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    周培源:培得楨干質 葉茂不忘源
    瀏覽次數:   信息來源:光明日報 發布時間:2021-11-10 16:21

     1934年第8期《清華暑期周刊》有一個“教授印象記”欄目,對一位教授這樣寫道:“無疑地,你一見了他,便會知道他是個大學教授,他那高高的身子穿著一身很becoming的西服,瘦瘦的臉上架著一副博士眼鏡(暫且這樣define著吧),頭上蓋著一片好像燙過的而實在是天賦的卷發……他也很幽默,上課時常會說幾聲聲幽默話,惹得大家都笑。我們都很高興聽他的課,大概你們將來也會有同樣感覺的?!?

      這位招學生喜歡的教授是清華大學物理系的周培源。早在1929年,他剛從國外回來,便被聘為清華大學的教授,那年他才27歲。周培源的一生,可以用三個角色概括:他首先是一位物理學家,特別在理論物理與流體力學方面有杰出貢獻;其次是一位教育家,他長期從事高等教育工作,對我國高等教育的發展和改革作出了重要貢獻;同時,他也是一位社會活動家,為促進世界和平、推動中外科技合作交流作出了突出貢獻。

      物理學家

      愛因斯坦最反感急功近利的科學家,他比喻說,他們拿起一塊木板來,尋找最薄、最容易鉆孔的地方,隨意鉆出一些洞來。周培源絕不是這種科學家,他的研究領域主要集中在理論物理與流體力學方面,而且挑的都是難啃的“硬骨頭”,前者的廣義相對論與后者的湍流理論。

      先談理論物理方面。在我國近代物理學的開創之際,學者多數從事的是實驗物理的研究,而周培源從事的是理論物理研究,他又有幸與相對論和量子力學兩大領域的多位創建者直接接觸、學習,這在我國老一輩物理學家中是絕無僅有的。1928年,他在美國芝加哥大學獲得博士學位,論文是《在愛因斯坦引力論中具有旋轉對稱性物理的引力場》。隨后,他先是在德國萊比錫大學跟隨海森堡從事量子力學研究,后來又赴蘇黎世高等工業學校,在泡利的指導下研究量子力學?;貒?,1936年到1937年,他利用清華大學學術休假的機會赴美國普林斯頓高等研究院訪學,參加了愛因斯坦組織的廣義相對論高級研討班。

      1916年愛因斯坦提出廣義相對論之后,囿于引力場方程組成的特殊性,僅依靠引力方程無法求得引力函數的確定解。周培源主張引入另外的物理條件以求得確定解,其博士論文正是這一思路的嘗試。后來面對這一難題,國際學界分為了兩派:坐標相關論者與坐標無關論者。周培源持坐標相關論,即認為坐標是有物理意義的,沿著這一方向發表了一系列成果。在他80多歲時,還與學生合作,將廣義相對論應用于宇宙論,分析紅移和星體質量的關系。

      再說流體力學領域。周培源是我國近代力學事業的重要奠基人之一,特別在湍流理論方面享有世界聲譽。他早年主要做廣義相對論研究,怎么會關注到湍流理論呢?他的這次轉向,與當時國家危難的時局有關。他在1942年完成的《湍流講義》序言中寫道:

      1931年秋,中國被侵后,很多中國物理學家將他們的注意力從純學術研究轉到實用和可立即應用的問題……(我)原來主要學術興趣亦在相對論、量子力學和物理學的基礎理論方面,后來也相繼閱讀了空氣動力學和外彈道學,最后閱讀了流體力學中的困難問題“湍流”。

      后來,他的女兒周如玲問他為何研究湍流。周培源回答說,當時他認為相對論不能直接為抗戰服務,作為一名科學家,大敵當前,必須以科學挽救祖國,所以他選擇了流體力學。1940年,周培源在《物理學報》發表了論文《關于Reynolds求似應力方法的推廣和湍流的性質》。該文在國際上首次提出需要研究湍流的脈動方程,并提出了求解方法。該成果在1942年獲得教育部學術評議會一等獎。在西南聯大,周培源教育、培養了一批有志于從事湍流研究的青年才俊,如林家翹、郭永懷、胡寧、錢偉長等。1945年,他提出了一種湍流運動的解法,在國際上被稱為“湍流模式理論”的基礎,被譽為“現代湍流數值計算的奠基性工作”。學界有人將周培源譽為那個時代流體力學的“四位巨人”之一。

      教育家

      周培源是一位教育家,他獨特的教學理念,平易近人的處事方式以及樂于提攜青年學子的高尚情懷,已廣為傳頌。

      錢偉長、何祚庥都撰文回憶過周培源物理課上或考試中善于出趣味物理題的故事,通過討論猴子爬滑輪、求解在相向而行的兩火車間往返飛行的鴿子的總路程等問題,讓學生透過表面現象抓住物理問題的本質。

