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王普 (物理学家)

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王普 (物理学家)
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王普(1902年9月9日—1969年1月5日),字贯三,山东沂水人,中国近代物理学家,因发现缓发中子英语Delayed_neutron、创建山东大学物理系而著称,被认为是中国核物理学的先驱人物。[1][2]

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1920年代就读于北京大学物理系的王普

1928年,王普自北京大学物理学毕业,1928-1929年在上海的中央研究院的地质所和物理所担任助理研究员,1929年-1930年转任山东省教育厅督学。1930年,他进入国立青岛大学物理系任教。1935年,王普作为公费生赴德国柏林大学留学,并在威廉皇帝学会化学研究所研究核物理学。1938年博士毕业后,他前往美国卡内基科学研究所担任客座研究员。1939年-1946年,王普任教于辅仁大学,并在山东大学复校后返回担任物理系主任、代教务长。1947年-1950年,他到美国国家标准局担任辐射物理学研究员,1950年-1951年任杜克大学访问教授,1951年-1956年任范德堡大学副教授(期间兼任通用汽车学院英语Kettering_University教授)。因不满麦卡锡主义风潮,他假借学术会议名义绕道苏联回到中华人民共和国,之后王普担任山东大学物理系教授、山东省政协常委与中国科学院物理所研究员。1957年后,王普身患高血压心脏病,长期疗养。文革爆发后,王普因屡遭迫害,于1969年跳楼自杀,时年67岁。[1][2][3]

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人物生平

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山东大学中心校区的王普塑像

1902年9月9日,王普出生于山东省沂水县南乡(今属沂南县依汶镇东贯头村)的知识分子家庭,其父王西琪为晚清廪生,曾任山东省立第三师范学校学监。1910年起,王普到聊城县上小学,至1922年毕业于山东省立第二中学。同年,王普考入北京大学预科,并于1924年升入北京大学物理系学习。1928年,王普获得学士学位。同年秋天,王普的老师丁西林介绍他到中研院工作,王普自此成为中研院物理所(丁西林任所长)与中研院地质所李四光任所长)的助理研究员。1929年,由于受不了上海的潮热气候,王普回到山东,在济南担任山东省教育厅督学。[4][5][6]

1930年,王普受聘进入国立青岛大学(山东大学前身)物理系。由于该物理系当时只有一名实验技师与教师王普,因此他被认为是山东大学物理系的创办人。1935年秋,王普怀着“科学救国”的愿望,考取山东省公费生,前往德国柏林大学留学,后随导师K.菲利浦在威廉皇帝学会化学研究所研究核物理学,成为继王淦昌之后第二位到此学习的中国人。1938年,为完成博士论文,王普在研究所的帮助下前往美国卡内基科学研究所,进行热中子与铝核作用的实验研究,最终凭此通过答辩并获得科学博士学位。同年12月底,王普计划参与美国物理学会议。但该会议被推迟至1939年,与“第五届华盛顿国际理论物理学会议英语Washington Conference on Theoretical Physics”一并举办。由此,王普决定暂缓回国,并向中华教育文化基金会申请资助,继续留在卡内基科学研究所,当满一年的客座研究员。期间,他与R. B. Roberts意大利语Richard Brooke Roberts、R. C. Meyer等人首度发现了缓发中子英语Delayed_neutron[7][8][9][10]。1939年秋,王普前往北平,受聘为燕京大学(直至1941年12月,该校被日军强行解散)与辅仁大学的教授。在辅仁大学任教期间,他作为物理系唯一的华裔教授(其他三位是德裔教授)[11],常常在课上发表爱国主义言论,抨击法西斯主义的暴行。1945年-1946年,王普兼任北平临时大学北大分校物理系主任。1946年国立山东大学在青岛复校后,王普回校担任物理系主任,一度代理教务长。期间,王普计划为山大建立仪器厂,以推进原子能研究与宇宙光线研究。[4][5][6][12]

时任山大物理系主任王普为了建加速器,与筹建巨型β加速器美国国家标准局联系,寻求技术协助。然而在第二次国共内战爆发后,学校的教学及科研条件愈发困难。王普便打算到美国继续从事研究工作。在美国物理学家劳伦斯·哈夫斯塔德英语Lawrence R. Hafstad推荐信加持下,王普于1947年秋以核物理学家的身份受聘,前往美国国家标准局担任辐射物理学研究员,直至1950年7月1日为止。虽然按照最初的聘约,王普应该带上家眷前往美国,但他以“到美国是去工作,不是去享福或旅游”为由,坚决不同意这一要求,甚至撕掉聘约。最终,美国国家标准局只好让步,允许王普单独赴美国工作。1950年-1951年,他担任杜克大学访问教授。1951年-1956年8月,他担任范德比尔特大学副教授。1956年上半年,他还兼任通用汽车学院英语Kettering_University的教授与教员顾问。教书期间,王普专注于使用核乳胶英语Nuclear emulsion方法研究高能粒子宇宙线[4][5][6][12]

