吴有训的Ｘ射线研究与学术价值
1897年，吴有训出生于江西高安。1916年，他考入南京高等师范学校理化部学习。毕业后，凭借优异的成绩，他获得了江西官费留学的机会。1922年1月，吴有训赴美国芝加哥大学，在物理学家A.H.康普顿的指导下开展科学研究。当时，康普顿刚发现了光子与电子相互作用的“康普顿效应”，并遇到了一些学术上的争论。吴有训配合康普顿，以细致周密的实验，为康普顿效应的确认做出了自己的贡献，得到了康普顿的高度评价。1926年，吴有训获得博士学位后回国。
▲吴有训在芝加哥大学的合影
1928年秋，经叶企孙推荐，吴有训来到清华大学物理系任教授。1930年，吴有训代行系主任的职责，1934年被正式任命为系主任。在清华大学工作期间，吴有训和叶企孙一道，坚持一面教学，一面开展科学研究，使清华物理系在短时间内发展成为一个初具规模的物理教学和科研基地。
从1930年到1937年抗日战争爆发前，吴有训在清华大学物理系开展了X射线散射研究，总共在国内外学术刊物上发表了15篇论文，其中在英国《自然》杂志上发表2篇，在美国《物理评论》上发表3篇，在美国《国家科学院院刊》上发表2篇。可以说，这是当时中国物理学家所取得的较好成绩。这些研究当然不只是登上国外顶级期刊那么简单，实际上对于促进当时的物理研究也起到了一定的作用。
▲青年吴有训
1932年，芝加哥大学的沃兰发表了一篇名为的综述文章。在这篇文章中，沃兰三次提到了吴有训在1931年发表的关于X射线散射的研究论文。并且提出：“江赛和吴有训独立地提出了漫散射的理论似乎与实验符合较好。显然，文章刚发表不久便受到了国际物理学界的关注和认可。这也促进了之后一些学者对吴有训研究工作的评价与引用。1934年，英国物理学家兰达尔在其专著中，同样引用了吴有训1931年发表的论文，并且评价到吴有训的方法与与实验结果拟合，令人非常满意。
▲兰达尔专著封面
▲康普顿与康普顿散射
需要指出的是，吴有训在芝加哥大学留学时为“康普顿效应”做出重要贡献，成为杰出的实验物理学家。回国后，受限于国内实验条件，他未能充分发挥实验特长。尽管清华大学物理系条件相对较好，但仍难以开展国际前沿的实验研究。吴有训在无法进行实验工作的情况下，利用清华大学比较丰富的文献情报资源，努力开展了理论性质的研究工作。所以，吴有训取得的这些研究成果是极其可贵的，为那些只抱怨国内研究条件差而不着手进行研究的学者，做出了一个榜样。
除了自己进行X射线研究之外，吴有训还指导黄席棠、钱伟长、陆学善以及余瑞璜等人进行X射线研究。前两位因为抗日战争的爆发没有能够如期完成学业，后两位则在吴有训的指导下取得了一些成绩。1932年，陆学善在在中国物理学会第一次年会上宣读了与吴有训合作的论文，1933年，他又在《中国物理学报》第一卷第1期上发表了他的研究生毕业论文。陆学善后来主要从事晶体物理学和X射线晶体学的研究与教学工作，成为中国晶体物理学研究的主要创始人之一和X射线晶体学研究队伍的主要创建人之一。
▲陆学善（1905-1981）
余瑞璜在南京东南大学物理系读书时就是吴有训的学生，深得吴有训的赏识。1929年余瑞璜大学毕业后即到清华大学任教。在吴有训的指导下，余瑞璜试制了一台康普顿二象静电仪，其灵敏度可测出三个电子，这在国际上都是先进的；1930年他制出了中国第一台盖革计数器。之后余瑞璜更是长期浸润在X射线领域，创立了X射线晶体结构分析新综合法，研制出中国第一台抽气式X光机，成为世界一流的结晶学家。
▲余瑞璜（1906-1997）
可以说，吴有训在清华大学物理系开展的Ｘ射线散射研究工作，不仅得到了国际同行的认可和重视，使国际物理学界首次听到了来自中国的声音，而且通过这些研究工作锻炼了学生，引导他们走到学术前沿，为中国物理学的发展培养了人才。
为什么要进行X射线研究
虽然吴有训及其学生在20世纪30年代在X射线研究方面取得了一些成绩，但不可否认的是，X射线研究当时已不是物理学界的主流方向，因此我们不禁想要知道，为什么吴有训要花大力气在X射线研究以及学生培养上？实际上与当时中国的物理学水平以及社会环境密不可分。
在吴有训开展X射线研究之前，中国的物理学研究还处于起步阶段，缺乏物理学的传统和专门人才。1900～1930年间，中国人在国外获得物理学博士学位的人数仅为25人，实际上在1930年前后，中国从事物理教学和研究的人中只有20个左右具有博士学位。这些人才零星地分布在中国的多个大学和研究机构中，其中在北京大学、清华大学、北平研究院和中央研究院工作的将近一半。科研力量十分薄弱。
