引言

我很幸运曾经跟国家最高科学技术奖获得者黄昆先生在同一个办公室一起工作了15年,又有机会跟很多中国物理学大师,像杨振宁先生、彭桓武先生、周光召先生、王明贞先生、黄祖洽先生等(图1),有比较多的个人接触,有的还可以随意交谈。

王明贞先生是清华大学第一位女教授,是我国最有成就的一位统计物理学家,年岁时去世;彭桓武先生是“两弹一星”元勋,年清华本科毕业;杨振宁先生是诺贝尔物理奖获得者,许多物理学家认为,杨—米尔斯非阿贝尔规范场理论足以让杨先生再次获得诺贝尔奖;黄昆先生与杨振宁先生—年在西南联大读研究生时是同学,是享誉国际的凝聚态物理学家,国家最高科技奖获得者;黄祖洽先生年考入西南联大物理系,年从清华大学硕士毕业,许多人认为他是没有两弹元勋称号的两弹元勋;周光召先生年毕业于清华物理系,也是“两弹一星”元勋。这几位先生都是清华校友,他们都取得了非常大的学术成就。不过我觉得他们最值得称道的,首先还是为人,他们都是一个有道德的人、一个真正的人;其次才是做事;第三是做学问。这符合中国文化传统中“立德、立功、立言”的顺序,首先是人格的崇高,然后是认真做事并带来学术上的成功。

我与这些大师们有着较多的交往经历,希望从一个晚辈和大学教师的视角,与大家共享我对这几位物理学大师为人为学的一些观察和感悟,探寻他们是怎样做人、做学问,怎样成为大师的。希望对同学们有所启示。

——朱邦芬

王明贞、彭桓武、黄昆、杨振宁、黄祖洽、周光召撰文:朱邦芬

(中国科学院院士、清华大学物理系教授)

良好的环境对这些大师的成长有着极其重要的作用。这些年来我们一直持有这样一个观点:一流创新人才主要不是课堂教出来的,而是在良好的环境中自己“冒”出来的,社会和学校要创造利于杰出人才容易脱颖而出的好环境。这也是我们“清华学堂”物理班的一个基本出发点。那么,好的环境到底包括哪些因素呢?首先,家庭环境很重要。“图灵奖”获得者约翰·霍普克罗夫特曾说过,应该从5岁左右就开始发展孩子们的创造力。怎么发展呢?并不是像中国通行的做法那样,背英文,背唐诗,学各种各样的东西。对儿童来说,最重要的早期教育,就是要有一个能够让他们感到安全,感到被爱,引导他们探索世界的稳定的成长环境。将来我们在座的同学如果为人父母,要允许孩子们动手动脑去探究一些事物,即使把家里一些东西拆了装不起来也别责怪,而且要让他们感受到父母对他们探索未知世界的鼓励。

我在文中提及的几位大师,恰好都有较好的家庭环境,不仅家庭和睦,而且大多出自书香门第,兄弟姐妹也多有自己的专长。例如王明贞,她的家族就是当时中国非常难得的科技世家。她的祖母创办了著名的苏州振华女校,杨绛、费孝通等一大批人都是振华女校的校友。父亲王季同是清末民初著名数学家、电机学家,是我国第一个在国际数学刊物上发表学术论文的学者。伯父王季烈翻译出版了中国第一本以物理学命名、具有大学水平的教科书,编著了中国第一本中学物理课本,还主持编印了我国第一本物理学名词汇编——《物理学语汇》,为近代物理在中国的传播做出了重要贡献。哥哥王守竞毕业于清华学校,在哥伦比亚大学念博士时在量子力学方面做出了非常出色的研究工作,是中国第一位在世界上享有声誉的理论物理学家。王守竞回国后先后担任浙大和北大的物理系主任,“抗战”前夕,为强国,受命筹建昆明的中央机器厂,该厂后来成为中国机械工业发展的一支骨干力量。姐姐医院创始人,在妇产医学界与林巧稚齐名,有“南王北林”之称。王明贞的两个弟弟王守武、王守觉都曾在中国科学院半导体研究所工作过,都是中科院院士,我也很熟悉。她的家族中和她一起成长的还有表妹何怡贞和何泽慧,“中国居里夫人”何泽慧的丈夫是钱三强,何怡贞也是物理学博士,她的丈夫葛庭燧院士也是清华物理系毕业的,内耗测量装置“葛氏摆”就是以他名字来命名的。王明贞的妹夫陆学善是中国科学院物理研究所初建时的代所长。这一大家子都是非常成功的科学家。我想,从小生活在这样一个大家庭里面,兄弟姐妹都喜爱、钻研科学,对王明贞的成长确实起了很重要的促进作用。

