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王竹溪

2015-04-09

科学家 2015年2期
关键词:物理学汉字物理

保罗·狄拉克,(Paul Adrien Maurice Dirac,1902年8月8日-1984年10月20日),英国理论物理学家,量子力学的奠基者之一,对量子电动力学早期的发展作出了重要贡献。他给出的狄拉克方程可以描述费米子的物理行为,并且预测了反物质的存在。1933年,因为“发现了在原子理论里很有用的新形式”(即量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程),狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。

他是继福勒之后,全世界公认的当代热力学与统计物理学的权威,是中国物理学界泰斗级的人物;他也是中国物理学界的导师和优秀的教育家,不仅撰写了我国第一批优秀物理教材,还培养了诸多物理学界精英;他还是一位造诣深厚的文字学家,不仅负责审定了物理学的名词,还优化了汉字检索方案,独自编撰了《新部首大字典》。他被称为“百科全书式的学者”,以“耿耿忠心效桑梓”明志;他名治淇、号竹溪,取意“瞻彼淇奥,绿竹猗猗”。人如其名,王竹溪也正如《诗经》中所说,是一位“高雅君子”,豁达精坚、品德良善。

学习深造

王竹溪出生的这一年,辛亥革命爆发,统治中国2000多年的封建君主专制制度被推翻,中国从此迎来了翻天覆地的变化。也是在这一年,清华学堂成立,王竹溪在此后的岁月里,和这座与他同庚的著名大学结下了深厚的不解之缘。

王竹溪出生在典型的书香门第,曾祖父和祖父都曾靠科举走上了仕途,而他的父亲也是晚清的秀才。王竹溪从小熟读古典文学著作,练习书法。逢年过节,邻里亲朋都请他题写楹联,他甚至还曾为人撰写过碑文。正是这样的文化功底,为他日后融会贯通的学问奠定了坚实基础。

1929年,王竹溪同时考取了清华大学和中央大学两所学校。而在当时流传着这样一个说法:“当官上南京,赚钱去上海,做学问在北平。”出于对梁启超的仰慕,王竹溪最终选择了清华。本就对物理十分感兴趣的他原想报清华物理系,但因听别人劝说“学工程毕业好找事”而在入学时注册了土木工程系。直到大二,王竹溪才申请转到了物理系。此后的几年间,在叶企孙的努力下,清华理学院先后聘请到萨本栋、吴有训、周培源、赵忠尧、熊庆来等一大批优秀学者前来任教,而王竹溪也有幸直接接触和进入到了中国物理学界的主要圈子。在清华学成后,1934年,王竹溪考取了“庚款留学”的名额,从中国物理界迈向了更广阔的世界物理前沿。

1935年,狄拉克应邀访华,在清华大学结识了王竹溪这位笔记做得十分详细的优秀学生,并将他推荐给了自己的导师——世界著名统计物理学开拓者之一的福勒(R.H.Fowler),让他在福勒教授门下做物理博士研究生。就这样,王竹溪开始了自己的剑桥岁月,并与狄拉克成为了知心好友,而王竹溪也是福勒学派中的第一位中国人。在剑桥期间,王竹溪跟随福勒研究气体通过金属的扩散,以及吸附膜的性质和长程吸附作用的统计理论。在今天的理论物理学界,表面和低维物理的新领域正是最热门的方向,而王竹溪在几十年前便涉足了这些领域,可以说是这些领域的开拓者和先驱之一。

归国执教

1938年7月,王竹溪在获得了剑桥大学哲学博士学位的同时,也接到了来自祖国的聘书。西南联大希望他回国担任物理系的教授,王竹溪欣然接受了邀请,回到了硝烟弥漫的中国。与他同一年回国任教的,还有同样在英国留学的华罗庚和钱钟书。

来到联大的王竹溪同时承担本科与研究院的课程,任务十分繁重,他也是研究院开课最多的教授之一。联大有着当时中国最优秀的教师,同样也有着大批渴求知识的英才。王竹溪利用课堂,将自己所学知识向学生悉数讲授,同时,他围绕相变的统计力学研究作的一系列演讲,也影响了一大批学生。诺贝尔物理学奖得主华裔科学家杨振宁和李政道,数学家林家翘等人在联大学习期间都曾受过王竹溪的指导,深受他的影响,而王竹溪也帮助他们迈出了物理研究的第一步。

虽然联大的八年条件十分艰苦,但却是王竹溪科学研究硕果累累的黄金时期。在此期间,他陆续完成了一系列关于热力学、统计物理以及生物物理方面的重要论文,发表于英国《皇家学会会刊》《剑桥哲学学会会刊》、美国《物理评论》、美国《物理化学杂志》和《中国物理学报》等著名刊物。

联大解散后,王竹溪随清华复员北上,继续在清华大学物理系任教。1952年全国院系调整,王竹溪与周培源等人又一起转入了北京大学。王竹溪一生执教40余年,先后在西南联合大学、清华大学和北京大学物理系担任教师,中国几代物理学家都是他的学生。而他讲授的知识,从低年级的普通物理、高年级的理论物理一直到研究生的专门课程,几乎包括了培养一个物理学人才所必须的全部内容。王竹溪讲课生动,因材施教,善于用适当方式把被培养者领入物理学研究领域。在他的教导下,中国物理学界出了一大批人才,后来为中国物理事业作出突出贡献的邓稼先、朱光亚、杨振宁、李政道、郭永怀、周光召等人都是他的学生,而读过他编写的经典教科书的学生更是不胜枚举。

