严济慈:追寻科学之光的一代宗师
2021-05-30马雪彧
马雪彧
浩浩渡重洋,拳拳赴国难,博学高耸照前路,终成一代哲人;孜孜求物理,滔滔泻杏坛,门下三千弟子,科学之光耀中华;终身以“探索未知,发展科学”为己任,诲人不倦,甘为人梯;……他就是科学泰斗、教育宗师、中国现代物理学研究开创人之一——严济慈。2021年是中国物理学一代宗师严济慈先生诞辰120周年,让我们共同缅怀这位科学界、教育界的精神领袖。
第一个荣获法国国家科学博士的中国人
严济慈,字慕光,1901年1月23日出生于浙江省东阳县下湖严村的一户农家。学生时代的他学习勤奋,成绩优秀,经常独自一人钻研数学教材,竟能无师自通。1918年后,他在南京高等师范学校和东南大学学习。1923年,严济慈以第一名的成绩毕业于南京高等师范学校。在大学期间,严济慈自学法文,并编著了《初中算术》和《几何证题法》两部教科书,由商务印书馆出版。大学生活不仅使严济慈得到良师益友的指导,而且使他认识了一位秀外慧中的女同学张宗英。张宗英是“五四运动”时期南京的学生运动领袖之一,也是东南大学招收的第一届学生中唯一的女性,后来成为严济慈的终身伴侣。
1923年,严济慈自费从上海赴法国巴黎大学留学,仅用一年的时间,就同时考得微积分学、理论力学和普通物理学3门主科的文凭。这是巴黎大学的校史上从来没有过的事。然而严济慈并没有停步。他师从著名物理学家法布里教授,选择了“晶体压电效应的反现象”这一研究课题作为他向科学高峰进击的突破口。
当严济慈向“镭元素之母”居里夫人商借比埃尔·居里早年用过的石英晶体片时,受到居里夫人热情的接待,居里夫人细细向严济慈介绍了当年居里兄弟实验的过程,关键在何处,使严济慈在研究时少走了许多弯路,顺利地完成了《石英在电场下的形变和光学特性变化的实验研究》的博士论文,法布里教授在自己首次出席的院士例会上宣读了这篇博士论文,论文以其精确性和独创性震动了法国物理学界。第二天,《巴黎晨报》第一版便刊登了“新院士法布里教授和中国学者严济慈”的醒目照片,而严济慈也成为第一个荣获法国国家科学博士的中国人。
我国光学仪器研制的奠基人之一
戴上博士帽,严济慈的第一个念头就是回国。1927年8月的一天,一艘向东的轮船在蔚蓝的大海上行驶,载着这位27岁的青年返回祖国。船上,留法归国的画家徐悲鸿向这个青年同胞大步走过去,热情地说:“您好,严济慈博士,我在《晨报》上看到过您的照片和大名,我叫徐悲鸿。”两人一见如故。徐悲鸿为严济慈画了一张肖像素描,并题写了一行法文小字:“致我的朋友严济慈——科学之光。徐悲鸿。”这行题字,既寓含着严济慈研究的光学以及他的字号慕光,又表达了徐悲鸿希望严济慈能成为祖国的“科学之光”,去照亮当时黑暗中国的心愿。
第二年冬天,严济慈获得中华教育文化基金会甲等补助金,携夫人再度赴法。在饯行宴会上,严济慈答谢说:“我这次再去巴黎,为的是更加充实自己,回国后要让科学在中国土地上生根!到我儿子他们这一代,就不用再到外国去留学了。”那时在他的心中,已有一幅发展中国科学事业的蓝图。1930年,严济慈放弃了在法国的高薪职位,再次回国。
学成归国后,严济慈开始担任暨南大学等四所学校的物理、数学教授,开始了他的物理教育和研究之路。带着“让科学研究在中国土地上生根”的信念,在此后的八年时间里,严济慈以“加倍的努力與拼命的苦干”从事科学研究。在十分简陋的条件下,他废寝忘食、夜以继日地从事学术研究,取得了压电晶体、压力与照相以及光谱学等方面的成果,在美、英、法、德各国重要科学学术期刊上发表了53篇论文,这些研究成果加速了中国科学技术的发展,带动了人类进步的步伐。
严济慈辛勤工作,加倍努力从事科学研究,他先从研究氢氖原子、分子连续光谱人手,其后对三种碱金属钠、铯、铆的蒸汽在电场下的紫外连续光谱做了一系列的研究,发现主线系有移位。经深入探讨,从实验中发现轴向对称的分子有效截面数值与费米方程不符,并为原子物理学中的斯塔克效应等提供了实验证明。同时,严济慈精确测定了大气中臭氧在全部紫外区的吸收系数,并发现若干新光带,成为50年代大气物理中的一个重要分支的奠基性工作。他还创造性地研究了压力对照相乳胶感光性的影响,发现压力能减弱乳胶感光的性能,成为我国科学家在国内的研究成果发表在《法国科学院周刊》上的第一人。这些成果都被世界各国的科学家们作为长期的研究参考。他也因而成为我国光学仪器研制的奠基人之一。
