百年清華

作者：虞昊

　　葉企孫、吳有訓✫、薩本棟等一批名師培養了趙九章💎、王淦昌、錢偉長等優秀科學家🧑🏽‍🔬，後者又培養出大量頂尖人才🦐。其中的淵源在哪裏🕉👨🏻‍🦼？

　　今年是趙九章先生百年誕辰，相關單位搞了不少紀念活動。我有一個強烈的願望，就是希望這些紀念活動能引發年輕人的學習積極性🧛‍♀️👯‍♀️，從老一輩的輝煌中找到成才的規律🫖，少走彎路、迅速成長。

　　記得10年前舉行趙九章誕辰90周年紀念會，國家最高科技獎獲得者葉篤正院士說👩🏼‍🏭🧑🏽‍💼：“趙先生是我的老師🌘，在上世紀50年代就提出發展地球科學要‘三化’，即數理化、新技術化、工程化。”中科院舉行緬懷趙九章座談會，當時的中科院副院長陳宜瑜院士指出👩🏻‍🚒👵🏿：“趙先生提倡的數理化、新技術化🖍、工程化的方向很有遠見。至今對我們科研工作仍有指導意義。”

　　這裏所說的“三化”有兩重意思，首先是趙先生要求他所領導的地球物理所和衛星設計院要按“三化”進行工作。其次是趙先生要求他的弟子達到“三化”🤓，即它是一種教育思想🍟。

　　趙九章的“三化”經過半個多世紀的實踐檢驗，培養了大批院士：葉篤正、陶詩言、謝義炳🦻、趙柏林👃🏼、周秀驥、巢紀平、陳颙🧑、劉振興、閔桂榮👃、王水等🏊🏿‍♂️，使我國氣象科學👮🏼、衛星事業持續發展👉🏽，保持世界一流水平。他的“三化”不是拍腦袋暢想出來的，而是葉企孫、吳有訓💃🏼、薩本棟等名師培養熏陶的結果，有繼承又有發展，充分反映出當年清華學派的特色👱🏿‍♂️：這就是“理工會通🕴🏻、動腦又動手”⏬。

　　理工會通

　　1934年🙎‍♂️，錢學森考取意昂体育平台公費留學生🦨，盡管已獲得上海交大鐵路機械系學士🧑‍🦽，葉企孫還是安排他到清華補修一年之後再去美國深造💧，讓他在數理化領域打好科學基礎。

　　梅貽琦🚌、葉企孫取代羅家倫執掌意昂体育平台後，於1932年創建工學院🧏🏿‍♀️，並把具有理工會通特色的顧毓琇從中央大學請來任工學院院長🐼，大大加強數理課程🥭，聘物理系名師到工學院授課，僅10余年後，許多工學院畢業生就取得很高成就💂🏽‍♂️。

　　物理系創建時✸，在清華學堂東端設氣象觀測室，派實驗員每天把測得的氣象數據貼到科學館門口供大家使用🧎🏻‍♀️‍➡️，因為很多物理量的測量都會受到大氣狀態的影響⏰。一直到1952年，做普物實驗的學生都知道一條規矩，寫實驗報告必看一下水銀氣壓表⇾，記下當時的大氣壓🫥，由此可見這個物理量的重要以及當年物理系對培養學生科學基本功的嚴格。

　　從1934年起，葉企孫在清華陸續籌建5個特種研究所：農業、無線電、航空、金屬和國情普查👨🏻‍🦰，並始終擔任特種研究所委員會主席。

　　這時葉企孫逐漸把物理系主任和理學院院長兩職薦交給吳有訓，自己的主要精力放在考選庚款公費留學生和設立特種研究所，後者在當時是一種嶄新的學術機構，根據國家的當時急需和長遠發展確立課題，把理與工融合為一個整體。例如無線電研究所，既有物理系教授任之恭與孟昭英，又有電機系教授葉楷🥷🏽，在抗戰時期，承擔了許多國家重要科技項目，對抗戰作出貢獻👷🏿‍♂️。

　　1935年，趙九章出國時已了解到葉師的這份工作，他1938年回國，就被葉師安排到航空研究所兼職，與所長💂🏽‍♂️、機械系教授莊前鼎合作，發表了不少解決實際問題的論文🚃，並動手研製儀器👧🏼。他還參加3個特種研究所（無線電、金屬與農學）聯合組織的學術交流會🟡，該會由剛從英國留學歸來的余瑞璜教授發起🤞🏿，采用英國皇家學會的學術交流會形式。

