張宗燧

張宗燧

張宗燧,張東蓀的次子,物理學家。在理論的數學形式、洛倫茲群的表示、重正化理論、統計物理、層子模型等方面作了不少研究並取得多項重要成果。有《電動力學和狹義相對論》等專著。

基本信息

張宗燧(1915~196

張宗燧張宗燧
9)中國物理學家中國科學院院士。著名哲學家、政治活動家張東蓀的次子。第一位在劍橋大學開課的中國人。1915年6月1日生於浙江杭州,1934年畢業於清華大學物理系並留校攻讀學位。

生平簡介

1938年獲英國劍橋大學哲學博士學位並先後去丹麥瑞士進行科學研究。1939年回國並任重慶中央大學物理系教授。1945年以英國文化協會高級研究員身份赴英國劍橋大學進行科學研究。1947年赴美國普林斯頓高等學術研究院費城加尼基工業大學工作。1948年回國。歷任中央大學、北京大學教授,北京師範大學教授及理論物理教研室主任,中國科學院數學研究所研究員及理論物理研究室主任兼中國科技大學教授等職。1940-1945年擔任國立中央大學物理系教授。1957年受聘為中國科學院數理化部學部委員。張宗燧從事教育工作多年,在教學中成績顯著,獲得大家好評。他先後培養研究生多人,他的學生正在我國各有關科研領域內發揮著骨幹的作用。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,刻苦鑽研業務,在理論物理的研究和培養人才方面,貢獻了自己的一生。1969年6月30日,因受極左路線的迫害而死,僅54歲。張宗燧主要從事理論物理特別是統計物理、 量子力學、量子電動力學和量子場論等方面的研究與教學工作。30年代在國外對統計物理進行了不少研究,在合作現象、特別是固溶體的統計物理理論等方面取得創見性成果,受到國際學術界的重視;並於回國後繼續在合作現象和量子系統的各態歷經問題等研究方面取得有價值的成果。是中國較早從事量子場論研究的學者之一,30年代後期即進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、高自鏇粒子的量子場論等方面很有創見,取得多項當時國際先進水平的研究成果。40年代後期,在理論的數學形式、洛倫茲群的表示、重正化理論、統計物理、層子模型等方面作了不少研究並取得多項重要成果。有《電動力學和狹義相對論》等專著。

往事略集

張宗燧的父親張東蓀是著名哲學家、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,張妹宗燁。幼時家居上海,宗燧五歲進學,好強爭勝。後入育才中學,受戴鐵君先生啟蒙,對數理產生興趣,表現出卓越的學力。1930年,張宗燧年十五歲,入燕京大學物理系,次年轉清華大學,受吳有訓、趙忠堯等名師指導。1934年入清華研究院,同年報考庚款出國留學。1935年物理專業名額僅一人,吳師建議張宗燧改考天文專業,張宗燧從命,經短期速成,即考取美庚款,後去紫金山天文台實習半年,準備赴美。然而,張宗燧有宏志於數學和理論物理,以當時國際學術水準,歐洲高於美國;於是他放棄“美庚款”,次年報考“英庚款”數學專業,第四屆“英庚款”數學專業兩名取生為許寶騄和張宗燧。1936年,張宗燧於劍橋大學數學系,受業於著名統計物理學家福勒(R.H.Fowler),兩年發表了論文七篇,獲博士學位。張宗燧在“合作現象”領域,特別是關於“固溶體的統計理論”,取得優異成果,《貝特的有序—無序相變理論在合金上的推廣》及《一個系統的位形數目與合作現象》等優秀論文,使他開始在國際理論物理學界知名。 1938年,福勒薦張宗燧去尼爾斯·波爾(N.Bohr)領導的哥本哈根大學理論物理研究所工作。在這個發源“哥本哈根學派”的學府里,他有幸會及狄拉克(Dirac)、泡利(Pauli)、羅森菲爾德(Rosenfeild)、維克(Wick)、莫勒(Moller)、威爾遜(A.H.Wilson)等人。在這些現代物理學先驅人物的影響下,張宗燧進入量子理論最前沿的研究。1939年,宗燧到瑞士高等工業學校,在泡利身邊工作,寫出了他的第一篇量子理論的學術論文《包含介子的過程對於方位角的依賴》。玻爾研究所的自由學術氣氛,諸多大師的指導和合作,使他的學術水準升華;而狄拉克方程的美麗簡潔,午茶時無拘束的討論,是他經常的回憶,這段在丹麥和瑞士的美好時光,使他終身難忘。年輕的張宗燧受到玻爾全家的關懷,而且得到了玻爾本人的賞識。1939年1月,在一封推薦信中,玻爾寫道:“在哥本哈根的半年來,張顯示了很高的學術才能和人品……他在莫勒教授指導下,研究了核理論新發展中的各種問題,特別是β蛻變現象。張在處理新的複雜的數學方法上表現出十分不平常的水平,並且還能最透徹地理解其物理內涵。”1939年秋,歐洲局勢嚴峻,張宗燧受中央大學之聘回國,成為該校最年輕的教授。在重慶任教的六年間,他繼續從事量子場論和統計物理方面的研究,在英國《皇家學會會刊》及美國《化學物理雜誌》等刊物上發表論文九篇。他為量子場論形式體系的建立,做出了出色的貢獻;在高階微商、高自鏇粒子理論方面,也有若干前沿性的工作。他的代表性的論文,如《標量介子的性質》、《δAμ/δxμ=0的量子電動力學》,和後來的《含有高階導數的場論》等,都受到了國際理論物理學界的重視。1945年,抗戰勝利,受李約瑟推薦,張宗燧再次赴英工作,時年三十歲。四六至四七的一年間,他在劍橋完成四篇高水平的論文。他提出要在劍橋開課,狄拉克予以支持並安排他講授場論,這是中國人第一次步上劍橋講壇。有鑒於統計物理合作現象理論和建立量子場論形式體系的重要貢獻,宗燧在國際理論物理學界享有很高的聲譽,成為劍橋哲學會會員,並被錄入美國《世界名人錄》(1950年版)。1947年,狄拉克推薦張宗燧到普林斯頓高等研究所作短期研究。一九四八年,他應邀到費城的卡內基高等工業學校任教;由於簽證的延誤,而同時北京大學又向他發出了聘書,所以他於當年秋天回國到北大任教。回國後完成的《合乎相對論的場論》一文,發表在美國的《物理評論》上。張宗燧在北京大學講授熱力學和原子核物理,並指導研究生,後來為中國國防科學作出重大貢獻的于敏教授,就是他的第一個研究生。由於他擅長數學在物理學中的套用,1951年開始擔任中國科學院數學研究所合聘研究員。此間,與北京農業大學化學系助教傅素冉女士結婚,育有一子張洪青

