物理学在清华

●新闻中心记者 周襄楠

  1905年,爱因斯坦先后发表了5篇具有划时代意义的论文,为相对论、量子论等物理学领域奠定了基础。

  谈起物理学在这百年当中得到的飞速发展,清华大学理学院院长、中国科协主席、著名物理学家周光召曾说:“首先是因为物理学是先进生产力的开拓者。”

  回顾上个世纪,物理学成为现代科学技术的带头学科。核能的发现从根本上改变了世界面貌,人造卫星、太空探索极大地扩充人类的认知和活动范围,量子力学导致半导体、集成电路、激光、磁性、超导等方面的发现奠定了信息革命的科学基础。由物理学研究衍生的新技术和新产品层出不穷,深刻地改变了人们的生产方式和生活方式。它还为生物、医疗、地学、农业提供了强大的探测手段和研究方法,促进了化学、天文、材料、能源、信息、军事科技等学科的发展。

  在这100年间,中国虽处于动荡之中,但是物理学的发展同样也对社会和经济产生了的深刻影响。作为中国近代物理学发展的重要园地之一,清华物理学科的发展与我国的建设和发展息息相关,从这里走出的清华人,有的成为在国际上具有重大影响的物理学家,有的则成为我国许多相关领域的开拓者。


辉煌历史 英才辈出

  清华物理系成立于1926年,我国著名教育家、我国近代物理学奠基人之一叶企孙先生是物理系的创始人,他招聘了一大批物理界的知名学者任教,如吴有训、萨本栋、周培源、赵忠尧、任之恭、霍秉权等教授。在他和吴有训的领导下,1930年代初,清华物理系就成为国内最好的物理系之一。

  在上个世纪三十年代,清华物理系培养的学生英才辈出。从1929到1938年,清华物理系共毕业本科生71人,其中后来成为中国科学院院士有21人,美国院士2人,成才率之高,实为历史上罕见。

  这里面,有核物理学家王淦昌、钱三强、何泽慧、李正武,理论物理学家彭桓武、王竹溪、胡宁、张宗燧,力学专家林家翘、钱伟长,光学专家王大珩、龚祖同,固体物理学家葛庭燧,气象学家赵九章,地球物理学家傅承义、翁文波、秦馨菱,电子学家陈芳允、冯秉铨、戴振铎,波谱学家王天眷,冶金学家王遵明,物理海洋学家赫崇本等,也有为冀中抗日建立重大功勋的熊大缜烈士,马列主义理论家胡乔木、于光远。

  提清华物理系,就不能不提“两弹一星元勋”:在1999年受国家表彰的23位“两弹一星元勋”中,毕业于清华物理系的本科生就有9位。其中,毕业于30年代的有王淦昌、钱三强、彭桓武、王大珩、赵九章、陈芳允,四五十年代毕业于清华物理系或西南联大物理系的有邓稼先、朱光亚、周光召,还有一位郭永怀先生,也曾经在西南联大物理系读研。

  在学术上,西南联大物理系也培养出诺贝尔物理奖获得者杨振宁、李政道,国家最高科学技术奖获得者黄昆这样的一代大师。

  中国物理学会也与清华物理系有着不解的渊源。1932年8月,中国物理学会第一次年会暨成立大会在清华大学科学馆举行。叶企孙、吴有训、萨本栋等均为领导机构成员。

  在30年代初,严济慈先生于1935年在“东方杂志”上发表了一篇文章评论中国化学、数学、物理等学科领域的发展情况,其中写道,从1930年至1933年4年内国内物理化学领域重要论文共有16篇,清华物理系为9篇。

  “我自己曾经统计过,在1945年以前,中国的物理学家在国内做的工作中,在《Nature》(自然)、《Science》(科学)上发表的论文一共有13篇,全部都跟清华物理系有关系——其中9篇第一完成单位署名为清华大学物理系或清华大学金属研究所,其他4篇也全部由王淦昌、施士元、陆学善这些清华物理系的毕业生完成。”清华大学现任物理系主任、凝聚态物理学家、中国科学院院士朱邦芬教授讲了一个例子,从一个侧面反映出当时清华物理学的繁盛。


重整河山 崭露头角

  历史的发展是曲折的,清华物理系的光辉历史由于在1952年全国范围内的院系调整而中断了,清华物理系师生一起全部并到北大。现在的清华物理系是在1982年复建之后发展起来的。

  虽然在复建之前清华没有物理系,但是跟物理有关的有物理教研组和工程物理系。

  1952年,6名讲师助教和14名留校的1952年暑期毕业生,组成清华大学物理教研组,承担起全校各个工科系本科生的普通物理及实验教学。1956年以后,清华根据国家需要建立了工程物理系,其中核物理、理论物理、固体物理和材料物理等专业都是与物理学相关的。

  1982年在任之恭等大批著名的海内外校友的呼吁下,邓小平同志亲自批准,在清华恢复了物理系。

  “复系后,清华物理系的师生一直抱着重现辉煌的强烈愿望,齐心协力、刻苦攻关,使得清华物理系在国内的物理学界的地位逐步地上升。原来清华物理系在工科类院校中算是好的,现在清华物理系在全国高校的物理系中已经是名列前茅了。”朱邦芬说。

  现在的清华物理系,在几个方面已经显现出了雄厚的实力:

