简历
1915年10月6日 出生于吉林省长春县。
1935年 毕业于清华大学物理系,获理学士学位。
1935~1937年 清华大学研究院研究生。
1937~1938年 任云南大学理化系教员。
1938~1940年 赴英国爱丁堡大学理论物理系学习,1940年获哲学博士学位。
1941~1943年 在爱尔兰都柏林高等研究院做博士后研究学者。
1943~1945年 在英国爱丁堡大学做博士后研究员。1945年获得英国爱丁堡大学科学博士学位。
1945~1947年 任都柏林高等研究院理论物理研究所助理教授。
1948年 任云南大学物理系教授,同年被选为皇家爱尔兰科学院院士。
1949~1950年 任清华大学物理系教授。
1950~1970年 任中国科学院近代物理研究所、物理所、原子能所研究员兼副所长。
1955年6月 被选为中国科学院数理化学部学部委员。
1961~1962年 任二机部第九研究设计院研究员兼副所长。
1972~1978年 任中国科学院高能物理研究所研究员兼副所长。
1978~1982年 任中国科学院理论物理研究所研究员兼所长。
1980~1982年 兼任中国科学院数理学部凝聚态理论和统计物理学术小组组长。
1982年~ 任中国科学院理论物理研究所研究员兼名誉所长。
彭桓武,幼名彭兆熊,1915年10月6日在长春出生。父彭树棠,字华清,湖北麻城人,以湖北省官费留学日本早稻田大学,攻读法政。回国后在武昌教授法律。后为办延吉、珲春等县主权的对日交涉,被派去吉林,历任延吉、珲春和长春等地的地方官职。在长春卸任后,即安家当地。
1930年彭桓武在吉林毓文中学初中毕业后,随父兄去北平,考取了北平汇文中学,1931年高中毕业后,考入清华大学物理系。在第一学期开始时,他就根据公布的各系、各年级授课时间表,主动为自己选课作了4年的总计划,供逐年参考之用。经过4年学习,获理学士学位,又入研究院两年。6年中,得良师的诱导,有学友的互助,“享水木之栽培,发青春之乐趣”,彭桓武时发新奇的妙想。进一步坚定了探索和理解自然规律的抱负,并为此准备了丰富的物理和化学知识,掌握了熟练的数学技巧。他已初步形成了热爱自然、好学深思、追求真理的性格。
1937年7月7日,抗日战争爆发,清华大学南迁。彭桓武辗转去昆明,在云南大学理化系任教员。1938年秋,考留英庚款,被录取后赴英国,入爱丁堡大学理论物理系,随著名物理学家M.玻恩(Bom)作研究生。1940年以固体理论方面的论文《电子的量子理论对金属的力学及热学性质之应用》,获哲学博士学位。由于第二次世界大战爆发,1941年至1943年彭桓武继续在爱尔兰的都柏林高等研究院做博士后的研究学者(Scholarship),和W.海特勒(Heitler)合作进行介子理论方面的研究,发展了量子跃迁理论,用以处理核碰撞中产生介子的过程,得出了能谱强度,并根据它首次解释了宇宙线的能量分布和空间分布。这就是名扬国际物理学界,以作者哈密尔顿,海特勒,彭(Hamilton,Heitler,Peng)三人姓氏缩写为代号的关于介子的HHP理论。在此理论中已经出现了后来被称为载逊(Dyson)方程的方程。1943年7月他在英国爱丁堡大学作博士后的卡内基研究员(Carnegie fellowship),和玻恩等合作进行场论的研究。1945年以场论方面的论文《量子场论的发散困难及辐射反作用的严格论述》得爱丁堡大学科学博士学位后,又到都柏林高等研究院,在由波动力学创始人E.