昆明科技史话：物理学的贡献与进展

KUNMING WULIXUE SHIHUA

民国初期，近代物理学已传入昆明，到抗日战争时期，大批中国一流的物理学家进入昆明，做出了很多杰出贡献。近代物理学传入昆明始于20世纪20年代。云南东陆大学曾设有物理基础课程，由非专业人员代授“格致科”。到1937年，熊庆来任云南大学校长，聘请物理学家赵忠尧任教授，彭桓武任教员，顾建中、周孝廉和杨桂宫3人任助教，成为云南省的第一批物理学人才。赵忠尧曾用铀射线研究原子核，并于1938年与傅承义一起在《云南大学学报》创刊号上发表论文《银原子核中不同能量中子的共振吸收》，这是当时原子核物理研究的前沿工作。赵忠尧还和张文裕用盖革-密勒计数器做了一些宇宙线方面的研究工作。

物理学家严济慈（1900～1996年）、钱临照（1906～1999年）、钟盛标（1908～2001年）在昆明黑龙潭北平研究院物理研究所从事压电水晶振荡现象的研究工作，钱临照进行晶体缺陷理论研究，并研究了使用Hilger棱镜干涉仪研究光谱精细结构的方法，为当时首创。钟盛标进行了电磁场对晶体腐蚀作用的研究，这些工作开创了中国固体物理和应用物理等学科的研究邻域。1939年，在昆明中国物理学会学术报告会上，钱临照做了题为《晶体的范性与位错理论》的报告，这是位错理论在中国的首次公开介绍。严济慈、钱临照在昆明制作了数百台高倍显微镜和供测量用的水平仪，分送抗日后方教学、医院和工程建设单位使用。钱临照还受中央水利实验处及滇缅公路工程处委托，制造了各类测械仪器100余套，包括经纬仪、水准仪、望远镜透镜、读数放大镜及水平气泡等，为抗日战争和当时中国科学技术的进步做出了重要贡献，受到了国民政府的奖励。以钱临照为代表的科学家，既为中国科学事业服务，又为中国抗战事业献身，体现了当时中国优秀知识分子的高尚品质。1944年，在中国物理学会第十二届年会上，钱临照、周培源和任之恭3人当选为理事。由于这些经历，钱临照生前多次说过，昆明是他毕生最留恋的地方。

西南联合大学的物理学家们也做出了很多杰出的研究成果。周培源于1940年发表了《论发现外观应力的雷诺方法的推广和湍流的性质》，文中提出用湍流的脉动方程作为处理湍流的出发点，初步建立了普通湍流理论。1945年发表的《论湍流涨落方程的速度相关性及其解》是这一思想的发展，该文提出了两种求解湍流运动的方法，立即在国际上引起广泛注意，进而在国际上形成了一个“湍流模式理论”流派，成为现代湍流模式理论的奠基性工作。周培源还对广义相对论进行了深入的理论研究，1939年发表了《论费尔特曼宇宙的基础》等重要论文。周培源的研究成果曾获1942年中华民国教育部第二届学术审议会自然科学一等奖。

西南联大教授王竹溪（1911～1983年）研究热力学和统计物理学，其成果《热学问题之研究》获1943年中华民国教育部第三届学术审议会自然科学二等奖。同时，他在超点阵相变方面也做了深入的研究。1942年，王竹溪指导杨振宁做的硕士论文题目就是关于超点阵。1941年，王竹溪与汤佩松合作，在美国《物理化学学报》发表《孤立活细胞水分关系的热力学形式》一文，首次提出细胞水势的概念，对生物物理学的发展做出了开创性贡献。美国植物生理学家克拉默高度评价汤佩松、王竹溪的论文：“已远远超越其时代……并显示出对这问题的理解高于同时代的任何其他论文。”

西南联合大学金属研究所教授余瑞璜（1906～1997年）于1938年9月从英国留学回国，在西南联合大学从事X射线晶体学、金属物理等方面的研究并取得突出成就。1942年，他在《Nature》上发表了5篇论文，是抗日战争时期在这一国际顶尖刊物上发表论文最多的中国学者，为祖国争得了荣耀。他创立了X射线晶体结构分析的新综合方法，代表作是《从X光衍射相对强度数据测定绝对强度》，其成果引起了国际学术界的高度重视。英国皇家学会会员，曼彻斯特大学教授李普森认为，余瑞璜的工作开辟了强度统计学的科学领域。由于余瑞璜的杰出贡献，在纪念《X光衍射五十年》的物理学史册中，他被该书主编称赞为世界第一流的晶体学家。在昆明郊区的大普吉，余瑞璜建起了一个X射线实验室，用高压变压器配上自制的石英管和真空抽气机，做成了中国第一个连续抽空X光机，并使用它分析了云南、贵州的硬铝石矿，为晶体物理学在中国的应用做出了杰出贡献。余瑞璜还在大普吉组织了定期的科学沙龙，有吴有训、华罗庚、任之恭、赵九章、王竹溪、戴文赛、黄子卿、赵忠尧、汤佩松、殷宏章、娄成后、范绪筠等著名科学家参加，学术气氛浓厚，成为抗战时期少见的探讨和交流科学成果的场所。(www.xing528.com)

吴有训（1897～1977年）以《论X射线的吸收》一文获得国际上的高度评价。吴大猷（1907～2000年）于1940年出版了《多原分子之结构及其振动光谱》，阐述了分子物理学的重要理论，很长时期内成为这一领域的经典著作之一。吴大猷在昆明岗头村用分光仪做拉曼效应研究，发表论文研究了碱原子主系线旁的吸收光带。西南联合大学工学院电机系马大猷（1915～2012年）的论著《建筑中声音之涨落现象》，开创了我国建筑声学的研究工作。赵九章（1907～1968年）的《大气之涡旋运动》，是中国大气物理学研究的先驱性成果。之后获得诺贝尔奖的杨振宁、李政道均为西南联合大学的物理学毕业生。其中，1945年杨振宁还在《中国物理学报》上发表文章，研究了二元超格结晶的临界温度及比热突变现象，并求出了相关公式。

1940年，中国物理学家钱临照在昆明撰写了论文《墨经中光学力学诸条》，深入研究了《墨经》中的物理学知识，校释了《墨经》中的光学八条与力学五条，以揭示中国在先秦时代的科学知识，标志着现代对《墨经》科学研究的开始。此文功力深厚，文采流畅，是物理学史研究的典范性成果，已被公认为是20世纪中国学者撰写的最重要科学史论文之一。

西南联合大学电讯专修科教授周荫阿（1903～1983年）著的《无线电实验》出版，作为大学丛书的一种。此书是一部严谨的讲义，为世人所称赞。之后他还著有《无线电机修理法》等著作。周荫阿是无线电专家，1943年被聘为专修科主任，曾任西南联合大学的教务处长，1946年西南联合大学结束，专修科由云南大学接办，周荫阿仍承担主任一职。

1938年，23岁的彭桓武作为清华大学（当时已并入西南联合大学）物理系毕业生考取中英庚款留学资格，是第一个从云南到欧洲攻读物理学博士学位的学生。彭桓武到爱丁堡大学投师于量子力学的奠基人之一——马克斯·玻恩教授的门下，成为玻恩指导的第一位中国弟子。