
物理学家 王淦昌.doc
22页物理学家 王淦昌 (1907 )王淦昌,物理学家、教育家,我国核科学奠基人之一他提出的探测中微子的建议为证实中微子的存在做出贡献领导建立了云南落雪山高山宇宙线实验室他领导的研究小组发现了反西格马负超子参与并领导我国核武器的研制和发展是世界上最早提出激光核聚变的科学家之一,领导开展了电子束和氟化氪激光核聚变的基础研究为我国国防现代化和发展高技术做出了重要的贡献王淦昌,1907年5月28日出生于江苏省常熟县支塘镇枫塘湾1924年上海浦东中学毕业后,他在上海一所外语学习班进修英语半年,后又在上海一所技术学校学习汽车驾驶和维修技术半年1925年8月,考入清华大学1929年6月清华大学物理系毕业,后留校任助教在吴有训教授指导下完成论文《清华园周围氡气的强度及每天的变化》,这是我国第一篇有关大气放射性的实验研究论文1930年王淦昌考取江苏省官费留学,到德国柏林大学威廉皇帝化学研究所读研究生,师从L.迈特纳(Meitner)他留学德国时,正值核物理的黄金时代当时柏林大师云集,德国物理学界群英荟萃的学术讨论会经常举行,这对年轻的王淦昌产生了很大的影响他刚到柏林时,听到关于W.玻特(Bothe)用 粒子轰击铍核产生强贯穿辐射的报告。
玻特将它解释为 辐射王淦昌对此解释有所怀疑,曾两次向迈特纳建议,用云雾室做探测器,重复玻特的实验他认为,用云雾室比用计数器更能弄清玻特发现的贯穿辐射的真正性质,但未被迈特纳采纳1932年,英国物理学家J.查德威克(Chadwick)采用电离室、计数器和云雾室证实玻特的贯穿辐射不是 射线,而是一种尚未发现的中性粒子 中子为此,迈特纳曾十分惋惜地对王淦昌说: 这是个运气问题 1935年,查德威克因此荣获诺贝尔物理学奖在迈特纳指导下,王淦昌于1932年1月发表了关于RaE连续 谱的上限的论文;1933年12月完成了关于内转换电子研究的博士论文,获得博士学位主考人为M.冯 劳厄(vonLaue)1933年,希特勒上台迈特纳因是犹太人而于1933年9月被剥夺了教书权利王淦昌亲眼目睹法西斯专政的恐怖气氛,感到窒息取得博士学位后,决定回国当时有人劝他说: 科学是没有国界的你是科学家,中国没有你从事科学研究的条件 王淦昌回答说: 我是学科学的,但我首先是中国人现在,我的祖国正在遭受苦难,我要回到祖国去为她服务 回国前,他曾去英国、法国、荷兰、意大利等国旅行,访问了卡文迪许(Cavendish)实验室等欧洲著名科学中心,会见了卢瑟福、查德威克、埃利斯等物理学大师。
1934年4月,回到了祖国那时国内物理研究的条件很差他认为首先要培养人才,以使近代物理在中国生根开花他先到山东大学物理系任教授,后到浙江大学物理系任教授,还担任过系主任,培养了几代物理学人才1937年 七七 事变爆发,王淦昌与浙江大学师生一起,开始了迁移、流亡的生活在这期间,只要一停下来,他就支起黑板为学生讲课在广西宜山时期,他还自编教材开设 军事物理课 王淦昌是一位科学家,以科学报效祖国始终是他的生活目标所以,即使在流亡年代,他也没有停止过科学研究1939年2月,O.哈恩(Hahn)关于铀裂变的发现和迈特纳关于这种现象的解释相继发表,迈特纳还指出原子核裂变时放出200兆电子伏的巨大能量当时,王淦昌正在宜山,在读到这些报道后,立即在物理系的 物理讨论会 上作了报告,并着手开展裂变研究,还曾试图用照相胶片寻找铀核裂变产生的核径迹1940年至1941年,浙江大学理学院先后迁到贵州遵义和湄潭,开始有了一个比较安定的教学与科研环境虽然处于抗战年代,条件十分艰苦,但湄潭的学术气氛十分浓厚王淦昌还参与组织了各种学术讨论,如 伽利略逝世三百周年纪念会 和自1942年1月开始的中国物理学会贵州分会的历届年会。
