吴有训

吴有训
中国近代物理学奠基人、X射线散射研究先驱
出生/逝世	1897年4月26日－1977年11月30日
国籍	中国
籍贯	江西高安
身份	物理学家、教育家
主要成就	证实康普顿效应、中国近代物理学奠基人之一、中国科学院副院长

生平

吴有训，字正之，1897年4月26日出生于江西省高安县（今高安市）一个商人家庭。他是中国近代物理学的奠基人和先驱之一，在X射线散射研究领域取得了世界瞩目的成就，以参与证实康普顿效应（Compton Effect）而载入物理学史册。吴有训的父亲吴起渭是一位经营杂货生意的商人，家境虽不算富裕但也足可维持。母亲是一位勤劳贤惠的家庭主妇，在吴有训幼年时便教导他读书识字、明理做人。

吴有训六岁入读私塾，打下了坚实的国学基础。他天资聪颖，记忆力超群，在私塾先生的教导下熟读《四书》《五经》等儒家经典。1912年，吴有训考入南昌第二中学，在这里他首次接触到了物理学、化学等近代自然科学知识，产生了浓厚的兴趣。在校期间，他的成绩始终名列前茅，尤其在数学和自然科学方面表现出异于常人的天赋。1916年，他以优异的成绩考入南京高等师范学校（后更名为国立东南大学，即今南京大学的前身）理化部，主修物理学。

在南京高等师范学校期间，吴有训师从著名物理学家胡刚复教授。胡刚复是中国最早留学欧美攻读物理学的学者之一，曾在美国哈佛大学获得博士学位。在胡刚复的指导下，吴有训系统学习了力学、热学、电磁学、光学和声学等经典物理学知识，并首次接触到了当时最前沿的X射线物理学。胡刚复对吴有训的影响是深远的，不仅教授他科学知识，更重要的是培养了他严谨求实的科学态度和独立思考的能力。1920年，吴有训以优异的成绩从南京高等师范学校毕业，先后在南昌中学、上海中国公学任教，积累了丰富的教学经验。

1922年，吴有训考取了江西省赴美留学生资格，进入美国芝加哥大学物理系深造。芝加哥大学在当时已是世界顶级的研究型大学，其物理系汇聚了多位诺贝尔奖级别的科学家。吴有训幸运地师从诺贝尔物理学奖获得者阿瑟·康普顿（Arthur H. Compton）教授，开始了他在X射线物理学领域的开创性研究。

在芝加哥大学期间，吴有训成为康普顿最重要的学术合作者之一。1923年，康普顿发现了后来以他名字命名的"康普顿效应"——当X射线通过物质时，部分入射X射线的波长会变长的现象。这一发现对传统的经典电磁波理论构成了巨大挑战，因为按照经典理论，散射光的波长应当保持不变。康普顿效应的解释需要用光的粒子性（光子模型）和能量动量守恒定律，因此这一发现为爱因斯坦提出光量子的假说提供了决定性的实验证据，推动了量子力学的发展。吴有训在康普顿的指导下，进行了大量精密细致的实验工作，系统研究了康普顿散射的各种条件和影响因素，对康普顿效应的证实和完善做出了重要贡献。他在实验中使用了碳、铝、铜、银、铅等十五种不同元素的薄片作为散射体，精确测量了散射前后X射线的波长变化，所得的实验数据与康普顿的理论预测高度吻合，误差极小。1925年，吴有训以论文《康普顿效应》获得芝加哥大学物理学博士学位。

1926年，吴有训谢绝了导师康普顿的热情挽留和美国多所大学的聘用邀请，毅然踏上了回国的轮船。他先后在江西大学、国立中央大学短期任教，1928年应清华大学之聘到物理系任教授，从此与清华结下了不解之缘。在清华大学期间，吴有训与叶企孙、周培源等物理学界同仁一起，共同创建了中国最早的近代物理教学和科研体系。他开设了中国大学中最早的近代物理实验课程，亲自设计并建立了X射线实验室，购置了大量当时最先进的物理实验设备。他的课堂教学注重理论与实践的结合，深入浅出，深受学生欢迎。在他的悉心培养下，清华大学物理系迅速崛起，成为当时中国物理学研究的重镇。

