曾在居里实验室工作的严济慈与钟盛标
- 肖明波
- 2月4日
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我在翻译美国著名科学作家达娃•索贝尔(Dava Sobel)新作《玛丽•居里的元素》(The Elements of Marie Curie)的过程中,一直有个不小的遗憾——虽然居里实验室为中国培养了好几位杰出的科学家,但是因为叙述的主要对象和侧重的时间段之故,书中没有提及他们中任何一人的姓名或事迹;而这几位科学家在居里实验室的学习经历和研究成果,却对中国科学发展产生了不可估量的重要影响。他们的研究涵盖了原子核物理、放射化学、晶体物理、水声学和光谱学等多个前沿领域,为中国相关学科的发展奠定了坚实的理论和实践基础。他们的科研成就不仅推动了中国科学技术的进步,还在国际科学界为中国赢得了尊重和声誉。更为重要的是,他们将在居里实验室学到的知识和经验带回祖国,为中国培养了大批优秀的科研人才,不仅保证了两弹一星工程的成功实施,还为中国科学事业的长远发展注入了源源不断的动力。于是,我广泛参考多种图书资料和在线资源,为这本译作撰写了一个长长的附录,介绍郑大章、施士元、钱三强、何泽慧和杨承宗等几位中国科学家在居里实验室的学习、研究经历及其对中国科学发展的推进,并写到了居里夫人和居里实验室对严济慈、钟盛标、汪德昭和劳君展等著名学者所产生的深远影响,以期读者对居里实验室形成一个更为完整和深刻的印象。在撰写这个附录的过程中,我注意到严济慈先生在其中发挥了核心作用。本文重点介绍严济慈和他曾经的助手钟盛标——一位出生于新加坡并在南洋大学工作过多年的著名晶体物理学家、光谱学专家。
一
1901年1月23日,严济慈(Ny Tsi-Zé)出生于浙江省东阳县横店下湖严村一户贫寒农家。父母看他聪明好学,就节衣缩食供他读书。严济慈学习刻苦,成绩优异,先后以第一名的成绩考上东阳中学和南京高等师范。在大学里,法国留学回国的数学家何鲁对他的一生产生了深刻影响。何鲁除了在课堂上教严济慈学习数学知识,还给他打下坚实的法文基础,并推荐他在上海商务印书馆出版了《初中算术》和《几何证题法》两书。大学毕业后,严济慈决定赴法国留学——“我是在何鲁、熊庆来先生的支持下到法国留学的。我没有官费,是靠自己两本书的稿费、暑期学校教课的酬金,再就是岳父和老师的资助自费留学的”。1925年7月,在巴黎大学的夏季考试中,严济慈拿下三门主课文凭,其中普通物理名列第二,获得巴黎大学硕士文凭。一年之内完成三门主课获得硕士学位,巴黎大学史无前例,这让他一举成名。严济慈也因此得以进入法国著名的光学科学家、巴黎大学理学院教授夏尔•法布里(Maurice Paul Auguste Charles Fabry,1867.6-1945.9)的实验室,开展物理学研究。
导师法布里教授安排给严济慈做的博士论文课题是,从实验上测出晶体压电效应反现象的准确数据,从而验证它的存在。 1 这是居里兄弟和伦琴等人曾试图解决却一直没有成功的大难题,因为其变化太微小,用机械法难以测定。考虑到这个课题与居里夫妇有关,严济慈在1925年走进了居里夫人主持的镭学研究所,想向她请教并借用其亡夫皮埃尔•居里早年用过的石英晶体片。居里夫人热情地接待了他——详尽地解答了他的诸多问题,而后郑重地把自己丈夫皮埃尔• 居里使用过的石英晶体样品交给他,用作研究材料。在居里夫人的关怀下,严济慈仅用了一年多时间,就用单色光干涉法测量,解决了这个难题,并写出博士论文《石英在电场下的形变和光学特性变化的实验研究》。1927年6月,严济慈成为第一个获得法国国家科学博士学位的中国人,也因此和居里夫人与居里实验室结下了不解之缘。按照法国政府规定,荣获国家科学博士学位的人将同时获得高等职务的任命,不过这一规定仅限于法国公民。但严济慈不仅没有遗憾,反而归心似箭,因为中国有他的亲人师长,还有等他等待了四年的未婚妻张宗英女士。
