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張宗燧[代表作《電動力學(xué)和狹義相對論》]

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人物生平
張宗燧
1915年6月1日,張宗燧出生于浙江杭州。幼時家居上海,五歲進(jìn)學(xué),后入育才中學(xué),受戴鐵君先生啟蒙,對數(shù)理產(chǎn)生興趣,表現(xiàn)出卓越的學(xué)力。
1930年,張宗燧年十五歲,進(jìn)入燕京大學(xué)物理系學(xué)習(xí)。
1931年,張宗燧轉(zhuǎn)入清華大學(xué)物理系,受吳有訓(xùn)、趙忠堯等名師指導(dǎo)。
1934年,張宗燧從清華大學(xué)畢業(yè)后,進(jìn)入清華研究院,同年報考庚子賠款出國留學(xué)。
1935年,物理專業(yè)名額僅一人,吳師建議張宗燧改考天文專業(yè),張宗燧從命,經(jīng)短期速成,即考取美庚款,后去紫金山天文臺實習(xí)半年,準(zhǔn)備赴美。然而,張宗燧有宏志于數(shù)學(xué)和理論物理,以當(dāng)時國際學(xué)術(shù)水準(zhǔn),歐洲高于美國;于是他放棄“美庚款”。
1936年,張宗燧報考“英庚款”數(shù)學(xué)專業(yè),第四屆“英庚款”數(shù)學(xué)專業(yè)兩名取生為許寶騄和張宗燧。
1937年,張宗燧與許寶騄來到英國劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)系,與早一年來英國的王竹溪一樣,在統(tǒng)計物理學(xué)家福勒(R.H.Fowler)門下,從事統(tǒng)計物理的研究,兩年發(fā)表了論文七篇,獲得英國劍橋大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。
1938年,福勒薦張宗燧去丹麥尼爾斯·波爾(N.Bohr)領(lǐng)導(dǎo)的哥本哈根理論物理研究所工作。在這里,他受到現(xiàn)代物理學(xué)先驅(qū)人物狄拉克(Dirac)、泡利(Pauli)、羅森菲爾德(Rosenfeild)、維克(Wick)、莫勒(Moller)、威爾遜(A.H.Wilson)等的影響,張宗燧改變自己的研究方向,從事新興的理論物理學(xué)的研究。
1939年,張宗燧到瑞士蘇黎世的聯(lián)邦工業(yè)大學(xué),在沃爾夫?qū)づ堇磉吂ぷ?,寫出了他的第一篇量子理論的學(xué)術(shù)論文《包含介子的過程對于方位角的依賴》。正當(dāng)張宗燧留英公費期滿,延長一年又未獲準(zhǔn)之時,尼耳斯·玻爾表示愿意留他在哥本哈根實驗室工作,以解決生活問題。但張宗燧歷來不太喜歡做實驗,又因為歐洲局勢很緊張,擔(dān)心戰(zhàn)事擴大回不了祖國,于是謝絕了尼耳斯·玻爾的關(guān)照,于1939年秋告別了哥本哈根,,幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)回到了重慶,當(dāng)上了中央大學(xué)物理系教授。
1945年,抗戰(zhàn)勝利,時年三十歲的張宗燧受李約瑟推薦,以英國文化協(xié)會高級研究員身份赴英國劍橋大學(xué)進(jìn)行科學(xué)研究。
1946年至1947年,張宗燧他在劍橋完成四篇高水平的論文,他提出要在劍橋開課,狄拉克予以支持并安排他講授場論,這是中國人第一次步上劍橋講壇。
1947年,狄拉克推薦張宗燧到赴美國普林斯頓高等學(xué)術(shù)研究院作短期研究。
1948年,張宗燧應(yīng)邀到費城的卡內(nèi)基高等工業(yè)學(xué)校任教;由于簽證的延誤,而同時北京大學(xué)又向他發(fā)出了聘書,所以他于當(dāng)年秋天回國到北京大學(xué)任教。回國后完成的《合乎相對論的場論》一文,發(fā)表在美國的《物理評論》上。
1951年,由于他擅長數(shù)學(xué)在物理學(xué)中的應(yīng)用,開始擔(dān)任中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所合聘研究員。
1956年底,華羅庚建議調(diào)宗燧入中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所任一級研究員,兼理論物理研究室主任[1]。
1957年,張宗燧被選聘為中國科學(xué)院學(xué)部委員(理化學(xué)部)。
1969年6月30日,張宗燧因受極左路線的迫害而死,僅54歲。
主要成就
科研成就
· 統(tǒng)計物理領(lǐng)域
