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李文铸:纪念束星北老师诞辰一百周年

发布时间:2007-09-11来源:作者:浏览次数:31464


    抗日战争时期,在以何增禄教授为系主任的浙大物理系,两位著名的教授束星北和王淦昌老师最为同学们所喜爱和敬佩。束星北老师理论物理基础非常雄厚,物理原理掌握得最透彻,尤其是相对论,他是老一辈物理学家中学习和研究相对论的先驱。
    
    联合国把2005年命名为物理年,以纪念一个世纪以前,即1905年爱因斯坦发表了狭义相对论、光量子论等五篇重要物理论文,标志着人类进入了近代物理的新纪元。相对论和量子力学改变了人类通常所理解的空间和时间、能量和物质等概念,奠定了近代科学和技术的基础,从而大大地影响了人类科学文明的进程。联合国以一个学科命名一个年份,这在历史上是空前的,这正是为了表彰爱因斯坦的伟大理论,以及整个物理学科对人类社会进步所作出的伟大贡献。
    
    年轻的束星北正是在爱因斯坦伟大理论感召下,决心投身于物理学学习与研究的,他年轻时背井离乡,负笈英美,留学英国爱丁堡大学,师从著名理论物理学家惠特克(E.T.Whitaker)和达尔文(C.G.Darvin)。惠特克著有《分析动力学》(Analytics Dynamic)一书,为当时理论力学权威著作,达尔文博士是发现进化论的达尔文的孙子,都是当时国际上著名的理论物理学家。在他们的指导下,束星北打下了坚实的理论物理基础。一个世纪以前,困惑人类最大的问题是太阳和其它恒星的能源是如何来的。如果是靠燃烧煤或石油等化学能源,可以计算出来太阳的寿命是极其有限的。因此,当时不少人散播着世界末日即将到来的极端悲观论调。
    
    根据爱因斯坦狭义相对论,静止质量m可以转化为能量E,其著名的公式为:E=mc2
    
    爱丁顿第一个根据爱因斯坦理论提出由于太阳及恒星中温度特别高,质量转化为能量成为可能而放出巨大的聚变能,从而彻底解决了上一世纪困惑人类最大的难点,爱丁顿并由此发展了星体的核燃烧理论。爱因斯坦在发表狭义相对论后,于1916年发表了广义相对论,并提出了确定其是否正确的三种实验,其中一种就是太阳引起的光线偏折。爱丁顿于1919年5月29日日全食时,带领观测队观察到光线偏折值与爱因斯坦的预言基本符合。正是爱丁顿这一戏剧性观察结果,在上世纪20年代使人们大为震惊,从而引起了一般公众对广义相对论的注意。
    
    束星北能够在年轻时师从爱丁顿这么伟大的物理学家,确实是难得的特殊机遇。积贫积弱、灾难重重的旧中国,居然有一青年学者能在剑桥大学从事相对论和量子力学的学习和研究,真是难能可贵。
    
    束老师在英国对广义相对论的研究论文,是在美国麻省理工大学留学时发表的,一篇发表在美国《物理评论》杂志36卷1515页的“爱因斯坦引力定律的非静态解”,以通信方式发表,后在1934年《浙江大学学》报第一卷上刊登了全文,另一篇是1933年5月发表在J.Math.Phys.上的“一个有关引力和电磁的理论”,该文稍作修改后又于《中国物理学报》第一卷上及1934年的《浙江大学学报》第一卷上刊登。从上述发表的文章看,束老师研究的是当时最重大的问题。从第一篇文章看,对爱因斯坦广义相对论的引力定律,史瓦西(K. Schwarzchild)得到真空球对称静态引力场的精确解,并由伯克霍夫(G. D.B.Birkhoff)证明真空球对称静力场一定是静态的。史瓦西解是唯一的,30年代初束老师试图推广到球对称有质量辐射的动态引力场,这当然是影响到宇宙学的大问题。束老师的第二篇文章是试图解决引力场与电磁场的统一理论,这更是理论物理的头号问题。爱因斯坦后半生一直研究这一问题,但毫无结果。一直到上一世纪90年代发展了超弦理论,科学家们曾经认为是解决引力场与磁场等的统一场论唯一有希望的候选理论,但结果至今未能成功。对于统一场论这一重大问题,在30年代,青年束星北敢于探索,实属不易。
    
