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查谦

查谦,原名查贵师,字啸仙,物理学家、教育家。

1919年毕业于金陵大学,是华中科技大学第一任校长。1923年获美国明尼苏达大学物理学博士学位。回国后,曾任金陵大学教授,中央大学(1949年更名南京大学)教授、教务长,武汉大学教授、物理系主任、理学院院长。建国后,历任武汉大学校委会副主任,华中工学院筹委会主任,华中工学院教授、院长,中国物理学会理事。是第一至三届全国人大代表。译有《向量分析》、《理论物理》。

查谦首次采用蒸发型铂片研究了光电效应的不对称性,清楚地界定了不对称性发生的条件,消除了因不对称现象而引起的与量子论的矛盾。同时还指出以光电效应方法测定普朗克常数的正确途径。毕生从事教育事业,创建了武汉大学和华中工学院物理系。积极倡导“以实验为基础”的教学和研究方法,为我国培养了许多物理学人才。

1896年11月22日出生于安徽省当涂县小丹阳镇。成长于一个书香门第和官宦之家。养父泾县人查秉钧为前清翰林,曾任道台和知县,为人清廉。辛亥革命后返乡时甚至无以为生。查谦深受家庭环境的影响,形成了正直和不愿做官的性格。

1915年,查谦进入南京金陵大学(1952年并入南京大学)学习。在校3年多,共学习文、理课程15门,平均成绩在90分以上。因查谦属文学院学生,在所学课程中以文科学时为最多,毕业后理应继续进行文科研究或步入仕途,但由于家庭的影响,他自己又认为,“官做不得,学物理可不依赖政治”。故而在赴美留学时,选择了物理学作为主攻方向。

查谦在金陵大学毕业时,正值“五四”运动爆发,尽管当时他已产生了不涉足政治的思想,但在革命浪潮的影响下,他仍然在《时事新报》的副刊“学灯”上发表了两篇文章,揭露当时教会学校的黑暗。毕业后任南京高等师范学校助教。

1920年,查谦赴美,在明尼苏达大学研究院学习。当时在密立根实验室从事光电效应研究,与E.O.劳伦斯(Lawrence)同学。1923年获哲学博士学位。

1923年,查谦回国,经赵元任介绍,到国立东南大学物理系任教授。1923年12月12日东南大学发生火灾,物理系毁之一炬。1925年学校又闹风潮,胡刚复等许多教授离开国立东南大学物理系,查谦继续留在东南大学,对重建物理系做出了重要贡献。1927年查谦回金陵大学任教授。1929年,国立东南大学改名为中央大学(1949年更名为南京大学 ),查谦到中央大学任教授,并曾于1932年兼任教务长,虽在任仅半年,但已显示出他勇于改革的精神。在查谦领导下,曾成立了由11人组成的改革学校行政的小组,对学校应行改革之处提出具体方案,受到校长刘光华的赏识。同年,中央大学又发生风潮,当时教育界某些人企图利用查谦平息这场风潮。查谦态度鲜明,坚决不与他们同流合污,因而遭到教育界某些人的报复,迫使他离开中央大学。

1932年,查谦受排挤来到武汉大学。翌年担任理学院院长,并着手建设武汉大学物理系。该系虽创建于1930年,但办系方向是查谦到校后才明确确定的。1934年后,查谦长期担任物理系主任。他为武汉大学物理系的建设几乎付出了毕生精力。

19381946年,武汉大学西迁乐山。查谦因不服四川水土,于1941年春夏之交举家迁至上海暂住。查谦在1939至1941年期间兼任中华教育文化基金董事会干部处执行秘书。

1946年,武汉大学迁回武昌原址,查谦回到武汉大学物理系,继续担任物理系主任。从此他一心一意致力于科学教育事业,为培养人才不遗余力。1948年,其次子上海交通大学电机工程系学生查其恒在暑假期间不幸在东湖游泳时死去。他化悲痛为动力,更加专心致力于教育事业,并在武汉大学工学院电机系设立了“其恒奖学金”,以鼓励学生奋发上进,努力学习。

1953年,华中工学院成立,查谦被调到该校任教授。1955年开始主持全院工作。他积极认真地管理学校的一切事务,对干部提升、人事更动、每年的预决算、各项经费开支等工作,无一不亲自过问。他说自己的工作作风是“实验室作风”(意即谨慎、踏实的作风)。他领导的校务委员会在全校师生中树立起很高的威信,也为华中工学院严谨校风的形成奠定了良好的基础。他还先后当选为第一、二、三届全国人民代表大会代表。曾任武汉市物理学会第一届理事长、名誉理事长等职。

1975年1月23日,查谦因病在武汉逝世,终年79岁。

当伦琴射线和γ射线通过物质薄片时,有人发现会在该片的两面产生不同的电离效应,可观察到薄片两面射出的光电子的数目和速度的不对称现象。1912年和1913年J.罗宾森(Robin-son)对此现象进行了研究。他发现当铂片的厚度小于10-7厘米时,由出射光所产生的电子的最大速度比入射光产生的大;当铂片较厚时,所产生的现象刚好相反。但他两次给出的出射速度和入射速度之比的最大值不同。1912年发表的值为1.24,1913年发表的值变为1.12。1914年O.斯托尔曼(Stuhlmann)的研究得到的值则比罗宾森给出的比值小。O.W.理查孙(Richardson)和W.F.G.斯万(Swann)各自独立地从量子论进行研究,斯万 还从经典电磁理论加以研究,得到的不对称性预期值的数量级远小于上述实验值,理论与实验不符。

