<转>抗战前的清华大学数学系
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清华大学, 的, 数学系
早在1925年,清华大学就开办了国学研究院,聘请 王国维、梁启超、赵元任、陈寅恪 作为导师,极一时之盛。但由于资源分配、大学部学生与研究院学术间权益冲突等原因,于 1929 年秋停办。
同年7月,即国学研究院停办之前,经校评议会议决,清华大学决定遵照 《国立清华大学规程》的相关规定,自1929年度起,开办研究院。随后设立 文、理、法 3科 研究所。理科研究所设有算学、物理学、化学、生物学、地学、心理学 6部。
注:这个规定是指 《国立清华大学规程》第2章第4条:“国立清华大学,得设研究院,以备训练大学毕业生继续研究高深学术之能力,并协助国内研究事业之进展。”
1930年至1937年算学部仅录取6人:陈省身、吴大任、施祥林、庄圻泰、闻人乾、许宝禄。
抗战前算学部录取的6位研究生,只有陈省身、施祥林、庄圻泰 正式毕业,吴大任、闻人乾、许宝禄 肄业。
清华大学是一所在中国旧教育体制之外另起炉灶的新制学校。教师留学欧美者较多,基本没有旧社会的包袱,易于接受先进思想,进行教育革新。同时,清华大学经费源自美国退还之庚子赔款,较为稳定,其他高等院校大都望尘莫及。
注:怪不得他们敢吹自己能和国外的高校平起平坐,事实如此。
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1926年清华大学升格为正规大学,但筹备中的数学系尚不能为专修生开设“完备之四年课程”。因此,4月26日校评议会决定:数学系只能作为辅系。为了改变这一窘况,又计划延聘在数学界及科学界声望较高的胡明复任数学教授。不知何故,胡氏不愿就清华之聘。为了聘到胡氏,求贤若渴的清华评议会决定将月薪增至300元,并请胡氏在康奈尔大学的同班同学赵元任“去函劝架”。可是最终仍未如愿。
在这种情况下,清华物理系主任叶企孙出面聘请熊庆来到校执教。熊庆来(1893-1969),字迪之,早年留学比利时、法国、曾先后就读于格诺布尔(Grenoble)大学、巴黎大学、蒙柏里耶(Montpellier)大学、马赛大学。1921年返国后先在云南工业学校、路政学校等处任物理、数学教员。半年后,应郭秉文之聘到东南大学创办数学系,担任教授兼系主任。1924年,叶企孙也应聘到该校执教,与熊氏相识。1925年清华学校改组大学之际,叶氏被聘至清华执教,次年出任物理系主任。1926年接到叶氏之邀后,熊氏曾考虑到清华留美教师较多,“只我一个留法的,不好相处。”不过,最终还是应聘了。
熊氏留法之际,法国学术研究的空气十分浓厚。那时正值欧洲科技突飞猛进,社会不计浅近功利,高度推崇纯粹学术研究的重要时期。居里夫妇因发现镭,获诺贝尔奖;庞加莱(1854-1912)逝世不久,巴斯德(1822-1895)逝世亦不到20年,他们的声望与精神仍在社会上产生着巨大影响。由于欧洲科学文化的濡染,熊氏返国后常与孩子讲起巴斯德等科学家的故事;尤其推崇巴斯德以其科研成果使当时频临危机的法国蚕丝和酿酒业再度繁荣,帮助战败的法国渡过经济难关。
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熊庆来
1913年赴比利时学习采矿公费生。因第一次世界大战爆发,只得转赴法国,并获蒙柏里耶(Montpellier)大学理科硕士学位。
1921年秋,国立东南大学(后更名国立中央大学、南京大学)成立算学系,熊受郭秉文之邀聘担任教授兼系主任。这是中国近代史上第一个高等数学系,以往中国大学数学系的水平相当于当时欧美国家中学数学的程度。
1932年,熊庆来赴瑞士苏黎世参加国际数学家大会。会后,他利用清华大学的休假期一年,转赴巴黎从事研究工作,与著名的函数论专家G.瓦利隆(Valiron)一起致力于函数值分布理论的研究。后来又请假一年,以《关于无穷级整函数与亚纯函数》的论文于1934年荣获法国国家博士学位。
1934年,熊庆来返回北京继续担任清华大学算学系主任和教授。
当时真是没人,后来的杨武之(1928年)和孙光远(1927) 都是芝加哥大学的博士。熊庆来执教东南大学时,孙光远是熊氏的助教。
1925年春,孙光远 入美国芝加哥大学研究生院攻读微分几何,1927年以毕业论文《曲面对的射影微分几何学》,获博士学位。
1928年夏,杨武之在芝加哥大学获得了博士学位。杨武之 还有 斯坦福大学的学位,在1923年斯坦福大学中国会的名单中,第11人杨克纯就是杨武之。
杨武之的博士论文,首先在美国数学会的会议上作了介绍(1928年4月6日)。同年美国数学会通报第34卷,第412页上曾对此作了报道。以后全文发表于1931年的《清华理科报告》 。
杨武之在芝加哥大学读研究生时,曾与吴有训同住一间宿舍,成为室友。吴有训后来成为很有名气的物理学家,曾经帮助他的导师康普顿(Arthur Holly Compton,1892—1962,1927年获得诺贝尔物理学奖)教授纠正哈佛大学反对“康普顿效应”实验的错误。
