我最敬重的科学家——周培源先生

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来源:力学与实践(ID:lxysj_cstam),作者:武际可。

昨天天是力学大师周培源先生的忌日(1993年11月24日),他是我国近代力学奠基和理论物理奠基人之一。

谨以此文纪念周先生。

在我国现代科学家群体中,有众多的科学家是值得敬重的。不过要是有人向我提问:你最敬重的科学家是谁?我会毫不犹豫地回答:周培源先生。其原因,不仅是我上大学的力学专业是周培源先生所创办,周培源给我们上过基础课理论力学,也不仅是我工作后许多年是在力学系度过的,经常能够聆听他的教诲,更是近若干年来我逐渐对力学史产生兴趣后,在浏览了许多科学名人传略后,在熟悉了我国近代科学发展史之后,经过比较和思考得到的结论。只有跳出一个系,而从近代整个中国的科学发展的角度看问题,才能体味出他在我国近代科学发展上的重要地位。其理由可以简要地叙述如下:

01他是现代理论物理量子力学和相对论的开拓者

在20世纪里,整个物理界,或者说整个科学界最为惊动人的事件,莫过于量子力学和相对论的诞生这两件大事了。而周培源有幸师从这两个方向的三位奠基人也是三位诺贝尔奖获得者:海森伯、泡利和爱因斯坦。在我国老一代科学家中,周培源是仅有的有此幸运的一位。20世纪又是我国引进现代物理的开始,在他之前,有夏元瑮、何育杰、饶毓泰、叶企孙、吴有训等较年长的现代物理学的开拓者。然而,早期的这些学者大多是从事实验物理的,像夏元瑮虽然主要从事理论物理的,但他处在民国初年,仍然全国内乱,经费困难,很难施展抱负。

因此,可以说周培源是20世纪我国从无到有,从国外引进现代理论物理量子力学和相对论的开拓者。从1929年归国开始,他一直坚守在理论物理的教学第一线,培养了一代又一代的现代物理和理论物理的人才。像胡宁、彭桓武、何泽慧、钱三强、张宗燧、钱伟长、王竹溪、林家翘、于光远等著名学者都曾经是他的学生,而郭永怀先生曾经在西南联合大学帮助周培源先生进行湍流计算。早先,他讲授理论力学、流体力学、电动力学、辐射及量子论、相对论、量子力学等多门本科课程和研究生课程,就是说,凡是有关理论物理的课程他都讲过,后来许多课都由他的学生或学生的学生来教,而他一直坚持讲授相对论和理论力学两门基础课,直到20 世纪50年代末。

1952年周培源又领头创建了我国第一个力学专业。这个专业的教学以厚基础著称,六十年来为国家输送了数千力学人才,这些人大多成为我国科研、教学和工程建设的技术骨干,其中仅院士就有13名。

可以说,周培源是我国建立近代理论物理和力学队伍成绩卓著的学者。难能可贵的是他不仅是这些教学的实际执行者,因为他有近70年的教学经历,他还是教学的组织者和领导者,因为他曾长期担任清华大学和北京大学教务长,后来又担任北京大学的副校长和校长。他一直是**各种干扰正常教学秩序行为的中流砥柱,在“大跃进”时,他坚决反对“真刀真枪搞设计”、“实验室车间化” 等口号,反对把学校变成为工厂、农场的极左做法。在文革中,四人帮肆虐时期,他公然敢于**“理科无用论”的歪理。为了办好教育,他一身正气无所畏惧。这就是一个真正教育家的品格,所以值得我们敬重。

02他是杰出的科学家

周培源是一位杰出的科学家,他将自己精力的大部分献给了力学与理论物理中两个十分困难的领域:湍流理论和广义相对论。他先后发表了数十篇论文,在这两个领域中都取得了世人瞩目的成就。

爱因斯坦的广义相对论学说1916年发表后,在全世界迅速传播。在中国,早期传播相对论的有夏元瑮等物理学家,然而深入研究爱因斯坦的学说并独树一帜的,周培源是第1位。在广义相对论的研究中,他因是一位“坐标有关论者” 而独树一帜。因为我对广义相对论是地道的门外汉,不便多嘴。

