嚴濟慈：中國科學院學部委員(院士)、物理學家
來源：????時間：2009-10-16嚴濟慈(1901年1月23日—1996年11月2日)，出生于浙江東陽。物理學家。1955年被選聘為中國科學院學部委員(院士)。1948年加入九三學社。九三學社第一、二屆中央理事會理事，第三、四屆中央委員會常委，第五、六、七屆中央委員會副主席，第八屆中央委員會名譽主席。
嚴濟慈，其父嚴樹培，依靠種田養(yǎng)活一家人。嚴濟慈從小聰明好學，父母節(jié)衣縮食供他上學。他7歲入本村私塾，13歲在縣城宏道小學畢業(yè)，14歲入東陽中學。1918年夏，以第一名的成績考入南京高等師范學校。1923年畢業(yè)于南京高等師范學校數(shù)理化部和東南大學物理系。1923年秋，他利用為商務印書館編書的稿酬及他的老師何魯、胡剛復、熊慶來三位教授的資助，赴法國留學。1925年獲巴黎大學碩士學位。1927年，他完成了題為《在電場作用下石英的變形及其光學性質(zhì)變化實驗研究》的論文，獲法國國家科學博士學位。1927年8月，他旋即回國，同時受聘擔任上海大同大學、中國公學、暨南大學和南京第四中山大學的數(shù)學、物理學教授，并兼任中央研究院理論實業(yè)研究所籌備委員。
嚴濟慈是我國現(xiàn)代物理學研究的開創(chuàng)人之一，是我國光學儀器工業(yè)奠基者之一。他是我國研究水晶壓電效應第一人，精確測定了居里壓電效應“反現(xiàn)象”，發(fā)現(xiàn)光雙折射效應；系統(tǒng)研究了水晶圓柱體施加扭力起電現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)水晶扭電定律；深入研究了堿金屬蒸氣等光譜，發(fā)現(xiàn)軸向?qū)ΨQ的分子有效截面數(shù)值和費米—萊因斯伯格方程不符，并為原子物理學中的斯塔克效應等提供了豐富的實驗證明；精確測定了臭氧紫外吸收系數(shù)，被世界各國氣象學家用來觀測高空臭氧層厚度的變化達30年之久；研究了壓力對照相乳膠感光性能的影響，發(fā)現(xiàn)壓力能減弱乳膠感光性能；抗日戰(zhàn)爭期間在昆明領(lǐng)導開展應用光學研究，研制成大批軍用、醫(yī)用光學儀器設備，并被授予勝利勛章；編著了從初中到大學的多種教科書，兩度執(zhí)教于大學，培育了我國幾代科技人才。為了謀求科學研究在中國土地上生根，同時為了更加充實自己，1928年冬，嚴濟慈再度赴法國，先后在巴黎大學光學研究所和法國科學院大電磁鐵實驗室從事研究工作，并到M居里(Curie)夫人的實驗室?guī)椭惭b調(diào)試顯微光度計和做測試研究。1930年底，嚴濟慈回國前夕，居里夫人送給他一些放射性氯化鉛，以支持在中國開展放射學研究工作。
1930年底，嚴濟慈回到北平，任國立北平研究院物理研究所專職研究員兼鐳學研究所所長，直至1949年。在他主持下，學術(shù)氣氛濃厚，研究成果累累，年輕人才輩出，聞名國內(nèi)外。1931年秋，他在平津地區(qū)主持接待法國著名物理學家P郎之萬(Langevin)教授來華考察和講學，并接受他的建議，與李書華、梅貽琦、葉企孫、吳有訓教授等一起，于1932年創(chuàng)建了中國物理學會。
