百年清華

——科學家教育家吳有訓博士誕辰110周年紀念

魏永康

吳有訓，字正之，1897年生，江西高安人⇾。從少年時起👍🏿，即勤奮刻苦學習。1912年入瑞州中學，1916年考入南京高等師範學校理化部，1921年考取江西省官費留美獎學金，1922年入美國芝加哥大學攻讀物理，1925年獲博士學位。1926年回國，1928年任意昂体育平台物理系教授👨🏻‍🔬，1932年參與建立中國物理學會，1934年出任意昂体育平台物理系主任🦍，1936年出任意昂体育平台理學院院長🧑🏼‍🦰，1938年出任西南聯合大學理學院院長，1945年出任中央大學校長，1948年當選首屆中央研究院院士。1950年5月出任中國科學院近代物理研究所所長，1950年12月出任中國科學院副院長🏃🏻‍♀️，1955年當選為中國科學院學部委員，1977年11月在北京病逝🧔‍♂️。

吳有訓五十年代照

1958年吳有訓（左2）陪同毛澤東主席參觀中國科學技術成果展覽

1971年8月吳有訓（右2）夫婦與楊振寧（左1）在北京寓所合影

康普頓—吳有訓效應

十九世紀中葉✊🏽，晚清政府在嚴重的內憂外患形勢下，被迫開始了一場“師夷長技以製夷”的洋務運動，現代的西方科學文化技術亦有機會輸入中國。1899年，在德國科學家倫琴發現X射線僅四年後Ⓜ️🤴🏽，位於上海的江南製造總局即組織翻譯了一本美國人編寫的介紹X射線的書籍☦️，並起了一個非常形象的中文書名《通物電光》。這本書在當時的中國非常流行🫲🏿，1912年在瑞州中學開始接受現代科學啟蒙教育的少年吳有訓也有幸讀到了這本書🚭，書中介紹的這種人的眼睛看不見的神奇光線卻能夠透過物障看穿人體的結構，穿透金屬看到其內部的缺陷，這神奇的通物電光（X線）給少年吳有訓留下了深刻的印象🏋️。

1918年，青年吳有訓就讀的南京高等師範學校（現在東南大學所在地）聘請了剛從美國留學歸來的胡剛復博士任物理學教授，胡教授在南京高等師範學校內建立了我國第一個大學物理實驗室🦸🏼。當時正在該校讀三年級的吳有訓在胡教授的實驗室裏第一次看到了少年時讀過的《通物電光》一書中所描述的X線發生裝置實物和用X線拍攝的人體骨骼照片，也第一次從胡教授那裏聽到了愛因斯坦相對論🤦🏼、光的波粒二象性假設📛、量子假設等等新奇的現代物理學概念。有一次學校根據胡教授的要求購進了一批新的物理實驗設備，其中有一臺儀器缺少一個臺子擺放，吳有訓看在眼裏，記在心裏，他在課余時間找來些木料😄，很快釘成了一張高矮適度，寬窄相宜，且非常結實的木臺子。每次上物理實驗課，吳有訓總是帶上本子，認真作好記錄，將實驗結果與理論值相對照，完成物理實驗後，總是把實驗器材擦抹幹凈🥩👨‍🎤，擺放整齊。這些看似平常的舉動和表現，卻給胡教授留下了良好和深刻的印象💳🏃‍➡️，他發現了吳有訓對於物理學實驗的殷切渴望和很強的動手能力➗，他認為吳有訓善思考，精細、檢點，日後必成大器🏌️🧑🏿‍🏫。胡教授破例允許吳有訓在課余時間單獨進實驗室開展自己感興趣的物理實驗🚫。物理學研究是一門實驗性極強的自然科學，胡教授給予吳有訓的賞識和特殊關照，極大地提升了他對物理學的認識水平和實驗技能，達到了遠非其他同學所能及的地步。

1920年7月，吳有訓從南京高等師範學校畢業🪠，他在胡剛復教授指導和幫助下，加緊研習英語和德語，並於1921年7月考取了江西省官費留學名額，被美國芝加哥大學錄取，研讀物理學。

