中国物理教育从无到有并达到国际水平的历程——4.民国初年创办大学物理系

Original 2016-10-07 赵凯华 物理与工程

作者简介：赵凯华，北京大学物理系教授，2016年7月获得国际物理教育委员会（C14-ICPE）设立的国际物理教育奖章（ICPE-Medal）。

本文分上中下3篇首发于《物理教学探讨》（月刊）今年的第10期、第11期和第12期。感谢作者的授权和《物理教学探讨》主编廖伯琴教授的支持，本刊将于今年第6期（双月刊）全文转载。值此国庆假期，我们的微信公众号将分8天依次推出赵先生的此篇文章，请读者们先睹为快。文章的正式版本请以将来出版的纸刊为准。

文章共按8段历程展开，本期为第4节。
上篇：
1.鸦片战争与洋务运动
2.甲午战争戊戌变法京师大学堂

3.庚子之变与废除科举兴学堂
中篇：
4.明国初年创办大学物理系
5.30年代物理人才辈出
6.科学救国实业救国
下篇：
7.抗日战争时期教育史上的奇葩
8.四十年代本土科学家的成长

4民国初年创办大学物理系

4.1北京大学

民国元年(1912)京师大学堂改北京大学，大学堂总监督改称校长，严复任校长。从严复起北京大学校长几经更替，1916年12月26日蔡元培被任命为北大校长，次年1月4日到任。蔡先生进行了一系列改革，使北大焕然一新。(1)明定大学的性质。他说：“大学者，研究高深学问者也”“大学学生当以研究学术为天职，不当以大学为升官发财之阶梯。”(2)解聘不称职的教师，聘请有学问热心于研究的教师。“循思想自由原则，取兼容并包之义”。认为“此思想自由之通则，而大学之所以为大也。”他聘请一批具有新思想、了解西方启蒙运动以来的新学说、新理论的学者，对国学的传承和整理、研究也不放弃，尊崇天赋人权，实践理性批判。民主和科学的精神在北大得到发扬，成为我国思想启蒙运动——新文化运动的发源地。面对列强在巴黎和会上对中国的欺凌，作为国家主人翁的北大师生奋起发动五四爱国运动是必然的结果。这种民主和科学的精神互为表里，传遍中国。其核心，诚如陈寅恪先生所说，是“独立之精神，自由之思想”。解放思想，不受任何思想桎梏，独立思考，对已有的理论和观点进行理性的批判和吸收，对不同意见采取尊重和兼容，这是一切学问得以发展和创新的正途。(3)改革学校领导体制，实行民主办校、教授治校。这是蔡先生又一重大贡献。他改革原有的评议会，建立各学科教授会和全校行政会议，采取民主选举的办法产生教授代表。(4)蔡元培在蒋梦麟协助下改年级制为选课制。为学生和青年教师能提前进入研究，开设各学科的研究所和研究(生)院。他还关心美育，招收女生入学，关心刊物出版、学生社团活动、平民教育等。校评议会和系教授会的设立是贯彻教授治校方针的具体措施。蔡元培上任后即改组1915年11月选出的评议会，制定了“评议会简章”，并将简章及新选出的评议员简历上报到教育部，于1917年4月获教育部批准。评议会成员除校长、各科学长外，其余评议员由各科教授互选产生，每科选出2人。1919年10月改为：不分科系，全校教授、副教授互选1/5为评议员。全校重大事项(如教授聘任，财务等大权)均由评议会讨论议决，交校长办理。教授们对这一做法极为视。1924年教育部颁布的《国立大学条例》规定大学中设董事会，董事会由教育总长指派或聘任，其权力高于评议会。北大胡适等10位教授联名反对，几次上书，要求撤消《大学条例》，认为条例“为摧残大学教授制之萌芽，而以校外之官僚财阀组织董事会或理事会，以处理学校之大政。夫大学为研究学术之机关，教授为研究学术之专门人才。今必以研究学术者，听命于非研究学术者，于情为不堪受。”由于这种反对，1929年立法院通过的《大学组织法》中不再有董事会之设置，而只有类似于评议会的“校务会议”，内有由教授互选的代表16人。蔡先生这种“学术自由、兼容并包”的精神和“民主办学、教授治校”的方针奠定了北大的优良传统，后来为清华大学所接受，再经西南联大传承，一直延续到新中国成立。

