吳大(英文:Wu Ta-You,1907年9月29日-2000年3月4日),筆名洪道、學立,出生于廣東番禺(今番禺區(qū)),祖籍廣東省肇慶市高要縣水坑鄉(xiāng)(今廣東省肇慶市鼎湖區(qū)水坑村),著名物理學家、教育家,美國密歇根大學的文學碩士和哲學博士,被譽為“中國物理學之父”“孔子式的物理學家”“系元素研究的先驅者”,曾任臺灣“中央研究院”第六任院長。
吳大猷于1929年在南開大學物理科學學院畢業(yè),1933年獲美國密歇根大學博士學位,1933-1934年,吳大猷在美國作光譜學、原子和原子核物理學方面的研究,次年回國并先后任教于北京大學、四川大學、國立西南聯(lián)合大學等高校。1946年,吳大猷出國考察,并先后在密歇根大學、哥倫比亞大學、加拿大國家研究院、普林斯頓高等研究院、洛桑大學等任教或從事研究。1948年,吳大猷當選為“中國臺灣中央研究院”院士,后于1957年當選為加拿大皇家學會院士。1967年,吳大猷返回中國臺灣主持科學發(fā)展規(guī)劃,并擔任“科學指導委員會”主任和“國科會”主任,每年冬夏假期在臺四五個月。1978年,吳大猷從紐約州立大學退休后定居臺灣,之后擔任“中研院”第六任院長,1992年夏天,吳大猷回到大陸出席國際物理學術會議,同時還應邀參加在北京舉辦的“中國當代物理學家聯(lián)誼會”,北京大學和南開大學分別授予他榮譽教授、名譽博士。1994年1月,吳大猷從中國臺灣“中研院”辭職,后于1997年開始每周分別在臺灣大學和清華大學新竹分校演講。2000年3月4日下午,吳大猷病逝于臺灣大學醫(yī)學院附設醫(yī)院,終年九十四歲。
吳大猷主要從事原子分子的結構和光譜、高能中子質子散射理論、氣體及等離子體理論的研究,著有《多原子分子的結構及其振動光譜》《氣體和等離子體運動方程》《理論物理》七卷、《量子力學》等著作,為北京大學物理系的建設和發(fā)展以及中國物理人才的培養(yǎng)做出了巨大的貢獻,《中國物理學之父吳大猷》的作者丘宏義評價“在中國物理界中的影響力之大,恐怕是獨一無二的”。
人物經歷
早年經歷
1907年9月29日,吳大猷出生于廣東番禺(今廣東省廣州市番禺區(qū))的一個官宦家庭,祖父吳桂丹被稱為“粵東時賢第一人”,是清代光緒十五年(1889年)的進士,光緒十八年(1892年)被授予翰林院編修和記名御史,父親吳國基是前清光緒二十七年(1901年)的舉人,曾被派遣出使菲律賓,母親是關嘉娥。吳大猷四歲喪父,沒有親生兄弟姐妹,一直由母親撫育成人,在母親的嚴格管教下,他從小就性格規(guī)矩而偏內向。1913年,吳大猷跟隨母親遷居天津市,后又返回家鄉(xiāng)番禺。
教育經歷
1920年,吳大猷畢業(yè)于番禺區(qū)高等小學,后考入廣府中學,次年吳大猷的伯父吳遠基在天津創(chuàng)辦“旅津廣東學校” ,吳大猷隨即同伯父赴津,并進入天津市南開中學讀書。1925年夏,吳大猷在南開中學讀至高二時,因自覺家境不好且天資有限,便以“同等學力”考入南開大學礦科,一年后,礦科因資金抓缺而停辦,吳大猷改入物理系,在當時的物理學教授饒毓泰[ráo yù tài]門下學習。1929年,吳大猷畢業(yè)留校并擔任理學院一年級物理實驗助教,講授近代物理學和力學,吳大猷也成為中國自行培養(yǎng)的第一代物理本科畢業(yè)生。
