关于蔡建华教授的一些事

11/27/2008  |  15:41分类:物理  |  标签:  |  3,110 views

每年最靠近5月13日的那个周末,只要在国内,我都要去苏州为先生扫墓。今
年不打算去了,据说这一阵最好少出门。为此,写了一些文字,今天先贴第一
部分。第二部分还需要加工一下。过两天贴出来。

一九九零年五月十三日是先生去世的日子,他从十二日起,就处于弥留状态,
但他不想走,他有太多未了的事,一直到了十三日的下午,他才无奈地永远离
开了这个世界。这一天,距他的59岁生日还有几个月。

他祖籍浙江德清,一九三一年九月二十四日出生在浙江杭州。他的青年时代是
在日本人的蹂躏和国民党的腐败统治下度过的。教会学校的教育,又使他对西
方的文化有比同龄人更深的认同,同时也使他能够说流利的英语,写漂亮的英
文。家庭的教育,使尊师爱幼,师道尊严这样一些中国的古训深深印在他的大
脑中,并终身实践。

他一九五二年毕业于上海交通大学物理系,同很多热血青年一样,在大学期间
参加了反饥饿,反内战的运动,成为共产党外围组织的积极分子; 参加了“打
老虎”,揭露不法资本家等活动,是共产党的培养对象并最终成为中共预备党
员。然而,他没能转正,他的预备党员资格在转正前被取消了。和很多热血青
年不一样的是,他除了满腔热血之外,还有一个很会思考的大脑。他没有报名
参加抗美援朝,他的理由很简单,刚刚结束战乱的中国需要的是建设,而不是
到第三国的土地上和一个世界上最强大的帝国拼命。

毕业后他分配到青岛工学院,在这里,他遇到了他的第一个导师,束星北教授。
束星北教授早年曾留学美欧,在whittaker等名家手下学习过,“九。一八”
事变后回国,投笔从戎,后来在多处任教,讲课的名气很大,解放后被打成历
史反革命,极右,监督劳动,直到70年代末期才平凡。先生受束星北教授影响
很大,他的第一篇研究论文就是在束星北教授指导下做的,发表在一九五四年
的物理学报上。他的讲课风格,也是在束星北教授的影响下形成的,一个重要
特点就是上课不带讲稿,推公式,画图,讲概念,都是现场完成。相比之下,
今日之多媒体教学,事先做好了课件,又反复审看,其实到时候随便找个口齿
清楚的人去读一下都可以,教师的个性已经很难体现了。

后来,为了解决两地分居问题,先生调到南京的华东水利学院(后改名河海大
学)任教。南京大学魏荣爵教授回国后,为了研究声学,找了一些优秀的年青
人,先生也被魏荣爵教授调到南京大学从事声学研究。魏荣爵教授是第二个对
先生有重要影响的人,他早年留学美国,曾师从大物理学家Fermi,回国后在
南京大学任物理系主任并开创声学研究,与北京的马大猷教授一起形成中国声
学界北马南魏的格局。在做了一段时间的声学研究后,先生与比他晚二届的交
大校友,同时也是在华水时的同事,好友CD Gong之间的学术讨论越来越多。
CD也是魏荣爵教授调到南京大学的,当时CD在学习和研究理论物理。此时,先
生对粒子物理产生了浓厚的兴趣,而对比较古老的声学则兴趣日减,后来就向
魏荣爵教授提出离开声学组,到理论组做理论物理研究和教学。魏荣爵教授没
有阻拦,而是立刻批准了先生的请求,在后来的研究中,作为系主任的魏荣爵
教授给了先生很多帮助,对此,先生一直铭记在心。