      胡寧記得周培源給他們上第一次力學課時的情形:班上一位同學開了一個玩笑,引得哄堂大笑,周培源也不生氣,一面點名,一面欣賞著那位同學的幽默。胡寧說,他之前從來沒見到別的老師和同學這樣親密無間。1955年,愛因斯坦逝世。一位《科學通報》的編輯聽說周培源早年在普林斯頓期間為愛因斯坦拍過一幅照片,便打算借用底片,周培源慷慨應允。到了1977年,《愛因斯坦文集(第二卷)》出版時,編譯者又找到周培源借用底片,周老慷慨如故。1991年,九三學社中央副秘書長劉榮漢第一次見到周培源,那時他已經是九三學社中央委員會主席。詢問得知劉榮漢是學物理出身后,沒過幾天,周培源便將自己新近完成的一篇論文送給他,并留下題記“榮漢同志指正 周培源敬贈”。

      周培源關愛青年、照顧青年,不遺余力地提攜青年、幫助青年。曾跟隨周培源讀研究生的蔡樹棠認為,周培源培養人才的指導思想是學生應該超過老師,并以高度的熱忱和責任感傳道授業、指點迷津。林家翹在西南聯大跟隨周培源研究湍流理論時,考取了中英庚款的公費生。周培源已經幫他聯系好了劍橋大學的泰勒(G.I.Taylor)教授——當時已是舉世聞名的流體力學大師,希望泰勒指導林家翹,泰勒也答應了??上в捎跁r局變化,英德宣戰,周培源又安排林家翹到美國加州理工學院跟隨另一位流體力學大師馮·卡門(Theodore von Karman)學習。彭桓武是另一個例子,他在清華大學的本科論文是在周培源的指導下完成,后來又考取了周培源的碩士生,后因抗戰南遷,他輾轉到了云南大學任教。在昆明時,彭桓武遇到從普林斯頓歸國的周培源,老師馬上建議他參加中英庚款考試,并推薦他到愛丁堡跟隨量子力學大師玻恩(Max Born)學習。林家翹、彭桓武終不辜負老師厚望,后來譽滿天下,他們的成就與周培源早年的助力有直接關系。

      周培源愛惜人才、鼓勵晚進,口碑載道,他在教育、培養人才方面,一貫嚴格要求、絕不敷衍。據武際可回憶,20世紀50年代他在北大求學期間,周培源給他們講授理論力學。有一次上200多人的大課期間,老師注意到坐在后面的兩位同學在交談什么,沒有專心聽講。下課時,老師單獨把那兩位同學留下,進行了嚴厲批評。蔡樹棠有一次拿著湍流計算的算式給周培源看,由于手稿多有涂改、比較凌亂,許多字跡看不清楚。周培源直接批評說:“今天你自己能看清楚,再過兩年連你自己也不認識了,這樣怎么行呢?”然后讓蔡樹棠抄清楚再去找他。從此,蔡樹棠養成了一個習慣:計算草稿不隨便丟棄,而且要及時謄寫清楚。

      特別值得提及的一件事是,1972年,正是我國高等教育極左思潮甚囂塵上之時,周培源肩負歷史的使命與責任,憑借過人的膽識,在《光明日報》發表了《對綜合大學理科教育革命的一些看法》。這篇文章本質上闡釋了要加強自然科學基礎理論的研究,同時辯證分析了理與工、理論與應用的關系,在當時引發了巨大的社會反響。

      社會活動家

      1946年6月,在美國從事研究的周培源與趙元任、吳大猷赴英國出席了牛頓誕辰300周年紀念會。同年9月,他又赴法國巴黎參加了第六屆國際應用力學大會,并與顧毓琇一起當選為大會理事。1948年11月他回到清華之后,很快與錢偉長等參與了護校工作,迎接新中國的誕生。新中國成立之后,他1956年任北大副校長;1963年當選中國科協副主席;1978年任中科院副院長,北大校長;1980年當選中國科協主席、全國政協副主席;1988年當選九三學社中央委員會主席。周培源參加的國內、國際會議和活動也多了起來,其中特別值得一提的是他多次參加了帕格沃什會議,為推動世界和平作出了重要貢獻。

      二戰結束后,美蘇兩國展開了核軍備競賽,嚴重威脅著世界和平。1955年,英國哲學家羅素發起了反戰呼吁,倡議世界著名科學家討論世界和平問題。該倡議得到了愛因斯坦簽名支持,這便是著名的“羅素-愛因斯坦宣言”。倡議得到了加拿大裔美籍企業家伊頓的支持,便決定在他的家鄉——加拿大小鎮帕格沃什召開,這便是帕格沃什會議得名的由來。

      從1957年7月周培源在帕格沃什參加第1次會議,到1991年9月在北京主持第182次帕格沃什會議,他一共參加了7次。每次會議上,他都能用純熟的英文,清晰地闡述我們黨和政府的立場,對國外某些無理的攻訐與指責,有理、有力、有節地予以回應和反擊。周培源主張必須承認差別與分歧,同時可以在共同的理想上團結起來,為人類的幸福而工作,或者說為世界和平與繁榮昌盛而斗爭。

      從江蘇宜興一位在課余時喜歡放牛的孩童,到美國芝加哥大學的理論物理學博士;從西南聯大騎馬赴校上課的“周大將軍”到我國物理學界的一代宗師;從普林斯頓高級研討班上的中國青年到91歲還與學生合作發表論文的耄耋老人,周培源為我國的科學和教育事業奉獻了全部心力,他的業績和品德,必將激勵和鼓舞更多懷揣科學報國夢的后來者。(史曉雷)

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