研究領域

張宗燧是我國最早從事量子場論研究的科學家之一,他的上述工作,在國內外的科學專著和論文中曾多次被引用。1965年還參加了層子模型的工作。他一生勤奮工作,30多年來,共發表學術論文50餘篇,科學著作三本。張宗燧從1937年起,他就在國外從事統計物理理論方面的研究,在合作現象,特別是固溶體的統計物理理論等方面做出了有價值的貢獻,這方面發表的主要論文有10餘篇,受到國際上的重視。從1940年起,張宗燧又開始研究量子場論,在量子場論的形式體系的建立,特別是在高價微商、高自鏇粒子的場論等方面的研究,有許多工作達到了國際上的先進水平,並卓有創見。1949年之前這些方面他曾發表論文10餘篇。1949年我國解放時,正值量子場論取得一大進展以後,1948年出現了避免量子場論中發散困難的重正化理論。因此解放後的最初一段時間我國量子場的研究是在這一領域中進行的。在理論的數學形式方面,可以張宗燧的《On Weisss theory of fields》(《物理學報》,7,1949)、《含有高次微商的量子理論》(《物理學報》,14,1958)兩篇文章為代表。1952年以後,重正化理論的研究及其套用,基本告一段落,量子場的研究轉入別的領域。在非定域的研究方面,張宗燧的工作具有代表性,曾經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》。由於進一步討論高自鏇粒子波動方程時感覺有消除輔助條件的需要,張宗燧寫了《分析力學中正則方程的簡化》(《物理學報》12、1956年)。張宗燧具有代表性的另一工作是套用狄拉克在1938年提出電子的古典理論時所創造的方法,討論粒子在標量介子場作用下包含有輻射阻尼效應的經典運動方程。《質點的經典運動》發表於《北京師範大學學報》,1957年第1期。此外,在洛倫茲(Lorentz)群的表示方面也進行了研究,發表了《相對論量子力學中一些運算元的計算》第一篇和第二篇(《數學學報》3,1953)兩篇論文。在統計物理學方面,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《量子系統的Ergodic定理》(《物理學報》14,1958)一文中做了有關於量子系統的各態經歷(Ergodic)定理的討論。他在《相對論的量子力學中一些運算元的計算》第一篇及第二篇中,考慮了相對論的量子力學與不齊次羅倫茲變換群的表示之間的關係。

