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已有 10883 次阅读 2013-9-23 12:44 |个人分类:人物纪事|系统分类:人物纪事|关键词:王守竞 理论物理 中国 吴大猷 中央机器厂
王守竞事实上是中国第一个取得世界级理论物理成就的人。他本可以成为一块在中国生长高品质理论物理的“晶核”，而且也获得了生长的极佳条件：他先后获得浙江大学和北京大学物理系主任的职位，但这个美好、自然的“晶体”生长过程并没有发生。
一、吴大猷眼中的中国物理学
上世纪90年代中期，李政道敦请吴大猷和王淦昌两位老师写点回忆文字，介绍中国物理学的萌芽和早期发展。王淦昌是李政道在浙江大学就读时的老师，吴大猷是他在西南联大的老师。从学术经历和学术成就两方面考量，他们两位应该是讲述“20世纪前半叶中国物理学史”的不二人选。大陆名家越老越忙，且对写史慎之又慎，王淦昌先生不太可能留下这方面的系统撰述；吴大猷则在1997年以90岁高龄，在台湾大学和新竹清华大学开设“中国物理学发展史”讲座，两岸学者整理讲座材料出版了一册《早期中国物理学史发展之回忆》。
吴大猷一开始很不愿意讲这个题目，费功夫倒是其次，顾虑的是讲真话得罪人，而通通讲好话自己又不舒服。但他也坦言，“不客气的说，我稍想了一下，我觉得我可能是最胜任写此段历史的一个人”。确实如此，“李杨”跟他念过书[1]，黄昆帮他喂过猪[2]，南开北大西南联[3]，美加陆台播声誉[4]。中国物理学界几个人有他的资格？！
吴大猷评说中国物理学史，可谓快意挥洒，不假雕饰，率直无隐。他眼界极高，在他视角下中国物理学机构和物理学家的高下优劣，又不同于一般见解。
下面是吴大猷对那个时代一些知名中国物理学家的评价：
胡刚复、饶毓泰、叶企孙、吴有训、谢玉铭——他们是“很重要的人”（这是从培植下一代的角度考量的）；
周培源——一位真正念相对论的人；
王明贞——她写的论文很出名；
赵忠尧——在γ射线散射方面做了很好的、很有独创性的工作；
钱三强——一个很活跃的人，知名度也很高；
葛庭燧——他的研究工作有相当的地位；
胡宁——一个真正在相对论的研究上做了些工作的人；
林家翘——对于湍流这个问题有极大的贡献；
余瑞璜——做x射线研究，工作还有些贡献；
……
对绝大部分物理学名家，吴先生只三言两语略记其主要工作，绝少溢美之词。
铺陈上面一大段只是为了让本文主角王守竞隆重出场。
吴大猷对王守竞的工作给予了他所能给出的最高级别的评价，对他的才华赞赏有加：“他是一个绝顶聪明的人”，“王先生的这篇文章很出名很出名”，“量子力学一发展出来，他就坐上了头一列火车”。披阅全书，对王守竞这样倾心倾情的评价堪称绝无仅有！
关于王守竞“绝顶聪明”的评价我也听我的导师钱临照院士绘声绘色地说过。
王守竞何许人也？相信现在连物理学本行内知道他的人都不多了，更不用提他当年“很出名很出名”的工作以及一波三折的生平了。
二、唯一曾加入20世纪20年代理论物理“狂欢”的中国人
王守竞的家族非常显赫，先祖是明朝文渊阁大学士王鏊，父亲王季同曾任京师同文馆算学教习，后任中央研究院工程研究所专任研究员。王守武、王守觉两位院士是他的弟弟，何泽慧院士是她的表妹。
王守竞1904年12月24日生于苏州，20岁从清华学校毕业赴美留学。1926、1928年先后获哈佛大学硕士、哥伦比亚大学物理学博士学位，1928－1929学年在威斯康星大学物理系从事博士后研究，1929年秋学成回国。
王守竞留学期间恰好碰上量子力学的建立和蓬勃发展，碰上美国物理学正拉开振兴的序幕。
1926年Shrodinger方程建立，随后的几年里Shrodinger方程自然而然地被用于处理原子分子光谱、介电常数、磁化率和化学键等各种问题，涌现出一大批研究成果， 1920年代后半部分由此被一些物理学家认为是理论物理的一个“狂欢”（orgy）时期。发起这一场狂欢的主要是欧洲的物理学家，美国只有一支小分队随后加入。在这支年轻的美国物理学家队伍中，居然有一位中国留学生，他就是王守竞，他是唯一加入这场狂欢的中国人。
我在2000年曾发表《王守竞的量子力学研究成果及其学术背景》一文（《中国科技史料》2000年第03期），详细介绍王守竞的工作，这里仅作通俗介绍。