    束星北老师1931年回国,于1932年9月受聘于浙江大学物理系,直至1952年院系调整为止,任教达19年之久。在浙大期间,束老师以他深厚的学问根底,诲人不倦的精神,满怀着对青年学生的关爱,培养辅导着一代代的物理学生。束老师开过不少课程:理论力学、狭义相对论、广义相对论、量子力学等,以及与王凎昌老师合开的物理讨论乙,尤其难能可贵的是他在1943年亲自来回步行40公里从湄潭到永兴,为在永兴读普通物理课程的一年级学生辅导普通物理。
    
    束星北老师平易近人,上起课来有独特风格,上课时既没有指定教材,也没有讲课笔记,讲起课来深入浅出,引人入胜,以通常的物理事例为例证,逐步讲述物理概念。艰深的物理原理和很多物理难点,经束老师一讲,往往豁然开朗,令人感到听束老师讲课真是一种享受,在不知不觉中受到了物理科学的熏陶,获得了物理知识的升华,培养了对物理科学的热爱。
    
    由于束老师和王老师言传身教的影响和吸引,当时浙大各个年级都有个别外系学生转到物理系来,周志成从电机系转到物理系,胡济民从化学系转到物理系。李政道于1943年考取浙大化工系,开学前一个月他住在湄潭,与束老师的侄子束慰曾是好朋友,常到束老师家得以认识和接触束老师,并很快认识了王淦昌老师。在与束老师和王老师的接触交往中,李政道感受到物理学的意义和重要性,产生了很大的兴趣和信心,于1943年开学前转到物理系。我是1942年考进浙大物理系的,在永兴一年级读了半学期就因病休学一年,借学生公社的资助到贵阳中央医院医治后回家疗养,因此束老师到永兴辅导的时候我刚好不在学校,是事后听同学们说的。李政道在解放后回国访问浙大时,也多次提到束老师在永兴辅导时的启迪和教育。束老师的辅导不限于课程内容,而可涉及引导到整个物理学科,一对一地自由交谈。李政道特别好学,提问特多,交谈讨论特深,束老师从李政道提出的问题和交谈讨论中,发现李政道具有物理天赋,非常高兴,特别喜欢他,对李格外爱护培养。到二年级时在湄潭上学,束老师与李政道接触更多,在湄潭双修寺物理实验室中经常进行深层讨论。
    
    束老师不但在学术上而且在政治上、生活上关心李政道的成长。以后束老师去重庆。1944年底,日军逼近黔桂,李想参加青年军,因车祸腿骨折断,束老师得知后就打电报给王凎昌老师,让他看住李政道不让他走动,更不让他去青年军,要给他吃好的,并用车把李送到重庆休养治疗。当时日军到过贵州独山,浙大已在风雨飘摇中。束老师等李政道腿骨长好后,把李政道介绍给昆明西南联大物理系吴大猷先生,并设法找便车送李政道转学到昆明西南联大,由此可见束老师对李政道情谊之深。
    
    物理系学术水平高,学术气氛浓厚是与系主任何增禄教授的领导分不开的,他亲自主持每周一次的物理讨论,分物理讨论甲,物理讨论乙。物理讨论甲要求所有物理系教授和四年级的学生参加,是四年级学生必修课,由物理系老师和四年级学生轮流报告;物理讨论乙则由王凎昌和束星北老师轮流报告,报告人及内容均由何增禄老师亲自约定并预先公布,本系和外系师生可自由参加听讲,报告中自由提问,自由讨论,学术气氛十分浓厚,特别是在物理讨论中,新的想法和内容、新颖的科研成果,往往整理成论文寄到国内外著名杂志发表。
    
