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葛庭燧:永远的“葛氏峰”
作者:夏冬波    发布时间:2021/6/10    浏览:158468次

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葛庭燧(1913-2000),山东省蓬莱县人。著名金属物理学家,中国科学院院士,中国科学院固体物理所所长、名誉所长、研究员,九三学社社员。葛庭燧毕生致力于金属物理学的发展,是金属内耗研究大师。同时,也是一位进步爱国的科学家,他的名字是被写进物理学词典的中国人。

求学生涯

葛庭燧1913年生于山东省蓬莱县潮水镇大葛家村一个农民家庭。父亲葛启彬和母亲葛王氏生有三子三女,葛庭燧排行老小。 他4岁时便跟着姐姐上学,9岁那年,父亲病逝,从此葛庭燧由大哥葛庭煊供养读书。11岁那年,葛庭燧离家到蓬莱城里的山东省立第八中学(现蓬莱一中)读初中。1927年,考入京师大学堂理预科,这就是北京大学的前身。在校期间,同班同学孙志远让葛庭燧第一次接触了中国共产党和马克思主义,通过阅读《共产党宣言》,对科学和真理的追求有了新的境界。

1930年,葛庭燧考入清华大学物理系。当时的清华大学物理系名师荟萃,如胡刚复、叶企孙、饶毓泰、吴有训、严济慈等。其中,叶企孙不仅是葛庭燧的恩师,也是他走上革命道路的引路人。在此学习期间,葛庭燧深受同班同学孙志远、胡乔木和章文晋等人的影响,逐渐走近民主、科学,具有进步思想。1937年,葛庭燧大学毕业,获得物理系学士学位。1938年,他在叶企孙教授的帮助下,成功投考燕京大学物理系研究院读研究生并担任助教。正是在燕京大学研究院,葛庭燧遇到了刚从美国回国任教的何怡贞博士,他们逐渐建立了超乎寻常的师生感情。1941年8月29日(七夕节),葛庭燧与何怡贞在位于上海九江路的清华同学会举行婚礼,婚后一个月即办理了赴美手续。

葛庭燧于1941年9月2日入美国加利福尼亚大学伯克利分校物理系,攻读博士学位,并任半时助教,获得博士学位后参与了美国的“原子弹计划”和战时雷达研究两个世界历史上规模最大的科研团队。在1946年出版的《辐射实验室的五年岁月》中,有中国葛庭燧、孟昭英和王明贞三人的照片,此三人曾在中国媒体的文章中被称为第二次世界大战时期参与美国雷达关键技术研究的“中国三杰”。由于葛庭燧在MIT参加了研制原子弹的“曼哈顿计划”和军事雷达研制的科学家团队,他因同时参与这两个伟大工程而被称为“双奖华人科学家”,也是惟一一位参加了美国曼哈顿原子弹计划的中国人。

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1948-1949年,葛庭燧发明“葛氏扭摆”并发现“葛氏峰”之后,证实了美国芝加哥大学甄纳教授从玻尔兹曼线性迭加原理出发所推导出来的多种滞弹性之间的定量关系,从而奠定了滞弹性理论的实验基础,使滞弹性成为一门新的学科领域。这是葛庭燧一生最重要的科学贡献——用他的名字命名的这两项伟大的发明与发现,奠定了他在上世纪世界物理发展史上的里程碑式的贡献的基础。1949年,他提出晶粒间界无序原子群模型,被称为“葛氏晶界模型”。葛庭燧在美国短短的4年时间里,独立地取得了一系列奠基性和开拓性的科研成就,成为国际固体内耗领域的创始人之一。

海外回国

早在抗战胜利后,涂长望代表中国科协去英国开会,途经美国时会见了葛庭燧,建议在美国筹建中国科协分会。由于美国的法律限制,直到1949年2月,葛庭燧终于在芝加哥成立了“留美中国科学工作者协会”,并担任理事会主席,随后在美国各地成立了地区分会和各种学科小组,有力地推动了留美学人回国参加新中国建设的高潮。

1948年,何怡贞的胞妹(在研究中发现弹道碰撞现象)的何泽慧博士与钱三强夫妇历尽艰辛回到祖国,参加北平研究院原子学研究所的组建工作。此刻的葛庭燧不仅在积极参与动员钱学森的归国工作,而且他本人也接到钱三强动员他早日回国的信。是年5月的一天,葛庭燧收到在香港大学心理学教授、中国科协香港分会负责人、中共地下党员曹日昌的请托,拜托他转寄给钱学森一封信,告诉钱学森,“北方当局”希望他尽快回国,在东北或华北领导航空工业的建设。葛庭燧欣然从命,转寄信件的同时又附上一封热情洋溢的信,钱学森一直保存着这封信。葛庭燧终于促成了钱学森回国。直到1993年,葛庭燧80寿辰前夕,钱学森在祝寿信中还写道:“我决不会忘记,是您启示我早日从美归来,为新中国服务。”殷殷之情,溢于言表。

