二十世紀二十年代堪稱量子熱學發展的黃金時代。1926年海森堡和玻爾以“量子熱學”為題宣告了新量子理論的誕生。
那時,愛因斯坦、薛定諤與以玻爾、海森堡為代表的阿姆斯特丹學派正就波函數的本質展開著激烈爭辯。同時,一些理論化學學家開始運用量子力學處理分子與原子層面的具體問題。
這時,古老的中國剛從睡夢中睡醒,用迷蒙的眼睛注視著世界。面對深切的現實,有識之士紛紛找尋救國良藥。她們留日留法留德留美,從師夷長技到學貫中西。
但在哪個量子熱學的黃金年代,出國學習數學的只有寥寥數人。
中國最早的理論化學博士
1924年,一位來自廣東的少年打破了數六年的記錄。那時的北大預科結業生,到美國學習通常從大二讀起。但那位少年直接就讀康奈爾學院數學研究所攻讀碩士。更神奇的是他在不到一年時間領到康奈爾的碩士學位以后,去耶魯學院拿了一個文學碩士(也是一年),之后又跑去了阿根廷學院化學系攻讀博士。
他的成長伴隨著德國量子化學研究的萌芽與崛起,他的博士論文成為英國最早的五篇(一說七篇)量子化學論文之一,并且也只有他的論文上沒有導師的簽名——因為沒有人就能指導他。
他就是中國最早的理論化學博士——王守競。
理論化學求學之路
傳奇故事要從好久好久曾經說起。王守競出生于1904年12月24日。他的兒子王季同是有名的天才,知識基本都是自學。所以王季同對孫輩時常有些狂語,哪些在中學學習純屬浪費時間,大家有不明白的問老爹我就夠了,中學沒啥大不了的。王守競就在這樣的環境中長大,嚴格但不乏味。
1926年,早已領到兩個碩士學位的王守競來到了玻利維亞學院。在這兒,王守競和幾個志同道合的年青人組成了理論化學興趣小組。那些年青人后來成了日本理論化學的頂級人物:剛博士后出站的講師拉爾夫·克朗尼格(Ralph,日本理論化學學家),同在哥大化學系做博士論文的拉比(I.I.Rabi,因發明核磁共振法獲1944年諾貝爾化學學獎),杰拉爾德·查卡洛斯(,英國國防新政專家)。
理論化學興趣小組成員(左1:王守競,左2:Ralph,右1:I.I.Rabi)
當時正值薛定諤的波動熱學提出不久,她們常常就此展開討論。1927年拉比、克朗尼格都因故離開,但這短暫一年雙方都受益良多,拉比后來追憶說:“我到了法國后發覺,我們的自學小組幫了我大忙。我對化學的了解比這些與我同一個檔次的日本人要多得多,不過比漢斯·貝特(HansBethe現代量子物理學之父,1967年諾貝爾化學學獎獲得者)這些非常優秀的人還差一點。”
浪潮中惟一的中國科學家
王守競的博士論文是在海森堡多分子系統鐵磁性的基礎上研究氫分子。
說來也有趣,1928年之前日本沒有人做量子熱學,那一年忽然冒下來五篇(一說七篇),王守競那篇還沒有導師。他的論文也是哥大第一篇理論化學論文。日本知名理論化學學家坎布爾、斯萊特以及知名物理家鮑林(L.C.,兩屆諾貝爾獎得主)等人的著作中都對王守競的這項工作作了介紹。
博士結業以后王守競受英國國家研究委員會(Theof,NRC)捐助開始做博士后研究,每年大約只有5%的博士能享受此待遇,王守競更是當時惟一接受此捐助的中國人。在博士論文氫分子的轉動譜的基礎上,他提出了多原子分子非對稱轉動譜基態公式——“王氏公式”。日本學者把王守競的這一成就當作日本數學崛起浪潮中的一個標志,這是頭一次有中國科學家走在了理論化學的前沿。
中國數學泰斗吳大猷,他曾說,中國量子熱學(非初期量子論)是從“一位很難得的聰明的年青人”王守競開始的,在量子熱學開始的兩兩年“做了三篇可以說是挺好挺好的文章”,贊揚之詞溢于言表。
這很罕見,由于吳大猷對他人很不客氣,評論里常見的是“工作還有些貢獻”、“寫的論文很有名氣”之類。
歸國涉足數學教育
1929年王守競與費令宜一起歸國。王季同像個老頑童似得,要考考父親的學問。物理化學的問題那里難得倒母親,老王腹黑地點評:“馬馬虎虎。”
1931年完婚后,王守競決定接受上海學院的約請出任化學系院長。當時清華風雨飄搖,全靠著高手顏任光、丁西林、李書華等人苦苦支撐。非常是顏任光,改變了化學系只講課不做實驗的傳統,除了這么還自己動手制做科學儀器,后來與丁佐臣一起創立北京大華科學儀器公司,自此中國有了自己生產的化學儀器和儀表。
