王淦昌先生传略

　　王淦昌先生是当代中国杰出的物理学家，他不仅在物理学方面作出了巨大的发现和贡献，而且他也为独立自主地发展我国的核武器立下了不朽的功勋。
　　他以广博精深的学识，严谨的学风，坚持真理的科学精神，爱祖国、爱人民、申张正义、乐于助人、坦荡、谦逊、平易近人的崇高品格教育、熏陶了几代人。他确实不愧是我国科学工作者学习的典范。
　　1987年是王淦昌先生八十岁寿辰，我们说在此记述王先生八十年来成就、学习、研究、教育、奋斗的光辉一生。
　　1．从私塾到清华（1907一1925）
　　王淦昌先生于1907年5月28日生于江苏省常熟县支塘镇枫塘湾。父亲王以仁是当地颇有名气的中医，家里也有少许田产。王淦昌有两个哥哥、一个姐姐。王淦昌四岁时，父亲就逝世了。大哥王舜昌行医并兼做小本生意，维持一家生计。王淦昌自幼好动，而且特别喜欢翻弄父亲、哥哥的几部藏书。幼时家境尚好，母亲和哥哥送他进了私塾，从此步人了家人尊崇的读书人行列。在私塾中，王淦昌读的是《百家姓》、《盂子》、《论语》。1916年，转入大仓县沙溪小学，开始学国语、算术、美术等课程，国语仍与私塾的教学大同小异。与国语相比，少年时的王淦昌更喜欢算术。学堂讲授的内容比较浅显，解趣味数学题就成了陆地穗迷的游戏。他在同学中表现出来的机智，很得老师赞赏，以致他今天谈起少年时的那段学习经历，仍不乏自豪感。1920年，王淦昌的母亲因为积劳成疾、患肺病逝世。同年，他在外婆和大哥的资助下，随一远亲来到上海，在浦东中学读书。在这里，对他影响最大的是数学教师周培（号翰澜）（1896一1966）。周翰澜先生是我国著名地质生物学家周阴镇（1918一）的父亲。周培曾留学国外，有志于振兴中华的科学文化。周的教学原则有二：一是鼓励自学，二是因才施教。他讲课讲得活而不面面俱到，提供学生多做练习的机会，但不作硬性规定。在他的倡导下，浦东中学历届都有数学自学小组，一些优秀学生都参加了这一活动。王淦昌、施士元都曾是小组的活跃分子。在周翰澜的指导下，王淦昌在中学就读完了大学一年级的课程徽积分。在这时期，王淦昌确立了学习自然科学的目标。在浦东，他最惑兴趣的学科是数学。其次是英语。英语教师崔雁冰是他的表兄，对他的影响和帮助也很大。崔老至今尚健在，年已九旬。1924年，王淦昌高中毕业。毕业后，他作出的第一个决定是进外语专修班。半年后，他又找机会进了一所技术学校，学习汽车驾驶及维修技术。结束了这两轮短期训练后，他报考了清华。1925年，“五卅惨案”后，王淦昌积极参加了反击爱国运动，有一天，他参加游行后，抱着一大捆传单沿途散发，被一个英租界的印度巡捕抓住了。可是，在一个僻静的地方，这个印度巡捕不知出于某种同情心，把这个充满爱国热情的中国学生放走了。同年，王淦昌被录取清华首届本科生，一年后分科进了物理系。同时进入物理系的另外三位学生是：施士元、周同庆和钟问。
　　2．在老师指导下踏上物理学的征途（1926一1929）
　　清华学校原为留美预备学校，到1925年，才对外设立大学部，招收大学一年级生，向完全大学过渡，王淦昌等就是大学的第一级学生（他们后来被称为清华大学的第一届学生）。清华大学各系教师都是留美学生，课程设置、办学方向基本上是模仿美国各大学。重视实验是该校的突出特点。其经费来自每年缴付美国的原子能款的余额，比较充裕，这也为购买基本的实验设备提供了可能。这是当时国内其他大学甚至某些研究机构所不及的。