20世紀30年代是嚴濟慈科學生命力最強盛的時代，他在壓電晶體學、光譜學、地球物理學以及壓力對照相乳膠感光的效應等方面都做出了重要成果。1931年初嚴濟慈主持北平研究院物理研究所后，即在錢臨照的協(xié)助下，率先開展壓力對照相乳膠感光性能影響的研究，于1932年發(fā)表了這方面的第一篇論文。他是我國科學家中第一個在國內(nèi)工作在《法國科學院周刊》發(fā)表學術(shù)論文的。他發(fā)現(xiàn)壓力能減弱照相乳膠感光性能，壓力愈大，效應愈顯著，其數(shù)量關(guān)系為E/E’=f(P)，E為照相片在壓力P下得光密度d所需之光照度，E’為不受壓力下得d之光照度。實驗證明，P＜200千克/厘米2時，E/E與P成正比例。還發(fā)現(xiàn)，光波愈短，這種效應愈不明顯；如用γ射線為光源，則反之，壓力愈大，效應愈不明顯。這項研究吸引了一些科學家相繼開展工作，如德國H巴克斯東(Bckstrm)教授就運用嚴濟慈創(chuàng)造的實驗儀器和方法進行研究，發(fā)表了論文“靜壓力對照相乳劑感光性之影響”。這項研究與工業(yè)生產(chǎn)、民生應用和科學實驗有著密切的關(guān)系。當時對照相乳膠感光性能尚少理論研究，按現(xiàn)代晶體缺陷理論也許能解釋壓力效應。1933年9月，北平研究院院長李石曾教授特邀嚴濟慈到上海世界社演講，介紹這項成果，并撰文稱其“為國學中光學之發(fā)明而為國學之光”。高空大氣中臭氧層的多少和分布影響地球的環(huán)境和人類的健康，而且對氣象學中氣旋和反旋的產(chǎn)生有著很大影響。1929年春，巴黎臭氧會議決議，要重新精確測定臭氧層紫外吸收系數(shù)。嚴濟慈在鐘盛標的協(xié)助下，于1932年采用照相光度術(shù)方法，精確測定了臭氧在全部紫外區(qū)域(即215—345納米)之吸收系數(shù)，并發(fā)現(xiàn)若干新光帶。1933年法國MD夏隆熱(Chalonge)和Mme L勒費弗爾(Lefebvre)利用嚴濟茲的研究成果，進行臭氧紫外吸收區(qū)長波端之引長研究，證實了嚴濟慈發(fā)現(xiàn)的那些新光帶。后來，世界各國氣象學家即利用嚴濟茲的研究成果測定高空臭氧層厚度的變化，長達二三十年之久。法國科學院前院長J庫隆(Coulomb)在1980年5月在法國科學院歡迎嚴濟慈的會議上致詞說：“我們中的許多人，特別是雷蒙·拉塔
爾熱(Raymond Latarjet)院士和我本人，都讀過或利用過嚴濟慈和鐘盛標關(guān)于臭氧吸收的出色著作。”美國哈佛大學RM古迪(Goody)教授1964年在他的《大氣輻射》專著的圖517中記載了嚴濟茲1933年的這項重要成果，表明它直到1953年才有新的進展。
20世紀50年代以后，大氣中臭氧的測量研究成為大氣物理學的一個重要課題，測量中增加考慮高空臭氧層溫度梯度變化的因素，但其方法還是基于30年代嚴濟慈的研究成果。嚴濟慈是我國研究水晶壓電效應第一人。他的博士論文就是“石英在電場下的形變和光學特性變化的實驗研究”。1880年J居里(CUrie)和P居里(Curie)兄弟發(fā)現(xiàn)了晶體壓電效應的“正現(xiàn)象”——石英受壓后產(chǎn)生電量的變化。在1927年以前，雖然居里的老師G李普曼(Lippmann)依據(jù)熱力學方法，應用能量守恒和電量守恒定律，推斷存在“反現(xiàn)象”——石英在電場下的形變，而且正、反現(xiàn)象的兩個系數(shù)均為632×10-8，但居里兄弟只能通過實驗證明其存在，而無法測定“反現(xiàn)象”的數(shù)據(jù)。