1931年春,經饒?zhí)┖?a href="/hebeideji/7161295814260965409.html">清華大學葉企孫的推薦, 吳大猷獲得由中華教育文化基金會提供的乙種研究獎學金,赴美國密歇根大學物理系求學研究,在密歇根大學期間吳大猷聽過戈德斯密特(Goudsmit)的量子力學和烏倫貝克(Uh'en beck)的相對論量子力學和統(tǒng)計力學課程,同時吳大猷還在物理系主任蘭德爾(H.M.Randall)的實驗室從事紅外光譜研究,把紅外光譜儀的直線狹縫改為彎形,提高了它的分辨能力。1932年至1933年6月,吳大猷先后獲得文學碩士、哲學博士學位,并再次得到中基會乙種研究獎助金,繼續(xù)留校做博士后研究,從事天體物理方面日冕光譜的理論分析等。
科研經歷
國內任職
1934年夏秋之際,在饒毓泰的召喚下,吳大猷就任北京大學物理系教授,至全面抗戰(zhàn)之前的三年內主要從事原子物理的理論工作,共發(fā)表論文約十四五篇,此外在吳大猷的建議下北大、清華物理系與北平研究院物理研究所組成聯(lián)合物理研會,每月輪流做東舉行,開中國物理學研討會先河。1936年9月,吳大猷與南開大學物理科學學院的學妹阮冠世結婚。全面抗戰(zhàn)爆發(fā)后,吳大猷先是到成都市擔任四川大學中英庚款講座教授,不久離職并到昆明市的國立西南聯(lián)合大學任教。1938年秋,吳大猷在西南聯(lián)大創(chuàng)作《多原子分子的振動光譜及其結構》一書,并完成17篇科學論文,又翻譯了一本尤金·維格納關于群論的書,期間他教過電磁學、近代物理、古典力學、量子力學等課程,楊振寧、黃昆、胡寧等人都是他的學生。
講學歐美
1945年秋,吳大猷與華羅庚受到軍政部部長陳誠、次長俞大維的約談邀請,吳大猷提出創(chuàng)立研究機構,立即選派數(shù)學、物理、化學等學科優(yōu)秀青年出國研習。提議獲準后吳大猷等人各自挑選兩名學生出國進修,但由于內戰(zhàn)爆發(fā)而中斷創(chuàng)立研究機構的計劃。1946年夏,吳大猷先后到英國、土耳其、美國和加拿大考察,期間和周培源、趙元任一起赴倫敦出席由倫敦皇家自然知識促進學會舉行的牛頓誕辰三百周年紀念大會,會后赴美國進行科學考察,到美國后吳大猷先任密歇根大學的客座教授,與烏倫貝克合作研究核散射理論,并講授“分子結構”課程,之后又至哥倫比亞大學進行原子束分子束的實驗工作,并講授“原子物理”課程,到紐約大學講授“量子力學”課程。
1949年秋,吳大猷受邀擔任加拿大國家研究院(National Research council of Canada)的純粹物理研究所主任(理論物理組主任),任職期間他利用博士后基金廣攬物理學人才,邀請包括中國青年物理學家胡寧、馬仕俊在內的大批青年才俊前來研究, 更邀請保羅·狄拉克、詹姆斯·查德威克、莫特、湯川秀樹等數(shù)十位大師演講授課。1956年,吳大猷應胡適之邀,首次赴臺任中基會講座教授,介紹學生楊振寧、李政道、吳健雄的重大發(fā)現(xiàn)“宇稱不守恒定律”,次年出席“中研院”會議,并向當局建議制訂學術發(fā)展長期規(guī)劃,后在胡適的推動下成立“國科會”,具體制訂科學發(fā)展規(guī)劃。1957年,吳大猷當選為加拿大皇家學會院士。
1958-1959年,吳大猷到普林斯頓高等研究院從事研究七八個月 ,之后他到瑞士洛桑大學講學半年,期間從事氣體和等離子體運動論的研究。1963年,吳大猷辭去加拿大國家研究院的職務,赴美國擔任布魯克林區(qū)理工學院教授,在太空及氣體動力學研究所講氣體運動論。1965年,吳大猷任紐約州立大學布法羅分校物理與天文系主任,期間他與李榮章合作發(fā)表文章,對相對論中的“時鐘佯謬”問題做出了重要推進。
晚年生活