薛定谔(Schrodinger)任所长的理论物理研究所任助理教授两年,继续作场论中用生成函数方法表示波函数的研究工作,并为了和实验室中介子的人工产生作比较,具体指导来自法国的访问学者C.摩勒特(Morette)对较低能区核碰撞中的介子产生作了更细致的计算。计先后两度在爱丁堡与都柏林两地从事理论物理研究共9年,至1947年底才回国。这9年间,彭桓武经常和蜚声国际物理学界的大师玻恩、薛定谔及海特勒等人共同从事上述各方面的研究,使自己的工作能力和对学术问题的见识与判断能力逐步提高,同时也以自己的创造性劳动对共同的工作作出了重要的贡献。后来海特勒在写到都柏林高等研究所时曾经提到彭桓武:
“……同事中最受热爱的一个是中国人彭桓武……经常的兴致结合着非凡的天才,使他成为同事中最有价值的一个。”
彭桓武也常常感受到同事们对他的启发很有教益。例如,1939年彭曾问玻恩:“为何《原子碰撞理论》这一专著(莫特[Mott]及麻赛[Massey]著)中不考虑入射波与散射波的交叉项?”玻恩以光学实验为喻说:“在散射光处,入射光因受光阑限制,实际上是不会出现的。”玻恩很重视实验和理论的联系,曾谈起哥廷根(Gttingen)大学的物理教授本来是将理论与实验包括在一起的,只是到了聘任他时,才接受他的建议和推荐,首次把教席一分为二,由他与J.夫兰克(Franck)分别担任理论物理和实验物理教授。当彭桓武第二次与玻恩在一起时,知道他与A.爱因斯坦(Einstein)经常有科学书信来往,因而问玻恩:“为什么爱因斯坦那样执着地研究统一场论?”从玻恩的回答以及彼此进一步的讨论,他发现学术观点原来与哲学背景有关。玻恩也坦率地承认这一点。
彭桓武和海特勒在都柏林共同工作时,常听海特勒讲,善于用心算估计数量级来辨别哪些关联是起主要作用的,这种本领标志着物理学家的成熟程度。海特勒还谈到,理论物理在德国由于A.索末菲(Sommerfeld)与玻恩等人广育人才并来往交流才发展较快,贡献也较显著;但在法国,由于诺贝尔奖金获得者L.V.德布罗意(de Broglie)的把持和封闭而导致落后。彭桓武深有所感,认为应当努力学习前者的经验,绝不可流于后者。这点他始终铭记在心,引以为戒。或许这可以解释为什么他回国后不断地开辟新的方向,带出了一批又一批学生,同时为了加强我国的理论物理,不惜花费精力进行许多组织和研究工作,而在工作有了基础后,总是悄然引退,把领导职务逐个地移交给更年轻的科学家。这种作风很可能来源于与海特勒交谈的影响。
彭桓武曾向薛定谔请教研究方法,薛回答很简洁:“分而歼之”。这首次使他意识到作研究与作战之间有很大的相似处。当然,后来他通过自己所从事和指导的工作,对这点体会得更深刻,运用得也更灵活。他常把这一方法形象地比之为“切西瓜”。
总之,与玻恩和薛定谔等的接触,使正当而立之年的彭桓武体会到,他们在物理学诸多领域中研究工作的创造性,与每人对物理规律深刻而有系统的理解以及独立持有的鲜明的学术观点是分不开的。他们之间根本的共同之处,是毕生不懈、虔诚而又务实的追求真理的态度。其实,这也正是彭桓武始终自持并以之诲人的治学态度。