诚然,我们绝大多数人没有这样的家庭条件,这也不是必须具备的,好的学校环境可以起到更为重要的作用。好的学校环境应该包括哪些要素呢?我以为,一是汇聚一批出类拔萃的优秀学生;二是学校里有着追求真理、献身科学的良好学术氛围;三是有一批好的老师,而且这些老师愿意把自己的精力花在培养人才上,开展个性化教育,最好是一对一的培养;第四是给予学生比较宽松的自主学习的空间,这方面是我们原来的教育中比较欠缺的——“规定动作”太多,“自选动作”太少。还有两点是,学校要有国际化的视野,以及相对较好的学生学习研究与教师教学研究的软件和硬件条件。在安定的大环境下,如果这几个条件都能实现,我们有这么多聪明的优秀学生,我想在他们中间会有比较高的几率走出大师。结合我所熟悉的这些中国物理学大师的成才之道,我来具体谈谈组成良好学校环境中最重要的前4个要素。

1优秀学生荟萃

首先,一批出类拔萃的学生荟萃一堂,是优良学校环境的重要基础。一流学校往往集中了同龄人中一些最优秀的人,优秀学生之间的互相激励,使他们产生了终身受益的智慧、理想、学风、品味和人格。杨振宁先生曾说,根据他读书和教书得到的经验,与同学讨论是深入学习的极好机会。多半同学认为,从讨论中得到的收获比从老师那里学到的知识还要多,因为与同学辩论可以不断追问,促使你进行深入的思考。此外,同学之间的交流一般远比师生间的交流要多。我想这大概是优秀人才为什么会在某个学校、某个年级、甚至某个寝室“扎堆”产生的一个原因。成立于年的纽约布朗克斯科学高中,曾经培养出7位诺贝尔物理学奖获得者和1位诺贝尔化学奖获得者。这所高中的创办校长相信,如果一所学校能够汇集一批非常优秀的学生,他们之间会逐渐形成一种很难清晰界定却非常有价值的互相学习的过程。布朗克斯科学高中的办学成就,似乎验证了这位创校校长的理念。根据这些诺贝尔物理学奖获得者的回忆,这所高中的物理课上得并不算好,他们对物理的兴趣主要受到同学激发,而他们的物理知识主要是在课堂外学的。年诺贝尔物理学奖得主格劳伯是布朗克斯科学高中第一届学生。他回忆自己入学时,科学家早已发现了原子,也建立了量子力学,可是当年他高中上的物理课根本没有提及原子。在年诺贝尔物理学奖获得者库珀的记忆中,自己的高中物理课很乏味。年诺贝尔物理学奖获得者温伯格和格拉肖是这所中学的同班同学,他们说自己上中学时最有意思的事就是一批同学组成的科幻小说俱乐部,大家到处找科幻小说来读,读完之后再一起讨论。年诺贝尔物理学奖获得者施瓦茨回忆说,他对物理的兴趣完全是被同学之间令人兴奋的讨论激发起来的。这些回忆说明了优秀学生之间的相互作用对学生成长的重要性。再来看看老清华物理系的例子。彭桓武先生年从清华物理系毕业,同班同学有钱伟长、王遵明、熊大缜等,高一班或两班的学长有赵九章、王竹溪、张宗燧、翁文波等,低一至二届的学弟学妹有钱三强、何泽慧、于光远、王大珩、葛庭燧、秦馨菱、林家翘、戴振铎等。一句话,彭先生前后几届同学的名单列出来就是一个“群英会”。在一流大学求学,一个得天独厚的条件就是同学总体来说非常优秀,同学之间的相互作用,为将来的成才打下基础。杨振宁先生和张守廉、黄昆是西南联大研究生同学,由于三人都是学习尖子,又几乎形影不离,是联大十分著名的“三剑客”。曾经有一段时间,他们三人分享昆华中学的一个代课老师的职位,合住一间宿舍,每天一起上课,课后一起泡茶馆,切磋学问,还谈天说地,议论天下一切事情,晚上躺在宿舍里他们还在继续讨论和辩论。正如黄昆后来回顾,认识杨振宁和张守廉是对他一生最有影响的事;而杨振宁则认为,西南联大期间培养了他在物理学里的爱憎。

