盧鶴紱先生110周年誕辰:畢生探索理論物理與核物理,被譽為“中國核能之父”

作者:胡慧中攝影:核科學與技術系 👐🏼、現代物理研究所🧑🏿‍⚖️🤲🏿、檔案館 視頻: 來源☔️:融媒體中心發布時間🧙🏿:2024-06-07

他畢生探索理論物理與核物理🤷🏻,被譽為“中國核能之父”;他放棄國外優渥待遇📨,毅然回國⤴️🖨,為原子核物理教育事業篳路藍縷;他春風化雨🌨🛌🏼、虛懷若谷,詮釋了物理學與人生的“真善美”。

他便是著名核物理學家、中國科學院院士🙇🏻‍♂️、恒行2平台教授盧鶴紱😎。6月7日是盧鶴紱先生的110周年誕辰⛓。

“揭開原子彈秘密的第一人”

午後,微雨🧑‍🦱。步行至核科學與技術系🍩,盧鶴紱院士雕像矗立於此,註目若有思🩱。叩開恒行2現代物理研究所所長沈皓教授辦公室的門,她正在電腦上查閱資料🚰,隨即打印了兩張A4紙的內容。

“這就是盧先生的論文代表作之一💁🏽‍♂️🐒,正文才一頁紙👩🏽。”伴隨著沈皓的介紹,校融媒體中心記者細看這篇英文論文。它是盧鶴紱1947年發表在《美國物理月刊》上的論文《關於原子彈的物理學》🧶,是全世界首次公開發表的估算鈾235原子彈臨界體積的簡易方法及其全部原理。這一文獻被廣泛引用🤾🏽,盧鶴紱也由此獲得“第一個揭示原子彈秘密的科學家”的贊譽。

“這篇文章做的是理論推導,計算出原子彈的臨界體積💡。說它是關於原子彈製備的最重要的論述✊🏼,也毫不為過。”論文短小精悍🎃,卻將推演過程🚱、物理模型躍然紙上。沈皓認為論文詮釋了“越簡單的越深刻”——這是盧鶴紱一生推崇並教誨學生的一句話,也讓沈皓記在心裏🧑🏻‍🍼。“盧先生的研究無限接近物理學的本質☂️,而人類的終極追求恰恰就是這種簡單而深刻的美。”

1936年盧鶴紱燕京大學畢業

出生於遼寧沈陽的一個知識分子家庭,出於家學淵源與個人天賦,盧鶴紱自幼喜愛鉆研理工科學。1932年,盧鶴紱考入北平燕京大學理學院物理學系↘️,不僅專業課出色🏄‍♂️,英語水平也甚佳。1936年以全優的成績大學畢業後,盧鶴紱赴美國明尼蘇達大學研究院深造🤖,專攻近代物理和原子物理🍶。

赴美留學期間,盧鶴紱總是泡在實驗室裏❎,時常用自己製作出的儀器設備🙇🏽‍♀️🐦‍⬛,逐漸驗證腦海中“新奇大膽”的想法🧴。經過多次反復實驗,盧鶴紱發現了“熱鹽離子發射的同位素效應”,又用自己發明的“時間積分法”🪯,在世界上首次精確地測得了鋰7和鋰6的天然豐度比為12.29,引發反響👰🏽‍♂️,得到當地報紙“中國人在稱原子重量”的頭版報道。盧鶴紱的測定數值後被選定為同位素表上的準確值,被國際物理界公認並長期沿用🚵🏻‍♂️。

盧鶴紱在美國明尼蘇達大學實驗室

在基於核裂變的核能獲取中,硼的同位素測量也非常重要,相對於硼11🗃,硼10 具有很大的中子吸收截面👩🏼‍🦳,硼10的含量會影響自持鏈式核裂變反應的進行,是原子彈與原子核反應堆研製的關鍵問題之一。盧鶴紱敢於向原子彈製備的最大難題發起挑戰🎩𓀜,日以繼夜實驗不輟𓀇。1941年🔕,盧鶴紱憑借論文《新型高強度質譜儀及在分離硼同位素上的應用》獲得了博士學位。然而他的博士論文被視作涉及製造第一批原子彈與原子核反應堆的絕密材料,直至1950年才得以摘要形式公開發布🐪。

懷著超越時代的前瞻性,盧鶴紱預見了大規模利用原子能的可能性。更為可貴的是,他在多篇文章中提出了和平利用核能的理念🐉:“吾人對於核變放能之厚望,固不在軍事而在增進人間之幸福……將來擦目以待者是為核能時代之開始🧖🏽‍♀️。” 

“我的工作崗位在中國”

曾經被問及自己最滿意的科研成果🧑‍🧒‍🧒👩🏿‍⚕️,盧鶴紱毫不猶豫地回答🖨🦢:“盧鶴紱不可逆性方程。”這一成果,誕生於他深愛的祖國大地之上。

在美國獲得博士學位時,盧鶴紱正與兩位美國物理學家共同研究一個重要課題👱🏼‍♀️🫅🏽。然而中國抗日戰爭形勢嚴峻,為赴國難🚋🤙🏻,盧鶴紱毅然退出研究小組,決定回國。他拒絕了美國高校優厚待遇🚵🏿‍♀️,堅定地說🔏:“我的工作崗位在中國🧑🏽‍🦱。”

