物理學(xué)在清華
●新聞中心記者 周襄楠
1905年，愛(ài)因斯坦先后發(fā)表了5篇具有劃時(shí)代意義的論文，為相對(duì)論、量子論等物理學(xué)領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。
談起物理學(xué)在這百年當(dāng)中得到的飛速發(fā)展，清華大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)、中國(guó)科協(xié)主席、著名物理學(xué)家周光召曾說(shuō)：“首先是因?yàn)槲锢韺W(xué)是先進(jìn)生產(chǎn)力的開(kāi)拓者。”
回顧上個(gè)世紀(jì)，物理學(xué)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的帶頭學(xué)科。核能的發(fā)現(xiàn)從根本上改變了世界面貌，人造衛(wèi)星、太空探索極大地?cái)U(kuò)充人類的認(rèn)知和活動(dòng)范圍，量子力學(xué)導(dǎo)致半導(dǎo)體、集成電路、激光、磁性、超導(dǎo)等方面的發(fā)現(xiàn)奠定了信息革命的科學(xué)基礎(chǔ)。由物理學(xué)研究衍生的新技術(shù)和新產(chǎn)品層出不窮，深刻地改變了人們的生產(chǎn)方式和生活方式。它還為生物、醫(yī)療、地學(xué)、農(nóng)業(yè)提供了強(qiáng)大的探測(cè)手段和研究方法，促進(jìn)了化學(xué)、天文、材料、能源、信息、軍事科技等學(xué)科的發(fā)展。
在這100年間，中國(guó)雖處于動(dòng)蕩之中，但是物理學(xué)的發(fā)展同樣也對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了的深刻影響。作為中國(guó)近代物理學(xué)發(fā)展的重要園地之一，清華物理學(xué)科的發(fā)展與我國(guó)的建設(shè)和發(fā)展息息相關(guān)，從這里走出的清華人，有的成為在國(guó)際上具有重大影響的物理學(xué)家，有的則成為我國(guó)許多相關(guān)領(lǐng)域的開(kāi)拓者。
輝煌歷史 英才輩出
清華物理系成立于1926年，我國(guó)著名教育家、我國(guó)近代物理學(xué)奠基人之一葉企孫先生是物理系的創(chuàng)始人，他招聘了一大批物理界的知名學(xué)者任教，如吳有訓(xùn)、薩本棟、周培源、趙忠堯、任之恭、霍秉權(quán)等教授。在他和吳有訓(xùn)的領(lǐng)導(dǎo)下，1930年代初，清華物理系就成為國(guó)內(nèi)最好的物理系之一。
在上個(gè)世紀(jì)三十年代，清華物理系培養(yǎng)的學(xué)生英才輩出。從1929到1938年，清華物理系共畢業(yè)本科生71人，其中后來(lái)成為中國(guó)科學(xué)院院士有21人，美國(guó)院士2人，成才率之高，實(shí)為歷史上罕見(jiàn)。
這里面，有核物理學(xué)家王淦昌、錢三強(qiáng)、何澤慧、李正武，理論物理學(xué)家彭桓武、王竹溪、胡寧、張宗燧，力學(xué)專家林家翹、錢偉長(zhǎng)，光學(xué)專家王大珩、龔祖同，固體物理學(xué)家葛庭燧，氣象學(xué)家趙九章，地球物理學(xué)家傅承義、翁文波、秦馨菱，電子學(xué)家陳芳允、馮秉銓、戴振鐸，波譜學(xué)家王天眷，冶金學(xué)家王遵明，物理海洋學(xué)家赫崇本等，也有為冀中抗日建立重大功勛的熊大縝烈士，馬列主義理論家胡喬木、于光遠(yuǎn)。
提清華物理系，就不能不提“兩彈一星元?jiǎng)住保涸?999年受國(guó)家表彰的23位“兩彈一星元?jiǎng)住敝校厴I(yè)于清華物理系的本科生就有9位。其中，畢業(yè)于30年代的有王淦昌、錢三強(qiáng)、彭桓武、王大珩、趙九章、陳芳允，四五十年代畢業(yè)于清華物理系或西南聯(lián)大物理系的有鄧稼先、朱光亞、周光召，還有一位郭永懷先生，也曾經(jīng)在西南聯(lián)大物理系讀研。
