2023年12月22日 星期五
道义朋友三五人
——爷爷严济慈与郎之万的故事(下)

    □ 严慧英

    慧语念慈

    郎之万于1872年1月23日出生。巧合的是,我爷爷严济慈与这位异国老师竟是同一天生日,且比郎之万整整小了29岁。冥冥之中,这师生二人似乎有着某种不解之缘,尽管远隔千山万水,终有亦师亦友的情谊。

    有人说:“严济慈是我国研究水晶压电效应第一人。”也正是这个“晶体压电效应”串起了爷爷与法布里、居里夫人、郎之万等法国物理学大师的传承渊源。

    在巨人指导下,揭秘晶体压电效应

    1925年,爷爷在巴黎大学做博士论文,他的导师夏尔·法布里教授给他的研究题目是《石英在电场下的形变》。这个题目源自皮埃尔·居里和雅克·居里兄弟俩的发现。早在1880年,同为物理学家的居里兄弟发现了晶体压电效应,并提出了举世公认的“居里对称原则”。这是一项伟大的发现,引起了科学界的广泛注意,并投入精力对其应用价值进行探索。比如,居里夫人在发现镭的放射性时,曾经用水晶片制成一台测量放射量的天平;郎之万在一战期间,也利用水晶片通电后发出的超声波,作为深测水下障碍的手段。

    皮埃尔·居里的老师李普曼教授推断,石英晶体压电效应的正、反现象的两个系数应该相等。可是,当时皮埃尔·居里、伦琴等科学家都只测出了“正现象”,即石英受压后产生的电量的数据;对于“反现象”,皮埃尔·居里只是通过实验证明了它的存在,但一直无法测定其数据。1906年4月,皮埃尔·居里不幸丧命于车祸,这项测定也就按下了暂停键。时光流转至1925年,夏尔·法布里教授毅然把测定晶体压电效应“反现象”这一重任交给了爷爷。

    由于这层渊源,可以想见,爷爷做博士论文的过程注定不平凡。这个题目与故去的皮埃尔·居里兄弟有关,自然也会得到居里夫人、郎之万教授的关注和支持。居里夫人把早年皮埃尔·居里使用过的石英晶体片借给他这个东方青年使用。身为压电效应超声波研究专家的郎之万是早年皮埃尔·居里的得意门生,与居里一家人过从甚密,情深意切,更是给予了爷爷许多切实的指导和帮助。由此,他们之间也建立了深厚的师生情谊。

    爷爷经过一年半的摸索和实验,采用单色光干涉测量石英通电后的厚度变化的方法,终于攻克了难关。他用单色光作为尺子测量晶体通电后的体积变化,揭开了晶体压电效应“反现象”的秘密,不仅完成了导师指定的任务,而且还有所拓展。他的论文《石英在电场下的形变和光学特性变化的实验研究》详细论证了石英在电场下的形变、伸缩,以及石英在电场中光学性质上的改变等。

    这篇论文后来经导师夏尔·法布里教授在法国科学院的例会上宣读,轰动了巴黎。《巴黎时报》等报纸纷纷采访论文的作者,还登出了爷爷的照片,慷慨地给予这个东方青年莫大的荣誉。爷爷是幸运的,不仅能站在巨人肩膀上开启事业的帷幕,而且在探索的路上更是得到了巨人的指导和帮助;爷爷也是不负众望的,力克难题,以坚实的步伐登上物理学家的殿堂,为国为民作出了卓越贡献。

    切磋难点,掌握国际研究动向

    1931年,郎之万来华考察时,即将年满60岁。此时,他早已功勋卓著,名声显赫;而我爷爷刚跨过而立之年,正是踌躇满志、科学研究力最活跃的鼎盛时期。

    爷爷于1930年应北平研究院院长李石曾先生之邀,筹建北平研究院物理研究所,并担任所长。郎之万的到来,对于刚成立不久的北平物理研究所,以及刚起步的中国物理学事业,无疑有巨大的鼓舞意义和切实的指导作用。

    爷爷奋笔写成《郎之万教授的生平及其在物理学上的贡献》一文,详细介绍郎之万物理学研究工作的成就和意义,对郎之万的科学贡献给予了很高的评价,充分表达了中国科学界对郎之万的崇仰敬意。爷爷还全程陪同了郎之万在北平的考察和参观,协助安排其在北平的各场讲演,并担任多个讲演的翻译。1932年1月4日和7日,爷爷陪同郎之万参观了北平研究院物理研究所和理化部。他们介绍了各自的水晶压电“反现象”应用研究的进展情况,讨论电磁波在大气游离层中传播问题,相互交流心得,切磋难点。在20世纪30年代,郎之万访华使得我爷爷及时掌握了国际学术界的研究动向,对保持世界水平的研究起到了重要作用。

    1932年1月11日,郎之万离开北平回法国。郎之万回国后,我爷爷还和他保持密切的联系,请教和讨论学术问题,交往频繁。1935年,在郎之万和法布里的推荐下,我爷爷当选了法国物理学会理事。

    我不禁想起爷爷客厅里挂着的李石曾先生题写的一副对联:“温凉天气二八月,道义朋友三五人”,爷爷与法布里、郎之万、居里夫人等法国科学家的交往和情谊,正是基于对科学的热爱、对正义的追求,他们是真正的道义朋友。

    (作者系全国政协委员,九三学社中央委员会委员,严济慈之孙女)

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