其困難在于，石英片兩面施加電場后，厚度的變化非常微小，只有億分之一厘米到百萬分之一厘米，這用普通的機械方法是不可能測得的。嚴濟慈經(jīng)過一年半的摸索和實驗，采用單色光干涉法測量，攻克了難關(guān)。他發(fā)現(xiàn)在垂直于電軸的面上施加電壓，晶片形變量與其厚度無關(guān)，而與電壓強度有關(guān)。電壓不大時，晶片厚度的形變符合居里定律，即形變比例于靜電場的強度，系數(shù)為64×10-8，與理論結(jié)果符合。若電壓增大，電場強度與形變偏離線性關(guān)系，電壓達16×104伏時形變趨于飽和。在垂直于光軸的面上施加電壓時，晶片厚度的變化極為微小，與絕緣體無異。水晶由于電壓而產(chǎn)生的這種形變是瞬時的，無滯后現(xiàn)象。他還觀察到在水晶上施加電壓而產(chǎn)生的光雙折射現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)在垂直于電軸方向的水晶面上施加電壓時，在這個方向的雙折射增大，而垂直于光軸與電軸的第三軸方向的雙折射減小。如所施加的電壓為負，則結(jié)果相反。這種效應與克爾效應不是一回事，是一種新效應。
嚴濟慈的導師法布里教授對嚴濟慈的這項成果非常滿意。在他當選為法國科學院院士，第一次出席法國科學院會議時宣讀了嚴濟慈的博士論文。嚴濟慈在錢臨照的協(xié)助下，研究在沿光軸做成的實心與空心兩種水晶圓柱體上施加扭力而產(chǎn)生的起電現(xiàn)象及其扭轉(zhuǎn)壓電振蕩問題，發(fā)現(xiàn)水晶扭電定律，共發(fā)表12篇論文。他發(fā)現(xiàn)空心水晶圓柱體的電振蕩，當圓柱內(nèi)徑與外徑之比近于05時，振蕩頻率隨溫度之變化為05×10-6/℃，即事實上溫度系數(shù)為零。還發(fā)現(xiàn)振蕩頻率只由內(nèi)徑與外徑之比來決定。因此，可以用空心水晶圓柱體制作溫度系數(shù)為零的各種振蕩頻率的穩(wěn)頻器。這種穩(wěn)頻器比起居里切割、戴伊(Dye)切割要優(yōu)越得多。這對于發(fā)展新的無線電穩(wěn)頻器，控制、檢測無線電波頻率，以及為后來在抗日戰(zhàn)爭期間實際生產(chǎn)石英振蕩器提供了理論根據(jù)。嚴濟慈的這些研究成果在壓電晶體學中占有一定的地位。如WG坎迪(Cady)教授在《壓電學》(Piezoelectricity,Wesleyan University,1946)專著的表XVII中，就指出嚴濟慈是第一個精確測定“反現(xiàn)象”的科學家。
1937年5月，嚴濟慈赴巴黎出席法國物理學會理事會，參加法布里教授從事科學教育50年慶祝會，并以外國學生代表的名義致詞；后又代表我國出席在巴黎召開的國際文化合作會議和在日內(nèi)瓦召開的國際教育會議，并在會上發(fā)表了愛國抗日言論。他不愿也不可能再回到敵人占領(lǐng)下的北平，就取道河內(nèi)到達昆明，主持籌建北平研究院駐昆明辦事處，把物理研究所遷到昆明郊區(qū)黑龍?zhí)叮瑥拇送渡碛诳谷蘸榱?，把自己的科學才智貢獻給民族解放事業(yè)。