▲吴有训绘制的15种元素的X-射线的散射图
以清华大学物理系为例，1926年设立时，教员力量较弱，仅有教授一人、讲师一人和助教三人。物理系培养出来的学生也很少，1929年至1934年间，毕业生人数屈指可数。其他大学物理系的情况基本上同清华大学类似。这些大学的物理系没有学生的原因首先是因为当时中学缺少对学生数理化方面的培养。其次是缺乏中文教材。当然也缺乏合格的物理教师。在这种局面下发展中国物理学，困难是不言而喻的。
不过，当时的中国正流行着科学救国的思潮。以蔡元培为首的一批教育家怀着对科学救国的一腔热忱，竭力宣传高深学术研究。他们认为“我国科学智识之落后，绝非国人智慧之后人”而是由于空谈旧习，未对科学作实际之探讨；要使国家不受“天演之淘汰”，“唯有力倡科学化”。因此他们在实施教育计划时，从大学抓起；而倡导研究则从创办中央研究院开始。这就从大的方面推动了国内科学研究的开展。因此，清华大学按照国家的要求，在开展研究方面走到了全国的前列。
▲1936年，清华大学物理系部分师生在科学馆前合影。第二排左起为周培源、赵忠尧、叶企孙、任之恭、吴有训。其中有13人后来成为中国科学院院士，4人获得“两弹一星”功勋奖章。
清华大学自己也对科研有着大力提倡。1928年9月，在中华民国大学院公布的《国立清华大学条例》中明确规定：国立清华大学“以求中华民族在学术上之独立发展，而完成建设新中国之使命为宗旨”，要求学校“设本科及研究院”，而研究院之宗旨在“训练大学毕业生继续研究高深学术之能力并协助国内研究事业之进展。”1929年7月，物理系在《国立清华大学校刊》上发表声明：自下学年起，概不在外兼课，俾致力于教授及研究。1931年12月，梅贻琦校长到校，在大礼堂发表《就职演说》提到，“办学校，特别是办大学，应有两种目的：一是研究学术，二是造就人才”。
在这些思潮以及政策的支持下，清华大学物理系逐渐具备了了进行科学研究的基本条件。1929年物理系成立研究所之时，仪器设备价值约6万元，到了1934年已经有11万元。在这其中“关于Ｘ光线、磁学及光学之研究设备尤属优良”。除此之外，学校在图书、杂志、经费等问题上都提供了必要的帮助。
▲1934年，清华大学生做物理实验
在这种情况下，从事科学研究，做出研究成果，不仅是科学家的内在需要，也成为社会和大学对科研人员的要求。吴有训作为物理系的教授，责无旁贷地要带头开展科学研究。鉴于当时中国物理学的基础水平以及清华的实验设施，加之自己的留学经历，在X射线方面取得突破就成为了吴有训的最佳选择。最终，国际物理学界也听到了来自中国的生意
吴有训的“学术独立”野望
吴有训在国内的研究工作受到国际同行的重视，对国内的物理学研究产生了很好的促进作用。1935年严济慈指出吴有训“曾著关于Ｘ线散射研究论文一篇寄往英国《自然》杂志发表实开我国物理学研究之先河”。严济慈对吴有训研究工作的评价是恰当的。在1923年之前，中国国内的物理学研究还处在起步的阶段。从1923年到1929年的七年间，国内只零星地开展了4项研究，而且无一发表在国外有影响的学术杂志上。在1930年至1932年的3年中，中国国内开展的研究工作有38项，吴有训的研究工作是12项占了将近1／3。如果考虑中国学者在国内的研究工作发表在国外学术刊物上的情况，那么吴有训的研究工作肯定会更为突出。由于当时国内研究条件的限制，许多学者开展研究的目的只是要使中国有“研究”，在中国可以进行研究。而这一目的又归属于一个最根本的目的，这就是实现中国的学术独立。吴有训的研究工作可以说是“学术独立”在物理学领域迈出的第一步。
学术独立是我国的教育家和科学家在二三十年代的一个共同追求，其目的是为了反对殖民主义、追求民族独立；反对宗教宣传、强调教育独立。处于不同地位的人对于学术独立有着不同的理解，有的更多地着眼于学术独立的政治意义，希望通过学术独立达到“科学救国”的目的。而一些从西方留学归来科学家，由于在国外受到过严格的科学训练，他们认为科学家的研究目的“在求真理是要认识大自然的真面目”。到20年代末以后，随着留学生的增多，在科学界对纯学术的追求逐渐成为主流，科学家们希望以自己的才能和努力去实现中国的学术独立。这一时期他们心目中的学术独立有两层含义：一是学术不依附外国而生存；二是学科的建立和达。清华大学一直把“谋求学术的独立”作为自己的宗旨。1928年9月，在中华民国大学院公布的《国立清华大学条例》中明确规定：国立清华大学“以求中华民族在学术上之独立发展，而完成建设新中国之使命为宗旨”。同年，在清华大学校长罗家伦发表的就职演讲《学术独立与新清华》中，特别提出“学术独立”，要求“中国的学术在国际间也有独立自由平等的地位”。