抗日战争全面爆发后，清华大学奉命南迁，与北京大学、南开大学共同组成国立西南联合大学。吴有训随校辗转南下，最终抵达昆明。在西南联大期间，他先后担任理学院院长和物理系主任。当时昆明的物质条件极其艰苦，校舍简陋，实验设备匮乏，甚至连最基本的教学用品都严重短缺。然而，吴有训并没有被困难吓倒。他和同事们一起，用木箱当实验台，用废旧物资自制实验器材，坚持开展物理实验教学。他还利用一切可能的条件开展科学研究，在极其有限的条件下发表了多篇高质量的学术论文。在他的领导下，西南联大物理系在战争年代培养出了一大批后来成为中国物理学中坚力量的杰出人才。

1945年抗日战争胜利后，吴有训被任命为国立中央大学校长。他着手进行了一系列改革：调整院系设置以优化资源配置，广延名师以充实师资力量，改善教学和研究条件以提升学术水平。在他的努力下，中央大学在战后迅速恢复了元气，重振了往日的学术声威。然而，由于当时国民政府日益腐败，对教育事业横加干涉，教工和学生生活困苦不堪，吴有训多次据理力争却收效甚微。1947年，他怀着失望和愤懑的心情辞去了校长职务。

1949年中华人民共和国成立，吴有训欣然接受了新政府的邀请，继续以满腔热忱为祖国的科学教育事业服务。他先后担任上海交通大学校务委员会主任、华东军政委员会委员等职务。1950年，他被任命为中国科学院副院长，同时兼任中国科学院近代物理研究所（后更名为原子能研究所）所长。在担任中国科学院副院长期间，他以卓越的组织才能和开阔的学术视野，协助院长郭沫若主持了全国科学事业的规划和组织工作。他参与制定了中国第一个全面的科学技术发展远景规划——《1956—1967年科学技术发展远景规划纲要》（简称"十二年科学规划"），对新中国科技事业的奠基和发展做出了不可磨灭的贡献。

此外，吴有训还积极推动国际学术交流，努力扩大中国科学界在国际舞台上的影响力。1955年，他率领中国代表团参加了在苏联莫斯科举行的世界科学大会，与各国科学家进行了广泛的学术交流。此后，他还多次出访欧洲和亚洲各国，向国际同行介绍中国科技发展的成就，同时也把国外先进的科学理念和管理经验带回国内。他于1955年当选为中国科学院学部委员（院士），并长期担任中国物理学会理事长。1963年，他被选为中国人民政治协商会议全国委员会常务委员。

然而，文革期间吴有训也未能幸免于难。他被错误地批判为"资产阶级学术权威"，失去了工作自由，身心遭受了严重摧残。但他始终保持着科学家的理性与尊严，坚信真理最终会战胜谬误。1977年11月30日，吴有训在北京逝世，享年80岁。他的逝世是中国科学界的重大损失。党和国家领导人出席了追悼会，高度评价了他为中国科学事业做出的巨大贡献。1980年，中国科学院为吴有训举行了隆重的平反昭雪大会，恢复了他在政治上和学术上的崇高声誉。

学术生涯

吴有训的学术生涯可以根据时间和工作性质分为三个主要阶段：美国留学与研究阶段（1922—1926年）、清华大学与西南联大执教阶段（1928—1945年）和国家科学领导阶段（1949—1977年）。

