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科技人物|周培源|学界泰斗 坦荡君子

周培源 (1902-1993),宜兴芳桥人。曾任全国政协副主席、北京大学校长、全国科协主席、九三学社中央主席,是世界著名的物理学家、中国科学院学部委员(院士)。毕生从事理论物理与流体力学等研究和高等教育工作,也是著名的科学家、教育家和社会活动家,赤诚的爱国主义者和共产主义战士。1993年11月24日在北京逝世。

1902年8月28日,周培源出生于宜兴芳桥后村一个开明绅士家庭。

小学毕业后,不愿学商的周培源先后离开父亲为他选择的南洋商业学校和杭州甲种蚕桑学校,进入上海的一所教会学校——圣约翰大学附属中学就读,1919年由于参加五四爱国运动而被校方开除周培源回到故乡,父亲对他的“惹是生非”十分恼怒,常加责备。他便躲到芳桥附近的潮音寺闭门读书。

一天,他在浏览报纸时无意看到条清华学校在江苏招考5名插班生的广告,便毅然赴宁报考,以第五名的成绩被录取。1919年暑假过后,他只身离乡北上,进了清华校园,迈出了人生道路上决定性的重要一步。

清华学校前身是成立于1909年的游美学务处,1911年易名清华学堂,1912年改称清华学校,它是通过美国退还的部分“庚子赔款”办起来的。

这里优良的环境、一流的师资使其如鱼得水,便如饥似渴地在知识的海洋中尽情遨游。由于他各科成绩优异,一个月后升入中等科四年级。中等科毕业时,成绩名列班级第二,顺利升入高等科。在读高等科三年级时,他把解析几何的方法引入号称“世界三大难题”的“三等分角”的研究,被数学老师郑之蕃评价为创新之举。

一年后,他的科学论文《三等分角二则》在《清华学报》第一卷第二期上发表,初步显露出他在科学研究方面的才华。1924年秋,他以优异成绩毕业,取得留学美国的资格。

周培源原本立志学工,以便将来回国直接为发展祖国工业、加强国防服务,但因爱因斯坦的“相对论”引起整个世界轰动,激发了他对物理的兴趣。

在芝加哥大学他惜时如金,仅用2年时间,累计通过47门课程,取得学士、硕士学位。1927年春,周培源进入加州理工学院攻读博士学位。1928年初周培源尚未毕业,就被导师贝尔推荐参加该年美国数学学会会议,并在会上作“劳伦兹变换的一个新推演”的学术报告,他是与会者中唯一做学术报告的学生。

不久后,周培源又以《在爱因斯坦引力论中具有旋转对称性物体的引力场》的博士论文顺利通过答辩,成为1928年全美数学和物理学领域毕业的49名博士之一,也是留美取得理论物理博士学位的第二位中国人。

就这样,周培源仅用3年半的时间就连克学士、硕士、博士3个学位,完成一般人6到8年才能完成的学习任务,创造了清华留学生乃至中国留学生史上的奇迹,而这个奇迹的创造是靠他一生的座右铭“勤奋”两字实现的。

1928年夏,获得博士学位的周培源继续滞留半年左右,先后在哈佛大学、普林斯顿大学和康奈尔大学作短期访问学习。1928年秋赴欧洲先后在德国的莱比锡大学和瑞士的苏黎世高等工业学校跟从海森堡和泡利教授进行量子力学的研究。不久,应国立清华大学校长罗家伦的邀请,欣然应允回国任教。

1929年,年仅27岁的周培源回到清华园,成为物理系一名才学卓著的年轻的物理学教授,开始了他一生中教书育人、科学研究的最光辉的历程。

在清华的最初十年,他一直从事相对论的研究,并且主讲理论力学,教授相对论、电动力学、统计力学等理论物理课程。他以高度的热忱和责任感教育学生,视学生为亲子,把发展科学和社会进步的希望寄托在学生身上,把自己的知识毫无保留地传授给学生。在教育与研究过程中,他非常关注物理学与相关学科的国内外最新研究成果,并将这些科研成果及时导入教育与研究过程之中,使之贴近世界科技发展的脉动。

1936年,周培源按照清华大学教授执教满5年可以休假1年的规定,将夫人和2个年幼的女儿送回宜兴老家,只身到美国普林斯顿高等工业研究院工作,参加由科学大师爱因斯坦亲自主持、许多年轻物理学家参加的相对论理论研讨班,他亲聆爱因斯坦的教导,并常常与其讨论学术,两人结下深厚友谊。

