W(钨)、Cu(铜)、Al(铝)等溶液，通过测定平面偏振光在其溶液中旋转的旋光度，研究了金属络合物的组成、结构和稳定度，并在此领域完成并发表了10余篇论文。其中《钍盐对酒石酸的作用》《铝盐对酒石酸钠盐的作用》《几种酒石酸导出化合物的晶体研究》等研究论文，主要利用实验测定平面偏光在这些酒石酸溶液中络合物的旋光度，应用连续变化法分析其旋光度的变化，进而分析了它们的组成结构和性质。这些论文当时刊登在《科学院周报》和《物理学报》等法国期刊上，其博士学位论文发表在法国《物理化学学报》上。英国《科学文摘》专门以摘要的形式介绍了他的5篇论文研究的结果[5－8]。这些研究成果当时具有以下重要影响:①利用测定物质旋光度的实验装置和方法，赋予了物理学者柴田、井上、中塚等提出的连续变化法新的应用;②将连续变化法和旋光法应用到金属络合物分子结构的研究中，率先在世界上开创了金属络合物研究的新途径。他开创的研究方法今天已经成为研究分子结构最普遍使用的方法之一。

新中国成立后，岳劼恒为了响应中共中央“向科学进军”的号召，从中国科学院物理研究所运回了当时从法国带回的旋光仪，恢复了因战乱而中断的络合物光学研究。岳劼恒和西北大学师生杨葆塘、李轼、同增发等在实验室完成了铜、铁、二价镍、钴等和酒石酸组成络合物胶体的旋光学研究。当时对于铜、铁、钴等盐类和酒石酸组成不同结构的铬合物这一现象，无论是化学还是物理学方面都占有重要的地位，对这些络合物的研究向来为国际上化学家和物理学家所注意，但都没有完全解决。一方面是由于这些络合物溶液的酸度较强，另一方面是这些溶液不容易结晶和分离，如果单纯采用化学的或物理的方法研究困难较大。岳劼恒和他的研究团队把连续变化法应用到这些络合物研究中，采用旋光仪、光电比色计和瑞利干涉仪等，利用物理学上的旋光、吸光、折光3种光学现象，通过比较各种光学性质的测量结果，测定出各种络合物中铜、钴等和酸的比例以及他们存在的条件，结果认为这一类型的络合物会随着其pH的不同而呈现不同的结构。例如在二价镍和酒石酸组成络合物的光学研究中，他们证明了酸性溶液中络离子的形式是[T·NiO]，而在碱性溶液中，络离子是以形式为[T·2NiO]或者[2T·NiO]，他们中间的相互转变的过程，因旋光测量可得到极为明显的表现。

岳劼恒和西北大学的李轼教授等开展的酒石酸和铁盐络合物旋光法与电位滴定法的比较研究，标志着陕西省有机化学研究的开端。他们反复在实验室配置氧化钨和酒石酸组成的络合物胶体，首先利用旋光法测定这些络合物胶体的旋光度和组分比，然后通过电位滴定法测定其物质结构和组分比，深入而细致地分析了反应过程和反应结果。实验中，他们不仅测量出物质旋光度的变化，而且测量了物质吸光度、折光度以及光密度，并利用测量结果进行了Cotton效应研究，确定了酒石酸与金属络合物存在的条件及组分比，探明了铁和酒石酸组成的络离子具有两个羧基，证明了旋光学方法比常用的静力学方法简易、方便。

在西北大学，岳劼恒还亲自指导师生进行旋光学研究，支持校办小型机械厂加工制作实验仪器，亲自参与、制作和维修实验仪器，解决了建国初期西北大学实验器材和教材无法满足教学的难题。他曾将西北大学物理系和化学系的教师组织起来，利用静力学方法和旋光法研究胶体络合物的旋光度及物质结构，并将得到的几种酸强度值进行比较。在他的带动下，全校师生对科研充满自信，并取得了很大的成就。他所进行的络合物旋光性研究，对当时国家进行原子弹研究中如何提纯核裂变物质铀以及稀有元素等具有重大影响。在1959年庆祝新中国成立10周年时，徐光宪曾在《科学通报》上发文，对岳劼恒的科学贡献给予了公正的评价，他认为新中国成立以来，利用旋光法和连续变化法测定络合物结构和性质方面，“西北大学岳劼恒教授及其带领的研究团队做出了一系列成就。他们主要利用物质的物理性质如旋光度、光密度和折光度，研究了酒石酸HOOCCH(OH)CH(OH)COOH 和 Cu(铜)、Ni(镍)、Fe2(铁I)等金属离子络合物的结构和性质，开辟了国内旋光法研究络合物的新途径。”[9]

3 治学思想

岳劼恒学贯中西、博才多识，不仅在金属络合物旋光性研究上造诣极深，而且对培养学生、教育管理有着真知灼见。其主要治学思想集中反映在他对大学培养目标、专业设置、师资培养、教学与科学研究的关系等问题的认识上。