在學(xué)術(shù)上，西南聯(lián)大物理系也培養(yǎng)出諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者楊振寧、李政道，國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者黃昆這樣的一代大師。
中國(guó)物理學(xué)會(huì)也與清華物理系有著不解的淵源。1932年8月，中國(guó)物理學(xué)會(huì)第一次年會(huì)暨成立大會(huì)在清華大學(xué)科學(xué)館舉行。葉企孫、吳有訓(xùn)、薩本棟等均為領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)成員。
在30年代初，嚴(yán)濟(jì)慈先生于1935年在“東方雜志”上發(fā)表了一篇文章評(píng)論中國(guó)化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展情況，其中寫道，從1930年至1933年4年內(nèi)國(guó)內(nèi)物理化學(xué)領(lǐng)域重要論文共有16篇，清華物理系為9篇。
“我自己曾經(jīng)統(tǒng)計(jì)過(guò)，在1945年以前，中國(guó)的物理學(xué)家在國(guó)內(nèi)做的工作中，在《Nature》（自然）、《Science》（科學(xué)）上發(fā)表的論文一共有13篇，全部都跟清華物理系有關(guān)系——其中9篇第一完成單位署名為清華大學(xué)物理系或清華大學(xué)金屬研究所，其他4篇也全部由王淦昌、施士元、陸學(xué)善這些清華物理系的畢業(yè)生完成。”清華大學(xué)現(xiàn)任物理系主任、凝聚態(tài)物理學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士朱邦芬教授講了一個(gè)例子，從一個(gè)側(cè)面反映出當(dāng)時(shí)清華物理學(xué)的繁盛。
重整河山 嶄露頭角
歷史的發(fā)展是曲折的，清華物理系的光輝歷史由于在1952年全國(guó)范圍內(nèi)的院系調(diào)整而中斷了，清華物理系師生一起全部并到北大。現(xiàn)在的清華物理系是在1982年復(fù)建之后發(fā)展起來(lái)的。
雖然在復(fù)建之前清華沒(méi)有物理系，但是跟物理有關(guān)的有物理教研組和工程物理系。
1952年，6名講師助教和14名留校的1952年暑期畢業(yè)生，組成清華大學(xué)物理教研組，承擔(dān)起全校各個(gè)工科系本科生的普通物理及實(shí)驗(yàn)教學(xué)。1956年以后，清華根據(jù)國(guó)家需要建立了工程物理系，其中核物理、理論物理、固體物理和材料物理等專業(yè)都是與物理學(xué)相關(guān)的。
1982年在任之恭等大批著名的海內(nèi)外校友的呼吁下，鄧小平同志親自批準(zhǔn)，在清華恢復(fù)了物理系。
“復(fù)系后，清華物理系的師生一直抱著重現(xiàn)輝煌的強(qiáng)烈愿望，齊心協(xié)力、刻苦攻關(guān)，使得清華物理系在國(guó)內(nèi)的物理學(xué)界的地位逐步地上升。原來(lái)清華物理系在工科類院校中算是好的，現(xiàn)在清華物理系在全國(guó)高校的物理系中已經(jīng)是名列前茅了。”朱邦芬說(shuō)。
現(xiàn)在的清華物理系，在幾個(gè)方面已經(jīng)顯現(xiàn)出了雄厚的實(shí)力：
