嚴(yán)濟(jì)慈：中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)、物理學(xué)家
來源：????時(shí)間：2015-08-22嚴(yán)濟(jì)慈(1901年1月23日—1996年11月2日)，出生于浙江東陽(yáng)。物理學(xué)家。1955年被選聘為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1948年加入九三學(xué)社。九三學(xué)社第一、二屆中央理事會(huì)理事，第三、四屆中央委員會(huì)常委，第五、六、七屆中央委員會(huì)副主席，第八屆中央委員會(huì)名譽(yù)主席。
嚴(yán)濟(jì)慈，其父嚴(yán)樹培，依靠種田養(yǎng)活一家人。嚴(yán)濟(jì)慈從小聰明好學(xué)，父母節(jié)衣縮食供他上學(xué)。他7歲入本村私塾，13歲在縣城宏道小學(xué)畢業(yè)，14歲入東陽(yáng)中學(xué)。1918年夏，以第一名的成績(jī)考入南京高等師范學(xué)校。1923年畢業(yè)于南京高等師范學(xué)校數(shù)理化部和東南大學(xué)物理系。1923年秋，他利用為商務(wù)印書館編書的稿酬及他的老師何魯、胡剛復(fù)、熊慶來三位教授的資助，赴法國(guó)留學(xué)。1925年獲巴黎大學(xué)碩士學(xué)位。1927年，他完成了題為《在電場(chǎng)作用下石英的變形及其光學(xué)性質(zhì)變化實(shí)驗(yàn)研究》的論文，獲法國(guó)國(guó)家科學(xué)博士學(xué)位。1927年8月，他旋即回國(guó)，同時(shí)受聘擔(dān)任上海大同大學(xué)、中國(guó)公學(xué)、暨南大學(xué)和南京第四中山大學(xué)的數(shù)學(xué)、物理學(xué)教授，并兼任中央研究院理論實(shí)業(yè)研究所籌備委員。
嚴(yán)濟(jì)慈是我國(guó)現(xiàn)代物理學(xué)研究的開創(chuàng)人之一，是我國(guó)光學(xué)儀器工業(yè)奠基者之一。他是我國(guó)研究水晶壓電效應(yīng)第一人，精確測(cè)定了居里壓電效應(yīng)“反現(xiàn)象”，發(fā)現(xiàn)光雙折射效應(yīng)；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(fèi)米—萊因斯伯格方程不符，并為原子物理學(xué)中的斯塔克效應(yīng)等提供了豐富的實(shí)驗(yàn)證明；精確測(cè)定了臭氧紫外吸收系數(shù)，被世界各國(guó)氣象學(xué)家用來觀測(cè)高空臭氧層厚度的變化達(dá)30年之久；研究了壓力對(duì)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(zhēng)期間在昆明領(lǐng)導(dǎo)開展應(yīng)用光學(xué)研究，研制成大批軍用、醫(yī)用光學(xué)儀器設(shè)備，并被授予勝利勛章；編著了從初中到大學(xué)的多種教科書，兩度執(zhí)教于大學(xué)，培育了我國(guó)幾代科技人才。為了謀求科學(xué)研究在中國(guó)土地上生根，同時(shí)為了更加充實(shí)自己，1928年冬，嚴(yán)濟(jì)慈再度赴法國(guó)，先后在巴黎大學(xué)光學(xué)研究所和法國(guó)科學(xué)院大電磁鐵實(shí)驗(yàn)室從事研究工作，并到M居里(Curie)夫人的實(shí)驗(yàn)室?guī)椭惭b調(diào)試顯微光度計(jì)和做測(cè)試研究。1930年底，嚴(yán)濟(jì)慈回國(guó)前夕，居里夫人送給他一些放射性氯化鉛，以支持在中國(guó)開展放射學(xué)研究工作。
1930年底，嚴(yán)濟(jì)慈回到北平，任國(guó)立北平研究院物理研究所專職研究員兼鐳學(xué)研究所所長(zhǎng)，直至1949年。在他主持下，學(xué)術(shù)氣氛濃厚，研究成果累累，年輕人才輩出，聞名國(guó)內(nèi)外。1931年秋，他在平津地區(qū)主持接待法國(guó)著名物理學(xué)家P郎之萬(wàn)(Langevin)教授來華考察和講學(xué)，并接受他的建議，與李書華、梅貽琦、葉企孫、吳有訓(xùn)教授等一起，于1932年創(chuàng)建了中國(guó)物理學(xué)會(huì)。