1967年,吳大猷應蔣介石之邀,返回中國臺灣主持科學發(fā)展規(guī)劃,并擔任“科學指導委員會”的主任和“國科會”主任,每年冬夏假期在臺四五個月 ,期間他勸說蔣介石停止發(fā)展核武器計劃,支持原子能和平利用,同時建議設立原子能委員會管理核能研究,以免軍方擅權用于軍事發(fā)展,因此與蔣經國產生矛盾。1978年,吳大猷從紐約州立大學退休后定居臺灣。1979年,吳大猷擔任臺灣當局教育主管部門科學教育委員會主委,致力于初中高中的科學教育改革。1983年,“中研院”第五任院長錢思亮突然去世,吳大猷以他的聲望與人望接近全票當選院長第一候選人,蔣經國雖有意直接控制科技政策,只得任命吳大猷為院長。次年吳大猷又出任臺灣“中華教育文化基金會董事長”。1991年,吳大猷與前美國總統(tǒng)布什榮密歇根大學的榮譽博士學位。
1992年夏天,吳大猷在李政道的陪同下回到大陸,出席楊振寧主持的國際物理學術會議,同時還應邀參加在北京舉辦的“中國當代物理學家聯(lián)誼會”,與中國著名物理學家嚴濟慈、周培源、趙忠堯、王淦昌及海外著名華裔物理學家楊振寧、李政道、吳健雄等受到黨和國家領導人江澤民、楊尚昆、李鵬等接見并合影留念。北京大學授予他榮譽教授的稱號,后南開大學也授予其名譽博士的學位,同年7月13日,吳大猷被聘為國立西南聯(lián)合大學北京校友會名譽會長,其舉動不斷受到中國臺灣方面“立法委員”的質疑。1993年5月3日,吳大猷從上午九時到晚上八時(中午休息兩小時)在“立法院”預算審查會議上受到民進黨“立委”的嘲諷和侮辱,被論者名為“吳大猷院長最長的一天”。
1994年1月,吳大猷從中國臺灣“中研院”辭職,卸職后他接受李政道建議,于1997年開始每周分別在臺灣大學和清華大學新竹分校演講,講述20世紀上半葉中國物理學的發(fā)展,并以演講稿為基礎,補充資料整理成書。1998年,吳大猷應周光召的邀請,以私人身份訪問大陸,順便回老家肇慶市探親,同年榮獲“霍英東獎金”杰出獎,次年3月13日,吳大猷因感冒和支氣管炎進入臺大醫(yī)院,不久出現(xiàn)腎衰竭現(xiàn)象。2000年3月4日下午,吳大猷病逝于臺大醫(yī)院,終年九十四歲。
主要成就
吳大猷先生學識淵博、學術造詣精深,是國際著名的物理學家,他的研究工作涉及原子、分子結構及其光譜、等離子體及其動力學理論、核物理、天文物理、統(tǒng)計物理、散射理論及相對論等領域,尤其在原子和分子理論、散射理論和統(tǒng)計力學方面有獨創(chuàng)性。他關于后元素的理論預言、原子光譜中后來被稱作“吳態(tài)”的研究、錒系金屬的研究等,都具有世界性的影響。
原子和分子理論
吳大猷在原子和分子的一般理論方面做出了重大貢獻,他的兩項研究為后來的工作開辟了道路,一項是關于重原子f態(tài)的計算,1933年他在《物理評論》上分別發(fā)表了題為《最重元素的低態(tài)》《兩個最低點的特征值問題重原子f態(tài)的量子虧損》兩篇重要論文,在第一篇論文中他預言了中性的93號原子的正常態(tài),至少包含一個5f電子,因而有可能存在一個類似于周期表中稀土族元素系,從1940年以后的鈾后元素分別以各種方法被發(fā)現(xiàn),證實了吳大猷的科學預見;在第2篇論文中,他討論了前人沒有討論過的具有兩個不對稱的最小值位勢的量子力學問題,他用 WKB(Wentzel─Kramers─Brillouin)近似的方法求解了波動方程的本征值,并將結果用于某些原子能態(tài)的計算,特別適用于說明量子虧損。