这种“不对称效应”的重要意义:由于实验结果不足以作出这种判断,必须重新进行实验。查谦认为罗宾森和斯托尔曼在实验中使用的薄片都是用阴极射线溅射方法制造的,所用光源是石英汞灯发出的未分解的紫外光,这些可能对实验结果产生了影响。为了得到更精确的数据,不但应该用未分解光、溅射型薄片,还应该用单色光、蒸发型薄片重新进行研究。

查谦的实验结果为:

当用蒸发片时,不论光源是单色光或是未分解光,速度的不对称性均不存在,且与片的厚度、入射光的波长无关。

当用溅射光时,不论光源是单光或是复色光,速度的不对称性均存在,且不随实验中所使用的波长改变。这种不对称性随铂片厚度变化的曲线与罗宾森和斯托尔曼给出的结果相一致。

查谦的实验结果表明,速度的不对称性只有在采用溅射片时才存在,且和光源的单色性无关。这就清楚地界定了不对称性发生的条件。

为了证实实验结果的正确可靠性,查谦又用蒸发片实验数据反过来计算了普朗克常数。其计算结果为:h=6.415×10-27尔格秒,这比1916年R.A.密立根(Millikan)用光电效应方法测定的h=6.547×10-27尔格秒的值仅低2%,完全在允许的实验误差范围内。

查谦的实验澄清了当时光电现象研究中所观察到的不对称现象,消除了因不对称现象而引起的与量子论的矛盾。

查谦在教育战线上耕耘一生,是一位德高望重的教育家。他把在我国高等学校办好物理系作为终生奋斗目标,为我国培养了大批物理学人才和不少有名望的物理学教授。

他注重基础课教学,曾开设普通物理学、热力学等课程。在教学中,认真备课,一丝不苟。讲稿年年重写,不断增补新的内容。

他重视学生在学习阶段能站在科学研究的前沿。除开设基础课外,他还开设统计物理、量子现象、近代物理、理论物理等课程,使学生毕业后便可投入前沿研究。

他大力提倡动手实验,竭力主张改变中国知识分子不愿动手的积习。他曾在全校作报告,分析“劳心者治人,劳力者治于人”这一中国传统所带来的极坏影响,并反复宣传科学实验在科学研究中的重要地位。他还身体力行,开设出多门实验课,购买了许多实验仪器,组建了无线电实验室、近代物理实验室等。物理系注重实验的举措也影响了武汉大学其他系,如生物系注重聘请有动手能力的人才来武汉大学任教等。

他积极推动举办专题讲座。据不完全统计,在武汉大学任教期间,除其他教授的报告外,查谦本人曾作过题为“近代科学的一个贡献”、“国防与科学”、“物质科学之今昔”、“无线电传播”等专题报告。这些报告不仅使学生拓宽了知识结构、增加了对科学的兴趣、了解了科学的价值,而且使教师们也互受启发,加强了他们更新教学内容和形式的意识,推动了全校的教学改革,促进了科学研究。

查谦具有广泛而渊博的知识。他注重科技发展史研究,并有相当造诣。他曾着重探讨过有关科学技术史的两个问题:其一是1600年以来世界科学加速发展的原因,其二是中国近代何以对科学无重要贡献。这两个问题至今仍是科学史研究的重要内容。对于后者,查谦认为主要原因是:1.盲目崇古。2.国人尚清淡,不重实行,不易通过经历与实践,道人之所未道,发人之所未发。3.历代科举取士的结果。4.学者徒知用脑而不知用手。

查谦认为,将科学技术发展史的内容穿插于理科教学或科学知识普及的讲演中,是学校进行文理知识渗透的好形式,并在教学中贯彻执行。这不仅使他的讲课内容丰富、生动,引人入胜,而且也为文理渗透倡导了一种教育模式。

在日本侵略军不断蚕食、侵略中国的过程中,查谦从没有忘记自己是中国人,并处处表现出强烈的爱国心。1935年,他第二次去美国进行科学研究。有一天在餐厅,一位美国人误将他认作日本人,向他握手祝贺说:“恭喜你们的国家又得到一片土地。”查谦非常气愤,未完成预定的研究计划就返回了祖国。1941年底,日军占领了上海的租界。因中华教育文化基金董事会停止工作,查谦失业。曾有人劝他去日本人在上海办的交通大学谋职,查谦宁愿去当家庭教师,也不去为日本人服务。在民族危难之时,他从没有忘记自己的责任。日本侵略军侵华初期,他作过“国耻与我们的责任”的专题演说,号召全国人民团结起来,一致抵抗外国侵略者。他建议,一个大学生无论何科系,都应修一年的“中国近百年史”,使人人明了中国国耻史、人人产生发愤雪耻的志愿。

他意识到自然科学与全民族兴衰存亡至关重要的关系,提出“科学中国化”的口号。其主张是:

第一,把自然科学研究和洗雪国耻结合起来。查谦认为,应把从事自然科学研究看成与到前线杀敌同等重要。研究室中的工作发达了,全国凡百事业才能发达。到了那个时候,无论帝国主义用何种方式来挑战,我们都能集合全民族的体力、智力,与之周旋,而后可以立于不败之地,而后可以有雪国耻之一日。第二,把科学的兴衰与国防实力联系起来。查谦确信,近代的战争已变成科学的战争,要国防的巩固,不能不注重科学。因此提出要国防的完备,不能不先求军队的科学化;要军队科学化,不能不先充实工厂,发展工业。尤需养成全国人对于科学的兴趣,培植大量的科学人才。

第三,要科学中国化。查谦认为,过去数十年提倡科学的呼声虽高,而实效却未大见,盖因科学没有中国化,没有和我们的社会发生联系。

查谦是一位我国教育界有较高威望的老一辈物理学家,他热爱祖国,为祖国教育事业贡献了毕生精力。

On the incident and emergent velocities of photo-electronsemitted from thin platinum films. Philosophical Magazine,1925,49(1):267--272


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