中国“居里夫人”何泽慧的科学救国之路 | 物理繁星闪耀时(六)

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2011年6月20日,97岁高龄的何泽慧先生离开了我们。何泽慧祖籍山西灵石,1914年出生于苏州,是中国核物理、高能物理与高能天体物理学的奠基人之一。回顾她的科学生涯不难发现,“科学救国”的思想对其产生了重要影响,甚至数度改变了她的研究方向。

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家族渊源


中日甲午战争和八国联军侵华这两次历史劫难,让近代中国的知识阶层比较充分地认识到科学的价值,何泽慧的家族正是在这两次劫难中建立起了科学救国之精神。


甲午战争期间,何泽慧的外祖父王颂蔚(1848-1895)与翁同等在军机处积极筹划备战,于《马关条约》签订后忧愤病故。随夫在京的妻子王谢长达女士(1848-1934),带领9个未成年的子女回到苏州故里,号召妇女解放和接受教育,提出中国要富强,“缠足之风首要严禁,女子教育更须提倡”。1906年,王谢长达募集资金,开办“振华女校”,取振兴中华之意。何泽慧的小学和中学即在该校就读。


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▲王谢长达“求人不如求己”照,两个都是本人


何泽慧的父亲何澄(1880-1946)曾亲历八国联军侵华的劫难,他常对孩子们说:“若想中国人不受外国欺负,必须把外国的强项学到手,我就是倾尽家资也要送你们出去。”作为8个孩子的父亲,何澄的愿望是把自己的孩子送到“八国”去留学,将来学成后打败他们。


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▲何泽慧之父何澄


在“科学救国”理念的感召下,王、何两个家族重视对子弟的教育,同时也实践了男女平等的教育思想,在20世纪涌现了王季同、王守竞、王明贞王守武何怡贞、何泽瑛等一大批科技精英;有趣的是,他们的成就大多集中在物理学领域。1914年,何泽慧便出生在这样一个家学深厚又重视科学救国的家族中。


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▲王、何两家于灌木楼前的合影(中坐者为王谢长达;前排左起为何泽慧、王季山、何泽庆、王守瓈、王季常;前排右起为何泽瑛、何泽诚、何泽源、王守融、何泽涌;中排右起为何怡贞、何澄、王季绪、王明贞;后排左起王季玉、王季昭、王守觉;后排右起何泽明、王季点、王季同、王季烈)


在振华女校就读期间,何泽慧不仅功课优秀,而且在体育、音乐、绘画、书法等方面都比较突出,临近毕业时,何泽慧在将来学医还是研究艺术两个方向上犹豫不决。此外,学习物理的表哥王守竞和大姐何怡贞对她也有很大的影响,因此物理学也是她所钟爱的一个科目。然而对于何泽慧最终的选择起到决定作用的,是1931年“九·一八”事变的爆发和1932年“一·二八”日军侵犯上海。在国家危难之际,,她选择了更能为国家服务的物理专业,在这里,家族灌输的“科学救国”理念而不是兴趣最终起到了决定作用。曾有记者问过她何时对物理专业产生兴趣,她给予了明确的回答:“没有兴趣,没有兴趣,那时候就为国家。”


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▲1931年江苏省排球锦标队,左1为何泽慧


为国赴德


1932年,何泽慧进入清华大学物理系。20世纪30年代的清华大学物理实力不仅在国内首屈一指,而且也紧跟国际研究的步伐。赵忠尧在这里开设了我国首门核物理课程,吴有训的近代物理学把国际最新物理学研究成果系统地引入大学课堂。


可是,何泽慧的清华生活又是在动荡不安中度过的。她入学第一年的两次期末考试,就分别因日军占领山海关和兵临北平城下而被迫延期。1935年,更爆发了以抗日救亡为宗旨的“一·二九”学生运动。不过此时何泽慧并没有直接参与罢课活动,彼时父亲何澄认为“学运”不能救中国,这与当时清华理学院院长叶企孙的观念是一致的,叶企孙认为“只有科学才能拯救我们的民族”。


就在学生救亡运动如火如荼之际,周培源在清华增设了“弹道学”这门课程,显然是希望以此表明物理学知识可以用于保国御敌,何泽慧也选择了这门课程,后来谈到自己的动机时她回忆到:“我留学为什么选择了弹道学。当时只有一个念头——为了打击日本侵略者。”


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▲1936年清华毕业照,前排右2为何泽慧


毕业后,清华物理系的许多同学都去了南京兵工署的弹道研究所,教授们积极推荐男生,却未理会成绩更加优异的何泽慧。于是何泽慧决定留学德国,因为当时德国的兵工技术和理工科教育在全世界首屈一指。1936年9月,何泽慧得到原籍山西省的资助赴德,到德国柏林高等工业学院(TechnischenHochschuleBerlin,即今柏林工业大学)的技术物理系攻读博士学位。她用行动表明,自己的“科学救国”从来不是一句空话。


柏林高等工业学院技术物理系主任,德国弹道学权威、军事专家克兰茨曾经到南京兵工署当过顾问。但是这个系却因为保密程度很高一般不接受外国人在那里学习国内七七事变发生,何泽慧得知这位教授返回德国,于是,何泽慧直接找到了他,说你可以到中国来当我们军工署的顾问,帮我们抵抗日本的侵略。我为了同样的目的到这里来学习弹道学,你为什么不收我呢?系主任被问得哑口无言,也很同情遭到日本侵略的中国,就破例接收她在那里学习。这是技术物理系第一次收外国学生,也是弹道专业第一次收女性学生。何泽慧从1938 年2 月起进入技术物理系,在盖革(H.Geiger)[1]教授的直接指导下学习,1940年,何泽慧完成了博士论文《一种精确测量子弹飞行速度的新方法》。