  从人才拥有量来讲,清华物理系的院士是全国高校物理系中人数最多的,现在有8位院士,如果再加上杨振宁先生——他是中国科学院的外籍院士和美国科学院院士,总数就是9位。此外在物理系里也有一大批的国家杰出青年科学基金获得者、长江学者、长江讲座教授,有一批非常优秀的年轻人作为系里教学和科研的骨干。复系以来,物理系将“派出去”和“请进来”相结合,在师资队伍建设上做出了持续不懈的努力。1997年,在杨振宁教授的提议下,清华大学成立了高等研究中心,目的旨在加强清华大学在基础科学方面的研究,中心引进了一批活跃在物理学前沿的著名物理学者。从成立伊始到2001年,高等研究中心挂靠在物理系,2002年,中心独立成为实体,但在学术上仍与物理系交叉很多。另一方面,物理系大批中青年骨干教师出国访问、进修和攻读学位,大大提高了业务水平。顾秉林、范守善、朱嘉麟、陈皓明、曹必松等固体物理研究班培养的一批青年教师是其中的佼佼者。刚刚复系的时候,清华物理从几乎没有什么重要的研究成果,几乎是从零开始。2002年的时候,清华大学被SCI收录的物理学科论文,以374篇名列全国各高校和科研机构第一。物理系在凝聚态物理、原子分子物理、粒子物理与高能物理、核物理、天体物理等多个领域获得众多研究成果。例如,朱嘉麟、顾秉林等人关于低维量子结构的理论研究获得2000年国家自然科学二等奖,近几年范守善教授的纳米材料与结构的控制合成、表征和应用研究正朝国际先进水平奋进,他们利用碳纳米管生长一维氮化镓纳米线的研究论文, 1997年发表在《SCIENCE》杂志上,已被引用500多次,荣获我国2003年度单篇论文被引用次数第一名。在研究极端尺度下的基本物理问题方面,物理系既有实力很强、长期坚持物理学基本问题研究、并积极参与国际合作的“高能物理与核物理研究所”,又新成立了人员精干、水平国内领先的从事高能天体物理和理论天体物理研究的“天体物理研究中心”。以前相对薄弱的实验物理也正在迅速提高中。

  这些年来,清华物理系狠抓教学,要求每位教师都既要教课也要科研,多位中国科学院院士直接给本科生上课,杨振宁先生还身体力行为大一本科上讲课,在全国引起了很好的反响。物理系是全国唯一拥有“国家理科基础科学研究与教学人才培养基地(物理)”和“国家工科物理课程教学基地”的单位,教育部物理学教学指导委员会主任和教育部非物理类物理教学指导委员会主任都在清华物理系。现在,物理系在工科大学物理教学上,继续保持全国先进;在理科物理教学上,也已拥有了一批名师,比如庄鹏飞老师在量子力学课程上的教学,在国内得到了广泛的认可。


瞄准一流 面向未来

  “清华物理系的教师理念和标准都比较高,大家都认为我们现在的目标不该局限于国内,而是瞄准国际上最好大学的物理系赶超。”朱邦芬言语间非常自信,“尽管还有不少困难,但是我觉得我们的未来会做得更好。”

  谈起未来,朱邦芬首先谈到的是物理系的学生:“我们的学生正在得到世界一流大学的认可。”

  物理系学生的来源越来越优秀,而且同学们学习、研究也非常刻苦,无论是他们本科毕业后留在系里读研还是出国深造,他们都做得非常好,在国内外物理学领域为清华物理系赢得了很好的声誉。

  比如,清华物理系培养的第一位理学博士欧阳钟灿,1984年底毕业并获学位,现为中科院理论物理所所长,1997年当选为中科院数理学部院士。

  又比如基科8班的翟荟同学,2002年本科毕业之后,只花了两年半的时间就拿到了博士学位,而且博士论文做得很优秀。又如祁晓亮同学、天体物理方面的“三剑客”——胡剑等研究生同学,他们的研究工作很出色,得到国内外很多物理学大师的好评。

  清华物理系的同学如果联系出国留学,许多人拿到世界最好大学的奖学金,而且一些大学还给了清华物理多个名额,如今年斯坦福大学就给了清华物理系同学7个全额奖学金资助、加州伯克利大学给了4个全奖,哈佛也给了2个。

  “学生是我们的未来。尽管复系以后,物理系一些毕业生,学术上已经崭露头角,如欧阳钟灿、向涛等等,但是还远远不够。如果我们培养的一批优秀的学生,再过一二十年能够成为世界级的大师,那个时候,我们可以认为清华物理系跨上了一个新的台阶。”朱邦芬高兴地说。

  物理系现在实行的“教授治学”的管理方式贯彻了物理系“以人为本”的治系思想:系里所有与教学和科研有关的重要的事情都由教授和副教授组成的各个委员会进行讨论,其中特别重要的还要经过全系的教授大会或教师大会讨论通过。这样的管理和运作模式带给物理系的是高效率的教学、科研。


  “从物理学的发展来讲,关键还是看人才。今年是世界物理年,我觉得此次由中国科协主办、中国物理学会等承办的世界物理年学术报告会在清华召开是一个很好的机会。一方面能够吸引更多年轻人喜欢物理,耐得住寂寞去研究物理,另一方面也是物理领域培养的人向其他领域扩展的大好机会。我希望在不久的将来,清华物理系可以重现上个世纪三十年代培养的很多学生都成为我国某个领域的大师和奠基人的盛况,到那个时候,清华物理系会对国家、对人类的做出更大的贡献。”朱邦芬说。

(编辑 文清)

2005年06月02日 12:26:49  清华新闻网

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