　　在当时我国实验科学缺乏基础又对它们很不重视的情况下，清华重视实验之风犹为独特与可贵。清华物理系规定实验课程不得少于理论课程的二分之一，化学系则更有甚之。该校的高淘汰率也令人生畏，一般部在50一60人，有时达70一80人。初到清华，王淦昌迷上了化学。化学系的实验条件在当时的清华堪称最佳，即使是公共课，也安排了尽可能多的实验。王淦昌一走进实验室就异常活跃和机智，常常长时间地呆在里面不肯出来。由于中学时几乎没有接触过化学实验，石瑟试纸的颜色变化都曾使他大为惊异，他把化学元素周期表记得烂熟，关于元素和化合物性质的种种实验，有条件的他都认真去做。这段美好的时光对王淦昌后来的科学活动产生了巨大的影响。从建议用β元素作为检测中微子的放射源、有机活化鹰光体的研究、硫化锌的制备以及近来对化学激光器的关注与倡导，都不能不使人联想到他青年时期打下的坚实化学基础。他曾很带感情地说：“化学是很意思的，我对化学比较熟悉，以后还想和别人合作做些化学方面的研究”。
　　清华物理系是由我国近代物理学先知叶企孙教授（1898一1977）创建的。他是著名的实验物理学家，他在1921年测定的普朗克常数在国际上一直沿用了K年之久。他长期担任清华物理系主任，亲自为学生讲普通物理课。在一堂普通物理课上，叶企孙教授提了一个有关伯努利方筐的问题，王淦昌在很短时间内给出了正确的回答。叶先生对他理解问题的清晰和准确表示赞赏。课后叶先生把王淦昌找去谈话，了解他的学习情况，并解答了他的一些问题。叶先生告诉王淦昌有问题随时都可以找他。叶先生对王淦昌的鼓励和个别传授，使他能够更深入地了解实验物理学。叶企孙的授课引人人胜，而他对王淦昌的特殊关怀更加激发了王淦昌少年时期萌发的自信、自强之心。他决心要叩实验物理学的大门了，不用说，此后他又成为物理实验室的常客。
　　1928年，王淦昌已经是大学四年级的学生。叶企孙于当年聘请吴有训教授（1897一1977）到清华物理系主持近代物理课程。吴有训也是中国近代物理的先驱，是一位实验物理学大师。他关于康普顿效应的实验研究，为进一步证实康普顿效应作出了重要贡献。吴有训当时从美国回来不久，在他讲授的近代物理中，集中介绍和剖析了近代物理学的重要实验及其结论，例如：立根的油滴实验，汤姆孙（1856～1940）的抛物线寓于措，汤生（1868一1957）的气体放电研究，卢瑟福（1871一1937）的原子牵引实验等等。他特别强调训练学生从事实验物理学研究的水准，要充分掌握实验的技巧，努力提高实验的准确性，把对物理理论的理解建立在牢固的实验事实上。在教学中，吴有训也很快对王淦昌这个学生有了良好的印象。他注意到了王淦昌对实验的材料爱护和操作能力，吴有训自己是首先通过实验工作接受近代物理学的，他也希望以同样的方式指导、帮助王淦昌。
　　1929年6月，王淦昌从清华大学物理系毕业后，吴有训把他留下来当助教。同时给了他一个研究题目：清华园周围氖气的强度及每天的变化。这个题目涉及气象知识和实验方法，当时在国内尚无人涉及。1902一1904年间，德国物理学家埃耳斯特和盖特耳发现了大气中的放引性气体，继之人们在大气放射性与气象学个件的相互关系方而做了大量研究。为了就这种关系形成一个明确的概念，需要在世界上尽可能多的地方从事此项实验工作。这个实验对仪器的要求并不太高，吴有训教授认为中国物理学家应该在这个领域作出自己的贡献。这项研究的目的就是要透彻研究北平附近气象因素对大气放射性的影响。从1929年11月到1930年4月，实验进行了六个月，主要是在室外作业。在吴有训的指导下，王淦昌查阅了大量参考资料。根据当时的条件，王淦昌用了类似于氏奥德哈曾采用的导线荷电阻的测量方法。