湍流是近百年来世界公认的整个自然科学中的难题。英国著名学者兰姆 (Horace Lamb) 在1932年说过:“我老了,在我死后上天堂时,有两样事情我要向上帝讨教,一个是量子电动力学,一个是湍流,对于前者我确实是乐观的。”意思是说,上帝也不一定能够回答湍流的问题。

周培源原来的兴趣是广义相对论的宇宙论,在七七事变后,他觉得应当做一点和实际接近的课题,于是便选择了湍流这个难题。一直到他去世,从未为这个题目的困难动摇过,而且做出了重要贡献。为此,我愿意引美国专攻湍流的著名流体力学家兰磊 (John L. Lumley) 在1995年发表在流体力学年鉴上的的两段话来说明周培源得到的结果的重要性:

“在湍流领域,他(周培源)被认为是计算机模式之父。在一篇发表在中国物理杂志 (Chinese Journal of Physics) 绝对原创的文章及其后更详细地发表在国际文献的三篇文章中,他引进了湍流起伏的二阶和三阶矩的方程,这些方程和稍后Millionshchikov 的方程略微不同。…,遗憾的是,周的建议是在计算机发明之前,要靠手来进行大量的计算是很难的。但是在现今,全世界有成百的以模式计算流体力学程序计算湍流的人,他们追本溯源都是直接继承1940年周的那篇文章的。”


“在这一代人中,在流体力学中至少有来自4个不同国家的4位巨人,他们以自己的方法在国内和国外造成很大的影响,既是由于他们对流体力学的贡献,也由于他们提供的智力和领导,在每一个国家,那些非凡的后继者, 在流体力学中的出色的工作者, 都可以追踪为这些巨人的学术继承人。我所说的4位巨人是:美国的冯·卡门 (von Karman),前苏联的柯尔莫哥洛夫 (Kolmogorov),英国的泰勒 (G. I.Taylor) 和中国的周培源。”

能够和前3位巨人齐名的评价,说明周培源工作的意义和重要性。奇怪的是这样的评价是由美国人做出的。我本人并不是搞湍流的,在不少次学术会议上,听到流体力学报告时,满耳朵都是前3位,我们自己却没有对周培源的工作给予足够评价。

周培源先生对自己有关湍流的工作,从来都是低调处理,从来没有提出过得什么奖的问题。记得是1982年,文革以后国家恢复奖励制度,那时我正好是负责科研工作的副系主任。学校有一次传达要求上报国家自然科学奖的项目,我回来和几位教员商量了一下就把湍流研究这个项目报了上去,项目的第一负责人是周培源,下面还有魏磊、黄永念、是勋刚等。当时并没有和周先生商量就报了上去。周先生知道后他说不要申报,他还要再做一些工作,取得一些新的成果。但是,力学系的同志坚持上报。最后周培源先生同意了。后来我们知道,这个项目得到了二等奖。一直到周培源先生去世后,我们才知道,对于《湍流理论》申报的这个奖项,他曾经给直接领导评奖工作的钱三强同志写信,明确表示:一等奖应该授予王淦昌、陈景润等同志,他的《湍流理论》得个二等奖比较合适。他写道:”即使将来再做一些工作并取得一些新的结果,我想也只能授予二等奖,因为从大的原则来讲,这还在牛顿力学的范围之内,而不能算是重大的原则性问题。”周培源先生这种极端负责、实事求是的精神受到了科学界的高度赞赏。