2优良的学风

良好学校环境的第二个要素是优良学风。年,美国密歇根大学授予吴大猷先生荣誉科学博士学位,密歇根大学物理系和杨振宁、李政道等人在授学位仪式的前一天,安排了一个“吴大猷研讨会”(TheTa-YouWuSymposium)。黄昆接受邀请做了一个学术报告。在报告最后,他展示了一张画(图2),重现了他跟随吴大猷先生念研究生时的情景。当时为了躲避日军对昆明的狂轰滥炸,联大大部分教师分散住在昆明市郊,吴大猷和夫人在离昆明市5公里的岗头村租了一处农舍,共有五间小平房,茅草顶泥巴地。图的上方是这五间茅屋的局部放大图,图左上角还有一头猪。黄昆在西南联大帮吴大猷养猪,是当时流传很广的一个故事。描述西南联大时期黄昆在他的老师吴大猷先生“家”中研究和学习情景的图片为什么黄昆会去养猪呢?当时吴大猷的夫人患有肺结核,为了养病,几乎变卖了所有值点钱的东西。为了稍稍改善一下生活,年春,吴大猷喂养了两头小猪。可是有一次他坐马车去上课,被受惊的马颠成脑震荡,医院了,只好请黄昆帮忙看家养猪。昆明这个地方养猪是放养,白天放出去,晚上赶回猪圈。猪长时间在野外找东西吃,随着长大,越来越像野猪了。每天晚上黄昆将它赶进猪舍,都是一场“战斗”。无奈之下,黄昆写信给吴大猷暗示自己不想养了,吴大猷也只得回信叫黄昆找老乡把猪卖了。几十年后吴大猷在回忆录中说,他始终没有想清楚自己养猪“到底是赚,还是蚀?”。但是,就是在这样艰苦的环境中,联大师生还保持着很好的学风。这张图中,吴大猷住的茅屋门上写着“拉曼实验室”,这里有他设法搭建的一套土制的拉曼光谱仪。第一间小屋里画了一个学生坐着在读书,那是黄昆,正在读吴先生要他精读的康登和肖特莱合著的经典著作——《原子光谱理论》。吴先生在这间草屋中撰写了《多原子分子之结构及其振动光谱》一书,成为该领域以后多年在国际上采用的标准专著。他指导黄昆硕士毕业,黄昆实际上已经达到博士后研究人员的水平。西南联大在战火纷飞的环境中之所以能培养出那么多优秀人才,良好的学风是一个关键因素。

3良师的教导和思维风格的影响

良好学校环境的第三个要素就是有一批好的老师,而且这些良师愿意花时间和心血于培养人才,并进行个性化教育。年诺贝尔物理学奖获得者拉比培养了一大批杰出的物理学家。他有一句名言:“我们那代人出国,主要是去德国(因为20世纪20年代德国的物理研究世界领先),在那里学到的不仅是学科,还有品味、风格、品质和传统。就像我们听歌剧,不但听歌词,更要欣赏音乐。”我们来看看这几位中国物理学大师的师承关系。彭桓武本科和研究生的导师是周培源,博士导师是诺贝尔物理学奖获得者玻恩;王明贞读博士时的导师是乌伦贝克,他是最早提出电子自旋的一位科学家;黄昆硕士导师是吴大猷,博士导师是诺贝尔物理学奖获得者莫特,博士及博士后期间又和玻恩合作撰写《晶格动力学理论》;杨振宁跟吴大猷做学士论文,跟王竹溪攻读硕士,博士导师则是泰勒和费米;黄祖洽跟彭桓武和钱三强念研究生,周光召也是彭桓武的学生。学生从导师“那里获得的东西中,不仅仅是知识或技能,最重要的是‘思维风格’”。黄昆曾对我说,他没有和他的博士导师莫特合作写过论文,但莫特对他研究方向的选定,尤其对他的学术风格的形成起了决定性的作用。莫特对许多物理问题,有很深的洞察力,极善于透过错综复杂的表面现象而把握本质。尽管他有深厚的数学理论修养,但他善于抓住问题的物理实质,倾向于提出形象的简单的物理模型,以最简单的数学方法解决问题,而不主张借助繁杂的数学推导。莫特的这种风格,使黄昆避免在数学公式里绕圈子的弯路,并且懂得重视实验和理论的联系。莫特曾写过几本不同领域的专著,黄昆正是出于对莫特渊博知识的仰慕,选择跟他做研究。然而到了英国不久,黄昆就发现,莫特并不崇尚泛泛地博学多闻,而是致力于解决他所感兴趣的具体科学问题。一段时间内他集中精力思考自己当前所研究的具体问题,只喜欢与人讨论他自己正在研究的问题;当人们和他讨论其他问题时,莫特往往几句话就把你打发,或用打岔的办法给敷衍过去。他之所以拥有渊博的知识,是通过在不同时期

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