1949年6月,在匹兹堡召开了全美留学生的美中科协大会,葛庭燧当场宣布即将离美回国,受到了与会者的热烈响应。大会选举葛庭燧担任大会主席,并决定成立全美美中科协。葛庭燧一家原定1949年夏天回国,但由于“交通阻滞”,直到11月,葛庭燧偕夫人何怡贞毅然带领7岁的女儿葛运培和2岁的儿子葛运建从美国旧金山登上“戈登将军号”轮船,途径香港回国。归途坎坷,却难挡那急切的归国心。

1950年1月抵达北京后,葛庭燧在清华大学物理系任教。不久,葛庭燧还担任了中国科学院应用物理研究所的合聘研究员。1950年上半年,葛庭燧参加了中国科学院扩大院务会议,并在这次会议上得到一个令人振奋的信息:政府号召提高业务水平,并开展与实际相结合的学术研究。于是,他开始用一半时间重新恢复金属内耗研究。在清华园,葛庭燧在清华大学物理系的科学馆二楼建立了中国第一个内耗实验室——“金属物理实验室”。

1950年8月,第一次全国自然科学工作者代表大会在北京召开,葛庭燧作为美中科协的代表参加了这次会议。在中南海怀仁堂,葛庭燧第一次受到毛泽东主席接见。在这次大会上,葛庭燧被选为全国自然科学学会联合会宣传委员会副主任委员。

创建金属研究所

听说中国科学院要在沈阳筹建金属研究所,葛庭燧热血沸腾,他马上去沈阳实地考察。1952年,葛庭燧和何怡贞夫妇响应中央建设东北重工业基地的号召,举家离开北京清华园,前往沈阳参加筹建中国科学院金属研究所,并建立了金属物理研究室,进行中国自己的金属内耗研究。数年的科研教学,葛庭燧培养了大量的研究生和青年骨干。1952-1956年,葛庭燧在金属研究所带领六位青年学子,发掘了他发明的扭摆内耗仪的潜力,添置三套扭摆内耗仪,并建立了声频内耗装置。为了解决抚钢厂钢材的剩余寿命问题,葛庭燧首次提出了用提高温度的方法,通过短期试验来推测长期蠕变寿命,为此他还参与建立了中国第一台蠕变试验机来进行这项工作。他还扩展了内耗在材料科学中的应用范围,取得了创新性的成果,受到了国内科学界的称赞。这一时期可以说是葛庭燧回国后的第二个黄金阶段。

1955年6月,中国科学院正式成立学部,聘请了233位著名学者为第一批学部委员,并按学科领域分设物理学数学化学部、生物学地学部、技术科学部、哲学社会科学部4个学部。葛庭燧受聘为中国科学院数学物理学化学部(现为数学物理学部)学部委员。学部委员在1993年改为院士。

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为了让世界了解新中国的建设成就,打开科学文化交流的大门,在毛泽东主席和周恩来总理的亲自关怀下,1955年11月组成“中国访日科学代表团”。中国科学院院长郭沫若任团长,时年42岁的葛庭燧作为物理学和金属学的代表,荣幸地成为一名团员。访问归来,代表团成员在杭州受到毛泽东主席的亲切接见和宴请。郭沫若在汇报时,指着葛庭燧向毛主席介绍说:“他是代表团中最年轻的一员,在日本东京大学和其他城市作的几次学术报告很受欢迎。”毛主席兴致勃勃地看着葛庭燧说:“好嘛,要赶上去嘛,要培养年轻人嘛!”葛庭燧的双眼湿润了,他亲身感受到了新中国领导人对青年科技工作者的无比信任和殷切希望。

葛庭燧在沈阳金属研究所建立了新中国第一个内耗实验室,继续对非线性滞弹性现象进行深入研究。他最先将“全息照像技术”和“激光技术”引入国内,极大地推动了这两项技术在我国的发展。然而,“文化大革命”爆发了,葛庭燧被指为“反动学术权威”而受到批斗。但在隔离审查最困难时期,葛庭燧始终坚信“我对党一直有坚强的信心。”上世纪70年代初,葛庭燧因双眼白内障做了手术,虽然手术效果良好,但眼睛却因此失去了自动调节功能,最让他感到痛苦的是给他的科研工作带来极大的困难。

砥砺同行

葛庭燧和妻子何怡贞这对科学家伉俪在科学的道路上风雨同舟、携手前行献身科学事业几十年;两人又都是九三学社社员,与中国共产党肝胆相照、砥砺前行,始终奋斗在科学前沿,是九三学社社员楷模。

何怡贞1910年11月14日生于北平。何家是“五世翰林”的名门望族。其父何澄年轻时东渡日本留学,为中国同盟会早期会员之一,追随革命先驱孙中山先生民主革命。母亲王氏家族也声名显赫,何怡贞从外祖母王谢长创办的振华女子小学毕业后,16岁时考入金陵女子文理学院数理系,毕业后到镇江一所教会学校任教一年。1931年,何怡贞选择了美国蒙脱霍育克女子大学物理化学系攻读硕士学位。毕业后,她又在美国密歇根大学继续了4年的学业,获得了物理系哲学博士学位,并将研究方向确定为从光谱的角度研究物质。

