吳有訓：中國近代物理學的奠基人

胡家堯

1897年4月26日，吳有訓出生在江西省高安市。在私塾求學期間，由于先生是一位比較新派的人物，他受到了西學啟蒙教育。1916年7月，他進入南京高等師范學校理化部學習。在這期間，他有幸在物理學家胡剛復的引導下得以接觸到與X射線有關(guān)的基礎(chǔ)知識。1921年，他赴美留學，進入芝加哥大學物理系學習。

芝加哥大學是美國歷史悠久的著名學府之一。物理學家康普頓在這里任教，吳有訓來到芝加哥大學后拜康普頓為師，在他的指導下從事X射線問題的研究。

康普頓提出的X射線量子散射理論．由于實驗證據(jù)還不充分，沒有立即獲得物理學界的廣泛承認。當時著手進行這一實驗的科學家很多，吳有訓此時恰好在實驗室跟隨康普頓進行研究工作，他用非凡的實驗才能，設計出最佳實驗配置后，陸續(xù)使用多達l5種不同的樣品材料進行X射線的散射實驗，結(jié)果無一不與康普頓的理論相符合，從而形成了對此理論廣泛適用性的強有力證明。他的工作得到了康普頓本人的高度重視和評價，他把吳有訓所獲得的15種物質(zhì)X射線散射光譜與他自己的那張石墨散射譜，一并收入了他的專著《X射線與電子》中，作為其量子散射理論的主要實驗證據(jù)。

吳有訓對康普頓效應的另一項重要證明工作，就是用實驗消除了來自美國哈佛大學的著名X射線專家杜安尼及其助手克拉克對康普頓效應的兩項質(zhì)疑。此外，吳有訓在發(fā)展康普頓散射理論方面也有非常重要的貢獻他用精確的實驗解決了康普頓散射光譜中變線與不變線之間的能量比率問題，第一個對這一比值行嚴密的定量測量。

1926年，吳有訓獲得芝加哥大學博士學位，謝絕康普頓教授的挽留回國。1928年8月，他受清華大學理學院院長葉企孫邀請到清華任教。當時，我國的物理學科研究，還處于草創(chuàng)時期。1929年，吳有訓在清華大學建立我國第一個近代物理學實驗室，進行國內(nèi)X射線問題的研究，開創(chuàng)了中國物理研究的先河。但即便是具備當時國內(nèi)最好研究條件的清華大學物理系，仍然不能滿足吳有訓開展實驗的要求，他只好改變研究方向．以物理理論研究作為自己主要的研究方向。1930年10月，吳有訓在美國著名的《自然》雜志發(fā)表了他回國后的第一篇理論文章《論單原子氣體全散射X射線的強度》，這是中國物理學家最早在國際權(quán)威科學刊物上發(fā)表的論文之一。以此為起點，吳有訓對X射線經(jīng)單原子氣體、雙原子氣體和晶體散射的強度、溫度對散射的影響和散射系數(shù)等問題進行了一系列的理論探索，取得了重要的研究成果。

吳有訓不僅是一位杰出的物理學家，而且是一位杰出的教育家。自1926年起，吳有訓輾轉(zhuǎn)任教于上海大同大學、南京中央大學和清華大學等校，前后長這20余年，不但為中國培養(yǎng)了幾代物理學家，而且他的教育實踐也為后輩留下了許多可資借鑒的寶貴經(jīng)驗。

吳有訓雖然倡導學術(shù)獨立，但他決不自我封閉，而是極力促進科學的交流。正是由于吳有訓等中國老一代科學家的高水準研究工作，引起國際科學界同行的注目，促成了當時許多國際大師級物理學家來華訪問講學。1935年7月，現(xiàn)代量子力學的奠基人之一、諾貝爾物理學獎獲得者狄拉克應邀來華；1937年初，國際物理學界哥本哈根學派領(lǐng)袖、丹麥物理大師玻爾應邀赴清華作了有關(guān)原子結(jié)構(gòu)方面的報告。這些大師的演講，使清華師生增長了科學最前沿的知識，開闊了眼界。