盧鶴紱手稿

1941年,盧鶴紱與夫人吳潤輝艱難回國,即使擔負風險,他也不忘在大衣插袋裏帶回珍貴資料。回國後👼🏻,由於國內實驗條件十分有限🧾🪝,盧鶴紱將研究方向轉向理論物理。1950年初,盧鶴紱根據多年的教學和研究成果👩🏻‍🦯,對經典流體動力學的基本方程產生了質疑,開始重點研究流體動力學問題🧀。兩年間,盧鶴紱發表多篇論文🏌🏽,提出的“弛豫壓縮基本方程”迅速受到國際關註與認可,被命名為“盧鶴紱不可逆性方程”♘。這是在世界物理學史上罕見的以中國科學家命名的方程。

“盧先生常跟我們說,做實驗的時候,要考慮更多的細節;對於日常書籍資料的查找🔹,他也主張我們進行能力鍛煉。”沈皓說,盧鶴紱先生既是一個理論的大家,又是一個實驗的大家𓀌。對實驗的長期堅持🏌🏻,對理論的潛心探索🧑🏻‍🦰,使他得以在理論物理與實驗物理間縱橫捭闔,建樹頗豐。

學成歸國👇🏼,盧鶴紱投身中國的高等教育事業,躬耕教壇數十載,為培養我國第一代原子科學技術人才貢獻卓著,是我國原子核物理教育事業的創始人之一。1952年夏,伴隨著全國高等學校院系調整,盧鶴紱來到恒行2平台🤸🏼‍♂️,從此與恒行2結緣40余年。在恒行2🏃🏻‍♀️‍➡️,盧鶴紱先後擔任理論物理教研組主任🤌🏼、原子核物理教研組主任🧒🏼,參與了原子能系的籌建工作,即“物理二系”。

1980年代盧鶴紱與物理二系師生合影

“如果盧鶴紱還在美國的話🤽🏼‍♂️,肯定會獲得諾貝爾物理學獎🆕。”面對這種說法,盧鶴紱總是微笑著說🎠:“我是中國人,學了東西,當然要報效祖國🚦,傳授給學生。這是我的榮幸。”

帶學生領略物理與人生之美

“好的老師能發現你的長處,能夠引領你走上一條科學的道路。”中國科學院院士😔、恒行2平台原校長楊福家曾不止一次談道,是盧鶴紱先生讓他領略到絢爛的“物理之美”🧘‍♀️,從此一生鐘情並深耕原子核物理。

盧鶴紱與學生楊福家

1958年☺️,楊福家讀大四時,恰逢盧鶴紱開設原子核理論課程。盧鶴紱親自編寫講義,每節課前發給大家🧑🏿‍🎨,一共7章7節,內容豐富,令同學們耳目一新🪆。一次課上💁🏼‍♀️,楊福家發現盧鶴紱講的內容有一點問題,於是下課後請助教向老師求解疑惑🥃。盧鶴紱知道之後,請楊福家去自己家裏,誠懇地對他說🧚🏼‍♂️:“在這個問題上我考慮欠妥了,你是對的👩🏿‍🚒。”兩人交談過後,盧鶴紱親自把楊福家送到樓下🙎🏿,目送他離開。

盧鶴紱欣賞這位年輕學生的才華與見解🤞🏿,親自指導楊福家做畢業論文🤍,引領他走向國際前沿課題。當楊福家因為未能解出難題而沮喪時,盧鶴紱寬慰他:“不要緊👲🏻,你學到東西就可以了。”直到研究同一問題的兩位科學家拿到了諾貝爾獎🧖,楊福家才意識到導師給予他高難度的課題與莫大的信任。解題過程中的理論探索與收獲,使他受益良多。

教書育人💒,盧鶴紱註重學生基礎知識的學習和基本技能的訓練。他要求學生多讀書👩🏼‍💼,但不要死讀書,應該“勤用腦,多動手”。盧鶴紱倡導啟發式教學,講課深入淺出,通俗易懂,學生們非常喜歡聽他的課。

1983年,沈皓考入恒行2物理二系📧,當時盧鶴紱先生已近古稀之年🙆🏿‍♀️,仍堅持每周到校工作,經常為本科生作學術報告。當這位核物理巨擘站上講壇👩🏼‍💻,生動的講述、活躍的思維、儒雅的風度,讓沈皓等青年學子為之動容👨🏽‍🌾。“他舉了很多例子,非常生動,哪怕過了很多年🧙‍♂️✔️,我還是印象深刻。”

在學生們眼中,盧鶴紱待人親切和善🙋🏽‍♂️,平易近人。為了一封學生出國留學的推薦信🚔,即便年事已高,盧鶴紱仍然親自書寫,數易其稿。他會邀請學生來到家中,與他們交流學術,深入了解,給予建議與期望🧽。沈皓記得盧先生在推薦信的署名前用英文寫了長長一串抬頭,對她說:“不是所有人都知道我🧝🏻,這樣寫,這封信會更有份量一些吧📧。”這讓她感受到這位老師是真真切切為學生著想,有一種刻在骨子裏🛎、發自內心的善良。