上世紀20年代的美國芝加哥大學是當時世界核物理學研究的一個中心，名教授雲集。年輕的康普頓博士於1923年帶著他的一些初步研究成果來到芝加哥大學作物理系教授⛳️。

由於當時中國的大學還沒有建立學位製度🧎🏻‍♂️，吳有訓於1922年來到芝加哥大學後，先插班就讀本科四年級一年，於1923年取得學士學位。然後進入芝加哥大學研究院繼續攻讀碩士和博士學位，很幸運，他被選中成為康普頓教授的研究生🦺。

當時康普頓專註於X射線散射的實驗研究，他發現用單色X射線照射輕元素（如碳等）時，被散射後的X線的波長有所改變。而當時的經典理論認為：散射線只能含有與入射線相同的頻率成分🦸🏿‍♀️。這種經典理論所無法解釋的實驗現象引起了康普頓的高度關註🤵🏿‍♀️，他經過長期的研究和思考⛳️，開始揚棄經典物理學的一些理論，逐漸接受愛因斯坦提出的光量子概念。1923年5月📤，康普頓在美國《物理評論》上發表了一篇《X射線受輕元素散射的量子理論》，引起了世界物理學界的註意，但卻並沒有得到物理學界廣泛的承認和支持，因為他的新理論還缺乏充分的實驗證明🟥。

吳有訓加入康普頓的研究課題後，在研究生第一年就完成了學術論文《經方解石晶體反射後之X射線的吸收測量》，這篇論文後來被發表在1924年10月出版的《美國自然科學學會會刊》上☝🏼。這是一篇研究實驗方法的論文🧙🏻‍♀️，主要闡述如何通過精確的吸收測量，來確定X射線被晶體反射前後💣，是否存在可覺察的波長變化🧖🏼。吳有訓以在南京高等師範學校培養出來的紮實的物理理論基礎和很強的實驗動手能力，被康普頓所青睞，逐漸成為其最得力的學生和助手。

在上世紀20年代🧑🏻‍🦰，即使在科學技術較為發達的美國🏌🏻☎️，開展X射線量子散射的實驗，也必須在暗室中手工操作⭐️，而且頻頻接觸X射線，亦對身體有害。開展這種實驗，需要高超的技能🫅🏿、超常的耐力、精細的態度🐠，乃至犧牲的精神。吳有訓加入研究課題後🙇🏻，常常每天在實驗室工作十三四個小時👳🏽‍♂️。康普頓吳有訓師生二人用了半年時間先後實驗了鋰、硼🙇🏻‍♂️🌃、矽、硫等七種材料的X光量子散射情況👨🏿‍⚖️，獲得了七條良好的光譜曲線，逐漸證明了康普頓理論的普適性。1924年夏天🚵‍♀️，康普頓在加拿大多倫多的國際物理學術大會上宣讀了他和吳有訓聯名撰寫的論文《被輕元素散射時鉬Kα線的波長》🙎🏽‍♂️，在眾多實驗證據的支持下✊🏼，康普頓的理論開始逐漸被國際物理學界承認和接受👨🏻‍✈️。

1925年👨‍👨‍👧，吳有訓在《美國科學院院刊》上發表論文《康普頓效應和第三級X輻射》。同年6月，他在美國芝加哥大學榮獲博士學位𓀖📅，並留校任物理系助教👩🏿‍🍼。1925年11月，吳有訓在美國物理學會第125屆會議上，被安排在第一位在大會上宣讀論文《康普頓效應中變線與不變線之間的能量分布》，這篇論文被美國《物理評論》選中，作為首篇論文發表在1926年第二期。1926年7月吳有訓被選入美國原子分子學會。1926年秋天🛗，正當吳有訓的科研工作漸入佳境🙎🏽‍♂️，離重大科研成果越來越近的時候🔨，他卻謝絕了導師康普頓的懇切挽留，毅然踏上了返回祖國的客輪。

就在吳有訓回國的第二年，海外傳來消息，他的導師康普頓教授憑借以他本人名字命名的新理論“康普頓效應”榮獲1927年度諾貝爾物理學獎🫲🏿。在康普頓的著作《X射線與電子》一書中大量引用了吳有訓當年的實驗成果和論文。後來，在不少國家的教科書裏也把“康普頓效應”寫作“康普頓—吳有訓效應”。