3.1 高校的专业设置应与国家建设相结合

在担任西北大学物理系主任及西北大学教务长期间，岳劼恒特别注重高等学校的专业设置建设。他根据当时国家建设与社会发展的需要，提出高校应把国家建设及人才需要处理相结合，并结合学校的具体条件设置专业，兼顾需要与可能，尽量发挥潜力，积极创造条件，以求满足国家建设需要。他提议高校专业设置要凸显地区特色，不能千校一面，应结合国家发展和地区发展的特点，体现学校培养人才服务地方和国家建设需要。依据这一思想，岳先生在1953年调查了西北地区尤其是陕西省专业设置情况，整体规划并统筹安排了西北大学的专业设置，在保留了原有多数专业的基础上，新设置了植物专业、自然地理专业以及石油地质专业等，这些专业以及培养的人才在推进西北地区区域发展和建设中做出了重大贡献。

3.2 高等学校培养学生应有明确的目标

在如何合理地培养社会科学人才和自然科学人才，以及应用科学人才和理论科学人才的关系方面，岳先生主张应主要从国家建设事业的发展和需要出发，培养各类人才。新中国刚成立后，岳先生就指出，我们不反对多数的大学生研究自然科学，但必须同样注重一部分学生研究社会科学，提倡“对于各种科学，应一体重视，不应有所厚薄”。对于当时有一部分人大力倡导研究应用科学的提议，岳劼恒认为从国家百年大计来看，同样必须提倡并保留一部分“意志坚定、脑筋清楚，学习理论科学的青年……”[4]他的前瞻性教育理念和正确见解，对今天高等院校人才培养目标具有重要的启迪和借鉴意义。

3.3 高等学校应处理好教学和科学研究之关系

岳劼恒先生充分认识到高等学校正确处理教学与科学研究关系的重要性。认为高等学校要提高教学质量，离开了科学研究，是没有另外的路可走的。”为此，他在城固西北联大时期创刊的《西北学术》上发表论文《酒石酸甲酯之旋光研究》《原子能及其应用》等。为了大力提倡学术研究的风气，岳劼恒多次在师生中作学术讲演，围绕日蚀观测、太阳黑子、原子弹等问题举办各种专题科学报告会，西北大学档案室至今还留有师生当时观测日蚀和太阳黑子的手稿。在牛顿诞辰300周年的1942年12月25日，岳劼恒作“近代物理学中之不连续概念”之演讲，撰文《纪念牛顿诞生三百周年》，组织物理学会出刊《牛顿诞辰三百纪念日周年纪念壁报》。由于当时国内正处于抗战期间，中国物理学会年会为了解决交通不便的困难采取分区举行，西北区第十一、十二届年会当时在汉中进行，由西北大学岳劼恒主持并负责召集。这两次年会的举行，极大地促进了西北物理学术研究和学术交流，从而为物理学会西北地区的成立以及学术交流和发展搭建了平台，为战后西北地区物理学科的快速发展奠定了坚实基础[10]。

对于教学工作和科学研究工作的关系，岳劼恒认为两者是统一而非矛盾的。他在学校大会中反复指出:高等院校教师一方面应“认真地完成教学任务”，另一方面还必须展开教学研究和科学研究。他认为教学和科研的关系是“统一的而不是对立的，是相互配合的而不是相互矛盾的”。如果一位教师教学工作做不好，科学研究就缺乏必要的基础。“教师进行科学研究，一方面有可能把研究成果引用到讲授中去，引用在实验室中。而有关实验技术，这必然能巩固基础，扩大眼界。我们以为这是科学研究提高教学的重要方面，其重要性远远超过把研究成果吸收到教材之中……。”[4]岳劼恒认为，只要把各级教师的力量适当安排，就可能同时解决科研和教学两方面的问题。

4 结语

岳劼恒在络合物的光学研究方面共发表论文20余篇，先后在酒石酸几种复盐的实验研究及其用旋光法确定胶体络合物的组分比和存在的条件等方面做出了科学贡献。岳劼恒通过研究物质的旋光性，尤其是对其定量测定获知其浓度、组成及稳定性等方面，成为测定有机化合物物质定量分析的一项技术，在化学、化工、生物及医学领域已得到广泛的应用。在西北联大、西北大学的教学与研究中，在教材建设、实验室建设、专业建设等方面留下了丰富的财富和启迪，在西北地区培养了一批扎实从事教学和科研的师资队伍，其研究方法和治学思想对今天的物理学研究与物理教育发展仍具有重要的现实意义。

[1]张景勋，姚远，王都怀，等.物理学家岳劼恒先生传略[J].西北大学学报(自然科学版)，1987，17(4):9-16.

[2]姚远.物理学家岳劼恒[J].西北大学学报(自然科学版)，1994，17(4):9-16.

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

[4]张景勋.岳劼恒，戴念祖，等.20世纪上半叶中国物理学论文集粹[M].长沙: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]徐光宪.关于在我国开展络合物化学研究的一些意见[J].科学通报，1959，17:544.

[10]白秀英，姚远.抗战时期的国立西北联大物理学系概况[J].西北大学学报(自然科学版)，2012，42(3):521-526.