1950年代,受麦卡锡主义风潮影响,许多在美国工作的华人遭受迫害,王普亦在其中。朝鲜战争爆发后,他遭过数次传讯与监视,几乎被美方扣留。在美期间,王普常与郭贻诚等人保持通信往来,屡次表示要设法回到中国。1956年8月,王普假借参与欧洲某学术会议的名义,在中国驻荷兰代办处的帮助下,绕道苏联回国;抵达北京后,他受到高教部司长李云扬、山东大学校长晁哲甫中科院物理所所长钱三强等人的接待与欢迎[13]。尽管北京多个单位(包括北京大学清华大学中国科学院国防科工委[14])争相聘请王普,他的家人也在北京居住,但王普还是决定重返山东大学,担任山东大学的科学研究委员会副主任[15]、原子物理教研室主任与物理系教授。同时,他还兼任中国科学院物理所研究员(至1958年为止),第一、二届山东省政协常委,山东省物理协会理事、青岛市科协副主席等职务。[4][5][2][6]

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王普回国后,曾居住在莱阳路5号[16][5]

1957年大鸣大放中,王普与刘洪宾联合数十名山东大学教授,打算为批判“党天下”的储安平发声援电报,但王普的好友束星北反对这种做法,认为太过大胆,王普虽感不悦,但也听从了他的建议[15]。1958年,王普主持举办“基本粒子与原子核理论暑期讲习班”,邀请朱洪元张宗燧谢毓章等物理学家为60名学子传授理论知识。此举被认为是粒子物理学在中国大陆的首次大规模普及[17]

早在反右运动爆发后,王普便身患高血压心脏病,长期在青岛等地疗养。尽管如此,他还是在1959年招收李惠信、张乃健为自己的研究生[12]文化大革命爆发后,王普遭过数次抄家,导致他的近千张照片(包括其与爱因斯坦等著名物理学家的合影)被销毁,自存的大部分著述遗失。1968年秋冬之际,王普被隔离审查,之后只能睡在实验室的水泥地上,每周经历数次规模不等的批斗会,疾病愈发恶化[18]。1969年1月15日,不堪迫害的王普跳楼自杀,时年67岁。1979年4月7日,山东大学为王普举办追悼会[4][5][2]

据山东大学教授、王普的学生孙文广回忆,领导曾要求王普在反右运动中批判束星北,但王普仅对束星北的物理研究作批评。其后,对现状不满的王普时常发牢骚,因患病转入疗养院才逃过一劫。文革爆发后,王普于清理阶级队伍运动中被揪回山东大学批斗,甚至被扣上“攻击革命样板戏唱腔像狼嚎”的罪名,被关入“黑监狱”隔离审查,饱受折磨。王普在关押处(山东大学物理楼)自杀身亡后,还有人贴大字报,骂他死有余辜。[19][20]

尽管王普是中国近代的核物理学先驱,但他的成就与事迹并不广为人知。根据鲁任的说法,在2009年,专门评介王普的文章不足十篇,这其中还包括大学校史资料、县志与同事回忆文章。[5]

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个人生活

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王普翻译的《物理世界奇遇记

王普是家中的独子,他还有两个妹妹。1922年,王普在父母的包办下与一位比他年长的女子成婚,生有一女。1928年夏,刚从北大毕业的王普又在北京自由结婚,对象则是林舒志(约1910年-1990年5月),来自莆田的前清官吏之女。由于王普热爱故乡,因而他子女的名字均以“沂”为字辈。王普共有五女一子,已知的包括王沂坦、王沂明、王沂华、王沂青、王沂光(独子)。[21][6]

据王普的亲友与学生回忆,王普为人狷介耿直,且一心痴迷于物理研究,是不关心时事、不擅于处理人际关系的学者。然而,他不堪忍受不公的对待,不想趋炎附势,也不愿做损人利己的事。因此他在中共的政治运动中饱受迫害,最终自杀。回国后,丁西林曾劝告王普“你回山东就毁了!”,但王普执意凭借自己的偏好,前往气候湿润的青岛定居,并坚持返回山东大学教书。而与他同一代的王淦昌等人则因参与两弹一星项目而功成名就。[5][6]

清华大学物理系前主任张礼回忆,王普的生活作风相当严谨、自制。他在辅仁大学教授普通物理学课程时,都会穿上熨烫得十分平整的白色实验服,以明确表明他的职业身份。[11]

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与伽莫夫的交往

1939年王普在卡内基科学研究所担任客座研究员的时候,著名物理学家乔治·伽莫夫亦担任卡内基科学研究所地磁部高电压实验室的理论顾问。二人作为同事,私下经常互相来往。王普因此对高电压装置有所了解,并发表文章《核子物理与高电压》,具体分析了西方各国的高电压装置,文后呼吁中国物理界应当立刻拨款建设高电压装置,以促进核物理研究。[12]