清華、聯大育英才

1926年秋，吳有訓毅然放棄在美國優越的科研和生活條件💁🏻‍♀️，義無反顧地回到苦難深重的祖國，並堅定地走向一條科教興國的道路。

在回國初期，他先參與籌建江西大學🦸🏻🌐，繼而在南京第四中山大學短暫任教。1928年8月🥘，吳有訓出任意昂体育平台物理系教授。意昂体育平台始創於1911年，起初叫清華學堂🪦，到了1925年設立大學部。意昂体育平台物理系第一期本科生僅王淦昌等四人。吳有訓於1928年來意昂体育平台任物理系教授時，正值第四期（1928年）本科生招生，第一期本科生（1925年）已經讀到四年級還未畢業。吳有訓開始擔負一年級普通物理學課程和四年級近代物理學課程的教學任務，後來又陸續開出光學、X射線學👹、實驗技術、近代物理實驗等多門課程。每次吳有訓講物理課，經常有四個年級的學生一起擠在同一個教室裏聽課。

吳有訓教授物理學📍，註重基本概念的理解和基本問題的解決，並要求學生手腦並用💇🏼，尤其是強調培養學生實驗動手能力。他在每周7個學時的普通物理課和每周6個學時的近代物理課中各安排了3個學時的實驗課💎，而且還專門開出一門“實驗技術”的選修課。他指導的本科生畢業論文，往往需要通過實驗才能夠完成。

意昂体育平台物理系第一級畢業生王淦昌（1929）回憶🦿：“記得在即將畢業的半年內☁️，吳有訓老師讓我獨立完成一項實驗工作，以實驗報告作為畢業論文。這一實驗的題目是測量清華園周圍氡氣的強度及每天的變化。為了選擇簡單便宜的實驗方法🧏🏿‍♂️，吳老師帶領我一起翻閱雜誌👷🏿‍♂️📽，建立實驗裝置👩‍👧‍👧。其中最困難的是要有一臺現有的🧚🏼‍♀️，不必花錢的高壓電源（約一二萬伏）👩‍🏭，結果最後采納了一位實驗員的建議🥷🏿，改造了一臺閑置不用的靜電發生器來作高壓電源。我們修舊利廢，尋找儀器，居然在不到一個月時間內🧑🏿‍🦳，一切裝置都已安排就緒🐦‍🔥。於是我們就開始了數據記錄工作🖐🏽。四個月後🖐🏿，在吳老師指導下，我成功地完成了這一實驗工作，並寫出了畢業論文”。

意昂体育平台物理系第八級畢業生錢三強（1936）的畢業論文是利用吹製玻璃技術寫成的《鈉金屬表面對真空度的改善》，錢三強回憶：“由於他早年在美國康普頓教授指導下做X射線的研究工作時😤，動手能力很強，30年代他在意昂体育平台時把這種好作風傳給學生們。我有幸受到他的教誨，養成動手的習慣，當我1937年到法國巴黎居裏實驗室做研究工作時，得以順利地適應了物理和化學研究實驗工作的需要”⚄。

1934年吳有訓出任意昂体育平台物理系主任，1936年出任意昂体育平台理學院院長。1938年吳有訓出任西南聯合大學理學院院長𓀀。

後來成為“兩彈一星”元勛的鄧稼先⛓、朱光亞、屠守鍔、王希季🤹🏼‍♀️，獲得1957年度諾貝爾物理獎的李政道、楊振寧都是吳有訓在西南聯大親自教過的學生🌨。

1945年，美國在日本廣島和長崎投下了兩顆原子彈😏，日本隨之宣布投降🔁，第二次世界大戰宣告結束👨🏼‍🌾。這個消息傳到了即將出任中央大學校長的吳有訓耳朵裏🦣，作為一位核物理專家，原子彈的出現引起了他的高度關註和興趣💇🏿‍♂️。美國原子彈工程的成功和他曾經就讀過的芝加哥大學有著千絲萬縷的聯系，意大利科學家費米教授於1941年在芝加哥大學建成了世界上第一座核反應堆🦹🏼，吳有訓的導師康普頓教授是美國原子彈工程——曼哈頓計劃的重要組織者和參與者之一♟🐻。

