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周培源:一代宗师永流芳
发布时间: 2017-08-08 14:56  来源:
 

  

  1902年8月28日,周培源出生于江苏宜兴县(现宜兴市)芳桥乡后村,他家是书香门第,家境殷实。其父周文伯是清朝秀才,为人正直,很受乡人尊重。周培源三岁半时便入私塾受启蒙教育,在私塾念了四年多后,1910年,一个出过洋的进士在家乡办了一所洋学堂,父亲认为洋学堂比私塾教育进步,便让他转学。辛亥革命爆发后,帝制结束。周父外出经商,年幼的周培源随他离乡,先后在南京、上海等地求学。

  1918年春,周培源考入上海圣约翰大学附属中学,这是美国人办的一所教会学校,收费很高。1919年,“五四运动”爆发,周培源也满怀热忱地参加了上海地区的“五四”运动,但这场运动触怒了校方,开除了几十个学生,周培源是其中之一。被开除后,周培源回到老家自学,因受不了父亲经常的责备,又不愿闷在家中,便常在芳桥的潮音寺内读书看报。某天,他在报上偶然看到一则版面很小的招生广告,得知清华学校(清华大学前身)在江苏省招收5名插班生的消息。

  通过勤学与聪慧,1919年,周培源以优异的成绩考入清华学校中等科(相当于现在的初中)。很多年后,周培源还饶有趣味地回忆道:“那则报上的招生广告只登了一天,而且是非常小的一条消息,居然被我看到。”

  在清华就读期间,周培源对数学产生了浓厚兴趣,并逐渐崭露头角。在读高等科三年级时,他写了人生中第一篇学术论文——《三等分角法二则》,由此开启了长达七十余年的科学研究工作,该文后经数学教授郑之蕃推荐,发表于《清华学报》上。周培源曾写道,郑之蕃是他“青年时期最好、最尊敬的老师”,并称这位老师的教导对他后来“立志一生攻读理论物理学与数学,起了决定性的作用”。

  1924年,周培源从清华学校高等科毕业,并荣获庚子赔款留美基金,随即踏上了异国求学的旅程。

  习理论物理随科学大师

  早在1919年,爱因斯坦的相对论因日食得到证实,引起世界轰动,国内也掀起了介绍和传播相对论的高潮,周培源受此激励,迷上了物理学。他曾抱有“工业救国”之梦,但最终去了有美国“中西部哈佛”之称的芝加哥大学,决心攻克理论物理学。

  彼时的芝加哥大学,有1907年诺贝尔物理学奖获得者的迈克尔逊教授和1923年诺贝尔物理学奖获得者密立根教授,周培源原想跟随这两位在相对论领域卓有建树的学者学习,但由于当时消息不灵通,当他抵校后才知,两人已离校。虽未如愿,他仍异常勤奋地求学,以插班生身份进入数理系二年级,暑假仍选课,很快便修满了学分,做硕士论文,于1926年3月和12月先后获得该校数学物理学学士学位、数学硕士学位。

  在芝加哥大学苦读两年后,1927年初,周培源又到加州理工学院攻博,次年便获理论物理博士学位,并得毕业生最高荣誉奖。从1924年秋到1928年,加上在清华高等科的两年学习,周培源仅用了五年半时间便拿下了学士、硕士、博士三个学位,这在清华学校留学生史上是空前的,也从侧面反映出他在美国求学期间的勤奋刻苦。

  1928年秋,周培源赴欧洲,先后跟随两位日后的诺贝尔获得者海森堡(1932年获奖,量子力学奠基人)、泡利(1945年获奖)从事量子力学研究。1929年9月,在结束了5年美欧求学生涯后,周培源在清华大学校长罗家伦的邀请下回国,成为清华大学物理系最年轻的教授,时年27岁,且是清华大学第一位理论物理学家。在回国与否这件事上,周培源从来没有犹豫过,他曾在给美国朋友的信中十分清楚地写道:“我们这一代人是拿着国家的钱出来留学,我们就是要回来做事。”

  烽烟岁月里潜心教与研

  周培源一生的学术研究主要集中在爱因斯坦广义相对论引力论和湍流理论两个领域。在“九·一八”事变后,为利用科学服务于抗战,他从对广义相对论的纯理论研究转向了有很大应用价值的流体力学湍流理论、空气动力学等,以待机报效祖国。

  1936年—1937年间,利用清华休假机会,周培源赴美国普林斯顿高等研究院,参加爱因斯坦主持的广义相对论讨论班,他是目前仅知的唯一一位在爱因斯坦身边长期从事相对论研究的中国人,并完成了题为《爱因斯坦引力论中引力场方程的一个各向同性的稳定解》的论文,在1937年发表于美国数学杂志上。

  抗战全面爆发后,清华、北大、南开三校辗转迁至昆明,组成西南联合大学,周培源举家随校南迁,为躲避日机频繁轰炸,许多老师被迫安家于离校颇远的城外。周培源选择了西山山麓滇池边龙王庙村一栋小楼,离校约19公里之远,且只有小路。为解决交通问题,他买了匹马,取名“华龙”,周培源骑马成了西南联大校园里一道风景线,还被笑称为“周大将军”。后因物价上涨,他买不起马的草料,只好卖掉,买了辆自行车。