这其中还有个小插曲。严济慈原以为他会用一生认真进行科学研究,就像他崇拜的居里夫人一样。然而,1937年,他的人生出现转折,开始走上参与政治的道路。1937年5月,严济慈赴巴黎出席法国物理学会理事会,参加法布里教授从事科学教育50年庆祝会,并以外国学生代表的名义致辞;后又代表中国出席在巴黎召开的国际文化合作会议和在日内瓦召开的国际教育会议,并在会上发表了爱国抗日言论,公开谴责日本侵略中国的罪行。之后,他又加入到积极开展抗日救国的宣传工作中。种种爱国举动却使得他在参会后,没有办法回到北平。于是,严济慈取道越南河内到达昆明,暂时放下热爱的科学研究,主持筹建了北平研究院驻昆明办事处。
在昆明时,为适应战时需求,严济慈带领北平研究院物理研究所的全体人员,全力从事军需用品的研制。在昆明黑龙潭龙泉观的破旧古庙和平房里,条件恶劣,设备简陋,严济慈亲自动手研磨镜头,测量焦距,先后制造出1000多具无线电发报机稳定波频用的石英振荡器,300多套步兵用的五角测距镜和望远镜,供我国军队和盟国驻印度军队使用,还制造出500台1500倍显微镜,供后方医院和科研教学。此外,他还培养了一批年轻的光学工人,为后来新中国第一个光学精密仪器研究所的建立创造了条件。
1946年,严济慈因抗战期间的卓越贡献,被授予胜利勋章(我国科学界只有严济慈和协和医学院的林可胜教授两人获此殊荣)。1948年,严济慈当选为中央研究院院士,出任中国物理学会理事长和中国科学工作者协会北平分会理事长。
投身教育科研,筹建中国科学技术大学
严济慈是我国现代物理学研究工作开创者之一。严济慈从法国回国后,负责筹建了北京研究院物理研究所和镭学研究所,并担任两所所长。尽管当时国内形势动荡严峻,但他仍未间断他的基础研究工作。他潜心研究石英圆柱体受扭曲而起电效应,他在沿光轴做成的实心和空心两种圆柱体上施加扭转力,测量了空心石英圆柱体的长短、内外半径、扭力和所产生电荷量的定量关系,进而又把这项研究推广到扭转压电的振荡现象。他用共振法检测了电振荡频率与石英晶片大小、取向、形状的关系。另外,严济慈在研究中发现水晶柱受扭力时产生体电荷在理论上具有重要意义。他是我国现代物理学研究工作开创者之一,在科学技术发展的史册上,他付出了辛勤的汗水,留下了光辉的足迹。
除了科研,严济慈也是我国著名的教育家。1958年,国家决定创办中国科技大学,虽年近花甲,严济慈还是满腔热情地回到了讲台,参与学校的创建工作,接连六年亲自授课,盛况空前,一时传为美谈。从少年到老年,严济慈始终怀着推动中国教育向前发展的热忱之心。1961年,严济慈升任中国科技大学副校长,他打破理工分家的学科建设模式,着重培养既有坚实的理论基础、又有实践技能、科学创新意识和外语能力的综合素质人才。短短数年,严济慈就让刚刚成立不久的科大成为全国排名第四的重点大学。他指导创建国家同步辐射实验室,领导创办了我国第一所研究生院——中国科技大学研究生院,把中国科技大学建设成为一所享誉国内外的高等学府。1980年2月,严济慈出任第二任科大校长,着手进行科大南迁和恢复的工作,为此呕心沥血。改革开放后,他又着手培养出一批具有真才实学的博士,学校各方面的工作迅速恢复和发展,在国内外赢得了一片良好声誉。
严济慈教授在教学和科研中也形成了自己独特的教育思想和教学风格。上个世纪80年代初,他在《谈谈读书、教学和科学研究》一文中,总结了自己的教学风格:“要教好书,除要有真学问外,一要大胆,二要少而精,三要启发学生、‘识别人才。”他在教学中注重倡导理论与实验相结合,既重视基础理论教学,又重视知识的应用,培养出来的学生都具有宽厚坚实的基础理论知识和实验技能,能够在广博精深的基础上发挥自己的独创能力。严济慈一生都在为国家培育人才,他的作为,意味着中国人自立自强,自强不息的精神。
他筹建了中国科技大学,担任校长并亲自讲授数理课,编写多本教材,培养了许多杰出青年科技人才。他提出“读书有一个从低级向高级发展的过程,主要靠自己”的科学读书方法,让学生们受益匪浅。“敢于好高骛远,善于实事求是”,是严济慈院士多年来坚信的理念。他有着太多的成就,但却始终保持着真切的热情,在物理学的科学高峰上不断攀登,以他广博的知识、坦诚的品格感染着身边的每一个人。他反复强调科学研究的核心是创新。他鼓励科学工作者要专心致志,刻苦钻研,甚至有所牺牲,他视尊重和捍卫科学为自己的天职。人如其名,他用一生来追寻着真理和光明。