1927年秋天,严济慈在回国前,将郑大章推荐到居里夫人那里作博士研究生。郑大章因此成为居里夫人招收的第一个中国学生,也是她唯一亲授放射化学博士的中国学生。在居里夫人的精心指导和亲切关怀下,郑大章进步飞速,科研能力得到了极大的提升。1933年12月,以居里夫人为主席的巴黎大学理学院答辩委员会,一致通过郑大章的博士论文《放射性矿物中钋铀比的稳定性研究》,并给予“最优等”的评价,郑大章成功获得法国国家理化博士学位。如今,郑大章的照片仍然挂在居里博物馆的墙壁上。1935年初春,郑大章满怀报效祖国的热忱,踏上了归国的旅程。回国后,他便应严济慈的邀请,投身到国立北平研究院筹建镭学研究所的工作中,从零开始,逐步搭建起了镭学研究所的基本框架。郑大章在中国放射化学领域的开拓性工作,为后来中国发展核事业奠定了坚实的基础。
严济慈在回国的船上,认识了画家徐悲鸿。徐悲鸿为严济慈画了一幅肖像,并题写了一行法文小字:“致我的朋友严济慈——科学之光”。之后几十年,这幅画一直挂在他的书房里。严济慈一生与光结缘,从事的研究多与光学相关,并取得了光彩夺目的成就,后来所育七子一女,也是人人名中带“光”。1935年严济慈当选法国物理学会理事时,徐悲鸿又给他画了两幅画,一幅是马,另一幅是喜鹊登梅。
回国一年间,严济慈在大同大学、中国公学、暨南大学、南京第四中山大学这四所大学当教授,经常往返于上海和南京。但严济慈只教了一年书,还清了留学时欠的债,就选择再次出国。1928年11月,严济慈在中华教育文化基金甲种补助金资助下,携夫人同往法国。“我再次去法国,一方面是因为当时时局很不稳定;另一方面,我认为在20年代末期,中国的科学研究还没有开头……我第二次出去,是要使自己更充实,使科学在中国的土地上生根。”
严济慈第二次赴法进修期间,先是在巴黎大学法布里物理实验室做研究,1929年又进入镭学实验室工作,帮居里夫人安装调试刚购置的一架显微光度计,并用它做了一些研究中的干涉测量工作。在居里夫人的指引下,严济慈洞悉了当时世界上最为前沿的现代物理学发展趋势,从而明确选定了自己今后的研究方向。离开巴黎前,居里夫人向严济慈表示,愿意送给他一些放射性氯化铅,以支持他在中国开展放射学研究工作。严济慈1930月12月回到北平研究院,担任物理研究所所长,并遵照居里夫人的意见,创立了镭学研究所,自任所长。居里夫人随即给严济慈寄来一些含镭的盐的样品和放射性氯化铅,并就镭的使用条件和计量等问题做了具体的说明和指导,还希望它“旗开得胜,逐步发展成为一个重要的镭学研究所”。

听闻居里夫人去世的噩耗后,严济慈含泪写下四千多字的祭文《悼居里夫人》,发表在1934年7月20日的《大公报》上。他在文中悲痛地写道:“居里夫人一世光荣其功存宇内,将与日月共垂不朽。今兹殂谢,固不仅法国失一物理学家已也。”文中特别提到,居里夫人“恭为一般青年科学家指领研究的途径。那种简朴的起居,谦和的态度,同恬淡韬晦,谆谆善诱的情况,凡曾亲列夫人之门墙者,类能道之”。他认为居里夫人逝世,对全世界是一重大损失,尤其对正在起步的中国。文章结尾,他期盼中国青年受居里夫人精神感召,不再朝夕留心航空奖券、崇拜电影明星,“从此埋头苦干,肆力科学,以拯救我危如累卵的古国,而解放苦若倒悬的人类”!后来,他又发起并组织北平学术界召开了盛大的居里夫人追悼会。当时还编集了一本线装铅印本《居礼斯克渥多斯喀夫人荣哀录》,由中波文化协会于1935年印行,开明书店寄售。