    物理讨论中特别是物理讨论乙,都是当时物理科学的前沿课题,如中微子问题,符合相对论原理的量子力学;狄拉克方程问题等,1934年2月哈恩发现核裂变和迈特纳对这一现象的解释相继发表,立即引起了物理系热烈讨论。
    
    1944年,李约瑟从重庆赶来参加学术会议,竺可桢校长也参加了,胡刚复院长主持会议,会上宣读了九篇论文,其中束老师的“加速系统的转换公式”和王老师的“中子的放射性”等5篇由李约瑟带往伦敦,发表在1946年的第四期《自然》(Nature,15311)杂志上。李约瑟不但参加了会议,而且也参观了实验室,对抗日战争艰苦条件下,浙大仍能保持如此之高的学术水平,大为惊讶,他回到伦敦后称誉浙大为“东方剑桥”。
    
    束老师还有另一篇与人合作的“电磁辐射的相对性质”发表在1948年《自然》杂志上。
    
    束星北老师虽然是著名的理论物理学家,但他实验动手能力很强,特别是电子学基础很好,他一再强调物理学是实验科学,对物理实验十分重视。在抗战期间那么艰苦的条件下,浙大物理系实验室能建设成那么好的水平,当然何增禄老师等居功至伟,但束老师也有过很多贡献,例如当时做实验没有电,是束老师提出利用旧汽车上的马达,用手摇发电,才解决了问题。
    
    束老师爱国心很强,不畏权势,正气凛然。他于1931年九一八事变后回国。日寇作为灭亡中国第一步,侵占了东北。1932年日寇在上海发动进攻,发生一二八事件,蒋介石政府居然下令十九路军撤防。束老师对日寇侵略义愤填膺,曾经当着蒋介石的面进行责问。
    
    在抗日战争中,看到日寇狂轰滥炸,他作为大科学家,决心为研制核武器而贡献力量。1939年2月浙大西迁途中,国民党政府参谋总长白崇禧来浙大参观时,束老师就当面提出过研制新式武器抗击日寇,并于到达湄潭后,在物理系工场试制,因限于条件未能成功。此事传到国民党一要员耳中,于1944年4月聘请束星北老师到重庆军令部技术处研制国防武器。在他的领导下,研制成了我国第一台雷达试验装置,探测地面距离为10公里的目标获得成功。
    
    1945年抗战胜利后,束老师离开重庆军令部,回到湄潭浙大,以后随学校回到杭州。抗战胜利后,广大师生指望在经过艰难的八年抗战后,从此国家会振兴起来,但蒋介石公然撕毁重庆谈判协定,发动内战,让人痛心疾首,从而掀起了轰轰烈烈反内战、反饥饿等一系列爱国学生运动。1947年10月29日,浙大学生运动领袖、浙大学生自治会主席于子三同学惨遭杀害,浙大学生掀起了声势浩大的反迫害的于子三运动,束星北老师挺身而出,正气凛然,在浙大教授会上提出教授罢教,抗议国民党对学生的杀害,支援学生的斗争。
    
    束老师、王老师以及何增禄老师在解放以前,由于正统思想影响,对共产党并不了解,但他们身上都有着一种难得的民主精神,在学术上形成了自由的民主讨论学风,在政治上对学生关心爱护,同情学生爱国民主运动,反对法西斯迫害。因此,解放前浙大物理系进步力量特别强大。
    
    浙大地下党领导人许良英、周志成都是物理系助教,杭州浙大舜水馆的物理系办公室,也成了浙大地下党支部和党总支经常秘密聚会的地方。束老师的办公室也成了撰写大字报的基地。我是束老师的研究生,后来也加入了地下党,成为地下党分支书记,常常在束老师的办公室组织进步青年教师和研究生撰写大字报,在1948年除夕夜,大字报写得很晚,匆匆离开时丢下了当时的“违禁”书,第二天被束先生拾到,不声不响地交给实验员任仲英先生,要其赶快烧毁,束老师就是这样保护他的学生的。
    
