第二节 物理学研究

　　第二节 物理学研究

　　1.物理学研究的主要成就。

　　我国二十世纪上半叶的物理学研究，绝大部分是在国外进行和完成的。这种状况的形成，不仅是因为国内缺乏和平稳定的政治社会环境，缺乏必要的研究经费，而且也是由于国内缺少实验研究所必需的仪器设备，缺少理论研究所必需的资料信息。我国国内的物理学研究，从二十年代后期才逐渐开展起来。

　　然而，无论在国外抑或在国内，我国物理学工作者奋发努力，在纯粹物理学和应用物理学的各个领域，都取得了相当的成就。其中，许多成为我国物理学某领域或某分支学科的开创性或奠基性的工作，有些还在国际物理学界产生过较大影响。

　　下面仅列举若干人物与事项，以简要说明之。二十年代初，叶企孙用X射线法精确测定的普朗克常数值，曾一度为国际物理学界所采用，他也是我国最早开始近代磁学研究的物理学家；饶毓泰研究原子和分子光谱得到重要成果；严济慈在光谱学等方面做了许多研究；吴有训从实验上全面验证了康普顿效应，并开创了我国国内的X射线研究；王守竞把新诞生的量子力学成功地应用于原子分子的研究，其成果受到国际物理学界的重视；施汝为在我国国内最早开始近代磁学的研究；萨本栋在研究交流电机和电路理论方面颇有建树；赵忠尧在1930年最早观察到正负电子对的产生和湮没；张文裕发现μ介子和多种放射性同位素；吴大猷在原子和分子物理以及光谱学等领域的研究成绩卓著；谢玉铭三十年代关于氢原子光谱的研究，事实上发现了在四十年代后期才得到肯定的“兰姆移位”；王竹溪在热力学和统计物理学方面有出色的成就；王淦昌在四十年代初就提出了探测中微子的建议；周培源深入研究广义相对论引力论和宇宙论以及流体力学湍流理论；钱三强和何泽慧关于核裂变的研究，尤其发现了铀的三分裂和四分裂现象，为国际物理学界所公认；陆学善、余瑞璜、钱临照等分别在应用X射线多晶粉末法研究晶体结构和合金相图、X射线晶体分析Fourier新综合法研究、金属晶体的范性形变和晶体缺陷研究等方面作出了出色成绩；葛庭燧在金属物理方面有许多为国际公认的首创性研究；汪德昭、马大猷分别在超声和声纳的研究、房间声学简正波理论研究方面有独创性的成果；王大珩研制光学玻璃和光学仪器贡献很大；钱伟长创立了以三维弹性理论和张量分析法研究弹性板壳的统一的内禀理论；钱学森、郭永怀等在高超声速流，亚声速和超声速混合流动问题研究方面作出了杰出贡献，为空气动力学的发展奠定了重要的理论基础；彭桓武在理论物理研究方面贡献卓著；黄昆在固体物理学领域，特别是晶格动力学方面进行了开拓性工作，等等。

　　大体上说，我国物理学工作者在抗战之前，较多从事实验研究，尤其是在光谱学方面；抗战期间，则大部分从事理论研究，其次是应用光学研究；抗战之后，也较多从事原子核物理学研究。总之，物理学研究比较偏重于理论研究。

　　2.专业研究机构的情况。

　　我国专业性质的物理学研究机构在二十年代后期逐渐建立，其中最重要的有国立中央研究院物理研究所、国立北平研究院物理学研究所和镭学研究所。

　　1928年6月，国家最高学术研究机关——国立中央研究院正式宣告成立。在此之前，3月在上海成立了国立中央研究院理化实业研究所，该所下设物理、化学和工程三个组。7月，三个组独立为三个研究所，国立中央研究院物理研究所遂告成立，由丁燮林任所长。研究所先后建立起南京紫金山地磁台，物性、X射线、光谱、无线电、标准检验、磁学等实验室，以及金木工场。研究所除开展各项研究外，还制造理化仪器，供全国中学和大学及研究机关之用。仅中学仪器一项，至少制成两千六七百套，为促进我国物理科学的发展作出了贡献。1937年抗日战争爆发，物理所内迁，始迁昆明，继迁桂林，再迁至重庆北碚。抗战胜利后，物理所于1946年复迁至上海。同年丁燮林辞职，由中央研究院总干事萨本栋兼任所长。1946年冬议迁南京九华山麓，并将地磁部分并归中央研究院气象研究所。1947年秋，吴有训受聘任所长。同年冬，在南京建成实验大楼，图书仪器遂次第运宁，至1948年3月全部迁竣。新建的实验大楼有图书室、原子核学实验室、金属学实验室、无线电实验室、光谱学实验室、恒温室、以及金工场等。与此同时，二十年间，物理所的研究队伍也有很大发展。1928年仅有专任研究员4人，助理员4人；1948年已有专任研究员7人，兼任研究员2人，专任副研究员3人，助理研究员2人，助理员5人。