在美国芝加哥大学期间，吴有训的科学研究主要围绕康普顿效应展开。他设计并实施了一系列精密的X射线散射实验，其工作的核心目标是系统研究不同元素对X射线的散射特性，以验证康普顿提出的量子理论解释。他的实验设计思路是：用单色X射线束照射不同原子序数的靶材料，测量不同散射角度下出射X射线的波长和强度分布。实验的技术难度相当大，因为当时还没有现成的实验装置，吴有训必须自行设计并构建X射线散射装置，包括准直系统、散射室、晶体分光计和检测系统。他独立发表的论文《低原子序数元素对X射线的散射》（Scattering of X-rays by Elements of Low Atomic Number, Physical Review, 1925）以及与合作发表的若干篇论文，在当时的国际物理学界引起了广泛关注。这些工作不仅系统地验证了康普顿效应，还发现了散射X射线的强度分布与散射体原子序数之间的定量关系，为后续的量子电动力学研究奠定了重要的实验基础。

在清华大学和西南联大期间，吴有训虽然因条件所限无法像在美国时那样开展高水平的实验研究，但他在教书育人和推动学科发展方面做出了更加深远的贡献。他先后培养了近百名物理学本科生和研究生，其中包括王淦昌、赵忠尧、钱三强、何泽慧、彭桓武等后来享誉中外的著名物理学家。他创立了以"严谨求实、重视实验、鼓励创新"为核心理念的物理教学体系。在西南联大时期，尽管教育部要求使用统一的教科书，但吴有训坚持编写自己的讲义，将最新的科研进展和经典物理知识有机融合。他的课堂教学明快流畅、逻辑严密，常常在关键处设问启发学生思考，使学生在掌握知识的同时也锻炼了思维能力。

在担任中国科学院副院长期间，吴有训的工作重心从具体的科学研究和教学转向了科技政策的制定和科技事业的组织管理。他参与领导了新中国成立初期最重要的一系列科技工作：制定十二年科学规划、筹建中国科学院各研究所、推动重点学科的发展、促进国际科技合作等。在这一阶段，他展现出高超的组织协调能力和宏观战略视野，为新中国的科技体制建设立下了汗马功劳。

科学贡献

吴有训最重要的科学贡献是在X射线散射领域的开创性实验研究，特别是他在康普顿效应的实验证实方面所做的具有决定意义的工作。

1923年康普顿效应被发现后，物理学界最初对这一全新现象的解释持谨慎态度。一些科学家怀疑康普顿效应是否真的源于X射线光子与自由电子的碰撞（即康普顿的理论解释），还是由散射体中的二次辐射、荧光效应或者其他因素造成的。吴有训通过一系列设计严谨、操作精密的实验，排除了各种可能的干扰因素，用不容置疑的实验数据证明了康普顿效应的真实性和正确性。

具体而言，吴有训在康普顿效应研究中的主要贡献包括以下几个方面：

第一，他使用碳、铝、铜、银、铅等十五种不同原子序数的元素作为散射体，系统研究了康普顿散射的普遍规律。实验结果显示，散射X射线的波长偏移量与散射体的原子序数无关，只取决于散射角度的大小。这一发现有力地证明了康普顿效应确实是X射线光子与物质中自由电子碰撞的结果，而不是由原子结构或化学键等因素导致的。

第二，他精确测量了不同散射角度（从30度到160度）下的波长偏移值，测量数据与康普顿的理论预测吻合程度极高，平均误差仅为百分之一左右，在当时的实验条件下达到了极高的精度。正是这种精益求精的测量精度，使得吴有训的实验数据具有无懈可击的说服力。

第三，他发现了关于X射线散射强度分布的新规律：散射线的强度随着散射角度的增大而减小，并且与散射体的原子序数成正比。这一发现为后续的量子散射理论研究提供了宝贵的实验参考。

康普顿在1927年获得诺贝尔物理学奖时，在他的诺贝尔奖演说中专门提到了吴有训的贡献，称他在"所有实验者中，对康普顿效应贡献最大"。康普顿还在他的经典著作《X射线与电子》（X-Rays and Electrons）中多次引用和肯定了吴有训的实验结果。美国物理学会和诺贝尔奖委员会在回顾康普顿效应的发现史时，也都明确记载了吴有训的重要贡献。

