不应被历史遗忘的中国核物理研究先驱
——读《王普先生纪念集》
2019-09-26王洪见
王洪见 白 欣
(1 北京财贸职业学院,北京 101101; 2 首都师范大学初等教育学院,北京 100048)
山东科技出版社编纂的《王普先生纪念集》[1],汇集了与王普相关论著、文献和怀念文章,尊重历史原貌,对其生平事迹、科学精神、学术成就、创新能力和教书育人情况进行了较为系统的研究和论述,为我们全面深入地了解这位为山东大学物理学科发展、为中国核物理早期发展的科学家王普先生提供了珍贵素材。
1 王普的生平
王普(字贯三,1902—1969)生于山东省沂南县依汶的一个知识分子家庭。父亲是山东省聊城师范学校的教员,他从8岁(1910年)起在聊城上小学,1922年在聊城山东省立第二中学高中毕业。同年,考入北京大学预科,1924年升入本科(物理系),于1928年毕业,获学士学位。
1939年1月28日,王普在美国华盛顿参加第五届国际理论物理会议并合影留念。第三排左起第13人为王普
1928年秋,王普的老师丁西林介绍他去上海工作。在中央研究院物理研究所跟丁西林、同时在地质研究所跟李四光作助理研究员。一年后,到济南任山东省教育厅督学。1930年,到国立青岛大学(1932年改名山东大学)去创办物理系。1935年秋,他考取山东省公费生,赴德国柏林大学留学,随导师菲利浦(K.Philips)在达莱姆化学研究所研究核物理学。1938年获得博士学位,时年36岁。同年得到中华教育文化基金会的资助,转赴美国华盛顿卡内基学院(Carnegie Technical Schools),担任客座研究员一年,仍从事核物理学的研究。
1939年秋回到北平(今北京),任燕京大学和辅仁大学(1939—1946年)教授。1946年,山东大学复校,他回校任物理系主任,代教务长[2]。
1947年秋,王普应聘到美国国家标准局担任辐射物理学研究员(1947—1950年),研究X射线物理学和核物理学。20世纪50年代,“麦卡锡主义”盛行,王普先后在杜克大学和凡德比尔特大学任教。他利用核乳胶方法进行了高能粒子、特别是宇宙线中不稳定粒子的研究。
1956年8月,王普借赴欧洲参加学术会议的名义绕道苏联回国。到北京后,王普转而回到山东大学物理系任教,同时兼任中国科学院物理研究所(1958年改名原子能研究所)的研究员。他在山东大学物理系开设了近代物理课程,并建立核乳胶实验室。
1958年,王普组织了“基本粒子与原子核理论暑期讲习班”。全国的一些青年才俊参加学习,像戴元本和冼鼎昌就是参加者。他们都曾撰文纪念王普先生,怀念王普对中国核物理发展做出的贡献。
遗憾的是,在“文化大革命”期间,王普不可避免地受到大批判,于1968年秋冬之际,在身患严重高血压和心脏病的情况下受到隔离审查,于1969年1月15日被迫害致死,享年67岁。
2 对于核物理学的贡献
王普研究核物理的工作始于德国留学期间。1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击原子核发现了人工放射性,而费米(E.Fermi)等人用中子轰击一系列元素得到了多种人工放射性元素。在这些背景下,王普进行了热中子与Al核之间的作用的研究,并在1938年夏发表了研究结果,证实了热中子可导致半衰期为2.3分的28Al的β发射体的生成,测定了热中子在Al中的吸收系数和相应的截面,还证实了Al在热中子能区中不存在共振能级。