    在民主精神熏陶下,浙江大学物理系学生参加学生运动最积极,参加地下党的比例最大。回想起来在解放前白色恐怖下,浙大地下党在物理系的活动期间未遭破坏,平心而论是与束老师、王老师和何老师的直接、间接保护分不开的。
    
    我大学本科时受束老师教育,在浙大毕业后又考取束老师的研究生,受到他的教育、培养。在研究生期间,束老师不但亲自为研究生开设量子力学和相对论课,还专门请数学系苏步青教授为我开了“高等微分几何”课程,并且为了以后研究工作需要,还专门安排了李群的群论内容,包括李群三定律,而微分几何主要是嘉当微分几何。当时选课的只有我与数学系另一研究生,但听课的实际上是所有数学系老师,包括谷超豪、金福临等,教室坐得满满的。
    
    束老师要我打好经典力学基础。规定自学惠特克的分析动力学,要求逐章将习题做完,交物理系斯何晚老师监督批阅。我自觉分析力学的基础很重要,按束老师要求,花了很大力气,逐章将习题作完,做了一本又一本的分析力学习题交给斯老师。
    
    束老师对我的研究工作,第一个是调研课题,调研历史上所做迈克尔逊·莫勒(Michelson Morley)实验,以打下狭义相对论的实验基础。我当时在资料室查了不少文献,认真地作了调研。
    
    束老师还强调要求我加强动手能力,取出一个损坏了的静电仪要我修好,当时我把静电仪拆了下来,找出是石英丝断了,静电仪零件摆满了一桌子,后来因为忙于学生运动,修不下去,不了了之。
    
    我在束老师门下做研究生时,受到束老师的精心培养,他的用心良苦使我终生受益。我在解放后,虽然一直担任各项党政领导工作,不断参加各项政治运动,但我一直坚持工作在物理学的教学和科研的第一线,从来没间断过,一直到70岁离休,这都是由于束老师培养教育下打下了扎实的基础,才有可能做到的。
    
    解放以后,1950年镇反时,杭州市学校党委召开各校党领导人会议,我作为浙大党支部领导人之一参加了会议,会上有人以在国民党政府军令部工作过为由,把束老师列入镇反名单。我听后大为震惊,据理力争,提出:①束老师是抗战期间,因抗击日寇而在重庆国民党政府军令部工作的;抗战胜利后即离开重庆回到了浙大;②束老师是从事技术工作的,不涉及政治;③束老师是著名教授,科学上有很高造诣,国内外有崇高威望,所以束老师不应列入镇反名单,而应加以保护。
    
    我发言以后,有好几个人出来对我进行批判,要我站稳立场。主持会议的是当时浙江省委宣传部副部长兼杭州市委宣传部长俞铭璜。他最后作会议总结发言,肯定我的意见是正确的,并同意我的意见。他指出对这一问题的统一认识,可以帮助干部提高政策水平。后来我在其他资料上看到,这一会议召开前,在杭州市学校党委会上,时任杭州市学校党委宣传部长的许良英,已提出过束老师问题不属于政治问题,并且由于他在科学上的造诣很深,是国家难得的人才,应该受到重用。在当时的会议上早已通过同意这一意见。
    
    1952年院系调整,束老师调到山东大学物理系而离开了浙大。束老师在浙江大学物理系任教授历时十九载,在教学和科研上作出了重大的贡献,培养了一批物理人才。著名的因发现弱相互作用下宇称不守恒而与杨振宁共同获得1957年物理学诺贝尔奖的李政道,他在解放后回国访问浙大时,多次怀念在浙大学习时,束老师和王老师对他的启蒙和引导。他在怀念束老师的文章中写到,“我最早接受的启蒙光源就是来自束星北老师”。而在李政道写给束星北老师的信中写到,“我物理的基础都是浙大的一年所建,此后的成就,归源都是受先生之益”。
    
