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我最敬重的科學家——周培源先生

武際可 

     

 

在我國現代眾多科學家群體中,有眾多的科學家是值得敬重的。不過要是有人向我提問:你最敬重的科學家是誰?我會毫不猶豫地回答:周培源先生。其原因,不僅是我上大學的力學專業是周培源先生所創辦,周培源給我們上過基礎課理論力學,也不僅是我工作后,許多年是在力學系度過的,經常能夠聆聽他的教誨,而是近若干年來我逐漸對力學史產生興趣后,在瀏覽了許多科學名人傳略后,在熟悉了我國近代科學發展史之后,經過比較和思考得到的結論。只有跳出一個系,而從近代整個中國的科學發展的角度看問題,才體味出他在我國近代科學發展上的重要地位。其理由可以簡要地敘述如下:

第一,在20世紀里,整個物理界,或者說整個科學界的最為驚動人的事件,莫過于量子力學和相對論的誕生這兩件大事了。而周培源有幸師從這兩個方向的奠基人:海森伯、泡利和愛因斯坦。在我國老一代科學家中,周培源是有此幸運僅有的一位。20世紀又是我國引進現代物理的開始,在他之前,有夏元瑮、何育杰、饒毓泰、葉企孫、吳有訓等較年長的現代物理學家的開拓,然而,早期的這些學者,大多是從事實驗物理的,像夏元瑮雖然主要是從事理論物理的,但他處在民國初年,仍然全國內亂,經費困難,很難施展抱負。

因此,可以說,周培源是二十世紀我國從無到有,從國外引進現代理論物理量子力學和相對論的開拓者。從1929年歸國開始,他一直堅守在理論物理的教學第一線,培養了一代又一代的現代物理和理論物理的人才。像胡寧、彭桓武、何澤慧、錢三強、張宗燧、錢偉長、王竹溪、林家翹、于光遠等著名學者都曾經是他的學生,而郭永懷先生曾經在西南聯合大學幫助周培源先生進行湍流計算。早先,他講授理論力學、流體力學、電動力學、輻射及量子論、相對論、量子力學等多門本科課程和研究生課程,就是說,凡是有關理論物理的課程他都講過,后來許多課都由他的學生或學生的學生來教,而他一直堅持講授相對論和理論力學兩門基礎課,一直到20世紀50年代末。

1952年周培源又領頭創建了我國第一個力學專業。這個專業的教學以厚基礎著稱,六十年來為國家輸送了數千力學人才,這些人大多成為我國科研、教學和工程建設的技術骨干,其中僅院士就有十三名。

可以說,周培源是我國建立近代理論物理和力學隊伍成績卓著的學者。難能可貴的是他不僅是這些教學的實際執行者,因為他有積七十年的教學經歷,他還是教學的組織者和領導者,因為他曾長期擔任清華大學和北京大學教務長,后來又擔任北京大學的副校長和校長。他一直是抵制各種干擾正常教學秩序的中流砥柱。在“大躍進”時,他堅決反對“真刀真槍搞設計”“把實驗室車間化”等口號,反對把學校變成為工廠、農場的極左做法。在文革中,四人幫肆虐時期,他公然敢于抵制“理科無用論”的歪理。為了辦好教育,他一身正氣無所畏懼。這就是一個真正教育家的品格,所以值得我們敬重。

第二,周培源是一位杰出的科學家。他將自己精力的大部分獻給了力學與理論物理中兩個十分困難的領域:湍流理論和廣義相對論。他先后發表了數十篇論文,在這兩個領域中都取得了世人矚目的成就。

愛因斯坦的廣義相對論學說1916年發表后,在全世界迅速傳播。在中國,早期傳播相對論的有夏元瑮等物理學家,然而進行深入研究愛因斯坦的學說并獨樹一幟的,周培源是第一位。在廣義相對論的研究中,他是一位坐標有關論者而獨樹一幟。因為我對廣義相對論是地道的門外漢,不便多嘴。