1939年1月,华盛顿卡内基学院(Carnegie Technical Schools)和乔治·华盛顿大学在华盛顿联合主办了第五届国际理论物理学研讨会,当时王普在卡内基学院作客座研究员,因而成为中国唯一参会的科学家。这次会议原定的议题是讨论低温的获得和低温下物质的性质,由于玻尔(N.Bohr)在会上宣布了铀核裂变的发现,引起了人们的极大兴趣,竟把会议议题临时改变成核裂变讨论。卡内基学院的罗伯茨(R.B.Roberts)和王普等人立即于1月28日会议闭幕的当晚进行实验证实。由此,核裂变研究成了1939年整个物理学界的热门课题。在这一年,王普与他的合作者作出了缓发中子的重要发现。这也是中国科学家早期的核物理学研究的重要成果之一。
3 对于教材与科普的贡献
关于教材,王普主要是翻译,当他在北京辅仁大学工作时,他翻译了3种教学辅导书,即《原子物理学入门》《核子物理学入门》和《近代物理学入门》。可惜的是,后两种尚未搜集到,也就未能收入这本《王普先生纪念集》之中。
对于《原子物理学入门》,王普翻译的是德国物理学家P.Theodor Wulf的教材。辅仁大学的一位同事把此书选作教学参考书。王普认为此书不错,就翻译成中文,并于1945年在辅仁大学出版。在王普写的“译者序”中,他指出了两点,即在中文版中删掉原书中的附录(“以其不关重要”),并且改写了原著中的第14章(有关原子核的内容)。王普认为,“因著作写作时尚在出版(1935)之前数年,故多有失效之处”。由此可见王普翻译之特点,他要将较为陈旧或带一些错误的内容去掉。所以,在这一章之中,他将中子和正电子(译成“正子”)发现之后、核物理的新进展补入书中,使学生得到能反映最新进展的知识。甚至他谈到英国物理学家布莱克特和奥恰里尼的宇宙线研究工作,证实了正电子的发现,以及约里奥-居里夫妇的正电子研究工作。王普还特别指出,“对于吾人知波(动)力学可以解决核外电子之规律,但核外各电子相距相当遼远,其散处情形可以视为气体,而核内粒子则亟为密接,和核外电子之散处情形迥异,非波(动)力学用武之地”。最后,王普还就玻尔的“液滴模型”写道:“视原子核如同液滴,各粒彼此纠缠胶着,只能作团体振动。若一粒子自外射入,其能量即分布于各粒,少许时后可有相当多之能量聚集于某一粒,该粒可以冲出核外;其情形如同液体之蒸发现象。”应该说,王普的说明,在今天的课堂上讲仍然是不错的。在这本书的末尾,作者特别提到,关于元素的认识过程中,从瑞典人柏齐里乌斯(有人译成“白则里”,王普译成“白齐里阿斯”)和他的学生测量原子的质量,到门德列也夫(译成“门德里崖夫”)和迈耶(译成“梅义耳”)关于元素周期律的研究成果,经过卢瑟福(译成“卢则福”)、瑞士的巴耳末(译成“巴尔谟”),普朗克(译成“蒲郎克”)和玻尔,最终形成现代的元素周期表。
王普还热心于科普事业,他不仅自己写文章,介绍一些实验仪器的工作原理,还引导青年教师为报刊写通俗文章[3]。对于国外优秀的科普书,他也加以翻译,其中最有名的是伽莫夫(王普译成“葛莫孚”)的《物理世界漫游记》(译成《老朱梦游物理世界》)。这是一部名作,此书于民国三十一年(即1942年)为中国科学社出版,并在上海发行。中国科学社把这部译作收入“科学文库”的第三集第一号。在“译者序”中,王普谈到他与伽莫夫之交往,即1938年夏季,他参加波兰的一个物理学会议,见到伽莫夫。当他看到伽莫夫的连载文章,阅读之后,十分喜爱,“葛氏伉俪怂恿译成中文,并特为译文写一短序实作于本书序言之先,兹附录于原序之末”。在1939年,伽莫夫将连载之文集合成一书,并在剑桥大学出版社出版。当时的《科学》杂志主编刘咸(字重熙)建议译成中文,为此,王普就在当年的暑假期间译完,并于民国三十一年(1942)出版。
最初,王普译的书名,开始为《老朱梦游幻境》,他怕“幻境”引起“误会”,就改为《老朱梦游物理世界》。他先载《科学》杂志的1939年的两期和1940年的一期,共3期。可以想见,如果伽莫夫看到印着方块字的《老朱梦游物理世界》,他的心情一定是很高兴的。