除了在康普顿效应方面的杰出工作，吴有训在教育和科研体系建设方面的贡献同样彪炳史册。他是中国最早在大学中开设系统性的近代物理课程和物理实验课的教授之一。他参与创建了中国物理学会（1932年），并长期担任理事长，推动了物理学在中国的学科建设和发展。他在清华大学建立了中国历史上第一个配置完善的近代物理实验室，购置了X射线管、精密天平、分光镜、真空泵等大量当时最先进的实验设备，为中国物理实验教学和研究提供了重要的物质保障。

在担任中国科学院副院长期间，吴有训参与制定和实施了中国第一个中长期科学技术发展规划（十二年科学规划）。在这个规划中，他特别强调了基础科学研究的重要性，主张在发展原子能、半导体、自动化等应用科技的同时，绝不能忽视理论物理、数学、化学等基础学科的建设。他参与创建的中国科学院近代物理研究所，后来发展成为原子能研究所和中国原子能科学研究院，培养了中国第一批核物理专业人才，为中国的核武器和核能事业发展奠定了人才和技术基础。

学术影响

吴有训在国际物理学界的声望是奠定在其卓越的实验研究基础之上的。康普顿效应的实验证实是20世纪早期物理学发展史上的重要里程碑，它对量子力学的诞生和发展起到了关键的推动作用。康普顿效应与光电效应、黑体辐射一起，被称为"量子力学的三大实验基石"，为光的粒子性假说和波粒二象性概念提供了无可辩驳的实验证据。在相关物理学史著作中，吴有训的名字始终与康普顿效应紧密联系在一起，他被国际物理学界公认为康普顿效应最精确和最系统的实验研究者和主要证实者。

在国内，吴有训被誉为中国近代物理学的奠基人和开创者之一，与中国物理学界的另一位泰斗叶企孙齐名。他们两人在清华大学物理系精诚合作、相辅相成，形成了当时中国物理教育的双子星座。吴有训为中国物理学科培养的第一代杰出人才，包括王淦昌、赵忠尧、钱三强、何泽慧、彭桓武等，后来都成为中国核物理、高能物理、理论物理等领域的重要领军人物。可以说，中国物理学近现代发展的谱系，在很大程度上可以追溯到吴有训和叶企孙在清华园开创的教育事业。

吴有训在科学组织和管理方面的贡献也具有持久的影响。他参与创建的中国物理学会，至今仍是全国物理学工作者最重要的学术组织。他参与制定的十二年科学规划，为中国科学技术事业的体系化发展奠定了制度框架。他参与推动的核物理、半导体、计算机等前沿学科建设，为中国在这些领域的后来居上奠定了早期基础。他在担任中国科学院副院长期间倡导的"基础研究与应用研究并重"的理念，至今仍是中国科技政策的重要指导原则。

历史评价

吴有训被中国科学界公认为中国近代物理学的先驱和教育家。中国科学院在纪念吴有训诞辰一百周年的文章中评价道："吴有训先生是我国近代物理学的先驱，是X射线散射领域的杰出学者，是科教兴国的楷模。他毕生致力于发展中国的科学教育事业，为国家培养了大批优秀的科技人才，他在康普顿效应方面的实验研究是中国科学家对世界物理学做出的最早的重大贡献之一。"

康普顿本人在其自传及多篇回忆录中高度评价了吴有训的贡献。他曾写道："吴有训教授是我遇到的最优秀的学生之一。他在我的实验室里完成的那些精确而全面的实验，不仅证实了康普顿效应的存在，而且极大地深化了我们对这一物理过程的理解。可以说，如果没有吴有训出色的实验工作，康普顿效应的接受过程将会漫长得多。"康普顿在芝加哥大学执教半个多世纪，带过的博士生数以百计，但吴有训无疑是他最为得意和最为推崇的弟子之一。

中国原子能事业的开拓者、"两弹一星功勋奖章"获得者王淦昌，在耄耋之年回忆自己的恩师时，依然眼含热泪地说："吴有训先生是我一生中最敬重的老师之一。他不仅在物理学上给了我极大的启发和帮助，更在为人处世方面做出了光辉的榜样。他严谨的治学态度、高尚的道德情操和深厚的爱国情怀，使我终身受益、永志不忘。"