1920年代初，美国理论物理学还相当薄弱，美国物理学界一些有识之士恨不得打赤脚追赶欧洲高歌猛进的量子物理，欧洲许多著名物理学家被一个接一个地请来讲授理论物理的新思想。哈佛大学物理系的年轻教师E. C. Kemble被称为美国的第一位量子物理学家，他是最早在美国大学讲授量子物理的美国教师，他也是我国前辈物理学家胡刚复的同学。J. H. Van Vleck和J. C. Slater等享有国际声誉的理论物理学家都出自他的门下。哈佛大学也成为当时美国最重要的量子物理教研阵地。王守竞对新兴的量子理论的兴趣和良好的理论物理素养源于在哈佛大学的学习。
1926年王守竞获哈佛大学硕士学位后转入哥伦比亚大学物理系继续攻读博士学位。当时中国留学生为了开拓研究视野，增进对美国学术界的了解，感受不同的学术风格，一般在留学期间都要转学一二次。
王守竞一来到哥伦比亚大学马上交上了几位志同道合的朋友，他们中有刚刚结束在欧洲的博士后之旅，回到哥伦比亚大学物理系任讲师的Ralph Kronig，有同在哥大物理系做博士论文的I. I. Rabi等。Rabi因发明核磁共振法，获1944年诺贝尔物理学奖，Kronig后来也成为著名的理论物理学家。当时哥伦比亚大学没有什么理论物理学家，他们几位年轻人便自发地成立了一个理论物理的自学小组。小组成员的聚会大约每周一次，一般安排在星期六或星期天，每次由一人报告近期读到的重要理论物理文献，大家就此展开讨论。聚会从上午11点开始进行到下午，讨论结束后，大家通常去中国餐馆用餐，这时王守竞就成了唯一的行家，他会让大家尝一些正儿八经的中国菜，而不是炒杂碎。
理论物理自学小组成员（左1：王守竞，左2：Ralph Kronig，
右1：I. I. Rabi(1944年诺贝尔物理学奖获得者)）
王守竞和几位年轻人无师自通，研究Shrodinger的波动力学很有心得，一番切磋后便欲小试牛刀，尝试用它去处理一些实际问题。Shrodinger已经处理了单原子系统的能谱，他们便尝试把Shrodinger的理论推广到分子体系。1926年底，距离Shrodinger 理论发表仅几个月的时间，他们就用它解出了对称陀螺（也即双原子分子的对称转动）的能谱，初战告捷。
王守竞与Kronig和Rabi等人的理论物理自学小组的活动持续了一年时间。正是这一年时间的相互砥砺把他们变成了波动力学方面的专家。对此，Rabi在接受量子力学口述史访谈时曾不无自豪地回忆道：“我到了欧洲后发现，我们的自学小组帮了我大忙，我对物理的了解比那些与我同一个档次的德国人要多得多，不过，比Hans Bethe这种特别优秀的人还差一点。”
Shrodinger波动力学建立伊始，Heisenberg曾发表了三篇系列文章，讨论多粒子体系的问题，为下面三个方向的工作奠定了基础：（1）复光谱；（2）共价键理论；（3）铁磁性理论。
沿着Heisenberg解决氦原子这样的二电子体系的问题的思路，1927年Heitler和London研究了氢分子。他们采用变分法得出氢分子能量E与两个氢原子之间的间距 R 的关系曲线，显示在平衡间距R０处，E有一极小值E０，从而揭示了共价键的本质，这是早期运用量子力学所得出的一项极为重要的结果。
与Heitler和London的工作几乎同时，王守竞也用量子力学求解了氢分子问题，他的工作于1927年底完成，可惜比Heitler和London大名鼎鼎的工作晚了半步。但即便有Heitler和London的工作在先，王守竞的工作也有其重要意义，这不仅是因为他的结果是独立得出的，还因为他所采用的试探波函数与前者有所不同，计算精度比Heitler和London的方法也有较大提高。
王守竞的这项工作在量子力学发展史上占有一定的地位，美国著名理论物理学家E. C. Kemble, J. C. Slater以及著名化学家L. Pauling等人的专著中都对这项工作作了介绍。这项工作实际上也是王守竞的博士论文。1928年前，美国大学里还没有人完成过以量子力学为研究课题的博士论文，至1928年，始有王守竞等7人以量子力学的研究而被授予博士学位，因此，王守竞成为美国大学最早的一批因研究量子力学而被授予博士学位的学者。他的论文也是哥伦比亚大学物理系的第一篇纯理论的博士论文，他在进行这项工作时，完全没有得到博士导师方面的指导，而是得益于与自学小组成员的讨论和自己的认真钻研。这既体现了他的能耐，也体现了当年哥大的开明。
1928－1929学年王守竞获得了美国国家研究委员会（The National Research Council，简称NRC，成立于1915年）的博士后研究资助。这项基金的申请有相当难度，每年大约只有5％的物理学博士有此幸运。王守竞是唯一获此基金资助的中国留学生。他决定利用这个机会去威斯康星大学从美国著名物理学家J. H. Van Vleck进行研究。
