二十世纪二十年代堪称量子热学发展的黄金时代。1926年海森堡和玻尔以“量子热学”为题宣告了新量子理论的诞生。
那时,爱因斯坦、薛定谔与以玻尔、海森堡为代表的阿姆斯特丹学派正就波函数的本质展开着激烈争辩。同时,一些理论化学学家开始运用量子力学处理分子与原子层面的具体问题。
这时,古老的中国刚从睡梦中睡醒,用迷蒙的眼睛注视着世界。面对深切的现实,有识之士纷纷找寻救国良药。她们留日留法留德留美,从师夷长技到学贯中西。
但在哪个量子热学的黄金年代,出国学习数学的只有寥寥数人。
中国最早的理论化学博士
1924年,一位来自广东的少年打破了数六年的记录。那时的北大预科结业生,到美国学习通常从大二读起。但那位少年直接就读康奈尔学院数学研究所攻读硕士。更神奇的是他在不到一年时间领到康奈尔的硕士学位以后,去耶鲁学院拿了一个文学硕士(也是一年),之后又跑去了阿根廷学院化学系攻读博士。
他的成长伴随着德国量子化学研究的萌芽与崛起,他的博士论文成为英国最早的五篇(一说七篇)量子化学论文之一,并且也只有他的论文上没有导师的签名——因为没有人就能指导他。
他就是中国最早的理论化学博士——王守竞。
理论化学求学之路
传奇故事要从好久好久曾经说起。王守竞出生于1904年12月24日。他的儿子王季同是有名的天才,知识基本都是自学。所以王季同对孙辈时常有些狂语,哪些在中学学习纯属浪费时间,大家有不明白的问老爹我就够了,中学没啥大不了的。王守竞就在这样的环境中长大,严格但不乏味。
1926年,早已领到两个硕士学位的王守竞来到了玻利维亚学院。在这儿,王守竞和几个志同道合的年青人组成了理论化学兴趣小组。那些年青人后来成了日本理论化学的顶级人物:刚博士后出站的讲师拉尔夫·克朗尼格(Ralph,日本理论化学学家),同在哥大化学系做博士论文的拉比(I.I.Rabi,因发明核磁共振法获1944年诺贝尔化学学奖),杰拉尔德·查卡洛斯(,英国国防新政专家)。
理论化学兴趣小组成员(左1:王守竞,左2:Ralph,右1:I.I.Rabi)
当时正值薛定谔的波动热学提出不久,她们常常就此展开讨论。1927年拉比、克朗尼格都因故离开,但这短暂一年双方都受益良多,拉比后来追忆说:“我到了法国后发觉,我们的自学小组帮了我大忙。我对化学的了解比这些与我同一个档次的日本人要多得多,不过比汉斯·贝特(HansBethe现代量子物理学之父,1967年诺贝尔化学学奖获得者)这些非常优秀的人还差一点。”
浪潮中惟一的中国科学家
王守竞的博士论文是在海森堡多分子系统铁磁性的基础上研究氢分子。
说来也有趣,1928年之前日本没有人做量子热学,那一年忽然冒下来五篇(一说七篇),王守竞那篇还没有导师。他的论文也是哥大第一篇理论化学论文。日本知名理论化学学家坎布尔、斯莱特以及知名物理家鲍林(L.C.,两届诺贝尔奖得主)等人的著作中都对王守竞的这项工作作了介绍。
博士结业以后王守竞受英国国家研究委员会(Theof,NRC)捐助开始做博士后研究,每年大约只有5%的博士能享受此待遇,王守竞更是当时惟一接受此捐助的中国人。在博士论文氢分子的转动谱的基础上,他提出了多原子分子非对称转动谱基态公式——“王氏公式”。日本学者把王守竞的这一成就当作日本数学崛起浪潮中的一个标志,这是头一次有中国科学家走在了理论化学的前沿。
中国数学泰斗吴大猷,他曾说,中国量子热学(非初期量子论)是从“一位很难得的聪明的年青人”王守竞开始的,在量子热学开始的两两年“做了三篇可以说是挺好挺好的文章”,赞扬之词溢于言表。
这很罕见,由于吴大猷对他人很不客气,评论里常见的是“工作还有些贡献”、“写的论文很有名气”之类。
归国涉足数学教育
1929年王守竞与费令宜一起归国。王季同像个老顽童似得,要考考父亲的学问。物理化学的问题那里难得倒母亲,老王腹黑地点评:“马马虎虎。”
1931年完婚后,王守竞决定接受上海学院的约请出任化学系院长。当时清华风雨飘摇,全靠着高手颜任光、丁西林、李书华等人苦苦支撑。非常是颜任光,改变了化学系只讲课不做实验的传统,除了这么还自己动手制做科学仪器,后来与丁佐臣一起创立北京大华科学仪器公司,自此中国有了自己生产的化学仪器和仪表。