20世紀(jì)30年代是嚴(yán)濟(jì)慈科學(xué)生命力最強(qiáng)盛的時(shí)代，他在壓電晶體學(xué)、光譜學(xué)、地球物理學(xué)以及壓力對(duì)照相乳膠感光的效應(yīng)等方面都做出了重要成果。1931年初嚴(yán)濟(jì)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(duì)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(guó)科學(xué)家中第一個(gè)在國(guó)內(nèi)工作在《法國(guó)科學(xué)院周刊》發(fā)表學(xué)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(yīng)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(shí)驗(yàn)證明，P＜200千克/厘米2時(shí)，E/E與P成正比例。還發(fā)現(xiàn)，光波愈短，這種效應(yīng)愈不明顯；如用γ射線為光源，則反之，壓力愈大，效應(yīng)愈不明顯。這項(xiàng)研究吸引了一些科學(xué)家相繼開展工作，如德國(guó)H巴克斯東(Bckstrm)教授就運(yùn)用嚴(yán)濟(jì)慈創(chuàng)造的實(shí)驗(yàn)儀器和方法進(jìn)行研究，發(fā)表了論文“靜壓力對(duì)照相乳劑感光性之影響”。這項(xiàng)研究與工業(yè)生產(chǎn)、民生應(yīng)用和科學(xué)實(shí)驗(yàn)有著密切的關(guān)系。當(dāng)時(shí)對(duì)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(yīng)。1933年9月，北平研究院院長(zhǎng)李石曾教授特邀嚴(yán)濟(jì)慈到上海世界社演講，介紹這項(xiàng)成果，并撰文稱其“為國(guó)學(xué)中光學(xué)之發(fā)明而為國(guó)學(xué)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(duì)氣象學(xué)中氣旋和反旋的產(chǎn)生有著很大影響。1929年春，巴黎臭氧會(huì)議決議，要重新精確測(cè)定臭氧層紫外吸收系數(shù)。嚴(yán)濟(jì)慈在鐘盛標(biāo)的協(xié)助下，于1932年采用照相光度術(shù)方法，精確測(cè)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(guó)MD夏隆熱(Chalonge)和Mme L勒費(fèi)弗爾(Lefebvre)利用嚴(yán)濟(jì)茲的研究成果，進(jìn)行臭氧紫外吸收區(qū)長(zhǎng)波端之引長(zhǎng)研究，證實(shí)了嚴(yán)濟(jì)慈發(fā)現(xiàn)的那些新光帶。后來，世界各國(guó)氣象學(xué)家即利用嚴(yán)濟(jì)茲的研究成果測(cè)定高空臭氧層厚度的變化，長(zhǎng)達(dá)二三十年之久。法國(guó)科學(xué)院前院長(zhǎng)J庫(kù)隆(Coulomb)在1980年5月在法國(guó)科學(xué)院歡迎嚴(yán)濟(jì)慈的會(huì)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(yán)濟(jì)慈和鐘盛標(biāo)關(guān)于臭氧吸收的出色著作。”美國(guó)哈佛大學(xué)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(yán)濟(jì)茲1933年的這項(xiàng)重要成果，表明它直到1953年才有新的進(jìn)展。
20世紀(jì)50年代以后，大氣中臭氧的測(cè)量研究成為大氣物理學(xué)的一個(gè)重要課題，測(cè)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(yán)濟(jì)慈的研究成果。嚴(yán)濟(jì)慈是我國(guó)研究水晶壓電效應(yīng)第一人。他的博士論文就是“石英在電場(chǎng)下的形變和光學(xué)特性變化的實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(xué)方法，應(yīng)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(chǎng)下的形變，而且正、反現(xiàn)象的兩個(gè)系數(shù)均為632×10-8，但居里兄弟只能通過實(shí)驗(yàn)證明其存在，而無法測(cè)定“反現(xiàn)象”的數(shù)據(jù)。其困難在于，石英片兩面施加電場(chǎng)后，厚度的變化非常微小，只有億分之一厘米到百萬(wàn)分之一厘米，這用普通的機(jī)械方法是不可能測(cè)得的。