湍流是近百年來,世界公認的在整個自然科學中的難題。英國著名學者蘭姆(Horace Lamb,1849-1934)在1932年說過:“我老了,在我死后上天堂時,有兩樣事情我要向上帝討教,一個是量子電動力學,一個是湍流,對于前者我確實是樂觀的?!币馑际钦f,上帝也不一定能夠回答湍流的問題。

周培源原來的興趣是廣義相對論的宇宙論,在七七事變后,他覺得應當做一點和實際接近的課題,于是便選擇了湍流這個難題。一直到他去世他從未為這個題目的困難動搖過。而且做出了重要貢獻。為此,我愿意引美國專攻湍流的著名流體力學家蘭磊(John L. Lumley)在1995年發表在流體力學年鑒上的的兩段話來說明周培源得到的結果的重要性:

“在湍流領域,他(周培源)被認為是計算機模式之父。在一篇發表在中國物理雜志(Chinese Journal of Physics,4,1, 1940,pp.1-33)絕對原創的文章及其后更詳細的發表在國際文獻的三篇文章中,他引進了湍流起伏的二階和三階矩的方程,這些方程和稍后Millionshchikov的方程略微不同。-----,遺憾的是,周的建議是在計算機發明之前,要靠手來進行大量的計算是很難的。但是在現今,全世界有成百的以模式來用計算流體力學程序計算湍流的人,他們追本溯源都是直接繼承1940年周的那篇文章的。

“在這一代人中,在流體力學中至少有來自四個不同國家的四位巨人,他們以自己的方法在國內和國外造成很大的影響,既是由于他們對流體力學的貢獻,也由于他們提供的智力和領導,在每一個國家,那些非凡的后繼者在流體力學中的出色的工作者都可以追蹤為這些巨人的學術繼承人。我所說的四位巨人是:美國的馮卡門(von Karman),前蘇聯的柯爾莫哥洛夫(Kolmogorov),英國的泰勒(G.I.Taylor),和中國的周培源。

能夠和前三位巨人齊名的評價,說明周培源工作的意義和重要性。奇怪的是這樣的評價是由美國人做出的。我本人并不是搞湍流的,在不少次學術會議上,聽到流體力學報告時,滿耳朵都是前三位,我們自己卻沒有給周培源的工作的足夠評價。

周培源先生,對于自己湍流的工作,從來都是低調處理,從來沒有提出過得什么獎的問題。記得是1982年,文革以后國家恢復獎勵制度,那時我正好是負責科研工作的副系主任。學校有一次傳達要求上報國家自然科學獎的項目。我回來和幾位教員商量了一下就把湍流研究這個項目報了上去,項目的第一負責人是周培源,下面還有魏中磊、黃永念、是勛剛等。當時并沒有和周先生商量就報了上去。周先生知道后他說不要申報,他還要再做一些工作,取得一些新的成果。但是,力學系的同志堅持上報。最后周培源先生同意了。后來我們知道,這個項目得到了二等獎。一直到周培源先生去世后,我們才知道,對于《湍流理論》申報的這個獎項,他曾經給直接領導評獎工作的錢三強同志寫信,明確表示:一等獎應該授予王淦昌、陳景潤等同志,他的《湍流理論》得個二等獎比較合適。他寫道:即使將來再做一些工作并取得一些新的結果,我想也只能授予二等獎,因為從大的原則來講,這還在牛頓力學的范圍之內,而不能算是重大的原則性問題。周培源先生這種極端負責,實事求是的精神受到了科學界的高度贊賞。

在科學研究方面,最值得我們敬佩的是,在湍流領域里,周培源完全是獨立開創道路的。在力學和物理領域,我們知道的許多學者都有師承的,例如錢學森是師從馮卡門的,錢偉長是師從辛格的,就是說他們的老師是力學或應用數學與力學的,他們自己的最重要的開拓性貢獻也大致在這個領域內耕耘。而周培源是自己跳入力學領域獨立做出重要成果的。我們知道周培源的博士論文是關于相對論方面的,和流體力學關系不太大。他轉入流體力學并做出出色成果,完全是由于他的基礎理論的功底扎實和非凡的獨創精神所致,而且一旦轉入這個領域,就要挑選世界上第一流的難題來攻擊,這一點尤其是我們應當敬重的。