從人才擁有量來(lái)講，清華物理系的院士是全國(guó)高校物理系中人數(shù)最多的，現(xiàn)在有8位院士，如果再加上楊振寧先生——他是中國(guó)科學(xué)院的外籍院士和美國(guó)科學(xué)院院士，總數(shù)就是9位。此外在物理系里也有一批非常優(yōu)秀的年輕人作為系里教學(xué)和科研的骨干。復(fù)系以來(lái)，物理系將“派出去”和“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”相結(jié)合，在師資隊(duì)伍建設(shè)上做出了持續(xù)不懈的努力。1997年，在楊振寧教授的提議下，清華大學(xué)成立了高等研究中心，目的旨在加強(qiáng)清華大學(xué)在基礎(chǔ)科學(xué)方面的研究，中心引進(jìn)了一批活躍在物理學(xué)前沿的著名物理學(xué)者。從成立伊始到2001年，高等研究中心掛靠在物理系，2002年，中心獨(dú)立成為實(shí)體，但在學(xué)術(shù)上仍與物理系交叉很多。另一方面，物理系大批中青年骨干教師出國(guó)訪問(wèn)、進(jìn)修和攻讀學(xué)位，大大提高了業(yè)務(wù)水平。顧秉林、范守善、朱嘉麟、陳皓明、曹必松等固體物理研究班培養(yǎng)的一批青年教師是其中的佼佼者。剛剛復(fù)系的時(shí)候，清華物理從幾乎沒(méi)有什么重要的研究成果，幾乎是從零開(kāi)始。2002年的時(shí)候，清華大學(xué)被SCI收錄的物理學(xué)科論文，以374篇名列全國(guó)各高校和科研機(jī)構(gòu)第一。物理系在凝聚態(tài)物理、原子分子物理、粒子物理與高能物理、核物理、天體物理等多個(gè)領(lǐng)域獲得眾多研究成果。例如，朱嘉麟、顧秉林等人關(guān)于低維量子結(jié)構(gòu)的理論研究獲得2000年國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)，近幾年范守善教授的納米材料與結(jié)構(gòu)的控制合成、表征和應(yīng)用研究正朝國(guó)際先進(jìn)水平奮進(jìn)，他們利用碳納米管生長(zhǎng)一維氮化鎵納米線的研究論文， 1997年發(fā)表在《SCIENCE》雜志上，已被引用500多次，榮獲我國(guó)2003年度單篇論文被引用次數(shù)第一名。在研究極端尺度下的基本物理問(wèn)題方面，物理系既有實(shí)力很強(qiáng)、長(zhǎng)期堅(jiān)持物理學(xué)基本問(wèn)題研究、并積極參與國(guó)際合作的“高能物理與核物理研究所”，又新成立了人員精干、水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的從事高能天體物理和理論天體物理研究的“天體物理研究中心”。以前相對(duì)薄弱的實(shí)驗(yàn)物理也正在迅速提高中。
這些年來(lái)，清華物理系狠抓教學(xué)，要求每位教師都既要教課也要科研，多位中國(guó)科學(xué)院院士直接給本科生上課，楊振寧先生還身體力行為大一本科上講課，在全國(guó)引起了很好的反響。物理系是全國(guó)唯一擁有“國(guó)家理科基礎(chǔ)科學(xué)研究與教學(xué)人才培養(yǎng)基地（物理）”和“國(guó)家工科物理課程教學(xué)基地”的單位，教育部物理學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任和教育部非物理類物理教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任都在清華物理系。現(xiàn)在，物理系在工科大學(xué)物理教學(xué)上，繼續(xù)保持全國(guó)先進(jìn)；在理科物理教學(xué)上，也已擁有了一批名師，比如莊鵬飛老師在量子力學(xué)課程上的教學(xué)，在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的認(rèn)可。
瞄準(zhǔn)一流 面向未來(lái)
“清華物理系的教師理念和標(biāo)準(zhǔn)都比較高，大家都認(rèn)為我們現(xiàn)在的目標(biāo)不該局限于國(guó)內(nèi)，而是瞄準(zhǔn)國(guó)際上最好大學(xué)的物理系趕超。”朱邦芬言語(yǔ)間非常自信，“盡管還有不少困難，但是我覺(jué)得我們的未來(lái)會(huì)做得更好。”