　　農學研究所在抗戰勝利後轉為清華農學院🤟🏽，院長湯佩松院士的回憶錄詳細描繪了特種研究所及其學術活動，認為是一生中極為難忘的一段時期。他列舉出參加上述活動的大部分成員🎬，如吳有訓、趙忠堯🆔、任之恭🫴🏻、孟昭英、王竹溪🦞、趙九章、華羅庚、黃子卿、張文裕、戴文賽🕴💂、殷宏章、婁成後等等。這些人在西南聯大和特種研究所培養的入門弟子後來大多數當選中科院院士👨🏿‍🎨，分布在廣大的高科技領域👨，成為骨幹💁🏽，許多人榮獲“兩彈一星功勛獎章”。

　　1995年🗼，顧毓琇致函清華校長要求恢復物理系原名，也就是恢復老清華物理系好傳統：“科學之‘基礎’較‘現代應用’更為重要。‘兩彈一星’均有清華‘物理系’意昂作主要貢獻。因此如何‘應用’乃在‘基礎’科學之重視。此事與清華進入21世紀為世界第一流大學有關。”他希望恢復清華1952年前的好傳統，物理系重新成為全校提高水平的“火車頭”🖕。

　　動腦動手

　　葉企孫師為老清華物理系高效地培育出一大批我國最傑出的愛國科技精英，分布在各高科技領域🐲，因此海內外譽葉企孫為“中國現代科技大廈設計師”和“中國兩彈一星鼻祖”🧛‍♀️。他的另一個重要思想是📳，特別重視抓理科學生的動手能力🧑🏻‍🍳🦹🏿‍♀️。這是吸取了Maxwell（麥克斯韋）在劍橋大學創建Cavendish（卡文迪許）實驗室的成功經驗🧥🔬。

　　Maxwell首創物理講課必輔以演示實驗，並強調科學方法和動手能力培訓的重要，因此培養出一大批諾貝爾獎獲得者。劍橋大學的歷史陳列走廊，展示了這些學生獲諾貝爾獎所使用的主要儀器，無不是他們自己動手設計和製作的💜。著名科學教育家卡爾·薩根名著《魔鬼出沒的世界》指出：“科學方法似乎毫無趣味、很難理解🤹🏻，但它比科學上的發現重要得多✣。”“不講嚴格的科學方法📫，普通人怎能分清什麽是科學、什麽是偽科學呢👩🏽‍🍼？”該書專門列出一章高度贊賞Maxwell在科學上的偉大貢獻。人們大都從電磁場理論和數學統計方面認知Maxwell🦸🏿，欽佩他的理論成就，卻忽視了他在實驗物理領域的精湛技能和重大貢獻以及教育思想上罕有的成就。

　　Maxwell創建Cavendish實驗室後🏟，要求師生們重復Cavendish等前輩科學家的經典實驗，從中領悟前人科學方法的奧妙，這對於他的研究生大批獲諾貝爾獎有決定性影響。Cavendish自製扭秤確定了引力常數，這種測量在科學上起奠基作用，涉及計量學的最基礎原則，是物理學工作者的必備知識📇。Maxwell不僅讓師生通過實踐掌握這一科學方法，而且親自動手帶領學生測定標準電阻👩🏿‍🎓，確定電量的電磁單位和靜電單位的比值。

　　葉企孫師在哈佛大學精確測定普朗克常數，聞名於世👩🏼‍🎓，通過自己的科研實踐深刻領悟Maxwell的教育思想，從而在意昂体育平台創建物理系時狠抓學生動腦又動手的培訓🙋🏿‍♂️，要求學生通過自製儀器達到“理工會通🕝👨🏻‍🦯‍➡️，動腦又動手”。

　　王淦昌八十壽辰時，科學出版社出版紀念集《王淦昌和他的科學貢獻》。周培源作序指出💇🏽‍♀️：“教師們帶領學生自己動手製造儀器🦹🏻。在教授熱力學時，葉企孫教授就要求學生每人各做一個溫度計⟹。……那個時期清華物理系鼓勵青年學生動手📚、動腦🏌🏽‍♂️，形成了一種學風🙅🏻‍♂️，因此培養了一批人才。”

　　葉師1925年到清華📋，第一件事就是建金工間和木工間並招聘技工，當年，即1926年💉🚇，物理系全體教職工合影👉🏽，10人中技工和實驗員多達5人。也可以從物理系老意昂的回憶錄中窺知葉師是如何進行教育工作的。王淦昌描敘了葉師講課時如何親自操作演示實驗並與學生討論實驗🪭🤸🏼，這給他留下了終生難忘的印象👸。