為適應戰(zhàn)時需要，嚴濟慈在昆明領(lǐng)導北平研究院物理研究所全體人員，全力從事軍需用品的研制工作。在黑龍?zhí)洱埲^的破舊古廟和平房里，在條件十分艱苦、設備極端簡陋的情況下，親自動手研磨鏡頭，測量焦距，認真裝配，仔細檢驗，先后制造出1 000多具無線電發(fā)報機穩(wěn)定波頻用的石英振蕩器，300多套步兵用的五角測距鏡和望遠鏡，供我國軍隊和盟國英國駐印度軍隊使用，還制造出500臺1500倍顯微鏡，供后方醫(yī)院和科研教學的需要。在此期間，他培養(yǎng)了一批年輕的光學工人，為后來新中國第一個光學精密儀器研究所的建立創(chuàng)造了條件，所以有人稱嚴濟慈為我國光學儀器工作奠基人之一。
1946年，嚴濟慈受到政府的崇高獎賞，被授予勝利勛章，我國科學界只有嚴濟慈和協(xié)和醫(yī)學院的林可勝教授兩人獲此殊榮。嚴濟慈認為，“科學研究的最大特點在于探索未知”，因此，“在學術(shù)上應有所創(chuàng)見，在技術(shù)上應有所創(chuàng)造，即在理論上或?qū)嵺`上應有所創(chuàng)新”。為此，科學工作者必須具備兩個學術(shù)條件，即“能夠提出問題”和“善于解決問題”，而克服困難，解決問題的過程就是創(chuàng)新的過程。他特別欣賞的第一流工作，就是那些“研究題目必須是在茫茫未知的科學領(lǐng)域里獨樹一幟的，解決問題的方法必須是自己獨出心裁設想出來的，體現(xiàn)這個方法，用來解決問題的工具必須是自己設計、創(chuàng)造的，而不是用錢能從什么地方現(xiàn)成買來的”。由于嚴濟慈在學術(shù)上取得的重要成就，他于1945年8月應美國國務院的邀請，作為訪問教授到美國各地講學，為期一年。1948年，他當選為中央研究院院士，出任中國物理學會理事長和北平科學工作者協(xié)會理事長。新中國成立后，他回到北京，全力投入中國科學院的領(lǐng)導工作。40多年來，他先后任中國科學院辦公廳主任兼應用物理研究所所長、東北分院院長、數(shù)理化學部委員、技術(shù)科學部主任、中國科學院副院長、學部主席團執(zhí)行主席、名譽院長以及《科學通報》主編和《中國科學》主編等職務。嚴濟慈曾任中國科學技術(shù)大學教授、副校長、校長，此外，他還任中華全國自然科學專門學會聯(lián)合會秘書長、大國科學技術(shù)學會書記處書記、九三學社副主席、名譽主席，全國人大常委會副委員長等職務。他積極參與制訂和組織實施國家科技政策和科技發(fā)展規(guī)劃，為推動我國科技事業(yè)的發(fā)展，為培養(yǎng)青年科技人才，為促進我國同世界各國開展學術(shù)交流和科技合作，做出了重要貢獻。
嚴濟慈于1980年1月加入中國共產(chǎn)黨，他十分關(guān)心培育科技人才，他培養(yǎng)出許多著名科學家。他與李政道教授合作組織中美聯(lián)合招考赴美物理研究生項目，擔任招考委員會主席，在國內(nèi)招考與物理有關(guān)專業(yè)的大學畢業(yè)生赴美攻讀博士學位。共選拔900多人，分布在美國72所學校從事研究工作，現(xiàn)已有一批學成回國服務。他在自述中說，“我要在黨的領(lǐng)導下，在同事們的幫助下，努力去做一個不自滿自足地閉門幽居以科學術(shù)士自居的人，不讓自己成為以老一輩的科學領(lǐng)導者自居的人，而是懂得老科學家與年輕科學人員聯(lián)合的意義和巨大的力量的人，自愿和樂意給年輕人打開一切科學道路使他們登上科學高峰的人，承認科學的未來是屬于科學青年的人。”
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