吳大猷在原子光譜方面的另一項工作被瓦施尼(Y.P.Varshni)稱為“吳態(tài)”,1940年吳大猷發(fā)表了《論原子光譜的 附線和閉殼層電子激發(fā)》和1944年發(fā)表的《輕原子2電子和3電子組態(tài)的非正常的變化能》兩篇論文,在這兩篇論文中吳大猷論述了現(xiàn)稱之為“多重激發(fā)態(tài)”的兩種情況。“多重激發(fā)態(tài)”是指第一電離電勢以上的激發(fā)態(tài),可區(qū)分為兩種類型:一種是起因于庫侖相互作用的自離化,壽命短;另一種雖說也是由庫侖相互作用的自離化,但這不是一般選擇所允許的,而是通過某些其他通道離化,壽命很長,這后一種類型的多重激發(fā)態(tài)又可分為兩種情況:(1)可以通過輻射衰變到第一電離電位以下的激發(fā)態(tài);(2)不能通過輻射衰變到基態(tài)或第一電離電位以下的激發(fā)態(tài),但它們是多重態(tài),可以衰變到它們中的最低態(tài)。吳大猷首先計算了這后一種類型的第二種情況,于1967年由費爾曼(P.Feldman)和諾威克(R.Novick)用實驗證實。
散射理論
對于散射理論,吳大猷通過原子和分子的電子碰撞和雙重激發(fā)研究作出了貢獻,他關于氦的雙重激發(fā)能態(tài)研究已被高爾登(W.Crotrian)列入電子——原子散射共振研究的早期貢獻。1947年,吳大猷發(fā)表的《電子激發(fā)的分子振動》論文中詳細討論了電子和氫原子碰撞的三體問題以及核子同核碰撞等散射問題,改進了近似方法,給出了精確的計算,后來他和大村充合作出版了這一領域研究的專著《散射的量子理論》。
統(tǒng)計力學
在統(tǒng)計力學方面,吳大猷把躍遷概率的概念同不可逆過程聯(lián)系起來,為嚴密表述和深入理解不可逆過程的時間方向性也做出了功績。關于不可逆過程有兩類理論:如擴散方程、納維喬治·斯托克斯方程、熱傳導方程等;另一類是微觀理論,借助統(tǒng)計方法和分子的力學定律構造描述宏觀不可逆性的理論,唯象理論的直觀經驗性不能令人滿意,路德維希·玻爾茲曼(L.Boltzmann)和約西亞·吉布斯(J.W.Gibbs)的統(tǒng)計理論雖然能夠在幾率的意義上理解氣體趨向熱平衡的不可逆過程,但是宏觀不可逆性和微觀不可逆性的矛盾總是難以消除。
1961年,吳大猷發(fā)表了《論時間箭向和不可逆過程的理論》,他把玻耳茲曼理論中的差S2-S1=k(ln W2- ln W1)中的W定義為 Wk(t)為一個系統(tǒng)t時刻處于態(tài)k的幾率,而 Wi(t+Δt)為它在t+Δt時刻處于態(tài)i的幾率,并且Aik是t時刻的態(tài)k到t+Δt時刻的態(tài)i的躍遷幾率。他證明了 Aik的逆矩陣 Aik-1是無幾率意義的。因而表示逆單過位程時的間Wk(t)=∑ Aik-1Wi(t+Δt)不成立,當引進一個的躍遷幾率αik,Aik=αikΔt,就可以導出時間反演不變的運動方程和熵不減少定律,并且可以推廣為不可逆過程的量子理論。
社會職務
主要論著
吳大猷自1933年至1990年共發(fā)表科學論文120篇,計有原子物理28篇、分子物理23篇、核結構8篇、散射理論15篇、等離子體和氣體運動論13篇、統(tǒng)計力學8篇、天體和大氣物理12篇、相對論3篇、交叉學科10篇,此外還出版了16本專著和教材,包括《多原子分子的振動光譜及其結構》《量子散射理論》《氣體和等離子體運動方程》《理論物理叢書》七卷、《量子力學》《相對論量子力學和量子場》《狹義和廣義相對論引論》《近代物理的物理學和哲學基礎》《物理學簡史和哲理》 《物理學簡史》 。