先生最早做的是场论和粒子物理,除了CD外,当时有一批年青人先后从事这一
工作,如JL Sun就是一位。当时南京大学理论物理有几位很强的老先生,如
GO Xu,KJ Cheng等(其实并不老,也就30多岁到40岁吧)。徐先生后来去了兰
州大学,KJ去了核弹研究基地。新老之间的交流并不多,年青人基本上形成了
一个以先生为中心的研讨组。在先生的努力下,南京大学开出了很多一流的理
论物理课程,比较著名的,是量子力学,热力学与统计物理,电动力学,分别
由先生,CD和JL上。大概是一九六二年,先生出版了第一本著作,<原子物理
与量子力学>,这本书现在很难找到了,尽管当时先生对哥本哈根学派的解释
坚信不疑,但书中对于量子力学的解释上还是多处参考了布洛欣采夫的观点。
他们还为高年级同学开设了量子场论,粒子物理,格林函数理论等课程,分别
由先生,CD,以及后来加入的LD Xu等人上,在此期间,他还组织翻译了Roman
的<基本粒子理论>等书。先生在反右派的运动中差点被打成右派。这是在当时
物理系总支书记的极力保护下才获得的待遇,如果不是这位书记的保护,先生
被打成右派几乎是肯定的。后来,这位书记曾担任上海市科技委的书记,和先
生一直是好朋友。据先生讲,这位书记是党的领导中难得的好人。

大鸣大放的时候,理论物理的一位教授给先生和CD写了一张书生气很足的大字
报,质问这两个年青人,说你们讲起物理来头头是道,好像比我这个教授知道
的还多,可怎么就不见你们出研究成果呢? 这张大字报是他们成为运动员的开
始,此后的差不多二十年时间里,每次运动,他们总是被运动的对象。后来加
入这个运动员队伍的,还有XX Yao。很后面的时候,F Wang也加入了,在加入
之前,F Wang受了更多的苦难,也躲过了一些劫难。

在国家统一对各个高校的研究方向做调整的时候,南京大学的理论研究的方向
被定为固体物理,先生和CD等都及时的转到了这个方向。其实,那时候转起来
其实很容易,他们学了很多量子场论,粒子物理的理论和方法,基本上还没有
做过研究。而当时固体方面的热点之一就是格林函数理论,这实际上就是量子
场论。JL据说坚决不转,后来慢慢转去做广义相对论了。南京大学理论物理组
以做固体理论最为擅长,应该与此有关。

先生和CD两位本科毕业生,在没有人指导,缺少资料的情况下,学习并掌握了
当时最前沿的理论物理的内容和技术,这几乎是一个奇迹。就在他们要开始但
还没有能够开始认真地做研究工作之前,文革就开始了。一九六六年时,先生
35岁,CD 33岁。他们已经建立了一套理论物理的教学体系,掌握了理论物理
的前沿知识,这些都是在没有人指导的情况下,在各种政治运动的干扰下完成
的。

文革中间,先生挨过斗,在运河上拉过纤。这一段往事,先生很少提起,但也
说过几个小故事。其中一个是学习毛选,理论组政治学习的时候,要求大家读
<矛盾论>,他把毛选打开,一个手按在毛选上,每当听到有几个翻书声的时候,
就翻过一页。同时,另一只手在抽屉里控制一本物理书,眼睛看几眼,然后眼
睛盯着毛选在脑子里推公式,需要时把书拉出来一点,眼睛只要稍为偏一点就
可以看到几行,继续脑力劳动。他这种行为,被当时的党支部书记发现过多次,
也批评过多次。对此,他当时心里很不痛快,但也不敢发作。这位支部书记其
实是一个很好的老师,一直是又红又专的典型,业务很强。四人帮被打倒,拨
乱反正后,先生和他的关系一直很不错。

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微结构 于 May 13, 2003 23:23:42:

CD Gong:龚昌德。理论物理学家,南京大学理学院院长。弟子遍布全球。龚
先生现实生活中的精彩实在无法以一语概之。仅举一例:先生每日骑车上班须
经一段高坡,如果有心,常可看见六七十岁高龄的先生双脱手飞驰而下~~~