  环境虽艰难,周培源却迎难而上。早在1935年12月,为教育学生学习物理学也能为国防服务,他开设了弹道学课程,在西南联大,他仍开设这门课,何泽慧便是在此时深受老师“科学救国”思想的感召,后赴德读研,专攻弹道学。

  在对湍流理论进行多年研究后,1940年,周培源在《中国物理学报》上发表了《关于Reynolds求似应力方法的推广和湍流的性质》,该文在国际上首次提出需要研究湍流的脉动方程,并用求剪应力和三元速度关联函数满足动力学方程的方法建立起普通湍流理论,为以后湍流研究开辟了一个新方向。周培源不仅吸引了林家翘、郭永怀等人到他身边学习,还激发了西南联大许多学生对流体力学的兴趣。事实上,早在1933年,他便指导研究生王竹溪研究湍流,第二年,王竹溪便在《国立清华大学理科报告》上发表了《旋转体后之湍流尾流》一文。

  1943年,周培源再次赴美休假,回到加州理工学院任访问教授,在这里,他继续深入研究湍流理论。1945年,他在美国《应用数学》杂志上发表了《关于速度关联和湍流脉动方程的解》,进一步完善和发展了他在1940年提出的思想,在国际上产生了重大影响,至今仍被引用。十年后,他所提出的湍流的解在国际上发展为湍流的模式理论,周培源也被公推为湍流模式理论的奠基人。

  后来,周培源还参加了美国国防委员会战时科学研究与发展局海军军工试验站从事鱼雷空投入水的战事科学研究。即便待遇优厚,周培源仍明确提出:不做美国公民;只担任临时性职务;可以随时离去。1947年,周培源举家告别美国优渥的环境,回到祖国,继续执教于清华大学。

  在20世纪50年代,周培源又提出了小涡旋模型,发展了均匀各向同性湍流理论,并于1982年获国家自然科学二等奖。1988年,他又提出了用逐级迭代法代替传统的逐级逼近法,使平均运动方程和脉动方程联立求解变为现实,这一重大进展是国际湍流理论研究中的一大创举,是模式理论的新飞跃。

  而1979年,在阔别相对论领域40多年后,已77岁高龄的周培源赴意大利参加纪念爱因斯坦诞生100周年的第2届格罗斯曼会议,他惊异地发现相对论领域的一些根本问题与40多年前相比无实质性进展,这激发了他重新研究广义相对论的决心。1982年4月,周培源发表了《论爱因斯坦引力场论中坐标的物理意义和场方程的解》等文章,在求解爱因斯坦引力方程方面取得了重要进展,他还常登国内外讲台报告他最新的研究成果,思维敏捷如年轻时。此外,尽管年事已高,周培源仍孜孜不倦地指导研究生,始终奋斗在教育第一线,年近九旬,还招收了一名力学专业的博士研究生。

  

1955年钱学森归国,受到中科院副院长吴有训(右)和北大教务长周培源(中)欢迎
1963年底,周培源在家中与学生黄永念(左一)、李松年(右一)讨论学术问题

  

  社会活动家敢直言进谏

  除了在学术上的卓越成就和杰出教育家身份外,周培源还是著名的社会活动家,他曾任中国科协主席、政协副主席等职,在组织领导我国的学术界活动、推进国内外交流合作方面作出了重要贡献。

  做人要有担当且能讲真话,是周培源奉行一生的原则。他敢直言进谏,早在1956年,在毛泽东召开的知识分子座谈会上,周培源对当时国内学习苏联,将大学的研究力量转至科学院明确表示反对,认为学校也应成为科研重地。这些话,是当时很多人想说却不敢说的。

  而在1981年辞去北大校长职务后,周培源还担任了全国政协副主席、九三学社主席、中国科协主席等职,继续为我国科学技术的发展、推进民主化进程奋斗。

  

1980年3月,周培源在中国科协第二次全国代表大会上与邓小平同志亲切交谈
1987年6月,周培源赴美国波士顿,在“林家翘教授70寿辰学术讨论会”上做学术报告

  

  岁月匆匆易逝,1993年,周培源因病逝世,享年91岁。他虽是学界泰斗,却一生都谦恭有礼。多年前,他曾为爱因斯坦拍照,后来女儿问他,为何不与他合张影呢?周培源说:“他是爱因斯坦,那么伟大,我怎么能站到他身边去呢?”

  所以,当人们谈及周培源,均有口皆碑。陈省身说他是一个豁达而公正的人,是一位杰出的科学家和教育家,亦有高度的行政才能;钱三强说他是自己从事物理学习的好老师……时至今日,周培源仍是许多学子耳边常听到的名字。他桃李满天下,荣誉数不清,但在上个世纪的风云突变里,周培源始终不计荣辱,正直无畏,像大河一样奔突着向前。

 
   
责任编辑: 白理  
 
 
 
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