論文
專著
榮譽獎項
榮譽稱號
所獲獎項
人才培養(yǎng)
吳大猷對中國物理學的貢獻體現(xiàn)在他培養(yǎng)了一代代物理學人才上,比如楊振寧、李政道、林家翹、胡寧、黃昆等十余名后來的知名物理學家,此外他的《多原子的結構及其振動光譜》是當時分子光譜學領域最早的幾部專著之一,也是許多后來知名的分子光譜學家的啟蒙教材,他的一套七卷本的《理論物理學》影響了后世幾代物理學家。
編著教材
指導學生
北大時期
1935年-1936年,吳大猷在北大物理系期間,承擔本科力學、電磁學課程,以及研究生的原子光譜課程。
西南聯(lián)大時期
在西南聯(lián)大任教的8年期間,吳大猷主要負責的科目為電磁學、近代物理、古典力學、量子力學等。
人物評價
物理學家、諾貝爾物理學獎李政道評價:“吳老師為了中國的科學和教育事業(yè)獻出了他畢生的精力,尤其是他對臺灣科學發(fā)展盡心盡力,做了極大的貢獻。吳老師為人正直、誠懇、坦誠、熱情、治學嚴謹。他一生忠實于中華民族的文化發(fā)展,他承繼了我們固有的道德傳統(tǒng),發(fā)揚了近代的科學進步。吳老師他不僅是著名的、極有權威成就的、世界級的大物理學家,而且他就是莊子贊揚的真人,他有的知識是真知,他是我們的大宗師。”
吳大猷的傳記作者丘宏義評價:“(吳大猷)他在中國物理學界中的影響力之大,恐怕是獨一無二的。他是孔子式的物理學家,孔子的言論由弟子記錄而成《論語》,影響中國社會兩千余年,吳大猷在這一點上和孔子一樣,通過他的學生們影響了中國的物理界。”
著名物理學家朱光亞評價:“吳大猷先生畢生獻身科學研究和教育事業(yè),為中國科學技術和教育事業(yè)的發(fā)展作出了重大貢獻,在世界物理學界享有盛譽。吳大猷先生不僅是一位優(yōu)秀的科學家,還是一位卓越的教育家,他在70多年的學術生涯中,從未脫離過教育工作,他對學生十分負責,授課內容深入淺出,講述透徹,在教學中他總是不斷致力于把學生領入新的科學領域,培養(yǎng)學生進取與嚴謹?shù)膶W術作風。”
中國著名物理學家楊振寧評價:“吳教授從美國得到博士學位后,自30年代中開始在北京大學教物理學,就是他把新的、革命性的‘量子力學’帶到中國,要知當時中國學量子力學的是絕無僅有的,所以吳教授在北平、后來在昆明所教育出來的學生,后來在中國物理學界發(fā)生非常大的影響。”
江澤民同志評價:“吳大猷先生畢生獻身科學研究和教育事業(yè),為中國科學發(fā)展做出了重大貢獻,在世界物理學界享有盛譽。吳先生關心國家統(tǒng)一,致力于民族富強,并且為海峽兩岸科技學術交流做出了杰出貢獻,為兩岸同胞所贊譽。”
民革中央聯(lián)絡部韓汝琦評價:“吳先生的一生是為中國學術、科學、人才效力的一生……吳先生一心想的就是國家的昌盛、民族的復興、人類的發(fā)展。”
人物關系
人物軼事
由于吳大猷思想敏捷、言談幽默,“中國臺灣”一家出版社的記者稱他為“老頑童”,吳大猷十多年來一直獨居于臺北市廣州街的科導會,每天上午到植物園散步半小時、三千步,或在家騎健身自行車,然后上午九點動身到臺北南港的“中研院”,中午十二點至下午一點再回科導會,中午常常煮七個水佼吃,工作累了就拿出電子琴彈一首經典樂曲,樂在其中。吳大猷最愛看的電視節(jié)目除了新聞報道和分析外,還有《飛狼》《超人突擊隊》這一類純娛樂性的影片;吳大猷認為“讀書的另一方面,是單純?yōu)楂@得些知識和休息娛樂” ,因而他主要閱讀歷史傳記、武俠小說和偵探小說(包括阿瑟·道爾的夏洛克·福爾摩斯和克里斯蒂的赫爾克里·波洛),他從不看言情小說、科幻小說和純“文學”小說,也從不讀廣告。