此外，吳有訓亦重視國內(nèi)校際及研究機構(gòu)間的交流，他本人曾在北京大學、燕京大學等外校兼課，也組織學生到北平研究院物理研究所等研究機構(gòu)進行參觀學習。這些活動和措施，對清華物理系的教學和研究工作產(chǎn)生了很好的推動作用。

上世紀三十年代，他積極推動恢復研究院和留學考試，親自參加研究院的教學指導，并主持留美入學考試，大批優(yōu)秀青年學子因此而獲得進一步深造的機會，其中汪德熙、胡寧、吳仲華、黃家駟、楊振寧、洪朝生、何炳棣、李政道等后來成為著名科學家。

（摘編自龔明俊《感動中國的100位愛國科學家》）

(1)下列對材料有關(guān)內(nèi)容的分析和概括，最恰當?shù)膬身検?)()(5分)

A．吳有訓既得益于良師，又超越了良師。私塾求學，受新派人物啟蒙；進入高校，得

物理學家胡剛復引導：赴美留學，拜康普頓為師，并發(fā)展了其X射線量子散射理論。

B．康普頓高度重視和評價吳有訓的工作，并將其所獲得的15種物質(zhì)X射線散射光譜

收入自己的專著《X射線與電子），從而填補了X射線量子散射理論實驗論據(jù)的空白。

C．吳有訓不僅是一位杰出的物理學家，而且是一位杰出的教育家，在前后長達20余年的執(zhí)教生涯中，以淵博的學識、科學的方式和豐富的經(jīng)驗培養(yǎng)了中國幾代物理學家。

D．吳有訓赴美留學期間打下了扎實的物理實驗研究功底，但他沒有止步，回國后又向

更高層次邁進，將物理理論研究作為自己主要的研究方向，取得了重要的研究成果。

E．國際大師級物理學家來華訪問講學，一方面是因為中國老一代科學家的高水準研究

工作引起了國際科學界同行的注目，另一方面是因為吳有訓對科學交流的極力促成。

(2)吳有訓對康普頓效應做出了哪些重要貢獻？請結(jié)合材料簡要概括。（6分）

(3)為什么吳有訓被稱為中國近代物理學的奠基人？請結(jié)合材料簡述其原因。(6分)

(4)吳有訓是怎樣倡導學術(shù)交流的？請結(jié)合材料，談談你的看法。（8分）

參考答案

12．（l)C、E（選C給3分，選E給2分，選D給1分，選A、B不給分。D項不準確，主要原因應是國內(nèi)的研究條件不能滿足吳棄訓開展實驗的要求：A項錯誤，材料只是說吳有訓在發(fā)展康普頓散射理論方面做出了重要貢獻，但不能據(jù)此推斷吳有訓在物理學上的成就超越了康普頓；B項太過絕對，康普頓有自己實驗獲得的石墨散射譜，只是實驗證據(jù)還不充分。）(2)①設計最佳實驗配置，使用多種樣品進行X射線的散射實驗，證實了康普頓效應的普遍適用性；②用實驗消除了美國哈佛專家及其助手對康普頓效應的兩項質(zhì)疑；③用精確的實驗第一個對康普頓散射光譜中變線與不變線之間的能量比率進行了嚴密的定量測量，發(fā)展了康普頓散射理論。（每點2分）(3)①實驗研究方面：建立了我國第一個近代物理實驗室，開創(chuàng)了中國物理研究的先河；②理論研究方面：是中國最早在國際權(quán)威科學刊物上發(fā)表論文的物理學家之一，對諸多物理闖題進行了一系列理論探索：③教育實踐方面為中國培養(yǎng)了幾代物理學家，并留下了許多可供借鑒的寶貴教育經(jīng)驗。（每點2分）(4)①打開國際視野，推動國際交流，使清華師生增長了科學最前沿的知識，開闊了眼界；②敞開胸懷：推動國內(nèi)校際及研究機構(gòu)間的交流，推進了清華物理系的教學和研究工作：③具有長遠眼光：推動恢復研究院和留學考試，使優(yōu)秀青年學子獲得進一步深造的機會。

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