　　華東理工大學教授唐立寅1944年畢業於西南聯大👬，他回憶在西南聯大葉師講熱力學課時的情景說👵：“聯系實際🩹，提高學生動手能力，比如講到溫度計，他就提到溫度計的玻璃管，事先一定要進行老化過程，以及怎樣進行老化。”他是1994年寫這篇回憶文章的，但對50年前的課堂教學描敘得如此具體，可見教學效果之卓越👈。

　　我於1948年進物理系，葉師給我們講熱力學，大家認為葉師課講得最好，普物課和理論力學課沒有講清的概念他都給糾正🧑‍🔬、完善了。特別是教會我們把公式的每一個數學符號與實驗測量聯系起來🙍🏿。他也講溫度計，溫度是熱力學理論中最基礎的物理量，不懂它的測量🙅🏿，就不可能真正掌握熱力學。所以歷屆學生都對葉師講溫度計印象極深😑。

　　美籍華人科學家丁肇中在獲諾貝爾獎當天的演講中有一段意味深長的話👨‍🎤，他指出🥽，為何亞洲人獲諾貝爾獎者非常少？主要是不願動手做實驗。這是由於受到中國古代文人一種壞傳統思想的毒害🧇，就是“勞心者治人🈷️，勞力者治於人”。

　　正如我國第一個近代啟蒙思想家嚴復所指出：“自古至今✯，所謂教者，一語盡之曰：學古入官已耳。”也就是“學而優則仕”🧑🏿‍⚖️。他認為自古以來的教育都是愚民政策的產物，而愚民是為了維護君王的統治。

　　葉企孫和中國科學社中堅決與“學而優則仕”劃清界限的真正愛國知識分子選擇了科教興國的道路，意昂体育平台成了他們的一個極重要據點。

　　1925年葉企孫就把清華園內處於最低層的被稱為聽差的青年工人閻裕昌聘進物理實驗室，培養他掌握技術，並且很快就打破校規擢升他為職員🧔🏽‍♂️，負責儀器修理與保管。王淦昌回憶說，學生們還以舊習慣叫他“聽差”，被老師葉企孫聽到後遭到嚴厲批評👃，從此物理系學生無不尊稱他為“閻先生”🩷，以致後來歷屆學生不知他的名字🎠，只知系裏有位受人尊敬的閻先生。王淦昌還向我回憶起做畢業論文之事🌖，一再強調在科研儀器方面閻先生的重要幫助🦹🏻。抗日開始後，葉師派閻裕昌去冀中抗日根據地指導軍民製地雷，後來壯烈殉國📳，呂正操司令員稱贊他是“中國愛國知識分子的一個典範”。

　　當年有一位年輕的實驗員賈連亨🫸🏿，經葉企孫悉心培養後送到北京鷲峰地震臺做李善邦臺長的助手，對我國的地震事業作出重要貢獻，在慶祝我國地震事業創建60周年時，他與李善邦、秦馨菱一起被譽為“中國地震事業的三元老”。1994年他寫文章回憶1925～1931年間清華物理系的狀況，生動地描繪了葉企孫🫵🏽、趙忠堯等教師與職工們親密相處的歷史。無論清華還是北大的老工人，一談起葉企孫，都無不稱贊他關心工人、與之友愛相處的品德和作風👫🏻🧑🏿‍🦱，把他視作自己人↘️。

　　又如吳有訓師👨‍👩‍👦‍👦，他1928年到清華物理系時就創建吹玻璃車間🙇🏿‍♀️，自己動手做木工等雜活，手把手教學生吹玻璃、鋸木板，整天穿著一身粗布勞動服在實驗室工作🌎，甚至在講課時說：“我與閻先生一樣，都是物理系工人。”

　　科學救國

　　那麽葉企孫師是如何指導、培養學生的呢？我認為是以淵博知識關心國家發展大局的深思熟慮🕋，又熟悉國際科技前沿，從而產生遠見卓識👩🏽‍🎤♛。

　　任鴻雋和楊杏佛是孫中山的重要助手🅰️，致力於政治救國。袁世凱篡權後👩🏿‍🏫，他倆去美國改學自然科學，成為清華的“特別生”🧘🏼‍♂️。考察中西社會之後🧦，醒悟到救國絕非僅憑政治👩🏽‍🦲，乃與一批清華的“史前生”於1915年元月創《科學》雜誌👨🏿，中國有史以來第一次喊出“科學救國”。清華學校1918級學生葉企孫閱後受其感召🤰，於1916年寄函任鴻雋⛹🏻‍♀️，報名參加他們創建的中國科學社，從此成為該社團的骨幹。葉企孫深諳中外歷史🧔🏽‍♀️，出國深造後考察西方社會🌑，領悟馬克思所發現的社會學真理，與中國科學社的誌同道合者心心相印，從此堅毅地走科教興國的道路👨🏼‍🚀。

