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居里夫人和她的中国学生
2017-09-18 | 文章来源: 科普中国| 浏览次数:  |

  缘起

  在居里夫人的学生中,施士元是非常特殊的一个。这种特殊性体现在两个方面,一是个人层面,二是国家层面。

  1929年,施士元从清华大学毕业。当时不像现在,招聘会是没有的,五险一金也是没有的。四年前,他是三门入学成绩都满分的天之骄子,四年后,他却不得不开始忧虑自己的前程。

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  施士元(图片来源于网络)

  首先,是那个年代的大学生普遍会遇到的,钱的问题。施士元家境贫寒,为了供他读书,家里不得不去借高利贷。“欠债还钱,天经地义。”据施士元老先生回忆,他当时欠的高利贷,利息高达25%。[1]这笔钱应该去哪弄呢?明天的饭钱,又在哪里呢?

  其次,二十世纪二十年代的中国,就像群狼环绕下的病狮。施士元的父亲,曾经参加革命,参与国民革命军攻大南京的战役。因为这点家学渊源,施士元无法说服自己对国事作壁上观。他曾经参加李大钊先生的集会,受到段祺瑞军阀政府的镇压。[2]“燕南赵北,剑客奇才”,国家的前途,究竟在谁的手里呢?

  思来想去,施士元诞生了去法国留学的年头。

  相识

  当时的法国,一方面正处于战后的恢复时期,物价较为低廉,有勤工俭学的条件,不会给家里增加新的负担;另一方面,是左翼文化思潮的中心,周恩来、邓小平、陈毅、聂荣臻等,先后在此求学。

  施士元先是考取了江苏省的官费留学资格,接着只身前往巴黎。巴黎大学给他准备了一份教授名单,上面罗列着可供学生选择的教授。其中,就有居里夫人。

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  居里夫人(图片来源:nobelprize.org)

  当时的居里夫人,已经因为发现镭和钋誉满全球,并顺理成章地成为了放射学这一新兴学科的奠基人。带着对居里夫人的敬仰和对新兴学科的向往,施士元给居里夫人写了一份信。

  “尊敬的居里夫人,我是中国来的留学生,于1929年在清华大学毕业。考取了国内江苏省官费留学来到法国。希望能在您的指导下完成博士论文工作,不知您能否接受?”[3]

  信是星期三发出的,星期五施士元就收到了居里夫人的回复,约他星期六去研究所面谈。

  就这样,一个来自远东的学生,遇到了一个生于东欧的老师,在欧洲的心脏,开始了一段传奇。

  传道

  韩愈说:“师者,所以传道受业解惑也。”所谓“传道”,就是告诉学生做人、做事、做学问的道理。

  居里夫人给施士元上的第一课,是关于信任的。

  关于留学这件事,鲁迅先生曾经愤懑地写到:“中国是弱国,所以中国人当然是低能儿,分数在六十分以上,便不是自己的能力了……”

  居里夫人则不然。“在科学上,我们不应该注重人,看他是从哪来的,而应该看重他所做的事。”她是这么说的,也是这么做的。在跟施士元见面以后,居里夫人仔细查看了清华大学的推荐信,然后告诉他,“按照规定,到我们研究所来的人,必须经过考试。但你已经通过了国内的考试,所以,可以直接来此工作”。[3]

  遇到一个信任自己的老师,恐怕是一个学生最大的信任。

  居里夫人的第二课,是关于求真的。

  进入实验室以后,居里夫人先为施士元安排了一些课程,然后让他做一些基础实验、练练手。

  其中一个实验,是关于布拉格曲线(Bragg曲线)的。放射性物质最大的特定是放射,也就是可以发出高能粒子流。倘若对这些高能粒子流进行约束,送入到电离室内,那么,通过调整电离室和放射源之间的距离,就能改变电离电流的强度,从而得到一条曲线。α源放射出的α射线,通常会形成布拉格曲线——先平缓上升,后急剧上升,最后陡然下降。

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  布拉格曲线(图片来源:en.wikipedia.org)

  在实验中,居里夫人交给施士元两种放射源,一种非常符合布拉格曲线,另一种,测来测去,就是跟标准曲线不一致。施士元对此非常苦恼,但数据就是数据,本着对事实的尊重,他还是如实记录了自己的测量结果。

  科学重要还是让老师开心重要?居里夫人通过这件事表明了自己的态度——还是科学重要。

  授业与解惑

  博士生自然和小学生不同,不过,说到“授业”,却都包括了三个部分:指定学习方向,教授学习方法,及时给与反馈。

  居里夫人给施士元的研究题目,是“放射性沉淀物的内转换电子谱的测定和分析”。[4]这个题目,老实说,我也有点不大懂。不过,下面两件小事,反映了居里夫人对施士元先生的指导。

  第一件小事,是实验安全。当时,放射性物质刚刚发现,科学家们知道的,比普通人也多不到哪里去。很多现在看来习以为常的事情,在那会儿,都要通过汗水、挫折,甚至牺牲,才能了解。比如,放射性物质的危害。

  居里夫人曾有一个学生,因为长期接触氡气,肺部受损,重病去世。所以,在指导施士元的过程中,居里夫人反复强调,一定不要用手直接接触放射源,要使用镊子等器具;一定要用铅盾保护自己,屏住呼吸,以免放射性气体进入体内。

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  氡气(图片来源:dreamstime.com)

  在居里夫人的言传身教下,从1932年到1933年,施士元不仅完成了锕元素的核谱测量工作,站在了世界的前列,而且,和居里夫人一起,对α射线的精细结构和能量,进行了大量研究,取得了不少突破。

  1933年,巴黎大学理学院的阶梯教室里,施士元出色地通过了论文答辩,获得了博士学位。

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  博士答辩(图片来源:younrenba.com)

  分别

  随后,居里夫人为施士元举行庆祝酒会。席间,居里夫人问施士元愿不愿意留下来继续工作。施士元委婉表示,自己的公费留学期限是4年。

  居里夫人说:“不用担心,以后的工作与生活费由我来想办法。” [3]

  尽管非常感动,也非常期待与居里夫人的合作前景,但是施士元已经打定主意:取道西伯利亚回国,顺便考察一下苏联五年建设的成果。

  二人就此分开,一年以后,居里夫人因为再生障碍性贫血不幸去世,一对模范师徒,从此天人永隔、再无相见之期。

  回国以后,施士元先生一方面在学术上,为中国的核事业奠定了基础,另一方面在科普上,翻译和发表了大量文章与书籍;当然,他也没有忘记居里夫人的教导,不但冒着严寒酷暑,编写了原子物理、X光结构分析等教材,[5]而且深入教学第一线,培养了大量栋梁之材。这些人中,先后有12位入选中国科学院院士,更有一位,被誉为中国的居里夫人。

  她就是杨振宁与李政道的战友、原子弹之母,吴健雄。

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  吴健雄(图片来源:jianshu.com)


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