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▲何泽慧的博士论文封面


崭露头角


在德留学期间,何泽慧也时刻关注着国内的局势,她在1937年9月给大姐何怡贞的信中写道:


国内的消息一天比一天坏,我们也许立刻都要回国也未可知,我学的弹道学,也许兵工署就要来电报请我回去服务,不是中国兵发炮发不准,放枪放不准吗!其实只要我一算,一定百发百中!他们不早些请我,不然日本兵早已退还三岛了[2]


信中可见其想要“科学救国”的热切之情。然而一心报国的何泽慧并没有得到这个机会,随着第二次世界大战的全面爆发,何泽慧无奈只好滞留下来,于1940年8月进柏林西门子工厂弱电流实验室参加磁性材料的研究。在西门子,何泽慧结识了曾在中国工作过的拉贝(John Rabe)。有一次拉贝给她看有关南京大屠杀的照片簿,讲述他亲眼目睹的惨状,令何泽慧义愤填膺。1997年3月,随着《拉贝日记》在国内广泛报道,一向不愿接受采访的何泽慧约见记者宣布:“我认识拉贝”,“我见过拉贝日记和他保存的照片”。她说:“一些日本反动分子企图否认南京大屠杀,不是对拉贝日记提出‘质疑’吗?血写的史实是抹煞不了的!”


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▲1937年,何泽慧与大姐何怡贞在柏林


随着战争的进行,几个大国都将视野投向了核物理研究。何泽慧的导师盖革则是德国原子弹研究小组的成员,西门子公司也参与其中。于是,经人推荐,何泽慧到了海德堡威廉皇家学院核物理研究所,在博特(W·Bothe)[3]的领导下进行研究。1945年,她在利用磁云室研究锰-52的正电子能谱时,从上千张照片中注意到一种近似于S形状的奇特径迹。结合理论分析,弄清楚这种径迹原来是正负电子的弹性碰撞过程。该发现经她的大学同学,时在巴黎居里研究所的钱三强在英国布列斯托尔举行的英法宇宙线会议上宣读,被《自然》杂志报道。


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▲1946年,何泽慧与钱三强在巴黎


1945年德国战败,海德堡的研究所被美军占领。经过与钱三强的长期通信以及科学上的合作,1946年4月,何泽慧结束了在海德堡的工作,离开德国来到巴黎,和钱三强结婚,并任居里研究所的研究员,从此两人开始了共同的科学生涯。1946年7月,两人开始用核乳胶探测技术来发现核裂变中的三分叉现象,何泽慧以其细致和耐心在工作中发挥了重要作用,找到大量三叉形径迹。1946年12月9日在《法国科学院周刊》(ComptesRendusAcad.Sci)上公布了初步研究结果,题目为《俘获中子引起的铀的三分裂》。12月20日,何泽慧又首先发现了一个四叉形径迹,并以《铀核四分裂的实验证据》在同刊上发表。这项发现正式公布以后在各国科学界引起了很大反响。当年法国科学院把亨利·德巴维奖颁给他们,西方各国报刊称他俩为“中国的居里夫妇”。

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▲1946年11月23日,显示铀四分裂的胶片上,有钱三强何泽慧题字“献给我们的导师约里奥-居里夫妇”


这一对学有所成的青年科学家没有忘记亟待改变贫穷落后面貌的祖国,而国内一些大学和研究机关也开始开展核物理研究。1948年夏这一研究项目全部完成后,他们毅然选择返回祖国。


献慧于国


实际上,这一时期何泽慧从事的主要是基础研究。回国不久,何泽慧到了北平研究院专设的原子学研究所任研究员,钱三强兼任该所所长,在艰苦的环境下寻购器材,自己动手制作一些简单的仪器。1949年初北平解放,因钱三强忙于维持研究院的业务并参与中科院的筹备工作,故由何泽慧主持实验部门并领导所务工作,着手开展的研究主要是原子核乳胶的制造等。核乳胶是核物理研究的一种重要探测器,是我国独立发展核科学所必备的材料。1950年5月19日,新中国第一个核科学研究机构——中国科学院近代物理研究所成立(1958年改称原子能研究所),何泽慧为乳胶组组长。经过几年努力,于1956年研制成功了性能达到国际先进水平的对质子、α粒子及裂变碎片灵敏的原子核乳胶。该项成果获得了1956年颁发的中国科学院奖(自然科学部分),即首次国家自然科学三等奖。


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1955年初,国家决定大力发展我国的原子能事业,何泽慧的研究方向也随之更多地向应用方面调整。当年10月,何泽慧参加了以钱三强为团长的“热工实习团”赴苏联考察在加速器及反应堆上进行核物理实验研究的有关情况。1956年何泽慧在中国科学院物理研究所组建了中子物理研究室,领导中子物理研究工作。她围绕我国第一台反应堆和回旋加速器,研制了几台实验设备,掌握了各种热中子和共振中子核数据等的测量方法。


来源:《科学文化评论》 第 8 卷 第 3 期



注解

[1] Hans Geiger,1882-1945,盖革计数器的共同发明者。


[2]“三岛”是清末民初时常用的对日本的别称。指当时日本的本部领土:本州岛、四国岛、九州岛。后来随着北海道的开发,日本就不再是三岛而是四岛了。


[3]Walther Wilhelm Georg Bothe ,1891-1957,1954年诺贝尔物理学奖得主,德国公认最优秀的实验核物理学家。因为结论错误阻止了德国在二战中的核计划的进展。



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