20世紀(jì)30年代,張宗燧在中國國外對統(tǒng)計物理進(jìn)行了不少研究,在在“合作現(xiàn)象”領(lǐng)域,特別是關(guān)于“固溶體的統(tǒng)計理論”等方面取得創(chuàng)見性成果,發(fā)表了《貝特的有序—無序相變理論在合金上的推廣》及《一個系統(tǒng)的位形數(shù)目與合作現(xiàn)象》等10余篇論文;并于回國后繼續(xù)在合作現(xiàn)象和量子系統(tǒng)的各態(tài)歷經(jīng)問題等研究方面取得有價值的成果。
在統(tǒng)計物理學(xué)方面,一個重要的工作是張宗燧與王德懋、許永煥為研究合作現(xiàn)象而建立的一個方法,它可以用來求固溶體(或類似的物體)的位形自由能。張宗燧在《量子系統(tǒng)的Ergodic定理》(《物理學(xué)報》,14,1958)一文中做了有關(guān)于量子系統(tǒng)的各態(tài)經(jīng)歷(Ergodic)定理的討論。他在《相對論的量子力學(xué)中一些算子的計算》第一篇及第二篇中,考慮了相對論的量子力學(xué)與不齊次羅倫茲變換群的表示之間的關(guān)系。
· 量子場論方面
20世紀(jì)30年代后期,張宗燧進(jìn)行量子場論方面的研究,在量子場論的形式體系的建立,特別是高階微商、高自旋粒子的量子場論等方面很有創(chuàng)見,取得多項當(dāng)時國際先進(jìn)水平的研究成果。
1939年秋開始張宗燧在重慶中央大學(xué)任教的六年間,他繼續(xù)從事量子場論和統(tǒng)計物理方面的研究,在英國《皇家學(xué)會會刊》及美國《化學(xué)物理雜志》等刊物上發(fā)表論文九篇。他為量子場論形式體系的建立,做出了出色的貢獻(xiàn);在高階微商、高自旋粒子理論方面,也有若干前沿性的工作。他的代表性的論文,如《標(biāo)量介子的性質(zhì)》、《δAμ/δxμ=0的量子電動力學(xué)》,和后來的《含有高階導(dǎo)數(shù)的場論》等,都受到了國際理論物理學(xué)界的重視。
1949年之前這些方面他曾發(fā)表論文10余篇。1949年中國解放時,正值量子場論取得一大進(jìn)展以后,1948年出現(xiàn)了避免量子場論中發(fā)散困難的重正化理論。因此解放后的最初一段時間中國量子場的研究是在這一領(lǐng)域中進(jìn)行的。在理論的數(shù)學(xué)形式方面,可以張宗燧的《On Weiss's Theory of Fields》(《物理學(xué)報》,7,1949)、《含有高次微商的量子理論》(《物理學(xué)報》,14,1958)兩篇文章為代表。1952年以后,重正化理論的研究及其應(yīng)用,基本告一段落,量子場的研究轉(zhuǎn)入別的領(lǐng)域。
張宗燧具有代表性的另一工作是應(yīng)用狄拉克在1938年提出電子的古典理論時所創(chuàng)造的方法,討論粒子在標(biāo)量介子場作用下包含有輻射阻尼效應(yīng)的經(jīng)典運動方程?!顿|(zhì)點的經(jīng)典運動》發(fā)表于《北京師范大學(xué)學(xué)報》,1957年第1期。此外,在洛倫茲(Lorentz)群的表示方面也進(jìn)行了研究,發(fā)表了《相對論量子力學(xué)中一些算子的計算》第一篇和第二篇(《數(shù)學(xué)學(xué)報》,3,1953)兩篇論文。
· 非定域的研究
在非定域的研究方面,張宗燧的工作具有代表性,曾經(jīng)比較了二種含有高價微商的量子場論。這可參見他的論文《含有高次微商的量子理論》。由于進(jìn)一步討論高自旋粒子波動方程時感覺有消除輔助條件的需要,張宗燧寫了《分析力學(xué)中正則方程的簡化》(《物理學(xué)報》,12,1956年)。
在數(shù)學(xué)所工作期間,張宗燧對“微擾展開的解析性和色散關(guān)系”等課題,著重力進(jìn)行研究,前后發(fā)表論文二十余篇。
· 學(xué)術(shù)論著
張宗燧共發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇,科學(xué)著作三本。
人才培養(yǎng)
1952年,張宗燧被排擠到北京師范大學(xué)。在師大四年工作期間,張宗燧教授理論力學(xué)、熱力學(xué)、統(tǒng)計物理;量子力學(xué)等主要課程,在《物理學(xué)報》、《數(shù)學(xué)學(xué)報》和《北京師范大學(xué)學(xué)報》上發(fā)表論文九篇,為提高該校理論物理的教學(xué)和研究水平,作出了貢獻(xiàn)。
又與胡寧、朱洪元先生舉辦的量子場論討論班,培養(yǎng)了一批中國自己的粒子物理理論人才。宗燧求才若渴,中國場論學(xué)科的帶頭人戴元本、候伯宇、朱重遠(yuǎn),都是他當(dāng)年選拔的研究生。
張宗燧在北京大學(xué)講授熱力學(xué)和原子核物理,并指導(dǎo)研究生,后來為中國國防科學(xué)作出重大貢獻(xiàn)的于敏教授,就是他的第一個研究生。
社會任職
第四屆全國政協(xié)委員。
個人生活
張宗燧的父親張東蓀是哲學(xué)家、社會活動家,母親吳紹鴻賢惠持家,兄張宗炳居長,宗燧次,下有弟張宗穎,妹張宗燁。