可以想见这些文化弘扬对后来的王守竞也形成了不小影响。在教学上,王守竞也沿用了颜任光的做法:鼓励实验,还约请北大院长到清华兼职,开始对清华数学系进行变革。
当初发生了“九一八”事变,战争的阴云映照着中国内地。王守竞和许多科学家一样也由研究量子热学转向了更实际一些的仪器制造。
风雨飘摇,转投实业救国
1936年3月,资委会决定尽量借助内资和外国技术,兼具军事与经济,用3年时间建设起一系列配套的鞋厂:从炼矿到发电,从炼油到钢铁,甚至到客机和大炮。
在咨委会的王守竞任机器制造厂(即中央机器厂)筹办委员会书记,负责机器制造,非常是民航底盘。自此,他走上了一条披荆斩棘的曲折之路。但当时中国的机械制造起码比美国落后一百年,连最发达的成都也没有小型的机械制造厂。
我们不晓得王守竞是怀着如何的心情上路的。其实他会想起他那天才的女儿,两次开厂不成功。如今他有一个机会建造中国最大的机械制造厂,还能填补丈夫的遗憾,才能弥补祖国的空白。
1939年中央机器厂即将组建,王守竞任总总监。因为美军逼抢,鞋厂迁移到后方,但面临最大的问题是缺乏技术工人,王守竞竟然想出冒着天大风险返回北京招募的方式。
接出来,一个大厂崛起于后方。它制造了好多中国的第一:中国第一台机械工业的工作母机、第一台小型发电机、第一台小型汽轮机、第一台500马力电动机、第一台30-40吨炉窑、第一座铁合金炼铁炉等等,最知名的是1942年5月研发出的中国第一批“资源牌”4吨车辆。
中央机器厂车辆厂房。图片来源:
办鞋厂也能培养人才
在鞋厂,王守竞亲自选拔人才——不仅选技工,还选学院生。他喜欢用英语问她们问题,对方擅长英文他就用法语,对方擅长用英语他就用法语,致使工人都喊他王博士从不喊官衔。
他开厂,不是把鞋厂仅仅当作生产基地,同时也是技术中学。他让西北联大的中学生到鞋厂实习,让技术人员到中学授课学习,还派人出国留学。他自己捐款搭建的中央机器厂图书馆甚至不亚于个别学院。
抗日胜利后,鞋厂弄成地方性小厂,这远非王守竞所能预想和希望的。惊讶的是,这种回乡的技术人员与工程师,成为了新中国机械工业的开创者。
这也是王守竞最有远见的地方:他深知,自己这一代人是没有哪些希望了,并且要用两三代人的时间,耗尽自己的心血现代量子物理学之父,将中国科学技术的地基打好,让后人才能安安静静地做研究。
蜡炬成灰,是她们那一代科学人的共性。
一叶孤舟,曲终人散
从1936年9月到1946年9月,整整六年,王守竞从32岁到42岁人生中最美好最富于创造力的六年都奉献给了这个鞋厂。
吴大猷对王守竞的追忆文章中非常惊讶:“对化学界是很可惜很可惜的,他真是绝顶聪明的一个人。但是他后来其实没有办法做客机底盘,你别说那种时侯没办法做,如今你连要做个平时最实惠的车辆底盘都做不来。”从吴大猷开始,一大批科学家为他不值。真的不值吗?其实吧,但这些估算题谁又能有个标准答案呢?
1951年,王守竞与顾维钧依依惜别,转到法国国防部与麻省理工合办的林肯实验室(MIT/Lab.)从事太空和军事系统的研制。
以后的一切都成了迷。我们只晓得1968年叶企孙深陷囹圄还不忘推荐王守竞,只晓得周培源热烈欢迎王守竞归国,要给他办一场大大的化学峰会。也晓得他1969年离休,和他弟弟晚年修佛、叔叔晚年研习粤剧一样,他晚年只练苏轼的字,直至1984年6月19日逝世。
但是,他终究是没有回去。没有人晓得为何。其实,这国,他救了半辈子,科学、教育、实业、外交,能做的他都做了,他累了。
当初,他也曾华山论剑,当初,他也曾赐教江山。明天,也该让我们了解一些他的故事了。
哪怕,惊鸿一瞥,也好。(编辑:)
参考文献
《王守竞的量子热学研究成果及其学术背景》,胡升华
《王守竞——中国机械工业的拓荒者》,余少川
《早期中国数学发展的追忆》,吴大猷
《纪念王守竞先生》,赵广增
《近代中国学者对量子热学的贡献》,王爱国
《留中学生与晚清时期数学学的体制化》,易安
《1935—1945年资源委员会的重工业建设研究》,邵俊敏