由于是中文版,加上伽莫夫与王普友好,故伽莫夫特意为中文版作序。王普的译文是有些趣味的,王普的翻译是:“朱琴欣(即老朱)先生梦游记,非荒诞之故事。勿就字面意义,疑为《红楼》之幻境。被梦中所遇各事,实为近代物理学中所阐明之自然定律极端符合”。
所以名为“梦游”,实为遵从物理定律之真实世界。在中文版的序言中,伽莫夫还着重指出:“老朱梦中之境界与吾人之世界,两者唯一不同之点,在于相对现象与量子现象;在梦境中此现象俱被‘特别放大’,故梦中人可直接观察近代科学精密研究所得之结果”。伽莫夫还向中国的读者说明:“普通对于近代物理学中相对论或量子论等重要部分所遇之困难,全由于该理论中空间时间运动等新观念与日常所得之印象悬殊”。所以,理解一个与我们所见所闻的世界不同的世界,其遵从之运动规律有不同,理解其理论有一些困难似乎并不奇怪。为此,伽莫夫将一些参数稍作改变,如光速只有几十千米。使相对论的效应更加明显,正如伽莫夫所说:“设有一世界,其自然定律一如吾人之所有,唯光速,引力常数,蒲郎克常数等数值不同,则最粗鲁之人亦必熟知相对论及量子论;并应用于渔猎等日常事物。”伽莫夫的说明大概是要对于中国读者以提示,同时也要说明,相对论对应的高速世界并不神秘、也可理解。伽莫夫觉得,他的书用方块字出版一次,也许从来就未曾想到吧!所以在序言中的末尾特别表示:“著者希望:梦中人着王普博士监制之中国服装,能帮助有‘科学’兴趣者,对吾人所居之世界得一清切之形象”。这本书被罗列成6个梦,还有附录3篇。
笔者的这篇书评,重点不是介绍王普的译著,但从阅读之经验去体会,这本书还是有些趣味的,并且在20世纪上半叶翻译的,当时译述的中文是半文半白,读起来还是很受用的。作为笔者阅读的另一个感受,许多的知识并非很难理解。应该说,介绍现代物理学知识的科普书中,伽莫夫的水平至今仍然是最好的作者之一,这包括他把握知识的内容(深度)上是很恰当的。当然,20世纪80年代,重新翻译的版本,其受欢迎的程度之高是原作者所未曾料到的。
《老朱梦游物理世界》附录的内容也是很好的。3个附录的内容分别对应着狭义相对论、广义相对论和量子论的知识。或可在阅读正文之后,再看附录,会从“低速”的相对论和“宏观”的量子世界,去理解物理课堂上讲的高速的或微观的世界。可见作者用心之良苦。
在这本书中,了解到译者与作者友好的私人关系。这倒是笔者未曾料到的。
在纪念集中,一些纪念文章写得很好,特别是王普的学生王承瑞和王普的同事郭贻诚的两篇文章,写得非常感人,着重写到王普在“文革”中的境遇。
从目前搜集到的王普的文章,王普在民国时期在《科学》杂志上发表了10余篇文章,大都是介绍核物理发展的,或介绍物理学家的文章。从普及物理学知识和介绍科学家来说,这些都是很有意义的。从普及的效果看,想见是不错的。
在这本“纪念集”的第464页中,有一个“王普主要论著简目”(与书中的文章目录并不完全相同),有些发表在《科学》杂志上的文章,但并未收入这本“纪念集”中,不知是为什么?似乎《科学》杂志并非很难找到。在这个“纪念集”中也缺乏对于这个集子中的科普文章作一个总的说明。尽管在第456~460页中作了一些说明,如应该出版王普的全集,撰写《王普传》等展望,但是,并未对于这些未收入的文章作说明。笔者觉得,发表在《科学》(1939,23:314~317)上的《核子物理之新页——重核分崩》,应该是一篇较为重要的文章,兴许是正文文献中第一篇关于核裂变介绍性文章。
由于许多材料丢失了,《王普先生纪念集》中的一些内容就只能留下书名,而空着内容,或许还有未知的书或文未收集到。在这本书中,除了王普自己的书或文,还收入了一些介绍性和纪念性文章,使这本书真成了一本“纪念集”。
当然,总的来看,这本“纪念集”是一本很重要的集子,除了纪念王普先生的意义之外,对于了解山东大学的物理学科的发展历程和中国核物理学的发展史也很有帮助。