事实上,严济慈与居里一家关系良好。居里夫人的侄子莫里斯•居里,在1931年4月29日还给严济慈写过一封信,查询一份据称来自中国的放射性样品的指标。后来,严济慈与伊雷娜•居里和约里奥-居里也保持了长期的联系和交往。1950年10月,严济慈作为中国代表团的一员,出席在波兰华沙召开的第二届保卫世界和平大会。大会主席就是钱三强的导师约里奥-居里,会场在华沙总统府。开会期间,约里奥-居里特意从主席座位绕到严济慈的座位后,为严济慈与波兰领导人作了介绍,并请严济慈去他的住所畅谈。严济慈在晚年还专门写了一本普及读物《居里和居里夫人》,赞颂居里夫妇为科学献身的崇高品德和伟大贡献,而且终生视居里夫人和朗之万(Paul Langevin)为恩师。

北平八年,是严济慈一生中安心做科学研究的重要阶段。他在实验室条件下对臭氧吸收光谱的研究、臭氧对紫外线吸收系数的测定,震动国际物理学界,测定的系数被学界称为“严济慈系数”。从1925年到1938年,他一共发表了53篇论文,除两篇在《中国物理学报》上发表,其余都在法国、英国、美国、德国的权威学术刊物上发表。严济慈后来经常说这样一句话:“一个人最能干、最好的时间是30岁前后,绝不应该压制年轻人。”在研究的同时,严济慈还悉心栽培年轻人才——带着他们做研究,教他们外语和专业知识,到他们能独立做研究时,就将他们送到欧洲去留学。整个20世纪30年代,北平各大学物理系考选出国留学生时,为了平衡各大学之间的利益,不在大学教书的严济慈命题了大多数的考试,包括中英、中美和中法庚款考试。钱临照、李国鼎、彭桓武、王大珩、郭永怀、钱伟长和钱三强等被录取的优胜者,后来大都成为了优秀的科学家。
1932年,严济慈参与创建中国物理学会。居里夫人逝世后不久,严济慈、苏联的卡皮查与约里奥-居里等,在1935年同被选为法国物理学会理事。严济慈曾多次推荐青年助手给约里奥-居里,先后推荐钟盛标、钱三强和杨承宗进入居里实验室。1937年5月,严济慈启程第三次赴法国,他这次有三项任务:一是出席法国物理学会理事会、参加导师法布里教授的退休庆祝会;二是作为北平研究院院长李石曾的助手参加国际文化合作会议;三是将钱三强引荐到巴黎大学。严济慈到巴黎一个星期后,震惊中外的“卢沟桥事变”爆发。在国际文化合作会议保护各国古代文物议案的讨论中,他走上讲坛强烈谴责了日本侵略者。9月,严济慈带领日后的“中国原子弹之父”钱三强,来到巴黎大学居里实验室,将他介绍给了实验室新主任、居里夫人的长女伊雷娜•居里。
严济慈的言行给他本人和他在北平的家人带来了危险,他临时决定不在上海而是在香港上岸,经越南到昆明,并决定将北平研究院物理研究所搬迁到云南。从北平到昆明,研究所搬迁过程中仪器、书籍多有丢失,无法做研究。于是,应军政部兵工署要求,严济慈带领研究所职工生产了大量战时仪器,这是中国第一批自制光学仪器。1948年3月,严济慈当选为第一届中央研究院院士、北平科学工作者协会理事长。
中华人民共和国成立后,严济慈先后担任中国科学院办公厅主任兼应用物理研究所所长、中国科学院东北分院院长、中国科学院学部委员、中国科学技术大学副校长、“九三学社”中央副主席。文革后,又出任中国科学院院长、中国科学技术大学校长,1979年还和李政道联合发起、领导创建中美联合招考赴美物理学研究生项目(CUSPEA)。1991年8月30日,严济慈被授予了“法兰西荣誉军团军官勋章”。1996年11月2日,严济慈在北京逝世,享年95岁。