博文通才

王竹溪博学多闻,是一位难得的通才。他不仅在物理学领域成就斐然,在生物学、数学、文学方面的造诣也极其深厚。而他的著作更是集中体现了他的渊博知识和严谨学风。

在西南联大期间,王竹溪与汤佩松教授合作完成了一篇名为《孤立活细胞水分关系的热力学形式》的生物物理论文,文中应用了热力学上“势”的概念阐述和解释了植物细胞水渗透的机制,该论文后来被收入美国《生物学摘要》。但由于文章中的内容太过超前,论文刊登后并没有引起科学界的重视,直到上世纪80年代初汤佩松先生赴美访问期间公开提到了他们早年发表的论文,与会者才意识到他们竟然忽略了这么重要的一篇先驱性文章。美国植物生理学家P·J·克拉默在1984年两度著文指出,汤、王的论文“已包含了关于这个论题的现代热力学处理的全部原理”,他们的论文“已远远超越其时代……并显示出对这问题的理解高于同时代的任何其他论文”。

在北大任教期间,王竹溪撰写了《热力学》教材,书中内容深入浅出,不仅囊括了教学的基本原理概念,还总结了他自己关于热力学基本理论的许多研究成果,在半个世纪后仍被广泛使用。他撰写的另一本《统计物理学导论》则是完全针对大学物理系的课程而编写的教材,因其体系严谨、逻辑清晰、讨论深入而受到教师和学生的普遍欢迎,成为在我国教育界沿用长达三四十年之久的经典教科书。另外,他与郭敦仁合作编著的《特殊函数概论》也被译成英文,在数学界广受褒奖。这本数学专著也使王竹溪深厚的数学造诣被世界数学界熟知,他的学术声誉也日益响亮。

文学文字方面,王竹溪从1950年起就开始负责审定物理学名词的工作,并为此付出了毕生心血。这项工作不仅充分体现了他深厚的传统文化和中文功底,而且他对物理学等相关学科的精通,在语言文字特别是音韵学方面的造诣匪浅,以及对西方文化和多种外文的熟悉,也让他将这项工作做到了极致。在名词审定中最为人称道的一个例子,就是对“粲夸克”的定义。“粲夸克”的英文是Charm Quark,原被译作“魅夸克”。但王竹溪认为,虽然两者意思接近,但还是不够贴切。因为Charm有魔力、娇媚和美好三层意思,但中文的“魅”却只能包含前两种意思。因此,王竹溪建议改用“粲”,引用《诗经·唐风·绸缪》“今夕何夕,见此粲者”一句的典故。“粲”作美物之意,既表达了Charm的原意,又与之谐音,因此立即为大家所接受。在王竹溪参与名词审定的三十多年中,他博采众议,主持审定物理学名词2.2万余条,为中国物理学名词的统一奠定了基础。

除了物理名词的审定,王竹溪对中国汉字检索的改进和推动也有贡献。在王竹溪发明汉字新部首检字法之前,人们检索汉字都是依据《康熙字典》等辞书,但使用起来十分不便。早在西南联大时期,他就开始考虑设计改良汉字检索方案,并于1943年发明了汉字新部首检字法。1979年,他提出了汉字检索机器化方案,而这也是引进自然科学中结构化的分析理念来研究汉字的先锋和典范。此后,王竹溪又花了四十多年的心血,在前人《康熙字典》等辞书的基础上,经过定音、释义的逐字推敲,完成了《新部首大字典》的编纂。这部字典收录了超过5.1万字,是目前国内收字最多的字典之一,其篇幅更达250万字之巨。因为字典中收入了很多新汉字,这些字由于没有现成的铅字模具,如果重新刻铸字模,成本过于高昂。也由于这个原因,王竹溪生前一直没能找到出版社出版,直到他去世5年后,才由上海翻译出版公司和电子工业出版社联合,采用胶版印制方式出版,这部宏大的辞书才因此得以面世。

伉俪情深

早在1933年7月,还在清华大学研究院读书的王竹溪就与公安县女子涂福玉结为了连理。涂福玉原名图圆?,其父涂平阶与王竹溪的父亲是同窗好友,因为二人志趣相投、门第相当,两家因此结下了儿女亲家。婚后,王竹溪将妻子的名字由罕见的“圆?”改为了“福玉”。新婚没多久,王竹溪就前往剑桥留学。而回国后,由于王竹溪要到西南联大任教,加之时局动荡,因此无法返乡,更无法与妻子团聚。长期的分离让王竹溪心怀愧疚,他因此给妻子写了一封信,表明无法接她到昆明的无奈,同时表示为免误她青春,如果她想要离婚,就劝她不要再找读书人。但看过信的涂福玉不仅没有选择离婚,反而决定要只身到昆明与王竹溪团聚。

彼时的中国连年战火,动荡不安,从湖北省公安县到云南昆明本就路途遥远,加之铁路公路全被封锁,这场“千里寻夫”之路对一个从未出过远门的农村女子来说更是曲折艰难。涂福玉于1939年冬天动身启程,从公安县斗湖堤乘轮船到沙市,换船溯江而上,过三峡,入川到重庆,再换乘汽车入黔,经贵阳,过安顺,入滇到沾益,最后于1940年1月10日抵达昆明,已是深冬时节。婚后分别六年半之久的“新婚”夫妻再次团聚,竟然感到有些陌生和疏远。但无论如何,二人终于在昆明有了自己的家。

安家后不久,他们的第一个孩子出生了,王竹溪为儿子取名世钊,但小世钊后来不幸染上了痢疾,不满一岁即夭亡。1942年大女儿世铉出生,1944年二女儿世珍出生。抗战胜利后,西南联大解散,清华回北平复校,世铉在从昆明返回北平的途中染疾,不幸在上海离开了人间。虽然经历了诸多磨难和痛苦,王竹溪涂福玉二人却始终相濡以沫,共同携手走过了半个多世纪的路程。

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