后世紀念
1991年,為紀念密歇根大學物理學校友和榮譽理學博士吳大猷,“中國臺灣”密歇根大學校友會慷慨捐贈“吳大猷講座”。
2001年3月,中國臺灣“中央研究院物理研究所”四樓吳大猷紀念館落成。
2002年,“中國臺灣當局”以吳大猷(1907年-2000年)為名設置“吳大猷先生紀念獎”,目的是為表揚青年研究人員,以及紀念吳大猷對發(fā)展科學與技術研究的貢獻,每年度由“科技部”各學門召集人提名各學門中于學術表現(xiàn)杰出之42歲以下年輕學者,經由部長與評審委員確認獲獎者,得獎者獲頒獎牌一面以及獎金。
2002年11月由臺灣“吳大猷基金會”主辦的首屆吳大猷科學普及著作獎頒獎,大陸作者王元的《華羅庚傳》獲金簽獎。
2008年2月27日,由“中國臺灣”國立中央大學鹿林天文臺發(fā)現(xiàn)“小行星256892”,該行星以吳大猷的名字命名。
2008年6月7日上午,由中國物理學會、中科院數(shù)理學部、中國高等科技中心、北京大學和南開大學聯(lián)合舉辦的吳大猷先生誕辰100周年紀念會,在北京人民大會堂隆重舉行。
此外,吳大猷在肇慶市的舊居被列入肇慶市政府第五批文物保護單位。
參考資料 >
吳大猷 中國物理學之父.南開大學新聞網.2024-01-16
吳大猷:孔子式的物理學家.南開大學新聞網.2024-01-15
真人真知吳大猷.清華校友總會 .2024-04-03
清德宗光緒33年8月.臺灣歷史數(shù)位圖書館.2024-01-16
文化灣區(qū) 044期 | ?肇慶吳大猷:中國物理學之父.新浪看點.2024-04-03
關於吳大猷博士.吳大猷學術基金會.2024-01-23
物理學的歷史和哲學.豆瓣讀書.2024-01-16
吳大猷在西南聯(lián)大.光明數(shù)字報.2024-01-16
古典動力學.豆瓣讀書.2024-01-16
理論物理(第2冊).豆瓣讀書.2024-01-16
理論物理 第三冊 電磁學.豆瓣讀書.2024-01-16
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熱力學、氣體運動論及統(tǒng)計力學.豆瓣讀書.2024-01-16
理論物理(第6冊).豆瓣讀書.2024-01-16
理論物理(第7冊).豆瓣讀書.2024-01-16
郭永懷:把生命獻給我國核事業(yè).中國科學院.2024-01-25
楊振寧.清華大學高等研究院.2024-01-16
李政道 中國科學院院士.北京大學.2024-01-16
朱光亞.中國工程院.2024-01-23
永遠的吳大猷.清華校友總會.2024-01-16
Ta-You Wu Lecture.University of Michigan.2024-01-16
歷史總體介紹.“中央研究院物理研究所”.2024-01-16
恭賀!本院杰出年輕教師榮獲“科技部”110年度吳大猷先生紀念獎.“國立臺灣大學電機資訊學院”.2024-01-16
吳大猷第一屆科學普及著作獎《華羅庚》.中國科學院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院.2024-01-23
通向吳大猷獎的歷程.中國科學院.2024-01-23
中大發(fā)現(xiàn)小行星 以吳大猷命名.中國時報.2024-01-16
吳大猷先生誕辰100周年紀念會在北京人民大會堂隆重舉行.中國物理學會.2024-01-23