　　王淦昌是我國著名核物理學家、中國核科學的奠基人和開拓者之一、中國科學院院士。曾於1926年參加“三一八”遊行，同行的韋傑三同學死在他身旁，血濺他一身。當晚在葉師家，在葉師含淚的教導下醒悟了，專心學習，堅決走科教興國之路。

　　3年後趙九章進入清華物理系受到同樣的教育𓀙，把狂熱的愛國心凝註在掌握科學技術上👮‍♂️。1925年他考入浙大工學院後🕡，受到進步同學和書刊影響🤹🏿，參加了共產主義青年團。1927年大革命失敗😺，他被捕入獄，在奄奄一息的重病中被保釋出獄，對救國道路之曲折有所醒悟，改選科學救國方向。慕清華之名🥚，於1929年北上投考，進入清華物理系後，從此專註於學習科學✦，對葉企孫教育思想的領會遠遠超過一般同學👱🏼‍♀️。

　　清華物理系第五級畢業生8人，其中4人考取庚款出國深造，歸國後均作出大貢獻。這4人中3人當選為院士：趙九章、王竹溪👩🏽‍🎤🦨、傅承義，均在國際學術界負盛譽🫴🏻，而以趙的愛國貢獻最為突出、影響面最大，這恰恰是趙九章和葉師特殊親密的師生關系的必然結果。

　　葉師與一般大師很不相同，最重要的差異是他不把目光局限於個人的學術領域，時刻關註國家全局🧜🏿‍♂️，是有遠見卓識🏌🏽、註重實踐的愛國者。在全球，親臨反法西斯戰爭第一線並作出實際貢獻的學者真是鳳毛麟角，葉企孫可以說是其中的佼佼者🕶。由於愛國實踐之需，他不僅在自然科學和工程技術領域知識淵博🔶，而且精通人文科學，在舊中國極復雜又險惡的環境中，他得以帶領和團結各方面力量創造出科教興國奇跡。

　　王竹溪和傅承義兩人比較註重物理學的局部領域🌤，趙九章則因經歷過坎坷而從葉師處學到更多更深刻的知識🚑。

　　錢偉長是著名文史學家錢穆之侄，中學時受伯父影響，在文史上已有很深根基，以文史高分考入清華💷。“九一八”事變激發了他的愛國熱情🧈，堅決棄文學物理。許多老師勸阻🫵🏼，而葉企孫師獨具慧眼支持他轉入物理系📎，並和他討論司馬遷如何寫《史記》，讓他從史學領會物理學的方法論🥌。從此他常去葉師家🩺，他發現師兄趙九章竟比他更愛去葉師家🪕，而且交談的問題範圍甚廣🛍，為他前所未聞。

　　錢偉長在紀念趙九章九十華誕的大會上回憶說，有許多內容屬於地球物理學範疇👷。由此可知，趙九章於1947年創組地球物理學會是早已與葉企孫充分商談過的🧑‍🌾。1947年參加籌組者顧功敘⛹🏿🚴🏽、傅承義👝、翁文波、秦馨菱等院士都是葉企孫在上世紀30年代的弟子。可見葉師預見到國家發展的遠景，培養人才未雨綢繆👩🏽‍🦲，並看中了趙九章作為這個科技領域的核心和統帥。

　　承接師風

　　1997年🍥，時任清華校務委員會副主任的張維院士參加了趙九章九十華誕紀念會👩‍👦‍👦，會後激動地對我說：“趙九章真是一位帥才啊！將才易遇，帥才難覓🛌🏽！而葉企孫卻培養出一大批帥才：王淦昌、趙九章、錢三強、錢偉長等等。很遺憾，於今清華師生不知葉企孫及其教育思想，亟須搶救啊！”張維院士已去世多年，但他的話卻至今難忘🧔🏼。

