盧鶴紱:中國科學院學部委員(院士)、核物理學家
來源:????時間:2010-10-19盧鶴紱(1914年6月7日—1997年2月13日),出生于遼寧沈陽。核物理學家。1980年當選為中國科學院學部委員(院士)。1953年加入九三學社。九三學社第六、七、八屆中央委員會委員。
盧鶴紱出生在一個知識分子家庭。祖籍山東省萊州市。在家庭的熏陶下,盧鶴紱從小熱衷于鉆研理工科學。初中就讀于沈陽市省立第二中學。1929年考入沈陽東北大學附屬中學高中理科班。1931年“九一八事變”,日軍侵占沈陽,盧鶴紱隨父去天津,在河北省工業(yè)學院機電預科學習。1932年考入燕京大學理學院物理系。1935年冬,“一二九運動”爆發(fā),盧鶴紱擔當糾察隊員,護送游行隊伍,聲援古北口前線。1936年大學畢業(yè)獲理學士學位。同年赴美國明尼蘇達大學研究院深造,專攻近代物理和原子物理。
盧鶴紱幾十年來主要從事理論物理和核物理方面的教學和研究。發(fā)現(xiàn)了熱離子發(fā)射的同位素效應(yīng);發(fā)明了在質(zhì)譜儀中測定輕同位素豐度比的時間積分法。在國際上首次公開估算鈾235原子彈和費米型鏈式裂變反應(yīng)堆的臨界大小的簡易方法及其全部原理;提出了最早期的原子核殼模型并首次提出了核半徑新的計算公式。建立了流體的容變黏滯彈性理論并對經(jīng)典流體力學基本方程作了多項推廣。
20世紀30年代原子物理學是美國科學研究的熱點。那時質(zhì)譜學還在創(chuàng)始時期,質(zhì)譜儀必須自己設(shè)計裝置。1937年盧鶴紱制成了一臺180度聚焦型質(zhì)譜儀,研究熱鹽離子源的發(fā)射性能。他在帶狀薄鈦片上電焊小白金盤,將含鋰礦石粉末置于盤上,用電流通過鈦片加熱,使礦末釋放鋰離子。在用質(zhì)譜儀測量鋰7及鋰6離子釋放量的比值時,發(fā)現(xiàn)此值在不同時刻不盡相同,從而發(fā)現(xiàn)了熱離子發(fā)射的同位素效應(yīng)。他使用時間積分法,在世界上第一次精確地測得鋰7及鋰6的天然豐度比為1229,當時美國的一家報紙報道了此事,并在頭版位置標出“中國人在稱原子重量”。由于他創(chuàng)造性的實驗和研究,解決了世界上前人從未準確測定的問題。盧鶴紱測定的數(shù)值被選定為同位素表上的準確值,被國際同位素表沿用了50多年,一直到1990年美國核數(shù)表還引用的是這一測定值。盧鶴紱的碩士論文“熱鹽離子的質(zhì)譜儀研究”和實驗的成功,被國際公認是一種創(chuàng)舉。1953年,諾貝爾獎獲得者雪格瑞主編的《實驗核物理》認為是盧鶴紱首先發(fā)現(xiàn)了熱鹽離子發(fā)射的同位素效應(yīng)。1958年,英國劍橋大學沃爾士著的《質(zhì)譜學》介紹了他的時間積分法,認為這項成果來之不易。
1939年在獲得科學碩士學位后,他又繼續(xù)進行博士論文的準備工作。當時正值鈾235核裂變的發(fā)現(xiàn)震驚全世界物理界之際。如何用特大的質(zhì)譜儀長時間積累出足夠數(shù)量的鈾235,是當時面臨的難題。盧鶴紱提出了扇狀磁場對入射帶電粒子有聚焦作用的普適原理,并據(jù)此設(shè)計制造了一臺新型60度聚焦的高強度質(zhì)譜儀。1941年他以題為“新型高強度質(zhì)譜儀及在分離硼同位素上的應(yīng)用”的論文獲得哲學博士學位。這一研究成果,因涉及當時保密領(lǐng)域而被扣發(fā)。論文的全部提要在1950年美國原子能委員會刊物《核科學文摘》上發(fā)表。
1941年盧鶴紱放棄了在美國的優(yōu)越工作條件和舒適生活,毅然回到了正在進行著抗戰(zhàn)的祖國。先后被中山大學理學院、廣西大學理工學院、浙江大學理學院等學校聘為教授。當時內(nèi)地生活十分艱苦,為了講授量子力學、近代物理、力學和地球物理探油術(shù)等課,他常常只能在點燈草的油燈下備課,在古廟里給學生講課。
第二次世界大戰(zhàn)前后,如何制造原子彈成為世界矚目的課題,盧鶴紱對此也進行了研究。二次世界大戰(zhàn)結(jié)束不久,他就在《美國物理月刊》上發(fā)表了“關(guān)于原子彈的物理學”一文,簡要闡明了估算鈾235臨界質(zhì)量的方法。這是世界上首次公開發(fā)表估算鈾235原子彈及費米型鏈式裂變反應(yīng)堆的臨界體積的簡易方法及其全部原理。這一文獻已被世界上廣泛引用。