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战争期间,为了尽快制造出原子弹,在洛斯阿拉莫斯集聚了大量一流的科学家;战争结束后,大部分科学家面临重新择业的问题。事实上,在1945年夏天当杨振宁准备离开昆明的时候,费米就在考虑战争结束后干什么?到哪儿去?他最想去的地方还是大学。正在这时,芝加哥大学物理系的康普顿教授高瞻远瞩,及时向大学当局提出一个有希望的科学发展纲要,提议建立三个研究所:核物理研究所、放射性生物研究所和金属研究所。康普顿想以此为契机,把洛斯阿拉莫斯正面临选择的最优秀的科学家吸引到芝加哥大学来。结果,费米、尤利(Harold Urey,1893—1981,1934年获得诺贝尔化学奖)和洛斯阿拉莫斯的首席冶金专家史密斯(CSSmith)分别接受了还在组建之中的三个研究所的任命。不过,费米表示愿意到芝加哥大学核物理研究所来,但拒绝担任研究所的主任,他不愿意承担行政工作。他成功地劝说他的好朋友萨缪尔•阿里森(Samuel KAllison)担任主任之职,这样他既可以全身心沉浸到研究工作之中,不受行政职责的打扰,又同时确保研究所有一位真正优秀的领导。
1945年12月31日,费米和他全家离开了洛斯阿拉莫斯,回到了芝加哥大学。杨振宁大约是在1945年圣诞节前后,比费米早几天赶到芝加哥大学。杨振宁到了芝加哥大学以后,知道费米很快会回到芝加哥大学,心情才平静下来。杨振宁回忆说:
1945年11月,我由中国来到美国,决心拜费米或维格纳为师。但是我知道,战时的研究工作使他们离开了他们各自的大学。记得我到纽约后不久,有一天走了很长一段路来到普平楼,登上八楼打听费米教授近期是否即将授课。遇见的几位秘书对此都一无所知。然后我到普林斯顿去,结果又大失所望,因为在下年度里维格纳要休假。但在普林斯顿,我从张文裕教授那里得到消息说,有可能在芝加哥大学会建立一个新研究所,而且费米会加入该所。我随即去了芝加哥大学并在芝加哥大学注了册。但直到1946年1月,费米开始讲课,我亲眼见到了他,一颗心才放了下来。
到了芝加哥大学以后,因为芝加哥大学核物理研究所还没有破土动工,费米只好先在国家阿贡实验室(Argonne Laboratory)的反应堆做实验,这些实验都是战争时期研究工作的自然延续。芝加哥大学的新研究所直到1947年6月8日才破土动工,而这个研究所的回旋加速器直到1951年春天,才产生第一个束流。也正是由于这一具体的原因,杨振宁想跟随费米做实验的计划失败了。这是因为费米只能在阿贡实验室做实验,而阿贡实验室是对外国人保密的国家实验室,杨振宁初来乍到,根本不允许进这个实验室工作。
费米也没有办法,于是建议杨振宁跟爱德华•特勒(Edward Teller,1908—2003)教授做理论方面的研究,实验方面的研究可以到阿里森的实验室去做。
特勒后来被称为“美国氢弹之父”,在杨振宁将要请他做自己博士论文的导师的时候,他在美国已经是一位十分重要的科学家了。战争刚结束时,他家门口甚至派有卫兵站岗保护他。
当康普顿想雄心勃勃地把芝加哥大学物理系办成“物理学圣地”时,特勒也被聘请为核研究所的高级研究员。费米非常欣赏特勒非同一般的、丰富的原创性思想。特勒除了在此后直接领导了美国氢弹的研制工作,在理论物理学的许多领域也都做出过重要的贡献,如1936年与伽莫夫(GGamov)合作,提出β衰变理论中的选择定则;1937年与雅恩(HJahn)合作,表述了决定分子对称构型稳定性条件的雅恩—特勒效应。
费米亲自向特勒推荐了杨振宁。
1946年秋天,由于杨振宁很想通过物理实验做博士论文,因此费米就把他推荐给阿里森。特勒在一篇文章中写道:“后来有一天,杨振宁找到我,说:‘我总得回中国去,回国后,我觉得理论物理没有什么用,中国需要的是实验物理,所以我要做这方面的工作。’于是,杨振宁舍弃了我,转而跟随阿里森。”
阿里森是费米的老搭档,两人关系十分融洽,合作得很好。阿里森为人谦虚,在费米劝说下,担任了芝加哥大学新建的核研究所主任。阿里森早期曾与康普顿一起从事X射线领域的研究,很多物理学家都是通过康普顿和阿里森合写的《X射线的理论和实验》 (Xrays in Theory and Experiment)一书来学习这个课题的。在战争期间,他在洛斯阿拉莫斯担任实验室助理,做了康普顿的得力助手。在洛斯阿拉莫斯与费米认识后,他和费米成了彼此完全了解和信任的朋友。后来,阿里森一直从事核物理和反应堆建造方面的研究。
杨振宁到阿里森实验室的时候,这个实验室正在建造一个40万电子伏的考克饶夫—瓦尔顿(Cockeroft—Walton)小型加速器,准备用它来做一些低能核物理实验。实验室原来就有六七个研究生,杨振宁加入进来以后就和他们一起来建造这个加速器。大约干了一年半的时间,加速器装备完成,然后他和其他几个研究生开始利用它做一些实验。
杨振宁后来说:我初到美国,本来想写有关实验物理的论文,倒不是我擅长或特别爱好实验,正因为我自己没有接触到实验物理,在这方面是一片空白,实验物理又是物理的精神所在。后来到了实验室之后,发现这并不是我的特长。