談起未來(lái)，朱邦芬首先談到的是物理系的學(xué)生：“我們的學(xué)生正在得到世界一流大學(xué)的認(rèn)可。”
物理系學(xué)生的來(lái)源越來(lái)越優(yōu)秀，而且同學(xué)們學(xué)習(xí)、研究也非常刻苦，無(wú)論是他們本科畢業(yè)后留在系里讀研還是出國(guó)深造，他們都做得非常好，在國(guó)內(nèi)外物理學(xué)領(lǐng)域?yàn)榍迦A物理系贏得了很好的聲譽(yù)。
比如，清華物理系培養(yǎng)的第一位理學(xué)博士歐陽(yáng)鐘燦，1984年底畢業(yè)并獲學(xué)位，現(xiàn)為中科院理論物理所所長(zhǎng)，1997年當(dāng)選為中科院數(shù)理學(xué)部院士。
又比如基科8班的翟薈同學(xué)，2002年本科畢業(yè)之后，只花了兩年半的時(shí)間就拿到了博士學(xué)位，而且博士論文做得很優(yōu)秀。又如祁曉亮同學(xué)、天體物理方面的“三劍客”——胡劍等研究生同學(xué)，他們的研究工作很出色，得到國(guó)內(nèi)外很多物理學(xué)大師的好評(píng)。
清華物理系的同學(xué)如果聯(lián)系出國(guó)留學(xué)，許多人拿到世界最好大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金，而且一些大學(xué)還給了清華物理多個(gè)名額，如今年斯坦福大學(xué)就給了清華物理系同學(xué)7個(gè)全額獎(jiǎng)學(xué)金資助、加州伯克利大學(xué)給了4個(gè)全獎(jiǎng)，哈佛也給了2個(gè)。
“學(xué)生是我們的未來(lái)。盡管復(fù)系以后，物理系一些畢業(yè)生，學(xué)術(shù)上已經(jīng)嶄露頭角，如歐陽(yáng)鐘燦、高海燕、戴宏杰、劉鋒、向濤等等，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。如果我們培養(yǎng)的一批優(yōu)秀的學(xué)生，再過(guò)一二十年能夠成為世界級(jí)的大師，那個(gè)時(shí)候，我們可以認(rèn)為清華物理系跨上了一個(gè)新的臺(tái)階。”朱邦芬高興地說(shuō)。
物理系現(xiàn)在實(shí)行的“教授治學(xué)”的管理方式貫徹了物理系“以人為本”的治系思想：系里所有與教學(xué)和科研有關(guān)的重要的事情都由教授和副教授組成的各個(gè)委員會(huì)進(jìn)行討論，其中特別重要的還要經(jīng)過(guò)全系的教授大會(huì)或教師大會(huì)討論通過(guò)。這樣的管理和運(yùn)作模式帶給物理系的是高效率的教學(xué)、科研。
“從物理學(xué)的發(fā)展來(lái)講，關(guān)鍵還是看人才。今年是世界物理年，我覺(jué)得此次由中國(guó)科協(xié)主辦、中國(guó)物理學(xué)會(huì)等承辦的世界物理年學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)在清華召開(kāi)是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。一方面能夠吸引更多年輕人喜歡物理，耐得住寂寞去研究物理，另一方面也是物理領(lǐng)域培養(yǎng)的人向其他領(lǐng)域擴(kuò)展的大好機(jī)會(huì)。我希望在不久的將來(lái)，清華物理系可以重現(xiàn)上個(gè)世紀(jì)三十年代培養(yǎng)的很多學(xué)生都成為我國(guó)某個(gè)領(lǐng)域的大師和奠基人的盛況，到那個(gè)時(shí)候，清華物理系會(huì)對(duì)國(guó)家、對(duì)人類的做出更大的貢獻(xiàn)。”朱邦芬說(shuō)。
(編輯 文清)