新中國成立后,黨和政府非常關(guān)心盧鶴紱的科研工作,當時他在浙江大學任教,學校盡可能地為他提供了有利的科研條件。他傾注全部精力于科學研究之中,不久便在流體動力學的研究上取得了重要的進展。1950年發(fā)表了“容變黏滯性之唯象理論”一文,提出了容變黏滯性理論,進而首次推出容變弛豫方程,并以此對經(jīng)典流體動力學方程(納威爾—斯托克斯方程)進行擴充,以容納容變黏滯性。1951年在美國《聲學會月刊》上發(fā)表的“從聲現(xiàn)象研究體積黏滯性和壓縮性”一文又擴展了原來的工作,把容變黏滯性理論從聲學上的應(yīng)用范圍延伸到全部頻率。同年發(fā)表的“容變黏滯性與聲之速度與吸收”一文則進一步把理論從適用于一種分子的弛豫過程,推廣到有多種弛豫過程同時存在的情況。同期雜志上還發(fā)表了他的“可壓縮流體之散逸函數(shù)”一文,從他自己推廣了的流體動力學基本方程導出包括容變黏滯性效應(yīng)的流體耗散函數(shù)。這一系列論文的發(fā)表引起了國際學術(shù)界的重視,弛豫壓縮基本方程被譽為“盧鶴紱不可逆性方程”。聯(lián)邦德國的《物理學大全》和伯格曼的名著《超聲學及其在科學技術(shù)上的應(yīng)用》都引用了這一方程。
在此期間,他還繼續(xù)了對原子核結(jié)構(gòu)的研究。1950年在美國《物理評論》上發(fā)表了“關(guān)于核模型”一文,首次明確肯定核半徑公式應(yīng)改為R=123×10-13A1/3厘米。1952年夏,全國進行高等學校院系調(diào)整,盧鶴紱來到復旦大學。為了講授“熱力學”及“統(tǒng)計物理學”兩門課,他自編教材,結(jié)果聽課學生猛增,每班學生近百人。那時,盧鶴紱還自學了俄文,參加翻譯了史包爾斯基著《原子物理學》一書,還同陳傳璋合譯出版米哈林著《積分方程及其應(yīng)用》。1955年夏,盧鶴紱調(diào)到北京大學新辦的物理研究室工作,為從全國各高校選調(diào)來的高才生講課。1957年完成任務(wù)后重回復旦,被任命為原子核物理教研室主任,參與了原子能系的籌建,并積極參加了創(chuàng)建上海原子核研究所的工作,擔任該所副所長兼一室主任。
60年代初,盧鶴紱對受控熱核反應(yīng)進行研究,提出了快脈沖、慢脈沖和穩(wěn)態(tài)的三大分類法,并對其能否成功進行了深入討論。主編了《受控熱核反應(yīng)》一書,總結(jié)了1960年以前國內(nèi)外在此領(lǐng)域的理論研究及實踐探索方面的成果,這是我國第一本有關(guān)熱核反應(yīng)的專著。1979年受美國斯瓦爾斯莫大學校長的邀請作為1979—1980年度康涅爾尊貴訪問教授,又應(yīng)巴丁教授及其他學者邀請去伊利諾大學等20多個大學和研究機構(gòu)訪問講學,并獲紐約科學院授予的1980—1981年度“活躍院士”稱號。
近年來,高能物理發(fā)展很快,高能物理與核物理的關(guān)系越來越密切。盧鶴紱帶領(lǐng)他的課題組進行著高能核物理方面的研究工作,探討原子核內(nèi)的夸克自由度效應(yīng)及夸克膠子等離子體產(chǎn)生的可能性。
盧鶴紱治學嚴謹,注重理論聯(lián)系實際。他為復旦大學校慶80周年題詞“格物致知、運用自如”。并解釋說,物就是物質(zhì),格就是指探討尋求它的規(guī)律性,把客觀世界物質(zhì)現(xiàn)象規(guī)律化。有了這個規(guī)律就可以作出科學的預言,可以指導實踐了。他積極主張“學理科的學生畢業(yè)后到工業(yè)部門去搞發(fā)明創(chuàng)造。”他認為自然科學是以實踐經(jīng)驗為基礎(chǔ)的,在中學階段就要讓學生動手做實驗。
盧鶴紱歷任復旦大學教授,分子物理教研組、理論物理研究組、原子物理研究組主任,校務(wù)委員會副主任,中國物理學會理事兼物理學名詞審定委員會副主任,上海物理學會理事長。1977年盧鶴紱被評為上海市先進科技工作者,1988年被中國科學院授予從事科學工作50年榮譽獎狀。
在數(shù)十年的教育、科研生涯中,盧鶴紱為我國的物理事業(yè)和培養(yǎng)我國第一代原子科學技術(shù)骨干做出了重要貢獻。實踐了自己的格言“知而告人,告而以實,仁信也”。