吴有训(1897—1977),字正直,江西高安人,物理学家、教育家,是中国近代物理学研究的先驱和奠基人之一,被誉为中国物理学研究的“奠基人”。1916年入南京高等师范学校学习。1920年6月毕业于南京高等师范学校数理化系。1925年获美国芝加哥大学博士学位。1945年10月任中央大学校长。1948年当选为中央研究院院士。1950年12月任中国科学院副院长。1955年当选为中国科学院学部委员(院士)。
吴有训的贡献主要体现在X射线特别是散射射线和吸收的研究上,一生撰写了50多篇科学论文。20世纪20年代,他在X射线散射研究中,以系统精湛的实验和精辟的理论分析,为康普顿效应的创立和认识作出了重要贡献。回国后,他开创了X射线散射谱等方面的实验和理论研究,创造性地发展了多原子气体X射线散射的普适理论。他在许多大学任教,培养了几代科学人才。吴有训在清华大学建立了中国第一个现代物理研究实验室,开创了中国物理学研究的先河。
坚韧不拔、奋发有为的中国学生
吴有训从南京师范大学毕业后,以公派留学生的身份被录取。吴有训深知,物理学是科学的基础学科之一,如果没有一批杰出的物理学家和他们的开创性工作,中国科学事业的发展几乎是不可能的。而远在大洋彼岸的美国芝加哥大学物理系,早已是他心中的一颗物理学明珠。
我很幸运,我的导师竟然是康普顿教授。这位只比吴有训大五岁的年轻教授,因提出电子等基本粒子的“康普顿波长”概念而出名。吴有训的研究生班有23个人,和吴有训相处最好的是美国学生奥·劳伦斯。30岁时,劳伦斯因发明回旋加速器而获得诺贝尔物理学奖,不过那是另一个故事了。
吴有训精力充沛,又具有先驱者顽强的性格,他昼夜不停、不知疲倦地投入到科学实验中,经常废寝忘食,写信安慰父亲。有一段时间,吴有训4个月没有给父亲写信,这让远在江西的父亲十分着急。父亲接连发来4封加急电报,询问儿子的近况,声称如果半个月内得不到儿子的回音,父亲就要到美国芝加哥看望他。不知道是谁把这个情况告诉了康普顿教授,康普顿教授勃然大怒,把吴有训赶出了实验室。还下令:没有证实吴有训写信给父亲问候,不准再进入实验室或参加研究工作。吴有训心急如焚,一口气给父亲写了三封信,又发了电报。之后,吴有训才被允许回到实验室。 此事很快被芝加哥大学的师生传为佳话,并被载入了芝加哥大学的史册。
从1923年起,吴有训与康普顿教授一起从事X射线散射谱研究。1924年,他与康普顿合作发表了《轻元素散射钼射线的波长》一文中国的物理学家有哪些,引起物理学界的极大关注。1926年,吴有训发表了《康普顿效应中变化线与不变线的能量分布》和《康普顿效应中变化线与不变线的能量比》两篇论文。这些研究成果雄辩地证实了康普顿效应的客观存在。
从理论与实践的结合,人们不得不承认光不仅具有早已被人们认识的波动性,而且在理论上还具有粒子性。但世界上至今还没有人能够通过实践证明这种粒子性及其能量。如果这一问题得以解决,那么康普顿效应将成为量子物理发展的核心,也意味着20世纪20年代将诞生一项具有开创性的世界性创新。
吴有训用了三个月的时间,制作出了15种元素散射的X射线谱图。后来,吴有训把这幅图收录在他的博士论文《论康普顿效应》中。这篇轰动世界、为中国赢得极高声誉的论文,至今仍保存在芝加哥大学图书馆,成为世界物理学史上光辉的一页。康普顿在《X射线的理论与实验》一书中,19次引用吴有训的工作,尤其是这张谱图。康普顿把它和他1923年得到的石墨散射的X射线谱图并列中国的物理学家有哪些,作为证实自己理论的主要依据。令人感动的是,康普顿教授认为“康普顿效应”也可以称为“康普顿—吴有训效应”。此后,国内外一些物理学教科书把“康普顿效应”称为“康普顿—吴有训效应”,但当吴有训知道后,总是谦虚地婉言谢绝。
在此后的日子里,康普顿教授始终忘不了这位来自大洋彼岸的学生,他经常向别人夸赞吴有训的独到见解和实验天赋。1961年12月,年近古稀、即将辞世的康普顿教授得知吴有训的学生杨振宁博士要回国探亲,便找到杨振宁,请他转达对吴有训的问候。
次年1月,杨振宁博士回国,将自己写的书赠予恩师吴有训。他在书的扉页上写道:“几年前我曾见过康普顿教授,他问我恩师的近况,说恩师是他一生中最得意的学生。”当然,这又是后话了。