　　1929年9月，我国另一综合性的科学研究机构——国立北平研究院成立。该院初期设理化等各部，理化部长由副院长李书华兼任。同年11月物理学研究所成立，属理化部，李书华兼主任。1930年，严济慈被聘为物理学所主任。1932年，北平研究院与中法大学合作创办镭学研究所，亦属理化部，又聘严济慈兼镭学所主任。1935年，该院取消理化等各部，直接设研究所，并改主任为所长。严济慈为物理学研究所所长，并兼镭学研究所所长。同年，镭学所迁往上海。抗日战争爆发后，物理学所内迁昆明。抗战胜利后，物理学所迁回北平。1948年，镭学所改组，分为结晶学研究室（上海）和原子学研究所（北平），前者由陆学善主持，后者由钱三强任所长。物理学研究所设有研究室、实验室、图书室、金工场、光学工场等机构。研究工作主要有光谱学、水晶构造、压电现象、照相片之感光性、地球物理等几个方面。抗战期间，该所主要进行应用光学和应用地球物理方面的工作。为适应战时需要，曾制造最高放大倍数为1400倍的显微镜500余架，供教学、医疗和工业所需；磨制测量仪器（如经纬仪、水准仪等）的光学玻璃部件300余套，供道路和水利测量所需；制造水晶片振荡器1000余具，供后方无线电台及盟军无线电收发报机用；另外，还在云南及贵州进行物理探矿10余处。镭学研究所设有放射学、X光、光谱学等研究室及化学实验室，主要进行放射性元素研究和X光研究。抗战期间，该所力图利用固有设备从事理论与实用问题之探讨，研究范围属于放射学、结晶学和光学方面；另外曾制紫外光灯十数具，以应军令部及当地医院之需求。1934年，物理学研究所与镭学研究所共有专任研究员2人，兼任研究员3人，助理员9人。1948年，物理学研究所有专任研究员7人，镭学研究所有专任研究员4人。

　　继中央研究院和北平研究院建立研究所之后，1932年5 月，军政部兵工署理化研究所成立，其中物理部分设金属、弹道、光学、材料、电学共五个试验室。研究问题包括：特种合金钢的物理性质及其金属组织，钢的热处理与其物理性质及金属组织的关系，各种棱镜的制造，军用通信设备，光感器，无线电遥控器，等等。此外，在昆明和贵阳的兵工署所属工厂，由龚祖同主持设计研制多种军用光学仪器，供抗日前线将士使用。

　　3.大学研究机构的情况。

　　二十年代末，国家批准有条件的大学设立研究部，在教学的同时开展科学研究。清华大学于1929年成立理学院，第二年该校物理系开始招收研究生。此后，物理系着重发展研究部。在短期内建立起了X射线、无线电、光学、磁学等研究室。用于研究的设备和仪器有：X射线设备、γ射线设备、大型电磁铁、石英摄谱仪、示波器、无线电发射与接收设备等。除清华大学外，陆续设立物理学研究部的大学还有燕京大学、北京大学、中山大学、浙江大学等等。

　　抗日战争期间，由清华大学、北京大学和南开大学组成的西南联合大学仍设有研究院，继续开展科研工作。1939年，清华大学成立了无线电、金属、航空、农业和国情普查等五个特种研究所，进行了一些直接为政府军事需要服务的科学研究。叶企孙任特种研究所委员会主任委员。吴有训为金属研究所所长，任之恭为无线电研究所所长，庄前鼎为航空研究所所长，这三个研究所的工作都与物理学关系密切。

　　4.研究刊物及论文情况。

　　我国最早的物理学论文很可能就是李复几的博士学位论文《关于P.Lenard的碱金属光谱理论的分光镜实验研究》 （1907）。至二十年代末期，我国学者在国外刊物上发表的论文全部都是他们在国外进行研究的工作成果。大约1930年左右，我国学者在国内进行研究的工作成果开始见诸于国外刊物。吴有训的论文《单原子气体所散射之X射线》，就是他在清华大学进行的工作，于1930年发表在英国的《自然》（Nature）周刊上，这是中国物理学家将其在国内的研究成果发表在国外刊物上的最早的论文之一。

　　据统计，二十世纪上半叶，我国物理学工作者在国内外发表的研究论文和科学报告总数将近1000篇。它们几乎全部都以外文（英文、法文、德文）发表。大量论文散见于欧洲各国和美国的各种学报或学术刊物，一部分发表在《中国物理学报》上，还有一些刊载于《国立中央研究院物理研究所集刊》、《（国立北平研究院）物理学研究所丛刊》（以上《集刊》和《丛刊》于抗战爆发即停刊）、《国立清华大学理科报告（甲种）》（该报告至1950年共出版五卷28期），以及各大学的学报。