他是中国核能之父,诠释物理与人生的美

作者:胡慧中摄影: 视频: 来源:《复旦》发布时间:2024-06-18


他毕生探索理论物理与核物理,被誉为“中国核能之父”;他放弃国外优渥待遇,毅然回国,为原子核物理教育事业筚路蓝缕;他春风化雨、虚怀若谷,诠释了物理学与人生的“真善美”。

他便是著名核物理学家、中国科学院院士、复旦大学教授卢鹤绂。今年的67日是卢鹤绂先生110周年诞辰纪念日。

揭开原子弹秘密的第一人

午后,微雨。步行至核科学与技术系,卢鹤绂院士雕像矗立于此,注目若有思。叩开复旦现代物理研究所所长沈皓教授办公室的门,她正在电脑上查阅资料,随即打印了两张A4纸的内容。

“这就是卢先生的论文代表作之一,正文才一页纸。”伴随着沈皓的介绍,校融媒体中心记者细看这篇英文论文。它是卢鹤绂1947年发表在《美国物理月刊》上的论文《关于原子弹的物理学》,是全世界首次公开发表的估算铀235原子弹临界体积的简易方法及其全部原理。这一文献被广泛引用,卢鹤绂也由此获得“第一个揭示原子弹秘密的科学家”的赞誉。

论文短小精悍,却将推演过程、物理模型跃然纸上。沈皓认为论文诠释了“越简单的越深刻”——这是卢鹤绂一生推崇并教诲学生的一句话,也让沈皓记在心里。“卢先生的研究无限接近物理学的本质,而人类的终极追求恰恰就是这种简单而深刻的美。”

出生于辽宁沈阳的一个知识分子家庭,出于家学渊源与个人天赋,卢鹤绂自幼喜爱钻研理工科学。1932年,卢鹤绂考入北平燕京大学理学院物理学系,不仅专业课出色,英语水平也甚佳。1936年以全优的成绩大学毕业后,卢鹤绂赴美国明尼苏达大学研究院深造,专攻近代物理和原子物理。

赴美留学期间,经过多次反复实验,卢鹤绂发现了“热盐离子发射的同位素效应”,又用自己发明的“时间积分法”,在世界上首次精确地测得了锂7和锂6的天然丰度比为12.29,引发反响,得到当地报纸“中国人在称原子重量”的头版报道。卢鹤绂的测定数值后被选定为同位素表上的准确值,被国际物理界公认并长期沿用。

怀着超越时代的前瞻性,卢鹤绂预见了大规模利用原子能的可能性。更为可贵的是,他在多篇文章中提出了和平利用核能的理念:“吾人对于核变放能之厚望,固不在军事而在增进人间之幸福……将来擦目以待者是为核能时代之开始。”

“我的工作岗位在中国”

曾经被问及自己最满意的科研成果,卢鹤绂毫不犹豫地回答:“卢鹤绂不可逆性方程。”这一成果,诞生于他深爱的祖国大地之上。

“我的工作岗位在中国。”怀着坚定信念,卢鹤绂拒绝了美国高校优厚待遇,与夫人吴润辉于1941年艰难回国。回国后,由于国内实验条件十分有限,卢鹤绂将研究方向转向理论物理。他提出的“弛豫压缩基本方程”迅速受到国际关注与认可,被命名为“卢鹤绂不可逆性方程”。这是在世界物理学史上罕见的以中国科学家命名的方程。

沈皓说,卢鹤绂先生既是一个理论的大家,又是一个实验的大家。对实验的长期坚持,对理论的潜心探索,使他得以在理论物理与实验物理间纵横捭阖,建树颇丰。

学成归国,卢鹤绂投身中国的高等教育事业,躬耕教坛数十载,为培养我国第一代原子科学技术人才贡献卓著,是我国原子核物理教育事业的创始人之一。1952年夏,伴随着全国高等学校院系调整,卢鹤绂来到复旦大学,从此与复旦结缘40余年。在复旦,卢鹤绂先后担任理论物理教研组主任、原子核物理教研组主任,参与了原子能系的筹建工作,即“物理二系”。

“如果卢鹤绂还在美国的话,肯定会获得诺贝尔物理学奖。”面对这种说法,卢鹤绂总是微笑着说:“我是中国人,学了东西,当然要报效祖国,传授给学生。这是我的荣幸。”

教书育人,关爱学子成长

“好的老师能发现你的长处,能够引领你走上一条科学的道路。”中国科学院院士、复旦大学原校长杨福家曾不止一次谈道,是卢鹤绂先生让他领略到绚烂的“物理之美”,从此一生钟情并深耕原子核物理。

1958年,杨福家读大四时,恰逢卢鹤绂开设原子核理论课程。卢鹤绂亲自编写讲义,每节课前发给大家,一共77节,内容丰富,令同学们耳目一新。一次课上,杨福家发现卢鹤绂讲的内容有一点问题,于是下课后请助教向老师求解疑惑。卢鹤绂知道之后,请杨福家去自己家里,诚恳地对他说:“在这个问题上我考虑欠妥了,你是对的。”两人交谈过后,卢鹤绂亲自把杨福家送到楼下,目送他离开。

教书育人,卢鹤绂注重学生基础知识的学习和基本技能的训练。他要求学生多读书,但不要死读书,应该“勤用脑,多动手”。卢鹤绂倡导启发式教学,讲课深入浅出,通俗易懂,学生们非常喜欢听他的课。

在学生们眼中,卢鹤绂待人亲切和善,平易近人。为了一封学生出国留学的推荐信,即便年事已高,卢鹤绂仍然亲自书写,数易其稿。他会邀请学生来到家中,与他们交流学术,深入了解,给予建议与期望。沈皓记得卢先生在推荐信的署名前用英文写了长长一串抬头,对她说:“不是所有人都知道我,这样写,这封信会更有份量一些吧。”这让她感受到这位老师是真真切切为学生着想,有一种刻在骨子里、发自内心的善良。

引领核物理学科发展

在卢鹤绂身上,科学与艺术交织,人文与理性融汇。他推崇中国古典文学,尤其喜爱《三国演义》;他热爱国粹京剧,不仅爱听戏,更“粉墨登场”,多次登台献唱。

直到晚年,卢鹤绂仍活跃在物理学的前沿阵地。1995年,81岁的卢鹤绂与他的弟子王世明撰写的《对马赫原理的一个直接验证》在美国《伽利略电动力学》发表,该杂志的主编评价这篇论文:“开辟了挑战爱因斯坦的新方向。”正当研究要继续时,卢鹤绂于1997年病故,为世人留下8大提纲44项研究进展,已发表的论文仅仅是他研究内容的十分之一。

卢鹤绂逝世后,美国休斯敦、明尼苏达大学和复旦大学均为他竖立铜像,美国夏威夷市还把每年的615日定为“卢鹤绂日”。

薪火相传,复旦核科学与技术系(现代物理研究所)在卢鹤绂等先贤等精神引领下,在科研与教学、人才培养、实验室建设上行稳致远。现如今的核科学与技术系,研究领域从极小的夸克,到极大的天体,从改善生命健康的医学核技术,到面向未来的先进核能,更是参与到了几乎所有核物理领域国际大科学合作计划。

为推动核物理拔尖创新人才培养,2023年复旦推出核工程与核技术(核物理方向“卢鹤绂班”)十年一贯制培养项目,通过高中一年、本科四年、博士五年长周期地培养核物理领域的拔尖创新人才。卢鹤绂班为每一位同学配备导师,为低年级同学提供接触前沿研究,参与国际大科学计划的机会。卢鹤绂班由马余刚等院士担任班主任,亲自指导和规划。

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