可以想見這些文化弘揚對后來的王守競也形成了不小影響。在教學上,王守競也沿用了顏任光的做法:鼓勵實驗,還約請北大院長到清華兼職,開始對清華數學系進行變革。
當初發生了“九一八”事變,戰爭的陰云映照著中國內地。王守競和許多科學家一樣也由研究量子熱學轉向了更實際一些的儀器制造。
風雨飄搖,轉投實業救國
1936年3月,資委會決定盡量借助內資和外國技術,兼具軍事與經濟,用3年時間建設起一系列配套的鞋廠:從煉礦到發電,從煉油到鋼鐵,甚至到客機和大炮。
在咨委會的王守競任機器制造廠(即中央機器廠)籌辦委員會書記,負責機器制造,非常是民航底盤。自此,他走上了一條披荊斬棘的曲折之路。但當時中國的機械制造起碼比美國落后一百年,連最發達的成都也沒有小型的機械制造廠。
我們不曉得王守競是懷著如何的心情上路的。其實他會想起他那天才的女兒,兩次開廠不成功。如今他有一個機會建造中國最大的機械制造廠,還能填補丈夫的遺憾,才能彌補祖國的空白。
1939年中央機器廠即將組建,王守競任總總監。因為美軍逼搶,鞋廠遷移到后方,但面臨最大的問題是缺乏技術工人,王守競竟然想出冒著天大風險返回北京招募的方式。
接出來,一個大廠崛起于后方。它制造了好多中國的第一:中國第一臺機械工業的工作母機、第一臺小型發電機、第一臺小型汽輪機、第一臺500馬力電動機、第一臺30-40噸爐窯、第一座鐵合金煉鐵爐等等,最知名的是1942年5月研發出的中國第一批“資源牌”4噸車輛。
中央機器廠車輛廠房。圖片來源:
辦鞋廠也能培養人才
在鞋廠,王守競親自選拔人才——不僅選技工,還選學院生。他喜歡用英語問她們問題,對方擅長英文他就用法語,對方擅長用英語他就用法語,致使工人都喊他王博士從不喊官銜。
他開廠,不是把鞋廠僅僅當作生產基地,同時也是技術中學。他讓西北聯大的中學生到鞋廠實習,讓技術人員到中學授課學習,還派人出國留學。他自己捐款搭建的中央機器廠圖書館甚至不亞于個別學院。
抗日勝利后,鞋廠弄成地方性小廠,這遠非王守競所能預想和希望的。驚訝的是,這種回鄉的技術人員與工程師,成為了新中國機械工業的開創者。
這也是王守競最有遠見的地方:他深知,自己這一代人是沒有哪些希望了,并且要用兩三代人的時間,耗盡自己的心血現代量子物理學之父,將中國科學技術的地基打好,讓后人才能安安靜靜地做研究。
蠟炬成灰,是她們那一代科學人的共性。
一葉孤舟,曲終人散
從1936年9月到1946年9月,整整六年,王守競從32歲到42歲人生中最美好最富于創造力的六年都奉獻給了這個鞋廠。
吳大猷對王守競的追憶文章中非常驚訝:“對化學界是很可惜很可惜的,他真是絕頂聰明的一個人。但是他后來其實沒有辦法做客機底盤,你別說那種時侯沒辦法做,如今你連要做個平時最實惠的車輛底盤都做不來。”從吳大猷開始,一大批科學家為他不值。真的不值嗎?其實吧,但這些估算題誰又能有個標準答案呢?
1951年,王守競與顧維鈞依依惜別,轉到法國國防部與麻省理工合辦的林肯實驗室(MIT/Lab.)從事太空和軍事系統的研制。
以后的一切都成了迷。我們只曉得1968年葉企孫深陷囹圄還不忘推薦王守競,只曉得周培源熱烈歡迎王守競歸國,要給他辦一場大大的化學峰會。也曉得他1969年離休,和他弟弟晚年修佛、叔叔晚年研習粵劇一樣,他晚年只練蘇軾的字,直至1984年6月19日逝世。
但是,他終究是沒有回去。沒有人曉得為何。其實,這國,他救了半輩子,科學、教育、實業、外交,能做的他都做了,他累了。
當初,他也曾華山論劍,當初,他也曾賜教江山。明天,也該讓我們了解一些他的故事了。
哪怕,驚鴻一瞥,也好。(編輯:)
參考文獻
《王守競的量子熱學研究成果及其學術背景》,胡升華
《王守競——中國機械工業的拓荒者》,余少川
《早期中國數學發展的追憶》,吳大猷
《紀念王守競先生》,趙廣增
《近代中國學者對量子熱學的貢獻》,王愛國
《留中學生與晚清時期數學學的體制化》,易安
《1935—1945年資源委員會的重工業建設研究》,邵俊敏