教育界的一代宗师,桃李满天下
严济慈的孙女严慧英回忆:“新中国成立的那天,听奶奶说,爷爷欢心得像个孩子,经历抗战前后十余年的辗转、专业搁置,终于可以有一间安静的实验室,可以开始自己热爱的科学研究了。但是时任中国科学院院长的郭沫若先生与爷爷的一番谈话,改变了爷爷的人生轨迹。”当时,郭沫若找到严济慈,希望他能够出任中国科学院办公厅主任,做好中国科学工作者第一大组织的管理工作。严济慈婉拒说:“一个科学家离开他的实验室,科学生命就结束了,因此我希望您另觅人选,我不擅长这方面的工作。”郭沫若回应:“假如能够使千万人进入实验室,那么我们的工作还是有价值的。”听到这句话,严济慈被深深地触动了。为了使科学研究在中国这块土地上生根,有许多工作需要从头做起,除了实验室的研究工作,还需要制定发展科学的蓝图,需要从事科学管理的人。最终,严济慈答应了。
严济慈常说,“科学技术人才的培养和科技队伍的建设,基础在教育,作为科学研究机构来说,不仅要出成果,也要出人才。”除了科研,严济慈还非常重视人才培養。他倡导优秀的大学必须教学与科研并重,优秀的教师必须从事科研工作。他高度重视在研究和教学中培养人才、提携人才、爱护人才,重视青年人才爱国情怀和社会责任感的培养。
严济慈认为,科学工作者必须具备两个学术条件,即“能够提出问题”和“善于解决问题”。他特别欣赏的第一流工作,就是那些“研究题目必须是在茫茫未知的科学领域里独树一帜的,解决问题的方法必须是自己独出心裁设想出来的,体现这个方法,用来解决问题的工具必须是自己设计、创造的,而不是用钱能从什么地方现成买来的”。
严济慈是我国教育界的一代宗师,桃李满天下,成为中国科技、教育工作者的表率和楷模。他常说:“科学技术人才的培养和科技队伍的建设,基础在教育,作为科学研究机构来说,不仅要出成果,也要出人才。”他亲自培养了以陆学善、顾功叙、钱临照等为代表的科学人才,成就了大批知名的中国科学院院士和国际上著名的专家学者。而随从他从事研究工作的许多助手,如翁文波、王大衍、陈尚义、杨承宗、钱三强等,也在他的教海下而成为著名科学家。上世纪40年代后期,严济慈独立编著了《普通物理学》《高中物理学》《初中物理学》《初中理化课本》等10多种教科书,哺育了几代学人。他在书中语重心长地写道:“物理是实验科学之母。其应用直接或间接,对于现代文明之贡献已颇可观。我们做物理,无论其为物理而物理,或为研习他种学术之准备,宜力求有益民生造福人类。”即使到后来,他专心从事科研方面的工作,也依然关心中国教育的发展。
严济慈在总结自己70年科学研究经验时曾表示,一个优秀的科学家要具备“敢于好高骛远、善于实事求是”的素质。“敢于好高骛远”,体现了严先生创新进取的科研追求;“善于实事求是”,体现了严先生严谨勤勉的治学态度。
20世纪80年代初,已过耄耋之年的严济慈,还与李政道先生合作,举办中美联合招考赴美物理研究生项目,并亲自担任招考委员会主席,在国内招考与物理有关专业的大学毕业生赴美攻读博士学位。现在,他们中的许多人已成为科技领域的领军人物。
“努力去做一个不自满自足、闭门幽居的人。”这是严济慈对自己的概括,他也在强调与年轻科学人员联合的重要意义。他乐于给年轻人打开一切科学道路,使他们登上科学高峰。
两个甲子,岁月峥嵘。严济慈先生的科研成就、教育思想和育人理念,对于指导我国科教事业具有重要价值和借鉴意义。正如他在80岁高龄入党申请书中这样写道:
“像我这样亲身参加中国科学院建立工作的人,现在虽已老了,但我看到大批新秀崛起,实在是后生可畏,后生可敬,后生可爱。我决心做一名辛勤的老园丁,浇灌出万紫千红的新花……”
1996年11月2日,严济慈院士离开了这个他奉献一生的世界,只留给无数后辈深切而沉痛的缅怀。2012年5月,经国际天文学联合会小天体命名委员会同意,一颖国际永久编号第1061 1号的小行星被正式命名为“严济慈星”。斯人已逝,幽思长存。严济慈的一生与“光”相伴,不仅在科学研究中结下累累硕果,也培养了无数科学人才。他如同一颗明星照亮了中国科学界,也会在我们每个人心中永远闪耀。
(摘编自“团结报团结网”)