1937年七七事变前夕,他回到清华园。抗日战争全面爆发后,周培源携家眷在敌人的炮火声中,流离转徙西南联大。面对山河破碎的祖国,他始终坚持一种理想,要以科学为武器,为拯救灾难中的祖国尽力,为此自学了弹道学、空气动力学等理论,并在当时十分恶劣的条件下开始从事他的第二专业——流体力学中湍流理论的研究,希望能在战时国家的国防、航空及水利方面有所作为。

1940年,他在中国《物理学报》上发表《关于雷诺求似应力方法的推广和湍流的性质》一文,在世界上第一个推导出求解脉动量方程和提出求解办法。他的这一研究成果为以后湍流理论研究开辟了一个崭新方向;同时他还发表《论弗里德曼宇宙的理论基础》和《论宇宙空间的球对称性和弗里德曼宇宙的理论基础》两篇论文,从一个新的角度探讨“弗里德曼宇宙”,在广义相对论宇宙论的研究方面又有了新进展,被学术界誉为“半个懂相对论的人”。

1943年,周培源第二次休假至美国。他先在母校加州理工学院做访问教授,继续深入研究湍流理论。没几天,美国移民局为搜罗各国科学家便来通知他加入美国籍,但他婉言拒绝,一笑了之。

这阶段是周培源科学研究的黄金时期,他的研究成果有了更大突破。

1945年,他在美国《数学应用》杂志上发表《关于速度关联和湍流脉动方程的解》的论文,提出湍流运动的两种解,在国际上产生重大影响。这篇文章被国际科学界视为经典,至今仍为人们所引用。周培源被公认为湍流模式理论的奠基人。由于他在湍流理论上的卓越成就,美国政府邀请他参加美国战时科学研究与发展局的科研工作,承担鱼雷空投入水的科研项目,经研究提出了计算鱼雷入水产生的冲击力方程,且为试验所证实。后美国据此设计出水上飞机,这一成果美方视为机密,直至1957年才解密,而周培源自己留的那份研究稿,则在新中国建立后交给了我海军有关部门。

二战结束不久,周培源被邀参加美国军工试验站工作,待遇优厚。由于这是政府科研单位,外籍人员必须加人美籍方可任职。为此,他提出3个条件:第一,不入美籍;第二,只承担临时性任务;第三,有权随时离开。美方破例答应了他的要求。1946年6月,他代表国内中央研究院赴欧洲出席英国皇家学会举办的纪念牛顿诞辰300周年大会和国际科学联合会理事会;9月,国际应用力学大会在法国召开,并成立国际理论和应用力学联合会,周培源参加会议并当选为两个大会的理事。   

1947年,周培源谢绝许多好友的劝说挽留,放弃在美国优越的科研和生活条件,毅然携妻女回到仍然是战火纷飞的祖国。1948年,在他第四个女儿出世一周后,即应邀出席在英国召开的国际应用力学大会和国际理论与应用力学联合会会议。

11月7日,周培源从欧洲返回北平,此时的北平已处于解放的前夜,清华园里都能听到隆隆的炮声。他担任清华大学巡防委员会主任,立即参加护校工作,并为促进北平和平解放做了很多工作。

1949年1月31日,北平和平解放,他冒着寒风,与师生一起骑自行车到前门欢迎解放军,从此,他与中华人民共和国一起开始了新的征程。

新中国成立后,尽管大量的行政、外事、社会工作占去了他的许多精力和时间,但作为一位杰出的科学家,他始终锲而不舍、争分夺秒地坚持做科学研究,在相对论和湍流理论这两个互不相关且极具挑战的领域里辛勤耕耘70年,先后发表论文50多篇,取得卓越的成就,为世界的科学事业做出了不可磨灭的贡献。

周培源在长达大半个世纪的科学、教育生涯中,为国家培养了一大批优秀人才,如:王竹溪、钱三强、彭桓武、钱伟长、林家翘、段学复、于光远、胡宁、郭永怀、杨振宁、张守廉等众多著名科学家,都听过他的课,受过他的教益。

周培源一生胸怀坦荡,从不囿于一已之私利,始终以祖国为重,以人民为上。

来源:科普熊猫  

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