Van Vleck 1922年获哈佛大学物理学博士学位，他与同为哈佛出身的E. C. Kemble， J. C. Slater等人一起为量子力学在美国的建立和发展做出了非常重要的贡献，他因磁学方面的理论研究成果获1977年诺贝尔物理学奖。
在威斯康星大学的一年里，王守竞选择的研究课题是多原子分子的不对称转动能谱（即不对称陀螺的能谱）。经过复杂的运算，王守竞终于第一次得出了一个可用于数值计算的不对称陀螺的能级公式，王守竞得出公式被好几代光谱学家所使用，被称为“王氏公式”。
王守竞的文章发表在1929年的美国《物理评论》（Physical Review）杂志上，1920年代中期前，由于美国的理论物理相当薄弱，因此《物理评论》的声誉远不如《德国物理杂志》》（Zeitschrift fur Physik）和《英国哲学杂志》（Philosophical Magazine），它在欧洲的读者很少。也就是说，在美国本土完成的物理学研究工作，并不受人重视。但是，从1920年代末开始，这种情况有了改观，为了说明这种变化，美国学者把王守竞的工作当作一个典型的例子：与王守竞同时，H. A. Kramers 和G. P. Ittmann也在欧洲采用不同的方法进行不对称陀螺的研究，但是，这一次王守竞拔得了头筹。载有王守竞文章的这期《物理评论》出版于1929年6月15日，而同年8月10日发表的Kramers 和Ittmann的文章便对王守竞的文章做了引用。美国科学史学者以重墨渲染了这一事件，以此说明美国本土的物理学研究工作在1920年代末已经得到了欧洲学者的及时关注，美国已经踏上了物理学强国之路。
类似王守竞所进行的工作后来逐渐被纳入化学家的工作范围，但在量子力学建立之初它们却是标准的理论物理工作。王守竞的工作是1920年代美国本土所完成的最重要的理论物理工作之一部分。他由此成为中国第一位在世界上享有声誉的理论物理学家，
1929年下半年，王守竞结束了留学生涯，回到了国内。
三、中国理论物理之殇
（停一下，写得挺累，大概看得也累，待续）
[1]李政道、杨振宁是吴大猷在西南联大任教时的学生。
[2]西南联大时期生活艰苦，吴大猷夫人曾在家中养猪贴补家用，黄昆是吴大猷的研究生，在师母生病期间，曾代做猪倌。
[3]吴大猷毕业于南开大学，师承饶毓泰先生，曾任教北京大学、西南联合大学，桃李丰硕。
[4]吴大猷在美国、加拿大、中国大陆和中国台湾都有很高学术声望。
本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-980214-727155.html
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[43]曹裕波2013-9-25 16:02
科学网应该多一些这类博文。传递科学史实，激发现实思考。
[42]王国强2013-9-25 15:53
很好的文章，推荐一个。
[41]戴德昌2013-9-25 00:57
本博主格外看重这篇博文（包括序篇）。赞叹！
我说过，今后50年中国科技重大原创突破根本没有戏！但是，对晚清到文革前时期内的中国科技很多细节不知道，虽然中国向西方世界贡献了很多牛人（杨，李，黄等），但是本土就根本没有真正有意义的重大原创。希望以后能了解更多史料和细节，以便分析其中的根本问题所在。
[40]邢志忠2013-9-24 19:45
遵命！
[39]daintytiger2013-9-24 15:59
好文，看着不累，就是少了点。博主快点啊！口水滴答中……
[38]刘强2013-9-24 12:38
他的妹妹更牛啊！
1906年王明贞出生在苏州一个书香门第家庭。远祖王鏊（1450～1524）是明代户部尚书，入主内阁，位居宰相。王明贞就出生在王鏊所建的老宅内。祖父早年去世，祖母谢长达是苏州历史上的一代巾帼英豪，中国妇女解放运动的先驱者。
1901年谢长达在苏州成立放足会，自任总理。1908年她募捐创办了一所女子两等（初等和高等）小学，为振兴中华，将校名定为“振华”。1915年与志同道合的女士成立了苏州女子公益团，保护受虐待妇女的权利。1917年因年事已高，将振华小学托付给她的三女王季玉，并开设包括中学在内的振华女校。王季玉毕业于美国麻省蒙特霍克女子大学，后又入伊利诺大学，获硕士学位。1917年回国接任振华女校校长。谢长达和王季玉被誉为“母女双杰”，矗立在苏州市第十中学校园内的“伟绩长留”纪念碑，表达了苏州人民对她们的敬仰和怀念。