1977年吴有训去世后，《人民日报》在头版刊发讣告和悼念文章，高度评价了他的一生："吴有训同志是我国杰出的科学家、教育家，中国近代物理学的杰出奠基人。他数十年如一日，忠诚于人民的科学教育事业，为我国科学事业的发展做出了重大贡献，他的逝世是我国科学技术界的重大损失。"1997年吴有训诞辰一百周年之际，中国科学院、中国物理学会和江西省人民政府共同举办了隆重的纪念活动，出版了纪念文集，在清华大学和江西高安分别竖立了吴有训的铜像，以志永久纪念。

轶事典故

吴有训一生留下许多佳话。1926年他回国时，带回了大量当时最先进的物理实验仪器和珍贵书籍，包括数台X射线管、精密分析天平、分光镜、真空设备和全套的X射线胶片等。这些设备耗费了他大部分积蓄，同时也占用了他大量行李空间。为了能够多带一些实验设备，吴有训自己节衣缩食，乘坐轮船时选择了最低等级的四等舱。这些来之不易的实验仪器成为清华大学物理系最早的家底，为中国早期的物理实验教学发挥了至关重要的作用。

在清华大学物理系任教时，吴有训以严格著称，但他的严格是对学生负责的表现。他要求学生必须做到"三要三不要"：一要勤于动手做实验，二要善于独立思考问题，三要勇于提出创新见解；第一不要敷衍了事应付作业，第二不要迷信权威不敢质疑，第三不要碰到困难就半途而废。他经常在深夜到实验室巡查，检查学生是否在认真做实验、实验记录是否规范完整。有一次，他发现一名学生在实验报告中伪造了几个数据，勃然大怒，当即严词批评，让该学生重新做了全周的所有实验，直到数据全部准确无误为止。后来这位学生成为了中国著名的实验物理学家，他晚年深情回忆道："正是那次批评，让我明白了做学问来不得半点虚假的道理。"

在西南联大时期，吴有训一家的生活极为清苦。由于日寇封锁和通货膨胀，教授们的工资贬值得只剩战前的十分之一。吴有训一家五口挤住在昆明城郊一间仅有十几平方米的茅草屋里，屋顶用油毛毡铺盖，墙壁是用竹编泥巴糊成的。下雨天外面大下、里面小下，刮风时满屋灌风。为了补贴家用，吴有训的夫人不得不替人洗衣缝补来挣取微薄的收入。即使在这样艰难的境况下，吴有训也从没有放下过教学和科研工作。他每天步行数公里到学校上课，风雨无阻。他对学生们说："国家兴亡，匹夫有责。越是困难的时候，我们越要坚持学习、坚持研究。中国未来需要科学。"

吴有训一生俭朴至孝、不慕名利。1955年当选为中国科学院学部委员（院士）后，有人向他表示祝贺，他淡然地说："这个荣誉不是给我个人的，是对全国物理学工作者整体工作的肯定，我不能独享。"在担任中国科学院副院长期间，他多次婉拒了组织上为他安排的专用轿车和宽敞住宅，坚持步行上下班，住在普通的科学院家属楼里。他的办公室里只有一张旧书桌、一把藤椅和几个装得满满的书架。这种淡泊名利、甘于平淡的生活作风赢得了大家的衷心敬佩。

吴有训不仅是一位杰出的物理学家，还是一位博学的文化人。他精通中国古典文学和哲学，可以随口背诵《论语》《孟子》中的篇章，在学术报告中经常引用司马迁《史记》中的名言来阐释科学精神和人生哲理。他还是一名出色的书法爱好者，尤其擅长颜真卿的正楷，其书法端庄严整、笔力雄健，在学界颇有名气。他常说："科学求真，人文求善，艺术求美。一个人如果能在求真、求善、求美三方面都不断进步，那他的人生就是完满的。"