在科学研究方面,最值得我们敬佩的是,在湍流领域里,周培源完全是独立开创道路的。在力学和物理领域,我们知道的许多学者都是有师承的,例如钱学森是师从冯·卡门的,钱伟长是师从辛格的,就是说他们的老师是力学或应用数学与力学的,他们自己的最重要的开拓性贡献也大致是在这个领域。而周培源是自己跳入力学领域独立做出重要成果的。我们知道周培源的博士论文是关于相对论方面的,和流体力学关系不太大。他转入流体力学并做出出色成果,完全是由于他的基础理论的功底扎实和非凡的独创精神所致,而且一旦转入这个领域,就要挑选世界上第一流的难题来攻克,选择其中尚未明确的普遍提法这样的根本性的问题来攻克,这一点尤其是我们应当敬重的。

03他是正直的坚持真理的科学家

周培源不仅是一位杰出的科学家,而且是一位正直的坚持真理的科学家。近多半个世纪以来,我国是一个多风的国家,时而理科无用,时而亦学亦工,时而学生教先生,学生上、管、改,时而批判相对论和热力学第二定律。总之,花样繁多,层出不穷。周培源是一位敢于顶歪风的科学家。文革期间他直接上书周恩来,说明基础理论的重要性。他敢于顶回陈伯达批判相对论的无理取闹,他写文章阐明理科的重要性,文革以后他又阐明“一所大学办得好或不好,其水平如何,它的决定因素或根本标志之一乃是这所大学的教师阵容,教师是学校的主体,古今中外,绝无例外。”不幸的是他主张要给大学“以严选良师的条件”的意见,受到来自某位教育部长的批判。

1988年,当大人物们已经下了决心要上三峡工程。三峡工程上马已几乎成为一面倒。已经89岁高龄的周培源,率182位政协委员到湖北、四川考察,并且直接上书中央提出缓建三峡大坝的建议。他表达一百多位政协委员的心声:“我们很关心,我们很不放心” 他说:“你光给领导同志送一面之词,让他如何做正确判断?几十年里我们深受其害,今天不能再说假话。”他还说:“关于三峡的争论,实质上是要不要科学,要不要民主,要不要决策民主化的问题。”

周培源的确是我心目中敢于坚持真理的一面旗帜。他说:“学校是一个搞学问的场所,而学术活动的特色乃是它的独创和革新,它的追求真理的大无畏精神和尊重实际的科学态度。”他是实践了这一诺言的,尤其是在我国现今的条件下,能够坚持这一科学家良知原则的人是很稀少的。正由于此,周培源就更值得我们敬重。

04他是社会活动家

周培源不仅是一位科学家、一位正直的科学家,而且是一位社会活动家。他是我国最早的国际理论与应用力学联合会的执委,他是中国人民外交学会的负责人,他还是出席世界核裁军会议的最早的代表,他还是全国政协副主席。

在中美建交之前,是他访问美国与美方达成互派访问学者的协议。他数十年和夫人靠工资收集古字画,在去世前全部捐赠给国家博物馆,并且把父辈的房产捐献给国家。有人说他捐献的那些字画,如果拍卖的话,会有亿万的价值,会使他的子女成为巨富,但是他没有留给子女,在九十岁后他给子女做好工作,把它这些字画献给了国家。

这些,使我们理解到,他是一位为大众办好事的老人,是一位无私的老人。这尤其是我们对他敬重的理由。我国自古就有着浓厚的技术情结,对于有很大的市场价值贡献,或者做出“会叫会跳的”新鲜东西的人评价很高,而对于在基础科学上做出重要贡献的成果,则经常是视而不见。陈景润的工作、胡海昌的工作、周培源的工作等等,都是首先由外国人评价了,中国人才有人说好,这说明我们实际上还缺少评价基础科学成果的能力。其实,一个国家,只有能够客观地评价基础学科中成果的价值,才有发展基础理论的土壤。否则,将永远跟在洋人**后面转。

周培源的一生,很值得我们后辈学子仔细研究和效法。他曾经说,他一生的座右铭是:“独立思考,实事求是,锲而不舍,以勤补拙。” 他的确是这样做的,而且做得那样优秀、那样出类拔萃。他是一位植根于我们自己国家,独立成长的杰出的科学家、教育家。我们每每想到这些,敬重之情怎能不油然而生。

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首次发布时间:2020-11-26
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