第三,周培源不僅是一位杰出的科學家,而且是一位正直的堅持真理的科學家。近多半個世紀以來,我國是一個多風的國家,時而理科無用,時而亦學亦工,時而學生教先生,學生上、管、改,時而批判相對論和熱力學第二定律??傊?,花樣繁多層出不窮。周培源是一位敢于頂歪風的科學家。文革期間他直接上書周恩來,說明基礎理論的重要性。他敢于頂回陳伯達批判相對論的無理取鬧,他寫文章闡明理科的重要性,文革以后他又闡明“一所大學辦得好或不好,其水平如何,它的決定因素或根本標志之一乃是這所大學的教師陣容,教師是學校的主體,古今中外,絕無例外?!辈恍业氖撬鲝堃o大學以“嚴選良師的條件”的意見,受到來自某位教育部長的批判。

當三峽工程上馬,以幾乎成為一面倒的意見時。1988年,當大人物們已經下了決心要上三峽工程。已經89歲高齡的周培源,率182位政協委員到湖北、四川考察,并且直接上書中央提出緩建三峽大壩的建議。他表達一百多位政協委員的心聲:“我們很關心,我們很不放心”他說:“你光給領導同志送一面之詞,讓他如何做正確判斷?幾十年里我們深受其害,今天不能再說假話?!彼€說:“關于三峽的爭論,實質上是要不要科學,要不要民主,要不要決策民主化的問題?!?/span>

周培源的確是我心目中敢于堅持真理的一面旗幟。他說:“學校是一個搞學問的場所,而學術活動的特色乃是它的獨創和革新,它的追求真理的大無畏精神和尊重實際的科學態度?!彼菍嵺`了這一諾言的。尤其是在我國現今的條件下,能夠堅持這一科學家良知原則的人是很稀少的,正由于此,周培源就更值得我們敬重。

第四,周培源不僅是一位科學家、一位正直的科學家。而且是一位社會活動家。他是我國最早的國際理論與應用力學聯合會的執委,它是中國人民外交學會的負責人,他還是出席世界核裁軍會議的最早的代表,他還是全國政協副主席。

在中美建交之前,是他訪問美國與美方達成互派訪問學者的協議。

他數十年和夫人靠工資,收集古字畫,在去世前全部捐贈給國家博物館,并且把父輩的房產捐獻給國家。有人說他捐獻的那些字畫,如果拍賣的話,會有億萬的價值,會使他的子女成為巨富,但是他沒有,在九十歲后他給子女做好工作,把它獻給了國家。

這些,使我們理解到,他是一位為大眾辦好事的老人,是一位無私的老人。這尤其是我們對他敬重的理由。

我國自古就有著濃厚的技術情結,對于做出有很大的市場價值的貢獻,或者做出“會叫會跳的”新鮮東西的成果和人評價很高,而對于在基礎科學上做出重要貢獻的成果,則經常是視而不見。陳景潤的工作、胡海昌的工作、周培源的工作等等,都是首先由外國人評價了,中國人才有人說好,這說明我們實際上還缺少評價基礎科學成果的能力。其實,一個國家,只有能夠客觀地評價基礎學科中成果的價值,才有發展基礎理論的土壤。否則將永遠跟在洋人屁股后面轉。

周培源的一生,很值得我們后輩學子仔細研究和效法。他曾經說,他一生的座右銘是:“獨立思考,實事求是,鍥而不舍,以勤補拙。”他的確是這樣做的,而且做得那樣優秀、那樣出類拔萃。他是一位植根于我們自己國家,獨立成長的杰出的科學家、教育家。我們每每想到這些,敬重之情怎能不油然而生。

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