嚴(yán)濟(jì)慈經(jīng)過一年半的摸索和實(shí)驗(yàn)，采用單色光干涉法測(cè)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(qiáng)度有關(guān)。電壓不大時(shí)，晶片厚度的形變符合居里定律，即形變比例于靜電場(chǎng)的強(qiáng)度，系數(shù)為64×10-8，與理論結(jié)果符合。若電壓增大，電場(chǎng)強(qiáng)度與形變偏離線性關(guān)系，電壓達(dá)16×104伏時(shí)形變趨于飽和。在垂直于光軸的面上施加電壓時(shí)，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(shí)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(shí)，在這個(gè)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(fù)，則結(jié)果相反。這種效應(yīng)與克爾效應(yīng)不是一回事，是一種新效應(yīng)。
嚴(yán)濟(jì)慈的導(dǎo)師法布里教授對(duì)嚴(yán)濟(jì)慈的這項(xiàng)成果非常滿意。在他當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院院士，第一次出席法國(guó)科學(xué)院會(huì)議時(shí)宣讀了嚴(yán)濟(jì)慈的博士論文。嚴(yán)濟(jì)慈在錢臨照的協(xié)助下，研究在沿光軸做成的實(shí)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(dāng)圓柱內(nèi)徑與外徑之比近于05時(shí)，振蕩頻率隨溫度之變化為05×10-6/℃，即事實(shí)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(duì)于發(fā)展新的無線電穩(wěn)頻器，控制、檢測(cè)無線電波頻率，以及為后來在抗日戰(zhàn)爭(zhēng)期間實(shí)際生產(chǎn)石英振蕩器提供了理論根據(jù)。嚴(yán)濟(jì)慈的這些研究成果在壓電晶體學(xué)中占有一定的地位。如WG坎迪(Cady)教授在《壓電學(xué)》(Piezoelectricity,Wesleyan University,1946)專著的表XVII中，就指出嚴(yán)濟(jì)慈是第一個(gè)精確測(cè)定“反現(xiàn)象”的科學(xué)家。
1937年5月，嚴(yán)濟(jì)慈赴巴黎出席法國(guó)物理學(xué)會(huì)理事會(huì)，參加法布里教授從事科學(xué)教育50年慶祝會(huì)，并以外國(guó)學(xué)生代表的名義致詞；后又代表我國(guó)出席在巴黎召開的國(guó)際文化合作會(huì)議和在日內(nèi)瓦召開的國(guó)際教育會(huì)議，并在會(huì)上發(fā)表了愛國(guó)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(dá)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)?，從此投身于抗日洪流，把自己的科學(xué)才智貢獻(xiàn)給民族解放事業(yè)。
為適應(yīng)戰(zhàn)時(shí)需要，嚴(yán)濟(jì)慈在昆明領(lǐng)導(dǎo)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(shè)備極端簡(jiǎn)陋的情況下，親自動(dòng)手研磨鏡頭，測(cè)量焦距，認(rèn)真裝配，仔細(xì)檢驗(yàn)，先后制造出1 000多具無線電發(fā)報(bào)機(jī)穩(wěn)定波頻用的石英振蕩器，300多套步兵用的五角測(cè)距鏡和望遠(yuǎn)鏡，供我國(guó)軍隊(duì)和盟國(guó)英國(guó)駐印度軍隊(duì)使用，還制造出500臺(tái)1500倍顯微鏡，供后方醫(yī)院和科研教學(xué)的需要。在此期間，他培養(yǎng)了一批年輕的光學(xué)工人，為后來新中國(guó)第一個(gè)光學(xué)精密儀器研究所的建立創(chuàng)造了條件，所以有人稱嚴(yán)濟(jì)慈為我國(guó)光學(xué)儀器工作奠基人之一。