王淦昌每天上午九时前把6米长、直径0.5毫米的裸铜线水平地架到实验室外5米的高空处，用蜡杆使它绝缘。用静电机使导线具有负3，000伏的电势，由于静电机一般给出更高的电势（达10伏的数量组），所以用变电阻漏电法使它保持在所要求的电势。裸铜线架在空中，直到上午11时。然后仔细地绕在一个线框上（需时一分四十秒）。在电机停止工作二分钟后，把线框放人金叶验电器的绝缘耗内，通过显徽镜读出金叶的放电率。同时记录下该天上午的大气压、风速与风向、云的性质与分布和温室。这种繁琐、艰苦又需要敏捷技巧的科学劳动一共持续了六千月。这是对青年实验物理学子的一次初步考验。王淦昌经受了这次考验，得出了北平上空大气放射性与大气压、风向、风速、云的性质与分布相关的大量数据，以及大气放射性的平均值与最高值的按月的变化，写出了论文，得出五点结论：（1）北平的大气放射性比欧洲所观测到的大，比印度观测到的小。（2）放射性随大气压的升降而升降。（3）云层总是降低大气放射性，厚密的雨云和积云则更甚。（4）西风减少了大气放射性，其他风向的风则增加大气放射性。（5）云层对大气放射性的影响一般大于大气压的影响。叶企孙和吴有训这两位实验物理学大师、中国近代物理学的先驱，是王淦昌的物理学启蒙老师，也是他踏上物理学研究征途的引路人。王淦昌对这两位老师怀着至深的敬意与真挚的感情。当他的学生和笔者要为他写传，庆祝他的八十寿辰时，他一面表示，他个人不算什么，重要的是要积极准备在1987年纪念叶企孙、吴有训这两位物理学前辈逝世十周年。
　　王淦昌在清华期间还有一段终生难忘的经历，这就是1926年的“三一八”修案。该年3月12日，日本军舰侵入我国内河，遭到驻守太沽口国民军的还击。英、美、日等八国借口所谓“太沽口事件”向中国政府无理地发出最后通碟。3月18日，王淦昌和部分清华同僚一道在天安门，参加了北平人民群众二千多人反对八国最后通谍的集会游行。结果遭到段限瑞军间政府军警的血腥镇压，死伤二百多人。王淦昌亲眼看到有人在自己身边中弹倒下。面对这个场面使王淦昌看清了北洋军伐的反动卖国真面目，深深感到中国青年应该肩负起对国家的重任。
　　3．在世界科学中渡过了物理学的黄金时代（1930一1934）
　　为了培养中国的优秀物理学方，叶企孙鼓励清华物理系毕业生出国深造。根据代临照教授回忆悦：“清华物理系首届毕业生，一个去德国（王淦昌）、一个去法国（施上元），一个去美国（周同庆〕，这可能是叶老的安排”。这表现了叶老对振兴中国物理学的深谋远虑。1930年，王淦昌考取了江苏省官费留学研究生，到德国柏林大学做研究生。起初他想做盖革（1882一1945）的研究生，但盖革当时已带了四名研究生，于是王淦昌从师迈特纳（1878一1968）。成为这位杰出女物理学家的唯一的一个中国学生。王淦昌是在格丁根大学选修了半年的课程。王淦昌也曾听过几堂弗兰克（1882一1964）的课，遗憾的是弗兰克不久就离开了格丁根。半年后，王淦昌跟随迈特纳，就读于柏林大学威廉皇帝化学研究所放射物理研究室，地处柏林郊外的一个名叫达列姆的小镇。大城市的喧闹、现代都市生活的喧哗与这个宁静的学府几乎毫不相干。在这里王淦昌也见不到一个中国同学或同胞。他往返于宿舍、课堂或实验室。在实验室他常常工作到深夜。而实验室的大门到晚上十时就关闭了，所以他常常翻出围墙回自己的宿舍。一般说，有两种情况使他奔走于柏林城内的校部与达列姆之间。一种情况是去听课和听讲演，例如他听过薛定冯（1987一1961）的几节波动力学课及其他课程和讲演。另一种情况就是参加每周一次的聚会，这是德国物理学界群英的辩论会，王淦昌从中吸收了许多新思想、新方法，了解到物理学前沿的许多最新发现。至今，他对德拜讲演的风彩尚记忆犹新。