1944年第12届年会召开时,英国学者李约瑟(Joseph Needham)夫妇到会报告,我国竺可桢、王淦昌、束星北、胡刚复等也在会上发表了论文这次会议给李约瑟留下了深刻的印象这个时期,王淦昌在极其艰苦和简陋的条件下,孜孜不倦,从事物理学研究,在国内外学术刊物上发表了8篇论文其中《关于探测中微子的一个建议》一文发表后,国外科学家按他的建议,证实了中微子的存在他因此于1947年获得了第二届范旭东奖金1946年,王淦昌随浙江大学迁回杭州1947年9月,王淦昌作为访问学者前往美国伯克利加州大学与S.B.琼斯(Jones)合作研究有关介子衰变的问题1948年,发表了论文《关于介子的衰变》1949年1月王淦昌回到祖国他用自己的节余购买了国内奇缺的用于科研的电子元器件和一个直径30厘米的云室中华人民共和国成立后,王淦昌的科研事业获得了新生,聪明才智得到了充分发展1950年4月,他应钱三强的邀请到中国科学院近代物理研究所任研究员,领导宇宙线的研究1952年5月到9月,他与吴桓兴、林传骝赴朝鲜战场,在极其艰苦与危险的条件下,完成了探测美军是否使用原子武器、投掷放射性物质的任务1952年秋任中国科学院近代物理研究所副所长,主持日常工作。
1952年10至11月主持制定了近代物理研究所第一个五年计划,并开始与肖健共同领导筹建位于云南落雪山海拔3185米处的中国第一个高山宇宙线实验室在他们领导下,先后在高山实验室安装了由赵忠尧从美国带回来的多板云室和自行设计建造的磁云室1954年建成,开始观察宇宙线与物质相互作用到1957年,搜集到700多个奇异粒子事例,研究了奇异粒子性质,使我国在宇宙线方面的研究进入当时国际先进行列这些研究成果,陆续发表在我国《物理学报》和《科学记录》上1955年,王淦昌当选为中国科学院数理化学部委员1956年9月,王淦昌作为中国的代表,到苏联杜布纳联合原子核研究所任研究员,从事基本粒子研究,后又被选为副所长1960年3月,他领导的物理小组发表了发现荷电反超子-反西格马负超子( -)的论文1960年12月王淦昌从苏联回国,不久就投入了我国核武器的研制工作,为我国的原子弹、氢弹的问世做出了重大贡献1964年12月,王淦昌独立提出激光驱动核聚变的建议在他倡导下,我国激光核聚变研究开始起步1978年,王淦昌调回北京,任核工业部副部长,兼原子能研究所所长在他直接领导下,先后开展强流电子束惯性约束核聚变和氟化氪(KrF)激光惯性约束核聚变的基础性研究工作。
1979年12月,72岁高龄的王淦昌实现了自己的夙愿,加入了中国共产党60年代以来,王淦昌曾先后被选为第三至第六届全国人民代表大会常务委员会委员,中国科学技术协会副主席,中国科学院学部主席团成员,九三学社中央委员,九三学社参议会主席等职他晚年兼职很多,学术活动和社会活动始终繁忙但是不管多忙,他都紧紧抓住两件事:一是激光惯性约束核聚变的研究工作,二是促进我国核能的和平利用,大力推动发展核电事业1986年,王淦昌又与王大珩、杨家墀、陈芳允一起上书中央,提出了发展我国高技术研究的建议,促成了我国高技术发展计划的制订提出探测中微子的建议早在1914年,查德威克就发现放射性物质辐射出的 射线、 射线的谱是分立的,而 射线的谱却是连续的1930年12月W.E.泡利(Pauli)提出了关于中微子的假设,以解释这一现象1931年,泡利重申了他的新粒子假设,并指出,按此假说,电子能谱应有个尖锐的上限迈特纳十分重视这个问题王淦昌到迈特纳的实验室后就研究RaE的 射线谱因为RaE的 衰变中并不夹杂着 射线,最宜作 谱连续性问题的研究他用盖格-米勒计数器研究了RaE放出的 射线在Cu中的吸收能谱,证明 射线能谱存在一个上限,并求得 射线能量的上限Hp值为5300,能量高于Hp=5000的 粒子最多不过总和数的1%。