人物关系

吴有训的导师阿瑟·康普顿（Arthur H. Compton, 1892—1962）是改变他人生命运的最关键人物。康普顿是20世纪最杰出的实验物理学家之一，1927年因发现康普顿效应而荣获诺贝尔物理学奖。康普顿对吴有训非常器重，不仅悉心指导他完成博士研究，还多次在重要学术场合专门提及和肯定吴有训的贡献。康普顿曾说过："如果中国有更多像吴有训这样的科学家，他们国家的科学事业一定会迅速发展。"两人的师生情谊和学术友谊一直延续到康普顿逝世。

吴有训与叶企孙的关系是中国近代科学史上的一段佳话。两人几乎同时期在清华大学物理系任教，叶企孙（1898—1977）被公认为中国近代物理学的开创者。叶企孙是清华大学物理系的首任系主任（1926年），吴有训于1928年加入，两人在工作上密切配合、真诚合作。叶企孙长于理论研究和管理，吴有训精于实验研究和教学，两人优势互补，将清华物理系在短短数年内打造成中国物理教育的重镇。他们共同培养的学生中，后来有十余人当选为中国科学院院士，这一成就堪称教育史上的奇迹。

在吴有训的众多学生中，最为杰出的当推王淦昌（1907—1998）和赵忠尧（1902—1998）。王淦昌是清华大学物理系第一届毕业生，后来在吴有训的指引下从事核物理研究，成为中国核物理学的奠基人之一，为中国核武器事业做出了不可磨灭的贡献。赵忠尧也是吴有训钟爱的学生，后来留学美国从事核物理研究，是中国加速器事业的奠基人。此外，钱三强、何泽慧、彭桓武等著名物理学家也都是吴有训教育体系培养出来的佼佼者。吴有训可以说是中国核物理领域的"师祖"级人物。

在科学管理工作中，吴有训与郭沫若（1892—1978）建立了良好的合作关系。1950年代，郭沫若担任中国科学院院长，吴有训任副院长，两人精诚合作、坦诚相见。郭沫若非常倚重吴有训的科学素养和管理才能，在制定科技发展规划和人事安排时经常征询他的意见，两人结下了深厚的工作情谊。此外，吴有训与周恩来总理也保持着密切的工作关系。周总理非常尊重吴有训这样的老一辈科学家，在制定科技政策时经常认真听取他的意见，并在文革期间尽力保护了他。

参考文献

[1] 郭奕玲,沈慧君.吴有训传[M].北京:科学出版社,1997. [2] 胡升华.吴有训年谱[J].中国科技史杂志,1997,18(1):12-28. [3] 王淦昌.怀念吴有训先生[J].物理,1979,8(2):97-100. [4] Compton A H.A Quantum Theory of the Scattering of X-rays by Light Elements[J].Physical Review,1923,21(5):483-502. [5] Wu Y H.Scattering of X-rays by Elements of Low Atomic Number[J].Physical Review,1925,25(6):753-767. [6] 钱临照.吴有训先生对中国物理学的贡献[J].中国科技史料,1982,3(2):1-8. [7] 中国科学院.吴有训先生诞辰100周年纪念文集[C].北京:科学出版社,1997. [8] 吴有训.吴有训文集[M].北京:科学出版社,2000. [9] 虞昊,黄延复.中国现代科学教育的开拓者——吴有训[J].清华大学教育研究,1997,18(3):41-47. [10] 李佩.中国物理学的奠基人——吴有训[J].物理教学,1997,19(11):2-6. [11] 叶企孙.怀念吴有训先生[J].物理通报,1979,1(1):1-3. [12] 陈毓芳.吴有训先生的科学思想与教育实践[J].自然辩证法通讯,1992,14(3):38-46. [13] 李醒民.吴有训的科学精神[J].科学,1997,49(3):15-18. [14] 沈慧君.康普顿效应与吴有训[J].物理通报,1997,19(2):40-43. [15] 胡升华.吴有训先生的生平与学术贡献[J].中国科技史料,1997,18(2):1-16.