　　王淦昌在德国留学的四年（1930一1934），正是现代物理学史上的黄金时代。这时，原子力学取得了巨大成功，原子核物理和实验物理迅猛发展。1929年，狄拉克·恨出字穴理论，预言正电子的存在。1930年，泡利提出了中微子假说以解释元素衰变的连续能谱。N1）年、查德威克发现了中子，安德逊在宇宙线中找到了正电子。1913年，赞米提出了元素衰变理论。1934年，约里奥和约里奥·居里夫妇二人发现了人工放射性；这一系列进展在德国物理学界引起强烈反响，尤其是实验物理学家迈特纳为每一项进展所鼓舞，并坚持在放射性领域从事着十分有意义的实验研究。王淦昌对实验物理学的特殊兴趣和敏锐，同时也从导师的言谈举止之中，辨识着当代物理学发展的新方向。1931年，王淦昌参加了柏林大学先后两次很有意义的物理讨论会，主讲人科斯特斯报告了关于玻特和他的学生贝克1930年做的一个实验，他们用放射性外所放出的位素轰击铁核，发现了很强的贯穿辐射。他们把这种辐射解释为辐射阻。而迈特纳早在1922年就对外放射性元素衰变的关系进行过实验研究并对辐射的性质也作过一系列的研究。王淦昌对此是有所了解的。上述报告给王淦昌留下了深刻的印象。他对外辐射能否具有那么强的贯穿能力所需要的高能量表示怀疑。玻特在实验中用的探测器是计数器。王淦昌当时想到的是，如果改用云雾室做探测器，重复玻特的实验，会弄请这种贯穿辐射的本性。为此，他在讨论会以后一连两次主动找导师迈特纳，建议用一个云雾室着手研究玻特发现的这种贯穿曲线。迈特纳始终没有同意王淦昌的请求。1931年，约里奥一居里夫妇改做了这个实验，在能源与测量装置之间放一蜡块，发现计数器的计量大大增加。他们也证明这是贯穿辐射使大量氢原子从蜡块中放出所致，他们最后的结论仍把这种现象称为辐射效应，井于1932年发表了简短的报告。查德咸克用不同的探测器——高压电离室、计数器和云雾室独立地进行了上述实验，证实了这种贯穿辐射乃是中性粒子流，这种粒子就是中子，并计算了这种粒子的质量。查德威克在1932年2月将论文送交《自然》（Nuture）发表。1932年2月22日，约里奥·居里夫妇公布了他们用云翼室再次进行这项实验的结果，成为查德威克实验的佐证。查德威克因此获得了1935年度的诺贝尔物理学奖。关于中子的发现，人们划分了四部：（1）1920年户丛也关于存在一种中性粒子的假设，（2）1930年玻特和贝克的实验，（3）1931年约里奥·居里夫妇的实验，（4）1932年查德威克的发现。许多人为约里奥一居里夫妇与科学最高荣誉的擦身而过深表惋惜。其实值得惋惜的却不止他们两位。如果迈特纳采用了王淦昌的建议和要求，以王淦昌对实验物理学的孜孜以求，对前沿课程的感觉和敏锐，凭借迈特纳杰出的实验才能、丰富的经验（爱因斯坦曾称迈特纳为我们的居里夫人，并认为她的天赋高于居里夫人），不能说中子的发现，是个开创原子核物理学新时代的重大事件，这项诺贝尔物理学奖不会成为对迈特纳教授和年轻的中国学者王淦昌创造性合作的褒奖呢？中子发现以后，迈特纳曾不无沮丧地对王淦昌说：“这是运气问题”。王淦昌本人也曾半开玩笑地说：“如果当初做出来了，王淦昌就不是今天的王淦昌了”。这不能说不是一件令王淦昌终生难忘的遗憾。如果他当时坚持目己的主张，不屈不挠地去争取实验的条件，如果他能以极大的韧性通过其他途径去寻求支持，他能不能把这顶工作做下去呢？应该承认，一个初到异国的年轻人是难以做到这一点的。但他毕竟没有尽全力去争取，这是他抱憾的主要原因。