JL Sun:孙景李。前些日子有过介绍。
GO Xu:徐躬藕。前做过介绍。
KJ Cheng:程开甲。两蛋元勋。西北核所负责人。
LD Xu:徐龙道,理论物理学家。这个,离乡可能都不熟。
F Wang:王凡。前有过介绍。
XX Yao:姚希贤。物理学家。毕生最爱金庸与梦露。

为先生去世十三周年写的几句话(2)
红娃 于 May 28。2003 14:48:58:

在经过几年的瘫痪之后,根据毛泽东的“大学还是要办的”指示精神,高校开
始招收工农兵学员。先生也在这个时候结束了劳动改造,返校接受“上管改”。
也是在此时他继续中断了数年的超导研究,研究方向集中在强耦合超导理论上。

由巴丁·库柏和施里佛建立的BCS理论是一个弱耦合理论,同时也是平均场理论。
这个理论中其实只有两个参数,一个是等效电声子耦合常数、一个是声子的德
拜频率。理论的很多结果是普适的,如临界温度与能隙的比值就是一个普适常
数,与材料参数无关。大部分金属材料都能非常精确地用这个理论描述。但对
于比较硬的超导材料,如大部分化合物材料,这个理论定量上并不成功。BCS
理论有三个比较重要的版本:一个是BCS的原始版本,一个是由波格留伯夫建
立的基于正则变换的版本(这个版本后来由德·热纳做了很大发展)。第三个是
郎道的弟子哥可夫等发展的格林函数反常切断技术。

如果不是从巴丁的约化哈密顿出发,而是直接从电声子相互作用的哈密顿出发,
利用米格达定理,并利用哥可夫的技术,就可以得到一套方程,叫做厄里希博
格方程。这也是一个平均场理论,但不是弱耦合。强耦合超导体的性质应该都
在这套方程里面。(巴丁的约化哈密顿本质上是对电声子相互作用的二阶微扰的
结果。从这个意义上,只适用于电声子相互作用很弱的场合)。但是,这组方程
太复杂了。

在70年代早期,一个很重要的问题就是超导临界温度到底能达到多高? 如何提
高临界温度(临界温度与耦合常数是什么关系)? 当时可以对一些简化情形做出
厄里希博格方程的数值解。但对于实验家来说,他们更需要一个可以拟合数据
的解析公式。到了75年左右,全世界已经有几个很流行的临界温度公式,各有
一定的使用范围。

在这个时候,先生有了做一个更好的临界温度公式的想法。这个想法是很模糊
的。他想到找厄里希博格方程的级数解,但具体如何做,从那里入手,并不清
楚。他也想了几个方案,但似乎都有问题。他把他的想法与南京大学的同事们
讨论,反响很小。此时他想到了在中国科技大学的吴杭生先生。他把自己的很
不成熟的想法写信告诉了吴先生。很快就得到了吴杭生先生的热烈相应。在吴
先生的回信中,不仅肯定了先生的想法,同时也在先生的几个模糊方案的基础
上,给出了一条明晰的思路,一条可以操作的解法。经过几次书信往来,他们
合作发表了关于这个问题的第一篇文章,文章登出的时间是一九七七年。与此
同时,他们两人加上龚昌德先生三人开始了紧张地计算,很快就得到了结果。

为了验证他们的结果,需要与数值解进行比较。开始他们请了一位计算机系的
老师帮忙,但没有能够得到数值结果。主要原因是他们没有能够把厄里希博格
方程变成一个纯粹的计算问题,而计算机系的老师对这个方程的物理背景完全
不懂。

于是他们想到了他们的学生,邀请在中科院工作的蔡俊道加入,进行计算。蔡
俊道和她的丈夫吉光达一起加入了这个研究队伍,很快就从数值上验证了他们
的结果的正确性。与此同时,他们希望从数学上证明他们得到的级数是收敛的。
这一次是请数学系的人帮忙,结果非常失望:数学系的老师证明了他们的级数
不收敛。