这个结果与F.C.钱皮恩(Champion)用云室照相所做的结果上限Hp值(5500)极为一致王淦昌与钱皮恩的结果都是对泡利假说的有力支持王淦昌于1932年1月在德国《物理学期刊》上发表了题为《关于RaE的连续 射线谱的上限》的论文之后,王淦昌差不多花了两年时间进行ThB十C十C 的内转换电子研究1933年底,他完成了博士论文1933年12月,E.费米(Fermi)提出了著名的 衰变理论费米计算了 射线的连续谱,结果与1933年前实验测到的RaE的 谱十分吻合费米断言,在 衰变时,存在质量为零的中微子,支持了泡利的假说王淦昌回国后,没有条件继续原子核物理实验研究,但他仍然注视着核物理的进展,凡能看到的杂志每期都不漏地阅读他和束星北都关心 衰变和中微子问题,在 物理讨论乙 课程上,他介绍了 中微子和 衰变的实验 ,束星北讲了 费米的 衰变理论 王淦昌不仅在讨论和讲课中阐述这些观点,还一直在推敲如何从实验上确认不带电、静止质量接近于零的中微子的存在1941年以前,虽然已有不少物理学家做过这方面的实验,但都未成功1940年,王淦昌在遵义,利用患肺病休养期间阅读了有关文献,特别是仔细琢磨了1939年《物理评论》上H.R.克兰(Crane)和J.哈尔彭(Halpern)关于探测中微子的文章。
经过反复思索,想出了利用他做博士论文所研究的内转换电子机制来探测中微子,写出了著名的短文《关于探测中微子的一个建议》王淦昌在文章中说: 众所周知,不能用中微子自身的电离效应来探测他的存在看来,测量放射性原子的反冲能量或动量是获得中微子存在的证据的唯一希望 当一个 +类放射性原子不是放射一个正电子而是俘获一个K层电子时,反应后的原子的反冲能量和动量仅仅取决于所放射的中微子, 要想得到放射的中微子的质量和能量, 只要测量反应后的反冲能量和动量就行了而且既然没有连续的 射线被放出来,这种反冲效应对于所有的原子都是相同的 王淦昌在这篇文章中创造性地提出用K电子俘获的方法探测中微子的存在,使普通 衰变末态的三体问题变为K俘获中的两体问题,从而使中微子的探测成为实际可能王淦昌在文中作为例子,还具体建议用Be7的K俘获过程探测中微子的存在当时,王淦昌无法亲自进行所建议的实验他将论文寄给《物理评论》编辑部,1941年10月13日寄到,1942年1月号即刊出1942年3月,美国科学家J.S.阿伦(Allen)就按此建议做Be7的K电子俘获实验,测到了Li7反冲能量,初步证实了中微子的存在由于用的样品较厚与孔径效应,未能观察到单能的Li7反冲。
以后,B.T.莱特(Wright)在1947年,P.B.施密斯(Smith)和阿伦在1951年又重做了类似的实验,仍没有测到单能反冲直到1952年,G.W.罗德拜克(R0deback)和阿伦做Ar37K电子俘获实验,才第一次测到了单能的反冲核Cl37反冲能量的实验值与理论预言值完全符合同一年,R.戴维斯(Davis)又做Be7的K电子俘获实验,成功地测出Li7的单能反冲能量为55.9 1eV,理论预言为57.3 0.5eV,实验值与理论值完全吻合王淦昌1941年提出的建议,在1952年的实验中最后得到了完全的成功发现反西格马负超子王淦昌从40年代开始基本粒子研究50年代利用宇宙线研究基本粒子及其相互作用,取得多方面成果1956年,他奉派赴苏联杜布纳联合原子核研究所工作时,该所10GeV质子同步稳相加速器即将建成它是当时国际上能量最高的加速器50年代正是第一代高能加速器陆续建成的时期美国于1955年在新建成的6.3GeV的质子同步稳相加速器上,先后发现了反质子和反中子设在日内瓦的欧洲原子核研究中心正在建造30GeV的质子同步加速器联合原子核研究所的加速器在能量上只能占几年的优势在探测器方面,当时联合原子核研究所则处于绝对的劣势。
面对这种严峻的形势,王淦昌以敏锐的科学判断力,根据当时的各种前沿课题,结合联合原子核研究所的优势,提出了两个研究方向:(1)寻找新奇粒子,包括各种超子的反粒子;(2)系统研究。