1938年秋,張宗燧學(xué)業(yè)一結(jié)束,便于這年冬天來到丹麥大學(xué)理論物理研究所,師從尼耳斯·玻爾,繼續(xù)他的統(tǒng)計物理學(xué)論文。張宗燧住在尼耳斯·玻爾家里,獲得尼耳斯·玻爾的信任。尼耳斯·玻爾十分稱贊張宗燧出眾的才華,對他非常友好。當(dāng)時,尼耳斯·玻爾的兒子阿·玻爾(A.Bohr)也在求學(xué),兩人年輕人很快建立了親密的友誼。多少年之后,已經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)丹麥大學(xué)理論物理研究所的阿·玻爾,來到了中國訪問,每次都要同他的老朋友張宗燧相見。
在1966年開始的“文化大革命”中,張宗燧受到了極不公正的對待。1962年,尼·玻爾的兒子,著名理論核物理學(xué)家阿·玻爾(A.Bohr)來華講學(xué)。張宗燧在哥本哈根時,阿·玻爾還在上中學(xué),兩人年歲相近,私交甚好。阿·玻爾見到宗燧時,隨便問起了中國是否實行配給棉布的布票制度。張宗燧從不過問家務(wù),不知道天下有布票,于是隨口答道沒有那回事?;丶抑螅麖钠拮幽抢镏缹嵡?,卻為自己說了不實的話而痛苦,第二天又去賓館向阿·玻爾做了更正。如此微不足道的小事情,竟是“里通外國”的大罪行。
張宗燧與北京農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)系助教傅素冉女士結(jié)婚,育有一子張洪青。1951年,“思想改造”和政治運動接踵而來,張宗燧受父親張東蓀的株連,遂成北大批判的重點。他不明白在美國發(fā)表學(xué)術(shù)論文是“不愛國”的道理,因此不斷地檢討,卻又不能過關(guān);許多不實之辭,更刺傷了他的自尊心,造成極大的精神痛苦,不久他與傅素冉女士離異。到數(shù)學(xué)所后,宗燧為有了安定的研究環(huán)境,而十分高興,并與包坤鐸女士結(jié)婚,育有次子張敏。
人物評價
張宗燧從事教育工作多年,在教學(xué)中成績顯著,獲得大家好評。他先后培養(yǎng)研究生多人,他的學(xué)生正在中國各有關(guān)科研領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著骨干的作用。張宗燧熱愛祖國,在解放前夕毅然回國,他擁護黨和社會主義,他熱愛科學(xué),刻苦鉆研業(yè)務(wù),在理論物理的研究和培養(yǎng)人才方面,貢獻(xiàn)了自己的一生。
“在哥本哈根的半年來,張顯示了很高的學(xué)術(shù)才能和人品……他在莫勒教授指導(dǎo)下,研究了核理論新發(fā)展中的各種問題,特別是β蛻變現(xiàn)象。張在處理新的復(fù)雜的數(shù)學(xué)方法上表現(xiàn)出十分不平常的水平,并且還能最透徹地理解其物理內(nèi)涵。”(1939年1月在一封推薦信中,玻爾寫道)
張宗燧是中國最早從事量子場論研究的科學(xué)家之一,他的上述工作,在國內(nèi)外的科學(xué)專著和論文中曾多次被引用。是第一位在劍橋大學(xué)開課的中國人。
張宗燧本是一個為學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐昝乐髁x者,常說復(fù)雜的物質(zhì)世界,能為理論物理的數(shù)學(xué)方程表述,無比美妙;從事研究是人生的最大享受,也是他生命的支撐點。因此當(dāng)獲知多年積累的研究筆記,被抄家抄走而遺失時,傷心欲絕,從此無以入眠,身體逐漸衰弱。而無休止的斗爭折磨,更使他無以忍耐。一個極為自信的學(xué)者,竟墮入極度的失望之中,于是服用過量安眠藥自盡,結(jié)束了輝煌而又委屈的一生。
張宗燧畢生以國際一流水平鞭策自己,卻很少言及治學(xué)的經(jīng)驗。他反對急功近利,惟以為心態(tài)平和,才能有所創(chuàng)見。他天賦甚高,卻又深信熟能生巧,因此畢生勤奮有加,事事精益求精,遺有論文五十余篇和專著兩冊。張宗燧率真坦蕩,既有科學(xué)的直覺,便無法茍且政治之歪曲。他有強烈的民族自尊心,與西方的和蘇聯(lián)的學(xué)者,皆能相處,亦能較量。他在失望中過早離絕人世,但他的學(xué)識和成就,正直與冤屈,都將永遠(yuǎn)留在人們心中。
有鑒于統(tǒng)計物理合作現(xiàn)象理論和建立量子場論形式體系的重要貢獻(xiàn),宗燧在國際理論物理學(xué)界享有很高的聲譽,成為劍橋哲學(xué)會會員,并被錄入美國《世界名人錄》(1950年版)。是中國較早從事量子場論研究的學(xué)者之一。
參考資料
[1] 研究隊伍 > 專家人才庫 張宗燧 · 中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院[引用日期2019-01-04]

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