1947年底,在中华人民共和国成立前夕,彭桓武抱着满腔的爱国热忱回到祖国。先在昆明云南大学物理系任教授,开设物性论、高等电磁学和量子力学等3门课,同时开始了关于核力的研究工作。1949年初,天津、北平相继解放,彭桓武绕道香港,经天津到北平清华大学任教授,先后开设普通物理、量子力学及物理方法等课程,并招收理论物理的研究生。1952年10月至1955年6月在北京大学物理系讲量子力学,1954年暑假在青岛由教育部举办的讲习班中为各大学培训了一批量子力学的师资。他讲授量子力学,既注意使学生清晰掌握基本的物理概念,又注意培养学生将量子力学用于解决原子、分子等微观系统中物理问题的能力。他平易近人,和学生亲如朋友,常到学生宿舍谈心,或与学生一起漫步园林,在散步中讨论问题,讲述他的见解。春风化雨,诲人于无形。他曾说过,作研究时要把眼光放开,看到每一条可能走的路,不要局限于一隅,而每一条路又要坚持走到底,这样得到的结论(不管是正面的还是反面的)才有可靠性。平时他常常提到“作最多工作”的原则。
1955年10月以前,他的研究工作主要是将量子力学应用于原子核这一多体系统,特别是包含2~4个核子的轻核系统,利用有关轻核(2H,3H,3He及4He)的基态结合能、2H核的虚态能级以及核子—核子散射的周相等有关实验数据,来探索核力的形式和处理核多体问题的方法。这一工作在当时是走在国际前列的。它一方面可以说是彭桓武在国外关于介子问题研究的继续,另一方面也标志着他把注意力转向原子核物理和核能应用的开始。在他指导下先后参加这一工作的年轻人有云南大学的唐懋荧(1949),近代物理研究所的金星南和张继恒(1950年)、黄祖洽(1951年),以及他在北京大学的研究生周光召和严肃(1952~1955年)。从1953年到1955年,他还在物理所理论物理室主持了一个核理论的讨论班,集体学习和讨论核物理中的理论问题。在进行核理论和量子化学理论等基础研究的同时,他也注意研究解决工业生产中提出的实际问题。早在50年代初期,他就应邀到我国最大的钢铁基地鞍钢,当时鞍钢拟采用快速加热钢锭的新工艺,以提高生产效率,但又遇到产生裂缝的问题。彭桓武针对这一生产上的需要,探讨了高温加热中钢锭的安全直径问题。他的巧妙的安全直径理论值和实验结果一致,为我国高温热处理第一个规程的制定提供了依据。
1955年10月至1956年4月,他参与由钱三强带领的实习团去前苏联学习反应堆理论。从此,一直到1972年11月,他的主要精力放在发展我国原子能事业所需要的培养青年干部、理论研究和学术工作上。1956年上半年,他和黄祖洽合作,在物理所举办了为期一年的反应堆理论训练班,学员近20人,为中国培养了第一代反应堆理论研究员。1956年10月至1957年5月,在北京大学技术物理系开设反应堆理论与核工原理两门课程,为中国的原子能事业培训了大批青年力量。1962年9月至1964年6月,他在中国科技大学一系讲授流体力学并指导毕业班的补充讨论,使听课的学生在学习原理之外,进一步接触到实际问题的解决途径。
50年代后期和60年代前期,他参考过去前苏联专家提出的一些意见和苏联原子能研究所学术组织体制,结合当时中国原子能研究所的实际情况,指导研究所的职能部门进行研究,对全所的科研工作进行了整顿,将它们归纳为10个方面,即反应堆及核动力研究、放射化学研究、分析化学和废水处理、中子物理及有关技术、同位素分离、热核反应、原子核及基本粒子物理、电子学和探测器、同位素制备及其应用、辐照卫生及防护等。在反应堆及核动力研究方面,在他的学术指导下,更具体而合理地组织了关于反应堆的理论、实验和工程设计工作的科技队伍,加强了彼此之间的协作。为了使我国第一个重水堆在建成启动后不断提高反应堆运行的质量,使它在科研和干部培养上更好地发挥作用,他在1959年第二季度组织了一系列学术讨论会,组织与反应堆有关的各研究室人员参加,要求负责反应堆各个系统运行的科技人员提出报告,说明运转中的经验、遇到的问题和改进的意见,并由大家进行讨论。