1946年，嚴(yán)濟(jì)慈受到政府的崇高獎(jiǎng)賞，被授予勝利勛章，我國(guó)科學(xué)界只有嚴(yán)濟(jì)慈和協(xié)和醫(yī)學(xué)院的林可勝教授兩人獲此殊榮。嚴(yán)濟(jì)慈認(rèn)為，“科學(xué)研究的最大特點(diǎn)在于探索未知”，因此，“在學(xué)術(shù)上應(yīng)有所創(chuàng)見，在技術(shù)上應(yīng)有所創(chuàng)造，即在理論上或?qū)嵺`上應(yīng)有所創(chuàng)新”。為此，科學(xué)工作者必須具備兩個(gè)學(xué)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(xué)領(lǐng)域里獨(dú)樹一幟的，解決問題的方法必須是自己獨(dú)出心裁設(shè)想出來的，體現(xiàn)這個(gè)方法，用來解決問題的工具必須是自己設(shè)計(jì)、創(chuàng)造的，而不是用錢能從什么地方現(xiàn)成買來的”。由于嚴(yán)濟(jì)慈在學(xué)術(shù)上取得的重要成就，他于1945年8月應(yīng)美國(guó)國(guó)務(wù)院的邀請(qǐng)，作為訪問教授到美國(guó)各地講學(xué)，為期一年。1948年，他當(dāng)選為中央研究院院士，出任中國(guó)物理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)和北平科學(xué)工作者協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)。新中國(guó)成立后，他回到北京，全力投入中國(guó)科學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)工作。40多年來，他先后任中國(guó)科學(xué)院辦公廳主任兼應(yīng)用物理研究所所長(zhǎng)、東北分院院長(zhǎng)、數(shù)理化學(xué)部委員、技術(shù)科學(xué)部主任、中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)、學(xué)部主席團(tuán)執(zhí)行主席、名譽(yù)院長(zhǎng)以及《科學(xué)通報(bào)》主編和《中國(guó)科學(xué)》主編等職務(wù)。嚴(yán)濟(jì)慈曾任中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、副校長(zhǎng)、校長(zhǎng)，此外，他還任中華全國(guó)自然科學(xué)專門學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)秘書長(zhǎng)、大國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)書記處書記、九三學(xué)社副主席、名譽(yù)主席，全國(guó)人大常委會(huì)副委員長(zhǎng)等職務(wù)。他積極參與制訂和組織實(shí)施國(guó)家科技政策和科技發(fā)展規(guī)劃，為推動(dòng)我國(guó)科技事業(yè)的發(fā)展，為培養(yǎng)青年科技人才，為促進(jìn)我國(guó)同世界各國(guó)開展學(xué)術(shù)交流和科技合作，做出了重要貢獻(xiàn)。
嚴(yán)濟(jì)慈于1980年1月加入中國(guó)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(xué)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(xiàng)目，擔(dān)任招考委員會(huì)主席，在國(guó)內(nèi)招考與物理有關(guān)專業(yè)的大學(xué)畢業(yè)生赴美攻讀博士學(xué)位。共選拔900多人，分布在美國(guó)72所學(xué)校從事研究工作，現(xiàn)已有一批學(xué)成回國(guó)服務(wù)。他在自述中說，“我要在黨的領(lǐng)導(dǎo)下，在同事們的幫助下，努力去做一個(gè)不自滿自足地閉門幽居以科學(xué)術(shù)士自居的人，不讓自己成為以老一輩的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)者自居的人，而是懂得老科學(xué)家與年輕科學(xué)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(xué)道路使他們登上科學(xué)高峰的人，承認(rèn)科學(xué)的未來是屬于科學(xué)青年的人。”
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