二
我偶然在严济慈内侄女张沪载于《炎黄世界》1994年第4期的《严济慈与居里夫人一家》中读到,严济慈在1936年还推荐过一位名叫钟盛标的助手进入居里实验室。此前,我曾在网络上广泛搜索,也用各种AI工具协助查找过,竟然一直没有找到这方面的信息。我据此查资料知:著名晶体物理学家、光谱学专家钟盛标(Paul Shin-Piaw Choong),1908年出生于新加坡,三岁曾回梅县家乡注册登记身份。
他出生的年代,恰恰是新马华文教育开始走向兴盛的时期:19世纪末,康有为在新马倡导新学;1904年清政府采取了维新派的主张进行教育改革,建立新学堂,此风南渐,新马华侨会馆、社团纷纷创办新式学堂,许多私塾相继为新式学堂所取代。应新学堂就是在这样的背景下,由嘉应会馆于1906年创办的,钟盛标先生也成为了这所早期华文小学的学生。1919年,陈嘉庚联合多所华文小学的总理,打破省府、帮派界限,倡办全侨性中学——新加坡南洋华侨中学,该校二战前被称为南洋华侨的最高学府。小学毕业的钟盛标恰好升学进入华侨中学,成为首届毕业生。
1924年在华侨中学毕业后,回国考入北京大学预科攻读物理。1930年毕业于北京大学物理学系,毕业后到清华大学任物理系助教。1931年至1934年,跟随严济慈先生到北平研究院建设物理研究所,担任助理研究员。其间,严济慈在钟盛标的协助下,于1932年采用照相光度术方法,精确测定了臭氧(O3)在全部紫外谱带(即215-345纳米)的吸收系数,并发现了若干新光带。光谱学是当时物理学比较前沿的研究领域。最早的工作包括严济慈与钟盛标合作完成的臭氧紫外线吸收光谱研究。1929年春,巴黎国际臭氧会议有重新测定臭氧在3000-3450埃的吸收系数的决议,严、钟两位在实验室模拟条件下,以氩管为光源,用大号水晶分光仪摄臭氧吸收带,再经过摩尔显微光度进行分析,得出了更精确的结果。1933年,国际臭氧委员会将他们测定的吸收系数定为标准值。这项成果被世界各国气象学家每日用来测定高空臭氧层厚度变化达30年之久。
工作三年后,钟盛标申请到庚子赔款的中法基金前往巴黎大学深造。1934年进入法国巴黎大学研究光谱学。他1936年在严济慈的推荐下进入巴黎居里实验室担任研究员,研究原子核物理。1937年获法国国家科学博士学位。

抗日战争爆发,钟盛标提前回国,1938年回到已经南迁上海的北平研究院物理研究所任研究员。1941年上海沦陷,他又随研究所西迁到昆明。抗战期间他的工作是支援国防科研(主要在昆明的北平研究院物理所从事晶体物理学研究),有时也在西南联大、云南大学授课。他主要研究水晶的腐蚀图样及其应用;电场作用以及紫外线辐射对水晶腐蚀的影响;镭射线对各种水晶的赋色效应以及这些水晶的光学性质等等。他利用实验得到的水晶新腐蚀图样,发现了确定水晶轴向的新方法。这对于在抗战时期困难条件下通讯器材的研究有很大的帮助。
1945年,顾建中与杨桂宫、胡维箐三人合力筹办云南大学物理系,聘请钟盛标任系主任。抗战胜利后,傅斯年先生代胡适主持北京大学,钟盛标被邀请加盟北大,于是就此辞去北平研究院工作,准备举家搬迁到北京。年底,钟盛标从昆明到北京时,绕道广州回梅县老家向年迈的父母道别。当时中山大学校长及理学院院长挽留钟盛标留在家乡工作,盛情难却之下,他放弃去北大,决定留在广州。在中山大学任教期间,钟盛标还在珠海书院与岭南大学兼课。在此期间,他有两个得意门生,何鹤寿(广东兴宁人)与庄树人,都是1948年中山大学物理系毕业的。