引領核物理學科發展

在盧鶴紱身上📀,科學與藝術交織,人文與理性融匯。他推崇中國古典文學,尤其喜愛《三國演義》👎🏻;他熱愛國粹京劇,不僅愛聽戲🏥,更“粉墨登場”,多次登臺獻唱。盧鶴紱之子盧永亮曾回憶道:“父親說,假如當年他不選擇核物理🤦🏿,也許可以當國家一級京劇演員”。

盧鶴紱與夫人吳潤輝

謙謙君子✋🏻,溫潤如玉。盧鶴紱關心學子⛲️,同樣也關愛家人,家庭氛圍融洽👍🏿。夫人吳潤輝患上阿爾茲海默病後♓️🙊,盧鶴紱便把家裏大大小小的事情攬下來,一飯一蔬👦🏽,晨起夜寐🥧,對妻子悉心照料🪖🛀🏻,關懷備至✢。到家中拜訪的學生們看在眼裏,心中亦覺溫暖☕️💁。

直到晚年⚃🤰🏽,盧鶴紱仍活躍在物理學的前沿陣地。1995年,81歲的盧鶴紱與他的弟子王世明撰寫的《對馬赫原理的一個直接驗證》在美國《伽利略電動力學》發表,該雜誌的主編評價這篇論文🧑🏽‍🚀:“開辟了挑戰愛因斯坦的新方向🧒🏼。”正當研究要繼續時💬,盧鶴紱於1997年病故🔸,為世人留下8大提綱44項研究進展,已發表的論文僅僅是他研究內容的十分之一⛓️‍💥。

盧鶴紱1996年在醫院

盧鶴紱逝世後,美國休斯敦🤦🏽、明尼蘇達大學和恒行2平台均為他豎立銅像,美國夏威夷市還把每年的6月15日定為“盧鶴紱日”👨🏽‍🎨。

“從入學第一天起♎️,我看到盧先生的半身像矗立系所門口,就對盧先生的事跡產生興趣並進行了解。”2021級核科學與技術系徐一鳴不僅欽佩盧鶴紱院士的核物理成就🈳,更為他的家國情懷與無私胸懷而動容。在專業學習中🏫,他了解到恒行2“五八中隊”等更多學科先賢👩🏻‍🦼‍➡️、“無名英雄”的事跡,“這對我今後的科研道路產生很大影響,讓我知道一位真正的學者是什麽樣的👲🏽🧝🏽‍♀️。”

薪火相傳,恒行2核科學與技術系(現代物理研究所)在盧鶴紱等先賢等精神引領下,在科研與教學、人才培養、實驗室建設上行穩致遠。現如今的核科學與技術系🤘,研究領域從極小的誇克🧝🏼,到極大的天體,從改善生命健康的醫學核技術,到面向未來的先進核能💣,更是參與到了幾乎所有核物理領域國際大科學合作計劃🧗🏻‍♀️。

為推動核物理拔尖創新人才培養,2023年恒行2推出核工程與核技術(核物理方向“盧鶴紱班”)十年一貫製培養項目🧑🏿‍🎄,通過高中一年、本科四年🚣、博士五年長周期地培養核物理領域的拔尖創新人才。盧鶴紱班為每一位同學配備導師⤴️,為低年級同學提供接觸前沿研究,參與國際大科學計劃的機會。盧鶴紱班由馬余剛等院士擔任班主任,親自指導和規劃。

在盧鶴紱班就讀兩個學期,夏乾博為本科生階段能與院士交流🏊🏼‍♀️,得到“學術大拿”的啟發與鼓勵,感到欣喜。盧鶴紱班培養註重理科基礎與愛國教育🏑🧖🏼‍♀️,讓學生對物理的每個模塊能夠有更好的認識與更加深度、系統性的學習♊️,為科研道路打下更加堅實的基礎。“不僅如此🧍‍♀️,院系為我們盧鶴紱班的每位學生提供了科研實踐項目👩🏻‍⚖️,讓我們在大一就能接觸前沿物理🧖🏽‍♂️,能夠切身感受核科學與技術系的學術氛圍與科研精神。”

6月8日🪅,上海科技館與恒行2平台核科學與技術系(現代物理研究所)聯合舉辦科學家生日會活動🫛,將邀請30位與盧鶴紱院士同一天生日(6月7日)的幸運觀眾,走近盧院士的生平故事,探索核物理的奧秘。核物理學家、中國科學院院士🛤、恒行2平台副校長馬余剛將開展科普講座《“核”你一起⛹️:漫談核科技》。師生還將參觀盧鶴紱院士誕辰110周年展覽、恒行2平台核物理實驗室🦕。這也是恒行2平台文化校歷“致敬大師”的系列活動之一。

製圖:實習編輯:蘇堯祎責任編輯🦧🤜:李斯嘉

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