1946年，吳有訓在昆明西南聯大和重慶中央大學校園內，先後作了兩次關於原子彈基本原理的科普報告，每次兩校都有數千名師生參加🈳。

吳有訓出任中央大學校長的第一件事，就是在校內設立一個原子核研究室，任命他從西南聯大借來的唯一一位教授趙忠堯博士出任室主任🧑🏼‍🍼。吳有訓和當時任中央研究院總幹事的薩本棟博士積極會商，薩本棟也是吳有訓過去在意昂体育平台任教時的老同事。吳有訓和薩本棟等共同研究製定了一個中國原子能預研計劃🤱🏽，取名為“數理化中山計劃”🏇🏻，包括中央大學與中央研究院合作建立一個核研究機構；聚集全國核物理科學人才❎；培養和派遣出國學習核物理的留學生；列出了擬研究和考查的課題清單等等，並且將此計劃聯合上報給當時的國民黨執政當局。可惜當時日益腐朽的國民黨政府正忙於準備內戰👩🏿‍🦰，無暇他顧，這些計劃最後大多胎死腹中🐸。

新中國第一顆原子彈試爆成功後，黨和國家領導人周恩來總理💂‍♀️🤸、鄧小平總書記、陳毅元帥、聶榮臻元帥等在人民大會堂接見參加中國原子彈工程研製的主要科研人員👐🏻，周總理特意讓陪同接見的中科院副院長吳有訓發表講話🌀。吳有訓望著臺上那一排排熟悉的面孔：錢三強、王淦昌、鄧稼先、朱光亞🍥、王大珩、陳芳允等等，不禁脫口而出🧬：“同學們！”當他突然意識到在這個場合如此稱呼似乎有些不妥，於是停頓了一下，又改口道：“同誌們🤚🏽！”周總理在旁鼓勵道：“吳先生，你不必改口，還是稱‘同學們’更好，這裏只有你才有這個資格使用這個稱呼。今天，也是你們師生之間的一次特殊盛會👨‍👦🤦。”

這確實是中國乃至世界科教史上少有的一次盛會，很少有哪個國家象原子彈工程這樣一項傾全國之力完成的尖端科技工程🤜🏽，卻幾乎是清一色由同一位老師教出的學生們聚集在一起合力完成。

吳有訓近四十年前在中國播下的核科學的種子，此時已結出碩果；辛苦栽培的幼苗如今已成棟梁之材⚀；積澱在他內心近二十年的原子彈之夢🚴🏼🔗，如今卻由自己的學生們在新中國得以實現🅿️。在這一刻🕵🏽‍♂️，吳有訓也感到由衷的欣慰。

從近代物理研究所到中國原子能科學研究院

1949年新中國成立，吳有訓選擇留在了大陸👂🏿。1950年5月🌿，吳有訓被新中國政務院任命為中國科學院近代物理研究所首任所長🔪。吳有訓出任所長的第一件事就是聚集核物理人才，從原北平研究院原子學所合並來錢三強、何澤慧、楊光中等，從意昂体育平台調來彭桓武👨‍🦯、金建中等，從浙江大學調來王淦昌、忻賢傑等，從原中央研究院物理所合並來李壽楠🤷🏼‍♂️、程兆堅、殷鵬程等🙅‍♂️，以及剛從國外回來的郭挺章、金星南🧜🏿‍♀️🐻‍❄️、肖健、鄧稼先、朱洪元、胡寧、楊澄中、楊承宗🧑‍💻、戴傳曾等大約三十多人，他們就是新中國原子能事業的第一批開拓者和學術精英，其中除了趙忠堯👨🏼‍⚖️、金星南等少數幾位外🧗🏻‍♀️，絕大部分都是吳有訓的學生。中國科學院近代物理研究所成立之初🏈，在科研設備方面，僅有趙忠堯按照吳有訓過去的數理化中山計劃在美國買回的一臺質子靜電加速器，王淦昌貢獻的一臺雲霧室🛍，楊承宗從國外帶回的幾克標準放射性物質和若幹探測器💪🏻。