王明贞的父亲王季同（1875～1948）是中国清末民初的数学家和机电专家。1895年毕业于北京同文馆。他从小喜欢数学，1902 年出版了《积较补解》、《泛倍数衍》、《九容公式》等著作，是中国早期介绍西方数学的重要书籍。1909年被派到欧洲，在英吉利电器公司和德国西门子电机厂实习，曾发明转动式变压器。王季同还在英国爱尔兰皇家学会会刊上发表有关四元函数求微分法的论文。回国后到工厂工作，曾任中央研究院工学研究所研究员。1930年研究新的电网络计算方法，成果载入中央研究院的《科学记录》。
2010年8月28日，王明贞教授因病在北京逝世，享年104岁。去世后，她遵守与丈夫俞启忠的承诺，也将遗体捐献给北医三院供医学研究。
[37]蒋迅2013-9-24 12:15
对钱三强的评价有意思。
[36]罗会仟2013-9-24 11:46
期待下文，中国像这样的科学家家族已经几乎绝迹了吧？
[35]盖鑫磊2013-9-24 11:24
七楼刘岩大师的数学很强，赶紧投入理论物理啊，期待搞个诺奖啊
[7]Acad2013-9-23 18:15
中国理论物理确实没有拿出手的东西，已经持续一个世纪了。
主要原因，中国的数学太差，而理论物理要求的数学基础极高。
[34]loujinshan2013-9-24 11:20
科学家的足迹，是科学进步的路标！为此，纂写科学史的工作，绝对重要。谢谢您！
[33]tuner2013-9-24 10:54
一家子兄弟姐妹都挺厉害：王守竞，王守融，王淑贞，王明贞，王守武，王守觉。
[32]秦发祥2013-9-24 10:33
为啥黑白照片一看就这么牛。。。
[31]Sweeper2013-9-24 10:11
本网难得好文！
唯一一处笔漏的小地方，是被博主以 “她写的论文很出名” 用作铺陈的王明贞，和王守竞乃是亲兄妹 ?
妹妹给哥哥铺陈，也是天然一段佳话。
又：两年前本网救急帮帮主安博士纪念王明贞的时候，我曾凑过热闹，笑过三回：
http://blog.sciencenet.cn/blog-53483-514844.html
几个月前忽然看到当年三笑中两耳不闻窗外事的清华小王千人，今年也忍不住出来和清华大牛施千人一道出来拼院士了，不得不再苦笑一回：世风如此，当代中国名利学界，便是王守竞再世，又能何如？
静待博主下文。
博主回复(2013-9-24 10:51)：哈哈，补得好。还有个妹妹王守瓈嫁给了陆学善。
[30]kmzhaojian2013-9-24 09:57
这样的文章读了让人舒服!期待下文!顶起
[29]袁海涛2013-9-24 09:42
强烈要求下文
[28]方锦清2013-9-24 09:32
写得好。还原中国物理学史很有必要和重要教育意义，特别对于年轻一代正确认识历史的经验教训，因此建议国家有关部门和学会能够动员直接参与、了解和熟悉的人员来回忆撰写。
博主回复(2013-9-24 09:47)：科学家传记的工作科协正在组织进行呢，投入不小。
[27]李涛2013-9-24 09:29
大师就是大师，很是敬佩，平凡的人，伟大的事迹。希望能多看到更多的介绍中国大师级人物的文章。
[26]杨林青2013-9-24 09:04
写的很好，期待续集
[25]韩枫2013-9-24 09:00
我一直想写几个物理学家在文革中的遭遇，无奈资料太少，不敢动笔。
先生写的文章很不错，学有所获~！
[24]郑小康2013-9-24 07:34
好看 期待下文
博主回复(2013-9-24 08:48)：谢谢，下半部争取这两天完稿。
[23]盖鑫磊2013-9-24 07:19
看得正过瘾呢，突然没了，期待续集啊~~~~~~~~~~~~~~
[22]邹谋炎2013-9-23 22:48
难得的好文！
[21]chenyuhuazililu2013-9-23 22:36
写得好！长我们中国人志气！我相信我们国人会在理论物理上有新的建树！
[20]fairy112013-9-23 22:22
期待续集。
[19]biasha2013-9-23 22:20
纪念王守竞先生赵广增; 王守武; 王明贞 物理1985/063 30
[18]杨会杰2013-9-23 21:59
忘记历史就意味着HUNDAN,
:)
难得的好文,期待中
[17]邢志忠2013-9-23 21:41
非常好。