先生和龚先生对此都非常生气,也非常不服。他们的级数取很少几项就可以得
到数值解的结果,增加项数时,只有很小的变化,而且是向着更接近的方向。
后来先生经过努力,自己找出了这个级数的收敛圆,同时也调和了和数学系的
老师之间的矛盾。数学老师的证明只适用于收敛圆外! 这个工作以三篇连续的
文章在一九七七到一九七九年之间发表。中文发表在物理学报上,英文发表在
中国科学上。

这在当时是很轰动的工作。后来苏联和美国都有人写文章对他们的工作进行了
评述和介绍。他们的这一工作在国际上应该是基于厄里希博格方程求解临界温
度公式的一个高峰。因为这一工作他们和巴丁、施里佛以及前几个做临界温度
公式的人建立了密切的关系和友谊。先生去世后,巴丁、施里佛等曾发来唁电
深表哀悼。

超导临界温度的工作先后获全国科学大会奖和国家自然科学奖。在是否报奖如
何报奖的问题上,先生和吴杭生先生之间意见分歧非常大。作为晚辈的蔡俊道、
吉光达曾经为他们进行调解,希望能消除两位先生之间的分歧,均未成功。后
来二位先生中断了合作和友谊。一九八零年前后,先生和龚先生都离开了这个
课题。吴先生继续做了很多工作,给出了很多简化的临界温度公式。

在王竹溪老先生、彭桓武先生、郝柏林先生、于渌先生等的推动下,由管惟炎
老先生和中国物理学会安排和支持,先生于70年代末在南京大学组织了一次量
子统计物理的春季学校。分别由龚昌德先生、李正中先生、姚希贤先生和吴萱
如先生讲授格林函数理论。复旦大学的孙鑫先生讲授了二维电子气。春季学校
开始时,很多参加听讲的人一上来就完全懵了,波函数变成了算符,费米分布
和波色分布完全没看到。先生立刻就注意到这个问题,马上调整了上课方案。
先让柯善哲先生为学员补习二次量子化,然后再正式讲下去。这次春季学校的
讲稿后来成为一本在当时起了很大作用的书《量子统计的格林函数理论》。

南京大学有两位很聪明的青年教师参加了听课。一位是卢德馨,一位是马光群。
当时卢是物理系液氮厂的厂长。他不仅参加了整个听课过程,而且验算了讲稿
上的所有公式的推导。马光群开始也一起推,后来感到太烦了,就中途退出了。
经过这个春季学校,卢德馨的武功大长,不久去了美国三年,做了一些及其“变
态”的工作(把BBGKY方程链在三级切断,证明了一些求和关系。由于推导过于
复杂,他把计算机的打印纸钉在墙上推导)。马光群后来参与了陈金全先生关于
群论的一些工作,特别是空间群的表示。

一九八零年左右,先生作为中国固体物理学家代表团的成员去美国考察访问。
考察期间,先生流利的英文,广博的物理知识,在美国的接待团中留下很深的
影响。那个年代,在40—50岁的中国物理学家中,物理和英文都很强的人非常
少。很多人是在那个时候才开始学英文的。因此,先生在美国参观考察期间的
表现,自然是非常引人注目的。当时作为美方团员的张立纲先生,和先生从此
成为非常好的朋友。在参观阿贡国家实验室时,先生注意到这个实验室的两位
先生在做金属超晶格的实验研究,很感兴趣。回来后,金属超晶格理论研究就
成了先生的课题组的中心课题。

先生好像是第一批博士生导师,当时物理系选为博导的有魏荣爵、鲍家善、冯
端、王业宁等老先生,年轻的好像还有龚昌德等人。记得那时候学校宣传的南
大的后起之秀就有先生和龚先生。陈金全不久特批为博士生导师,当时他还是
副教授。先生的第一个研究生是熊诗杰。他是福建人,不善言谈,做研究非常
用功。他当时研究的课题是金属超晶格的电子态,输运等问题。邢定钰是龚先
生的研究生,而邢定钰的太太刘楣则是先生的研究生。先生对邢定钰夫妇非常
欣赏,还帮助他俩合理安排时间,以做到研究和家务(特别是小孩的管理和教育)
两不误。