钟盛标教授在此期间从事水晶腐蚀之电场效应的研究,发明测定水晶电轴与其极性的新法,并发现极具学理价值之新结晶缺点两种。此项研究结果在英美等国专业杂志发表,颇引起各方重视。伦敦大学自然历史博物馆特请求钟盛标教授赠予水晶腐蚀图片数种籍供陈列。1948年,钟盛标教授《医用紫外灯之制造》获教育部1946-1947年度应用科学类著作发明奖,奖金1000万元。
1949年初傅斯年先生任台湾大学校长,又邀请钟盛标帮他去主持台大理学院。因此在中山大学主持物理学系三年多后,钟盛标到台湾,任台湾大学物理系教授。1955年转到台中东海大学任物理系主任,曾一度兼任台大理学院院长。从回国学习到留在战时的祖国工作,到随同国民政府到台湾,这是那个时代华侨知识分子祖国认同、报效祖国的表现。上世纪50年代,钟盛标从实验上发现了用于检测水晶晶体缺陷的两种新方法,即放电法和碱金属蒸气腐蚀法。用这种方法可以检测水晶内由于亚微观掺杂而产生的缺陷。这种以物理方法检测水晶晶体缺陷的方法,为地质学家和矿物学家所关注。
钟盛标在1956年到新加坡南洋大学执教,直到1974年。他在南洋大学执教18年,这是他一生中任职最久的大学。他亲历了该校的初创及发展时期,为这座在中国本土以外全球唯一以华文为教学媒介的大学做出了诸多贡献。钟盛标在南洋大学期间,因学问渊博、教学认真,甚得学生爱戴,还曾任理学院院长兼物理系主任。1970年南洋大学增设研究院后,钟盛标任自然科学研究院物理研究所所长,直至离职。
1974年离职后,钟盛标移居加拿大埃德蒙顿市,与移居加拿大的南洋大学校友保持密切来往。1992年,加拿大南洋大学校友发起在多伦多主办第一届全球南洋大学校友联欢会,钟教授夫妇到多伦多出席联欢会。2000年,因年纪大无法出席在温哥华举行的第七届全球南洋大学校友联欢会。钟盛标于2001年8月辞世。
钟盛标夫妇育有三男二女,其中两个儿子是美国麻省理工大学的博士。为纪念钟盛标教授,其子钟赐贤博士于2001年在北京大学捐资设立了钟盛标物理学教育基金,本金人民币100万元,为不动本基金。2014年,钟赐贤先生及夫人夏晓峦博士,又以钟盛标先生之名向中山大学捐赠人民币100万元,设立教育基金,以促进中山大学物理学及核工程领域教学与科研的发展,鼓励中山大学的学生奋发学习。2019年4月2日,钟赐贤先生偕同夫人向华侨博物院,捐赠关于其父钟盛标先生相关图片资料13件,及新加坡华侨中学百年校庆相关实物资料7件。
作者为独立撰稿人
1 皮埃尔•居里和他兄长雅克•居里于1880年发现压电效应后,加布里埃尔•李普曼认为该效应应该是可逆的——不仅某些晶体在受到机械应力时会产生电荷,而且对这些晶体加上电荷同样也会导致它们在结构上发生机械变化。1881年,居里兄弟证明了李普曼是正确的,这就是所谓的“居里对称原则”。保罗•朗之万后来将压电技术应用于以声呐探测潜艇的问题。如今,从喷墨打印机到石英手表,从扫描探测显微镜到电吉他的各种设备都依赖于压电特性。
2 1949年中华人民共和国成立后,英殖民政府不再允许新加坡华文中学毕业生回中国深造。为满足每年从华校毕业的大批青年学生的升学愿望,酝酿筹设一所华文高等学府的情势随而产生。1953年,新加坡福建会馆主席陈六使发起成立南洋大学筹委会,筹创一所以华语为主要教学媒介的大学。1955年南洋大学开始招生。林语堂在该校刚创立时担任过几个月校长。著名散文家、翻译家、英文教育家钱歌川,1971年时也曾在该校担任过一年多的教授。1980年南洋大学被合并、停办,总共只存在了25年,这段堪称华文教育奇迹的历史也渐被尘封。













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