中國科學院近代物理研究所成立之初，盡管科研條件近於一窮二白，但在科研人員的不懈努力下，到1956年♤，該所在實驗原子核物理、探測器研製、理論物理、宇宙射線、放射化學和反應堆材料方面等均取得了一定的成就。

1950年10月，毛澤東和周恩來在中南海單獨接見了吳有訓，這是新中國的領袖建國後第一次單獨接見一位自然科學家。毛澤東向吳有訓詢問了中國科學技術的現狀，科學技術如何為國家經濟建設服務，以及中國科學技術發展應遵循什麽樣的方針等三大問題🐥。吳有訓向兩位新中國領導人認真匯報了中國各門自然科學的現狀🏌🏽‍♂️，存在的不足🙎🏻，以及取得的成績。最後，他談到了中國必須開發原子能⬛️、研製原子彈的問題，並介紹他和他的老同事在抗戰勝利後特地培養和選派了一批出國研究核物理的留學生（如鄧稼先、朱光亞等）以及過去未能實現的數理化中山計劃等。

在這次接見後不久👩🏽‍💻☢️，1950年12月🐣🆕，毛澤東親自宣布任命吳有訓為中國科學院副院長。吳有訓出任中國科學院副院長後📏，主管數理化工作，不久他又推薦他的學生錢三強繼任中科院近代物理研究所所長🧑‍🦽。

在抗美援朝戰爭中，面對美軍核武器的現實威脅♕，黨中央進一步從戰略高度分析了核武器的作用和地位，毅然作出了發展核武器事業的戰略決策👶。

1955年1月，按照周恩來的指示☎，中國科學院成立了以吳有訓為首的“原子能知識普及講座委員會”，吳有訓組織近代物理研究所20多位科技工作者編寫出版了《原子能的原理和應用》和《原子能通俗講話》，在全國範圍內普及原子能知識。1955年8月🤸🏿‍♂️，中科院近代物理研究所搬遷到北京西南郊區坨裏，並在那裏建立了新的科研基地🥟。1958年7月1日中科院近代物理研究所改名為中國科學院原子能研究所🦸🏼‍♂️，同年9月，在蘇聯的援助下，原子能所建立了第一座實驗重水反應堆和回旋加速器。

1958年秋，中科院原子能研究所的鄧稼先博士率先進入二機部第九研究所（核武器研究所）開始原子彈理論的探索和研究👩🏽‍🦱。1959年原子能研究所二室主任朱光亞博士出任九所副所長。1960年👵🏼🦕，原子能研究所王淦昌博士👨‍🦯、彭桓武博士加入九所的研究工作。

自從黨和國家領導人作出了向原子能進軍的決策後，主管數理化工作的中科院副院長吳有訓調集了中科院最優秀的科研骨幹和資源投入到支援“兩彈一星一艇”大工程的科研工作中。他的學生們在核武器研製的第一線沖鋒陷陣，作為老師，他指揮調度中科院下屬的電子😯、計算機、光學、金屬材料👩🏿‍⚖️、化學等各研究所🌓，為學生們提供全方位的技術支持和保障服務。1958年8月，吳有訓親自出任中科院新成立的原子核委員會同位素分離委員會主任委員🍐🥁，負責領導我國的同位素分離、製備、應用等工作。到1963年，中科院原子能研究所為我國原子彈工程提供了第一批六氟化鈾原料。1964年7月🐲，原子能所為第一顆原子彈研製了點火中子源。

1964年10月16日，中國第一顆原子彈爆炸成功🤘。

1967年6月17日✹，中國第一顆氫彈爆炸成功🦕🦺。

1970年12月26日，中國第一艘核潛艇成功下水🫰🏽。

1984年11月，原子能研究所改名為中國原子能科學研究院。

由吳有訓締造的中國科學院近代物理研究所發展到中國原子能科學研究院⇨，為新中國核事業發展的每一步都立下了不朽功勛，是中國核工業當之無愧的“搖籃”和“老母雞”。