经过这些生动的学术活动,不仅提高了堆工作者的水平,引发了他们深入钻研有关业务的兴趣,而且也为以后这个重水反应堆改建提出了方向,奠定了基础。同一期间,他和金星南合作,在该所培养并组建了一支计算数学队伍。作为核工业部核临界安全小组的第一任组长,他亲自参与并带领全组解决了核燃料生产和加工过程中所遇到的一系列临界安全问题。在核武器研制方面,他运用强有力的理论手段把复杂的方程组予以简化,完成了原子弹反应过程的粗估计算,划分了反应过程的各个阶段,提出了决定各阶段反应过程特性的主要物理量,对掌握原子弹反应的基本规律与物理图像起了重要的作用。在探索氢弹理论设计原理的过程中,他更发挥了自己深刻的理论洞察力和民主讨论的学术领导特长,引导更年轻的同志进行物理机制和力学规律等各方面的研究。在解决以上这些重要问题中,彭桓武以自己的科学实践为榜样,引导和培养造就了一批优秀的年轻科学工作者,其中有不少被选为中国科学院的学部委员。
1978年,彭桓武调任中国科学院理论物理研究所所长之后,有感于培养理论物理后继人才的需要,于同年10月至1979年6月为中国科技大学研究生院开设理论物理课程。1980年,他鉴于凝聚态物理对我国科学发展和国民经济的重要性,在各种学术讨论会上大力倡导,并参与组织了科学院数理学部的凝聚态理论和统计物理学术小组,被选为该小组的第一任组长,致力于推动这门学科在中国的普及和发展。1982年2月,又在北京大学物理系讲授分子反应动力学,借以在国内提倡化学物理这门新兴的交叉学科。近年来则在有关学术会议上大力提倡生物物理的研究,就如何开展这方面的工作提出自己的看法。
他在国外和国内发表了论文30余篇,其中在国外发表的有固体理论论文3篇,介子理论与场论论文15篇,国内发表的有核理论论文4篇,理论物理和物理论文9篇,其中“包含界面条件在内的变分近似法”一文对解决一些实际问题中遇到的活动边界问题,得到了应用。1985年由中国学术出版社出版了他的论文选集。该选集目录中也包括了未入选各文的题目。
彭桓武1945年曾因关于场的量子力学和统计力学的一系列探索性工作而与玻恩共同获得英国爱丁堡皇家学会的“Macdougall-Brisbne奖”。1948年被选为皇家爱尔兰科学院院士。1955 年6月被选为中国科学院学部委员。1982年,由于对原子弹、氢弹设计原理中的物理力学、数学理论问题取得突出成果作出了重要贡献,他领衔和其他同事一起获得了国家自然科学一等奖。
彭桓武曾当选为第一、二、三届全国人民代表大会代表和第五届全国政协委员;并被选为中国物理学会与中国核学会的名誉理事。但他却常常提醒自己:回避荣誉。1982年以后,他辞去了理论物理研究所所长的职位。这种“功成不居”的品德,充分体现了彭桓武是一个伟大的科学家、真正的人。他那爱国主义的精神,多作贡献的实践,科学求真的态度,学术民主的方法,奖掖后进的用心和淡泊名利的胸怀,成为我国年轻一代科学工作者的榜样。
(黄祖洽)
参考文献
[1] 彭桓武.水木常青,自强不息.清华校友通讯.1981
[2] 冯媛,陈东.“不知名”的著名科学家——记理论物理学家彭桓武.人民日报,1985年6月28日第三版
[3] 彭桓武.易地三处的中学生涯.科学家,1987,5
[4] 黄祖洽,周光召,彭桓武.中国大百科全书,物理学Ⅱ.北京:中国大百科全书出版社,1987.826~827
[5] 李觉,雷荣天,李毅等.当代中国的核工业.北京:中国社会科学出版社,1987
[6] 黄祖洽.彭桓武传.中国现代科学家传记1.北京:科学出版社,1991.146~153