1912年京师大学堂更名为北京大学后，经科并入文科，格致科改称理科，教学全部照原定方案进行。文法理工农商6科、12学门。学生218人于1913年3月毕业，成为我国最早的大学本科毕业生。其中理科毕业生仅有2人，均属地质学门。1913年北京大学文、法、商、理、工、农理科开始招生，未设实验物理学门，理论物理学门与数学门合在一起招生，一年级课程相同，入二年级时分开，理论物理学门改称为物理学门。3年后物理学门学生5人于1916年7月毕业，其中丁绪宝、孙国封二人赴美留学。 1918年物理学门改为物理系，是为中国大学设立物理系的肇始。物理系是建立起来了，但最初20年规模很小，教授2人(南开大学物理系创办时只有教授1人)，每届学生三五人到十几人。就这么几个教师，一个人开几门课，所有那个时代重要的理论课程(包括刚创立的相对论和量子力学)都逐步开出来了，但实验课就困难多了。经过多任系主任的努力，到了20世纪20年代中叶以后，基础物理的实验课已经相当充实完备了。特别是1921—1925年任系主任的颜任光，他积极争取经费，购买仪器，建立图书室、金工车间和小型修理工场，对物理系的实验建设厥功甚伟。

4.2江南诸校

在北京大学设物理系之后，1919年上海私立大同大学、1920年南京高等师范学校、天津私立南开大学、1924年北京师范大学、1925年清华大学、燕京大学、1926年四川大学、1927年广州中山大学、1928年浙江大学、武汉大学、1930年及以后山东大学、交通大学、安徽大学等等，先后设立数理系、理化系或物理系。到20世纪30年代中期，设立数理系或物理系的高等学校已超过30所。这里我们单说知名物理教育家胡刚复参与的一些学校。

如前所述，胡刚复是1909年首批庚款留美的学生。他1913年毕业于哈佛大学，1914年获硕士学位，1918年获博士学位，旋即回国。鉴于当时国内尚不具备科研条件，他就一心扑在教育上。1918年他在南京高等师范学校任教，并兼职上海大同大学。那时全系只有他一个教授，讲课带实验全由他一人担任。二校在1920年已有供学生用的很好的物理实验室。1921年南京高等师范学校改称国立东南大学。在他的学生中，有一大批后来为中国科学和科学教育作出重大贡献的著名科学家，如南高师的吴有训、严济慈、赵忠尧、施汝为；大同大学的顾静徽、钱临照。1926年胡刚复任厦门大学理学院院长。聘姜立夫(数学)、张子高(化学)、秉志(生物)等主持各系工作，同年，鲁迅亦受聘于文学院，这些知名学者，使厦门大学立时名声大振。

在胡刚复的学生中，我们要特别提到吴有训和赵忠尧。吴有训是1920年南京高师毕业，1922年出国的。他在美国芝加哥大学师从康普顿(A.H.Compton)。1923年康普顿发现，X射线经石墨散射时波长发生细微变化。这是经典物理理论完全不能解释的现象，康普顿尝试用量子论来解释。他的这个发现遭到许多重要的物理学家怀疑。他的学生吴有训把散射物质扩充到15种，重复康普顿散射实验，在精密度和可靠性方面都无可挑剔。康普顿的发现和理论解释得到普遍承认，获得1927年诺贝尔物理学奖。赵忠尧1925年在东南大学毕业，在清华大学任二年助教，1927年自费留美，入加州理工学院师从诺贝尔物理学奖获得者密立根。导师给他一个仪器比较现成的题目他不要，他要了一个独立性比较强的题目：物质对硬γ射线的吸收系数。赵忠尧的实验发现，硬γ射线通过重元素(譬如铅)时吸收系数比康普顿散射的理论公式大40%，即硬γ射线的反常吸收。起初导师密立根不大相信。他们师生当时都不知道，这实际上是硬γ射线经过重原子核时转化为正负电子对造成的。作为学位论文这已经够了，赵忠尧不甘心，进一步努力做实验。1930年他发现伴随着硬γ射线的反常吸收，还存在一种能量等于0.5MeV的特殊辐射。这能量正好相当于一个电子的质量，这种特殊辐射实际上是正负电子对湮没造成的，是正电子存在的重要实验证据。在赵忠尧工作的启发下，他的同学安德森(A.D.Anderson)于1932年在宇宙线的云雾室照片上直接观察到了正电子的径迹，从而验证了狄拉克的理论。为此1936年安德森获得诺贝尔物理学奖。半个世纪后诺贝尔奖评审情况解密，人们了解到，1936年的那次评审会上曾议论过赵忠尧所做的工作，但因另外两组学者发表不同的实验结果，而对赵的工作的可靠性发生怀疑。事后表明，那两组实验工作是错的，而赵的工作确凿可靠。赵忠尧本人对此事始终处之淡然。赵忠尧是敲过诺贝尔物理学奖大门的第一个中国人。

引文格式: 赵凯华. 中国物理教育从无到有并达到国际水平的历程[J]. 物理与工程，2016，26（6）：00-00.

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