    浙大物理系还出了一个国际上一流的物理实验人才,这就是用实验证实β衰变中的弱相互作用下宇称不守恒的吴健雄,国际著名的女实验物理学家。由于她杰出的贡献,曾被选为美国物理学会历史上唯一的女会长。吴健雄在回国访问浙大时,怀念当时在浙大建设物理实验室的经历,为她后来在美国从事物理实验研究奠定了物理实验技术基础。她提到束老师曾辅导她学习过量子力学。
    
    束老师和王老师培养的人才,在国内各条战线上作出了重要的贡献。尤其是在“两弹”和原子能事业中,直接和间接作出贡献的有:中科院院士程开甲是“两弹一星”元勋,中科院院士吕敏曾参加“两弹一星”的研制工作,胡济民院士在北大创办了工程物理系,为培养核物理人才贡献了一生。忻贤杰在核爆炸工作中作出过重要贡献,而他的电子学水平的提高正受益于束老师。束老师不但亲自教过他电子学课程,还从遵义请来著名的电子学教授蔡金涛到湄潭来为他开电子学课。另外还有赖祖武在铀235的分离上作出了重要贡献。当时束老师和王老师称我们班上有“四李”,除李政道外,李寿枬曾任中国原子能研究院副院长,李天庆解放后从英国留学归来即担任哈尔滨军事工程学院教务长,为我国培养国防科技人才作出了贡献。以后国家调他去广州为华侨归国就学恢复岭南大学,但因文化大革命受阻了好几年,后才得以成功。李天庆后来又受命创办深圳大学,并担任深圳大学副校长。以后被聘请到澳门大学担任校长。我在解放后满腔热情地参加了浙大各项党政工作和各项政治运动,但并未影响我对科学的热爱,希望能继续从事学术活动,因此申请离职到科学院进修,经浙大党委批准,我于1954年到中科院近代物理研究所四室(理论物理研究室)进修了好几年,从而继续我的科学学术生涯。我在科学院期间未与束老师联系。从传闻中听到束老师受到冲击时,内心感到十分难受,但对束老师具体的遭难并不知其详。
    
    在看到刘海军先生所著《束星北档案》一书以后,内心为之震撼。刘海军先生详尽地阅读了有关历史档案资料,访问过近百个当事人,前后历经十多年,数易其稿,终于以创造性的独特风格翔实记录了束老师蒙冤受屈二十年,受尽了人间折磨的苦难历程,并忠实地反映了束老师在学术上的光辉贡献。
    
    刘海军先生的著作是对反映真实历史的贡献,但愿历史不再重演。
    
    束老师蒙冤受屈二十年后,得以昭雪平反。在耄耆之年有幸遇到青岛国家海洋局一所的党委书记曾荣,是他仰慕束老师的高深学问,三顾茅庐邀请束老师到海洋局一所工作。束老师深知海洋研究对国家的重要性,但由于过去从未进行过这一领域的研究工作。未曾立即接受邀请,而是在经过3个月对海洋学调研以后,才应允去海洋局工作,从事全新的研究领域。以海洋科学之复杂艰难,没有深厚的学问根底是绝难打开局面的。束老师在曾荣书记的支持下,在海洋局一所开办了海洋动力学进修班,培养了28名学员,并开展了以实测为基础的海洋内波研究,取得了重大成绩。现在束老师培养的学员都已成为国家海洋研究的支柱力量,在海洋学研究中作出重大贡献。而束老师所开创的实测性海洋内波研究也已取得重大进展。
    在纪念束老师诞辰一百周年之际,谨以此文表示对束老师的怀念和崇高敬意。
    
    作者简介
    
    李文铸:1924年生,湖南韶山人,浙大物理系本科及研究生毕业。浙大教授,国务院第一批博士生导师。解放后曾任浙大物理系系主任、浙江大学副校长、浙江省科协副主席等职。
    
    (李文铸)2007-9-10