▲1932，清华校评议会成员合影，前排左起：王文显、叶企孙、蒋廷黻、冯友兰、梅贻琦、张子高、陈达，后排左起：浦薛凤、陈岱孙、杨公兆、吴有训、杨武之、萧蘧
吴有训不仅以自己在国内出色的研究工作为中国物理学的“学术独立”迈出了第一步，而且在国内大力提倡和推进中国物理学的学术独立。吴有训对于“学术独立”，有着自己的一些看法。1931年，吴有训就已经明确提出，“理学院之目的，除造就科学致用人才外，尚欲谋树立一研究科学之中心，以求国家学术之独立”。关于学术独立，吴有训认为“所谓学术独立，简言之，可说是对于某一学科，不但能造就一般需要的专门学生，且能对该领域之一部或数部，成就有意义的研究结果为国际同行所公认，那么该一学科，可以称为独立”。
▲清华大学科学馆，曾长期作为理科教学和实验的场所
1935年，吴有训认为中国的物理学研究已经开始走向独立，他的三个理由是：（1）国内大学对教师学术水平的要求不断提高；（2）专业学会的成立；（3）专业学术刊物的出版。在吴有训看来，有价值的研究成果是学术独立的关键而取得有价值的研究成果又需要三点保证：（1）有一批“独立工作的人”；（2）有一个研究“工作的中心”；（3）造成一种良好的“工作的风气”。吴有训认为，现在国内已经可以开展一些“高深的研究”工作，并且认为这是“国内科学上最重要的一个变迁”。对于清华大学物理系的研究工作，吴有训基本上是满意的，并且认为清华大学物理系也是全国物理学研究的中心之一。
▲1941年，清华大学（西南联大阶段）领导成员合影。右起：叶企孙、冯友兰、吴有训、梅贻琦、陈岱孙、潘光旦、施嘉炀。
清华大学物理系在当时的研究工作主要集中在5个方面：关于物质磁性研究及光学问题由叶企孙教授指导；关于无线电学及电学问题由萨本栋教授、任之恭教授指导；关于理论物理学由周培源教授、任之恭教授指导；关于原子核物理学由赵忠尧教授、霍秉权教授指导；关于Ｘ射线问题由吴有训教授指导。吴有训带领研究生黄席棠、钱伟长、陆学善助教余瑞璜以及同事孙珍宝和胡玉和，在清华大学物理系形成了一个研究Ｘ射线散射的中心。他们的研究包括理论研究和实验研究，涉及Ｘ射线散射研究领域的多个方面。在吴有训的领导下，他们相互协作，共同努力，很快取得了一些为国际同行所公认的成果，为中国物理学的学术独立迈出了至关重要的第一步。可以说，以吴有训为代表的物理学家在中国的学术独立过程中起到了重要的推动和示范作用。
结语
从以上的分析中，我们可以清楚地看到，在1930年前后，吴有训在清华大学开展的Ｘ射线散射研究有着重要的意义：
首先，吴有训的研究不仅仅是“实开我国物理学研究之先河”，而更重要的是，这些研究是中国物理学走向“学术独立”的第一步，为中国科学的“学术独立”起到了很好的推动和示范作用。
其次，通过这些研究工作，吴有训为中国培养了一批高级物理人才。陆学善、余瑞璜、钱伟长等都是在吴有训的指导下，从研究Ｘ射线的散射开始，一步步成为了一代物理学大师。
再次，也是至关重要的一点，吴有训的研究工作为物理学在中国的根植和发展做出了开创性的贡献。在当时，中国既缺乏物理学的传统，也没有足够的从事物理学研究的人才和设备吴有训进行研究工作的困难是不言而喻的。赵忠尧在纪念吴有训的文章中提到，吴有训“最可贵的精神是在于他坚持要让科学在祖国生根的不懈努力和坚定信念”。
可以说，以吴有训为代表的中国老一辈物理学家在当时所开展研究工作的目的，与其说是要去国际上争一席之地，倒不如说在进行一种做学问的示范。只有考虑到当时中国物理学家的主要任务是把物理学作为一个学科从西方引进到中国和争取在中国初步实现“学术独立”的大背景下，吴有训在清华大学研究工作的全部意义才能充分地显现出来。正如钱临照老先生所言中国第一批物理学家“在物理学的发展中可以称之为筚路蓝缕以启山林的拓荒者”。
内容来源：科学学研究，25卷第2期，张逢
