居里夫人和她的中国学生

华盛顿人

2017-09-18 | 文章来源： 科普中国|

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。 　　 　　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。 　　 　　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。 　　 　　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。 　　 　　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。 　　 　　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。 　　 　　吴健雄（图片来源：jianshu.com）