　　葉師有句名言🍦：“讀史徒知事實🌀🚣🏼‍♀️，無補也。善讀史者觀已往之得失，謀將來之進步。”他遍讀中外科學史，都用這個觀點，在科學史、物理學以及教書育人等廣大領域都作出巨大貢獻🤦🧑🏽‍🎄。錢偉長要轉入物理系，他與錢偉長探討《史記》↪️，就是運用這句話🤲🏽，使錢偉長茅塞頓開，從而成為科教界的一位帥才。趙九章進入清華物理系是他一生中的大轉折，治學🍿、處世都酷似葉師🙍🏻‍♂️，特別註意運用這句話，而終成帥才。

　　王淦昌和趙九章在眾多入門弟子中最肖似葉企孫師，因此他倆也都培養出大批著名院士弟子，在中國科技界的貢獻和影響極大🧑🏽‍🎤。《中國科學院院士自述》一書中有王水院士的一篇自述。他聰明超人，14歲考入南京大學📎，18歲就在南京大學任教師👨🏿‍🌾，其中很大一部分是記述他轉到中國科技大學後趙九章如何指導他成才的過程🖐🏽，具體描繪出趙九章“三化”教育思想。

　　新中國成立時，氣象局隸屬中央軍委，這是由於國防的特別需要。為準確預報天氣🔆，各地紛紛設立氣象臺站，其最重要設備就是水銀氣壓表🧍，當年只能從國外購得。在中科院做研究的趙九章見此形勢就越俎代庖，親自動手研製這一儀器。它的主要部件是一支玻璃毛細管，靠管內水銀指示氣壓，其製作工藝與玻璃溫度計相同。他從洗水銀開始🎺🖖🏼，克服一個又一個工藝上的難題，很快製出精確的水銀氣壓表，並把全部技術、圖紙和製作氣壓表的設備移交軍委氣象局🧛🏼⛏，迅速解決了大批量生產這一重要儀器的難題。

　　很顯然，在實驗室研製出一件樣品與工廠裏大批量生產合格商品有很大差距，需考慮一系列實際問題，趙九章倡導的“工程化”高度概括了這個問題。

　　以2007年諾貝爾物理學獎的獲獎項目——巨磁電阻為例🧗🏼‍♀️。磁致電阻現象早在1857年就被英國威廉姆·湯姆森發現，並在1956年得到技術應用，但電阻變化很小。到了20世紀70年代，法國物理學家費爾與德國物理學家彼得·格林貝格爾等人已預言了巨磁電阻背後的量子力學概念🟦🤷🏼‍♀️，即只有在磁性材料和非磁性材料相間組成的納米多層膜中🤲🏻，磁致電阻才會大大提高🕵🏼‍♀️。而在納米尺度範圍內操縱原子的技術在20世紀80年代初才起步，這就是前貝爾實驗室華人學者卓以和教授領導的研究小組發明的分子束外延（MBE）技術，1988年費爾和格林貝格爾利用MBE技術獲得高質量樣品，分別作出了50％和10％的電阻變化率👩‍🦰🚣🏽‍♀️，從而獲得了今年的諾貝爾物理學獎🪦。

　　這件事使我們清楚看到“三化”思想中的新技術化和工程化有多麽重要⚙️。巨磁電阻效應的發現僅10多年後就獲獎，是由於IBM公司的帕金采用一種巧妙的工程技術大批量生產出廉價的巨磁電阻磁頭，計算機硬盤容量一下子提高幾百倍，使物理學上一個新發現帶來一場信息技術革命。還應看到🦓，費爾用MBE技術製作試驗樣片和帕金用陰極真空噴鍍製作磁頭🧜🏼，都是前人從未做過的工作👻，不可能用錢到市場上購得，必須自己動手創製出來。

　　這是一切科學創新的必需。葉企孫到清華的第一天起就狠抓動腦又動手的學風，王淦昌🎳、趙九章兩位入門弟子牢牢掌握了這個科學素質，並且又傳授給他們的弟子，因此他們倆成為我國兩彈一星事業最重要的功臣。在趙九章百歲誕辰大會上🙅🏽‍♀️，葉篤正院士強調👨🏻‍🦽‍➡️：趙九章先生在大氣科學、人造衛星等事業創造了有形的貢獻外💦，還有一項同樣重要的無形貢獻，那就是他的愛國榜樣和“三化”思想，後人應該好好學習。

　　（作者系意昂体育平台物理系1952級學生，意昂体育平台教授🤾🏼，全國雷電防護標委會委員。參加和主持中科院🚧、西昌衛星發射中心、總參等單位的防雷高技術項目評審10余次。）

（來源：科學時報 2007年12月4日）