数十年的合作和友谊使得先生和龚先生在物理问题的判断、思考、选题等上面
有趋同的倾向。这一点也许他们自己并没有意识到。在一九八零年前后,他们
共同离开了超导临界温度公式的研究,开始对表面的电子态问题进行探索。当
时参加工作的还有后来成为北京师范大学副校长的杨展如先生。杨先生当时在
南京大学进修。

再后来就是超晶格理论的研究。虽然此时两人各有课题组,但研究内容和方法
经常撞车。其实这本来是长期合作的自然结果,但二位先生对这种撞车却给了
不同的解释,由此也产生了一些隔阂和误会,并最后导致了二位先生的决裂。

那个时候处在二位先生中间的学生其实是很为难的,邢定钰在这个问题上是处
理的最好的一个。他常常以牺牲自己的利益来处理好与两位矛盾很大的先生之
间的关系。后来听说邢定钰与别人闹矛盾了,我当时几乎不假思索地就说了一
句,那一定不是邢定钰的错。

尽管当时二位先生的矛盾很深,互相完全没有沟通和讨论,但对当时南大和社
会上出现的一些所谓的物理学的革命(如天文系一位老师就提出了一套东西,
把量子力学给彻底否定了),他们反对的方式几乎都是一样的。在讲课中,对
于一些概念的解释方法也几乎相同。先生讲准粒子时说过“牵一发而动全身”,
强调准粒子激发是系统整体的行为。而龚先生用的词是“拔一毛而全身动”。
记得讲声子时,龚先生把讲台用力一敲,然后问: “这他妈的是一个原子在振
动吗?”,给人留下很深印象。而在另一场合,先生轻敲讲台,问了完全相同
的问题,只是没说那三个能给人以深刻印象的字。

魏先生曾经试图使二位先生和好,终于没有成功。那几年,每年春节,他们二
位通过子女约好时间,同时去给魏先生拜年,算是对魏先生努力的一点回报吧。

先生去世后,我想龚先生一定是最悲痛的人之一。最好的朋友一旦翻脸,对每
个人的伤害都是很大的,而且到了后来,他们没有和解。我想主要还是面子问
题,因为后来先生每当提起与龚先生当年的合作,总是非常兴奋,可以说上半
天,完全是对龚先生的夸奖和褒扬。而龚先生说起与先生的早年合作,也是对
先生的才气,能力赞扬有加。但那个时候, 谁也不愿意评说就是邻居的对方的
当时情形。(当时他们二人住在同一个楼里,一个门洞进出,一个是三楼,一
个是四楼)。

2条评论 关于 “关于蔡建华教授的一些事”

  1. 中科大-董文凯 发表于: 12月 20th, 2020 21:22

    先生,您好!我是中科大科技史与科技考古系的博士在读生董文凯,目前的研究兴趣是中国超导物理学史。我在看了这方面的一些资料后,发现蔡建华教授曾对中国的超导物理学产生过重要影响,也就是1986年的那场高温超导大会战。据目前的一些资料揭露,中国这边的高温超导实验就是起源于当年9月份蔡教授从澳大利亚的那个越洋电话。在这里很想向您请教一下:蔡教授生前是否和您或身边的人提及过此事?如果有,还希望您能告知详情,让蔡教授对中国超导物理的贡献得以铭记。我的邮箱是wkdong@mail.ustc.edu.cn万分感谢!

  2. admin
    admin 发表于: 12月 24th, 2020 22:35

    To 董文凯,
    这篇文章我不是原创,我是在小百合论坛上看到的然后转载到这里,所以爱莫能助…这种历史细节可能很难去追究了.


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