1937年5日,刚刚博士毕业的何怡贞,到德国去看望二妹泽慧。当姐妹二人来到挪威时,得知国内发生了“卢沟桥事件”。何怡贞第一反应是终止欧洲之游,立即返回祖国。1938年,何怡贞随家人从上海赴北平,先后在北京师范大学和燕京大学任教。在燕大,她遇到了一个才华横溢的学生,这就是后来成为她丈夫的葛庭燧。

当年葛庭燧追求何怡贞是很费一番功夫的。葛庭燧是个穷大学生;两个家庭出身差距大;彼此又是师生关系;何怡贞比葛大三岁。夫妇俩性格迥异,葛庭燧严厉威猛,疾言厉色。何怡贞特别重情,这点每一个读她的传记材料和她子女的回忆文字的人都能感觉得到。何怡贞最终接受认可葛庭燧,带有很大的勇气。他们在一年多之后便正式确立了恋爱关系,并于两年后的1941年七月七日在上海结婚,随即抱着“科学救国”的理想同赴美国。在那完全陌生的异国他乡,葛庭燧在妻子何怡贞的陪伴下开始了向科学进军的艰难历程。     葛庭燧与何怡贞夫妇自结婚,到2000年葛庭燧去世,共同生活了59年,他们在学术研究上相互帮助、互为补充、携手共进的漫长岁月,已然成为中国乃至世界科学史上的佳话。葛庭燧在美国读光谱学博士时,妻子何怡贞则比他早5年就获得了这个专业的博士学位;而何怡贞在上世纪70年代开始研究的非晶态物质的内耗峰则是丈夫葛庭燧的专长。

献身科学岛

1965年5月,豪情万丈的葛庭燧起草了一份《金属内耗的理论、技术和应用的研究》,这是一项包括4个大项和20多个小项的庞大科研计划。写下这份科研计划时葛庭燧才52岁。然而,直到15年后,葛庭燧受命到合肥董铺岛筹建中国科学院固体物理研究所时,这个计划才又被提上议事议程。1980年9月,中科院决定调葛庭燧去预定的全国第二个科研基地——合肥董铺岛担任中国科学院合肥分院副院长,并负责筹建中国科学院固体物理研究所,担任该所所长和研究员。葛庭燧院士也顺理成章成为中科院固体物理研究所创始人、第一任所长。

科学岛是中国科学院合肥物质科学研究院的别称,位于合肥市西郊风景秀丽的蜀山湖畔的董铺岛上,是中国科学院在安徽设立的综合性重点科研基地和人才培养基地。

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刚踏上董铺岛的葛庭燧已67岁了,这也是他最后参与创建的一个国家级研究所了。他非常珍惜晚年来之不易的研究环境,他亲自挑选队伍,身先士卒,带头钻进实验室,和大家一起开始筹建创业。

1982年,葛庭燧举家搬迁到合肥董铺岛,从零开始创办一个研究所。白手起家,条件艰苦,葛庭燧率领团队边建设边科研,白天科研,晚上开会研究问题,并提出了“摸爬滚打、勤俭建所”。经过两年多的研究实验,中国第一台全自动真空倒扭摆研制成功,并获得1984年度中国科学院重大科技成果奖一等奖,葛庭燧建设现代化内耗实验室的理想最终在固体物理研究所变成了现实。

1985年8月,中科院批准建立由葛庭燧任主任的“内耗与固体缺陷开放研究实验室”,成为中国内耗研究中心和中国物理学会内耗与超声衰减专业委员会挂靠单位,当时是中国对外开放的17个实验室之一,也成为国际上几个大的内耗研究中心之一。仅仅一年之后,这个研究集体的“晶粒间界内耗研究的新进展”等系列论文13篇,就获得中国科学院科技进步奖一等奖。

1987年,葛庭燧根据中国科学院“院校结合、所系结合、发挥优势”的精神,勇于实践,提出了一个大胆的新方案,即在合肥的中国科学技术大学也成立一个内耗实验室,作为开放实验室的一部分,由固体物理研究所和中国科技大学联合管理。1990年2月10日,经中国科学院批准,终于成立联合开放研究实体。现在,葛庭燧亲手创建和领导的“内耗与固体缺陷开放实验室”,早已成为国际上知名的研究中心之一。该实验室7次获得国内和国际科学奖。1999年3月,葛庭燧获美国TMS最高学术奖梅尔奖。

从1980年到2000年的20年期间,葛庭燧率领他的团队潜心研究、顽强拼搏,研究实验成果似井喷一样,大大超过葛庭燧回国后的前30年研究成果的总和。(作者:合肥市文化和旅游局公共服务处副处长,社合肥市委社员)