博主回复(2013-9-23 21:45)：谢谢邢老师，以后多给我们社的《科学世界》赐稿。
[16]范秀山2013-9-23 21:29
好文章！历史的东西总是耐人寻味，期待续集~~
[15]徐庆征2013-9-23 21:12
以史明鉴
[14]杜立智2013-9-23 20:37
除了几个诺奖者，大陆的几位似乎不值一谈
[13]魏国2013-9-23 19:59
嗯，不错不错。喜欢读这种科学史类的博文，看点比较多。
博主回复(2013-9-23 20:04)：谢谢，我也觉得这种大写意比正儿八经写论文来劲。
[12]孙彧2013-9-23 19:42
余瑞璜 先生 后期关于分数化合价的工作 也很精彩
只是 同一时代的量子化学爆膨发展 参与的研究者很多
这使得唯像理论被冷淡了
[11]陈安2013-9-23 19:41
好文章
国人不敢评价别人的工作，非得要特别的资格，这还真是个问题
其实，学术天下之大事，人人可得而评之，咱没吃过猪肉，见过猪跑也可以评它一评，否则，只能做得好的人评做的差的，多没劲啊
博主回复(2013-9-23 20:01)：公正无私做评价往往是吃力不讨好的的勾当。
[10]lidejunwky2013-9-23 19:31
最好什么都不说
[9]郑云峰2013-9-23 19:28
昆明机床厂的创办人？
在我书柜的什么地方，可能还有一本作者送的《王守竞传》。
博主回复(2013-9-23 19:33)：是呵。以前是中央机器厂，文章下半部分会说到此节。
[8]田云川2013-9-23 18:50
好文！
博主回复(2013-9-23 19:52)：谢谢！
[7]Acad2013-9-23 18:15
中国理论物理确实没有拿出手的东西，已经持续一个世纪了。
主要原因，中国的数学太差，而理论物理要求的数学基础极高。
这就像建一个大厦，基础没有，大厦自然也没有。
遗憾的是，中国人至今不承认中国数学极其落后，而是意淫，什么：数学强国。
其实就是化学，理论化学（物理化学）中国也极其落后，同样的原因，数学太差！
[6]刘全慧2013-9-23 17:16
关于氢分子之间的共价键的工作，我查了原文，发现您的评述也不太对！
http://prola.aps.org/pdf/PR/v31/i4/p579_1
王先生在计算氢分子的键能前，已经有了很多工作，王先生论文的第一句话说的很清楚。王先生的工作仅仅是Heitler和London工作基础上的定量改进!
博主回复(2013-9-23 19:39)：哈哈，不能看第一句话吧。
大家自然都在做，但除了氢原子外，任何原子、分子的波动方程都没有严格解，有人杀猪杀屁股，看谁高明了。
[5]刘全慧2013-9-23 17:01
载有王守竞文章的这期《物理评论》出版于1929年6月15日
似乎在7月15日： see:Physical Review – July 1929, Volume 34, Issue 2
http://prola.aps.org/abstract/PR/v34/i2/p243_1
On the Asymmetrical Top in Quantum Mechanics,
S. C. Wang, Department of Physics, University of Wisconsin.
————————
这件工作的价值，应该不如下面的这一件(如果是真的话)：
>与Heitler和London的工作几乎同时，王守竞也用量子力学求解了氢分子问题，他的工作于1927年底完成，可惜比Heitler和London大名鼎鼎的工作晚了半步。但即便有Heitler和London的工作在先，王守竞的工作也有其重要意义，这不仅是因为他的结果是独立得出的，还因为他所采用的试探波函数与前者有所不同，计算精度比Heitler和London的方法也有较大提高。
博主回复(2013-9-23 19:32)：谢谢指正，日期系我笔误。
[4]科学出版社2013-9-23 16:53
看得不累，期待ing。
博主回复(2013-9-23 21:27)：谢谢！
[3]用户名2013-9-23 16:14
评论已经被科学网删除
[2]曹聪2013-9-23 16:10
Van Vleck 1922年获哈佛大学物理学博士学位，1977年才获得诺贝尔物理学奖，等的时间够长的。
[1]李小文2013-9-23 15:07
> 写得挺累，大概看得也累
好文章，看不累滴。
博主回复(2013-9-23 15:35)：哈哈，谢谢！