1939年,伽莫夫邀请王普将他去年撰写的科普小说《Mr Tompkins in Wonderland》翻译成中文,并在王普回国后给他寄去后续故事。王普因而成为最早将《物理世界奇遇记》翻译成中文的人。1939年-1940年,王普将“Mr Tompkins in Wonderland”译作“老朱梦游幻境”,并将三章译文发表在中国科学社主编的《科学》杂志上。之后,王普接受《科学》杂志主编刘咸的提议,将九章译文整理成一本小书,名谓《老朱梦游物理世界》。该书于1942年出版,并附有伽莫夫撰写的中译版序言。相较后来的译本,王普的译文采用归化策略,具有半白半文的特点,且内容也不与1940年代的原著完全相符。根据王普在书中的说法,有些内容是他接受伽莫夫提议修改的,而他将主角人名“Tompkins”翻译成“朱琴欣”则是依照伽莫夫妻子的建议。[12]

人物贡献

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第五届华盛顿国际理论物理学会议合影:第三排左13为王普(唯一出席会议的亚洲人);第一排左起分别是奥托·斯特恩恩里科·费米约翰·亚当·弗莱明英语John Adam Fleming尼尔斯·玻尔弗里茨·伦敦哈罗德·尤里;第二排包括费迪南德·布里克韦德英语Ferdinand Brickwedde格雷戈里·布莱特伊西多·拉比乔治·乌伦贝克乔治·伽莫夫爱德华·泰勒玛丽亚·格佩特-梅耶弗朗西斯·比特英语Francis Bitter汉斯·贝特约翰·范扶累克昌西·斯塔尔英语Chauncey Starr等人;第三排包括莱昂·罗森菲尔德梅尔·图夫英语Merle Tuve弗雷德里克·罗西尼英语Frederick Rossini劳伦斯·哈夫斯塔德英语Lawrence R. Hafstad约·爱·梅耶英语Joseph Edward Mayer格哈德·迪克英语Gerhard Heinrich Dieke弗雷德里克·塞茨英语Frederick Seitz欧内斯特·韦斯汀英语Ernest Harry Vestine等人。

在研究中子物理学与核裂变物理学的中国科学家当中,王普是最早做出贡献的一位。他早在1938年,便发表相关研究结果,证实热中子可产生半衰期为2.3分钟的³⁸Alβ发射体,测定热中子在中的吸收系数(0.037厘米²/克)与相应的截面(1.6×10⁻²⁴厘米²),并证实铝在热中子能区当中不存在共振能级。1939年1月,卡内基科学研究所乔治·华盛顿大学联合主办“第五届华盛顿国际理论物理学会议英语Washington Conference on Theoretical Physics”,王普(时任卡内基研究所客座研究员)则成为唯一一名参会的黄种人。会议期间,受核裂变发现启发,王普与R. B. Roberts意大利语Richard Brooke Roberts等人于1月28日合作演示了铀-235裂变[18]实验,验证了奥托·哈恩莉泽·迈特纳的发现。会后三个月内,他们又共同在《物理评论》上连续发表4篇文章,其中2篇文章首次提及了铀与钍在裂变中发射缓发中子的现象。王普等人对缓发中子的发现不仅成为中子放射学的开端,而且也令人类对如何控制链式反应有进一步的理解。[22][2][6] 1956年王普回国后,他进入山东大学指导物理学研究工作,并提出了两项课题:其一是利用原子核乳胶研究宇宙射线的不稳定粒子,其二是利用闪耀摄谱仪研究各种材料及x射线谱的吸收情况。为了推进课题研究,王普购置设备,组织人员,并建立了核乳胶实验室。然而,由于1957年后各种政治运动的冲击,再加上高血压与心脏病,他的雄心壮志未能亲自实现。不过,山东大学的相关研究尚未陷入停歇,王普在辅仁大学的学生王承瑞主持了核乳胶实验室,并取得一系列科研成果。[6][23]

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倡导加速器

1945年日本投降后,盟军方面决定拆卸日本的回旋加速器,以削弱其实力。得知此事后,王普便于11月8日在北平《正报》上发表《我国应令日本交出磁电谐绕机》,呼吁日本当局将所有的三部回旋加速器作为战争赔偿交还给中国。他还指出,核物理装置的重要性绝不输于重工业机器与纺纱设备。然而,国民政府并未搭理王普的提议,中国也未能拥有回旋加速器。1946年,叶剑英两次前往景山东街7号(王普住宅),打算邀请王普去延安工作。对此,王普回应称:“如果你有加速器、原子反应堆我就去,哪里有原子反应堆我就去哪里。”此后,王普仍旧打算建造一台加速器,并在1947年进入筹建加速器的美国国家标准局,参与开发高能量辐射测量核物理的技术。直至回国前后,他才考虑起中国大陆的现实条件,放弃了建造加速器的想法,转而提倡利用核乳胶进行高能物理研究。在王普的提议下,山东大学开设核乳胶实验室进行高能宇宙线研究,成为中国大陆较早开展亚原子物理研究的单位之一[24][6][12]

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参考资料

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