政治遭遇

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。他不明白在美國發表學術論文是“不愛國”的道理,因此不斷地檢討,卻又不能過關;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。1952年,宗燧被排擠到北京師範大學。在師大四年工作期間,宗燧教授理論力學、熱力學、統計物理;量子力學等主要課程,在《物理學報》、《數學學報》和《北京師範大學學報》上發表論文九篇,為提高該校理論物理的教學和研究水平,作出了貢獻。時值“反美親蘇”的政治時代,蘇聯專家來北師大舉辦理論物理進修班,校方安排張宗燧去做教輔答疑工作。張宗燧卻向校方坦言,他一人即可承擔全部進修課程,毋須煩勞蘇聯專家;校方大為震怒,不以中國有自信人才而高興,反以“自高自大”的帽子予以打殺。幸好蘇聯專家早知宗燧學術水準,而對宗燧敬重有加,不僅轉薦宗燧開設較深的選修課程,並且讓他指導學員的結業論文,兩人竟精誠合作,相得益彰。其間,又有波蘭著名理論物理學家英菲爾德來訪,要見張宗燧。當英菲爾德聽說宗燧在師範大學任教,大呼浪費人才。一九五六年底,在“向科學進軍”口號的造勢下,華羅庚建議調宗燧入中國科學院數學研究所任一級研究員,兼理論物理研究室主任。一九五七年,宗燧就任中國科學院數理化學部委員,第四屆全國政協委員。到數學所後,宗燧為有了安定的研究環境,而十分高興,並與包坤鐸女士結婚,育有次子張敏。在數學所工作期間,宗燧對“微擾展開的解析性和色散關係”等課題,著重力進行研究,前後發表論文二十餘篇。又與胡寧朱洪元先生舉辦的量子場論討論班,培養了一批中國自己的粒子物理理論人才。宗燧求才若渴,中國場論學科的帶頭人戴元本候伯宇朱重遠,都是他當年選拔的研究生。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,著名理論核物理學家阿·玻爾(A.Bohr)來華講學。張宗燧在哥本哈根時,阿·玻爾還在上中學,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,不知道天下有布票,於是隨口答道沒有那回事。回家之後,他從妻子那裡知道實情,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“裡通外國”的大罪行。張宗燧本是一個為學嚴謹的完美主義者,常說複雜的物質世界,能為理論物理的數學方程表述,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。而無休止的鬥爭折磨,更使他無以忍耐。一個極為自信的學者,竟墮入極度的失望之中,於是服用過量安眠藥自盡,結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,卻很少言及治學的經驗。他反對急功近利,惟以為心態平和,才能有所創見。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,遺有論文五十餘篇和專著兩冊。張宗燧率真坦蕩,既有科學的直覺,便無法苟且政治之歪曲。他有強烈的民族自尊心,與西方的和蘇聯的學者,皆能相處,亦能較量。他在失望中過早離絕人世,但他的學識和成就,正直與冤屈,都將永遠留在人們心中。

人物交往

1937年,中國學者張宗燧,許寶[馬錄]來到英國劍橋大學數學系,與早一年來英國的王竹溪一樣,在著名統計物理學家福勒(R.H.Fowler)門下,從事統計物理的研究。1938年秋,張宗燧學業一結束,便於這年冬天來到丹麥大學理論物理研究所,師從尼耳斯·玻爾,繼續他的統計物理學論文。張宗燧住在尼耳斯·玻爾家裡,獲得尼耳斯·玻爾的信任。尼耳斯·玻爾十分稱讚張宗燧出眾的才華,對他非常友好。當時,尼耳斯·玻爾的兒子阿·玻爾(A.Bohr)也在求學,兩人年輕人很快建立了親密的友誼。多少年之後,已經領導丹麥大學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。在尼耳斯·玻爾,狄拉克(M.Dirac),泡利(W.Pauli),威爾遜(A.H.Wilson)等人的影響下,張宗燧改變自己的研究方向,從事新興的理論物理學的研究。1939年春,張宗燧來到瑞士高等工業學校,在泡利指導下研究理論物理,半年後又回到尼耳斯·玻爾身邊,寫出了他第一篇理論物理學論文《包含介子的過程對於方位角的依賴》,送《劍橋大學學報》發表。正當張宗燧留英公費期滿,延長一年又未獲準之時,尼耳斯·玻爾表示願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,擔心戰事擴大回不了祖國,於是謝絕了尼耳斯·玻爾的關照,於1939年秋告別了哥本哈根,,幾經輾轉回到了重慶,當上了中央大學物理系教授。

友人懷念

張宗燧先生和許寶祿先生、華羅庚先生是好朋友,是我所尊敬的前一輩科學家。我和張宗燧先生接觸比較多的時期是大躍進開始到文化大革命的前期。1958年大躍進的浮誇、虛假之風逐漸從工業、農業擴大到技術科學的領域。例如有的科學家從理論上證明可以畝產 30萬(或50萬,記不清了)斤。數字上也有人提出微分方程三年超英、五年趕美口號。當時我正在北京大學教多複變函數,受到壓力,正在發愁,多複變函數數論如何提出一個大躍進的指標。這時候知道了張宗燧先生正在開辦一個色散關係的討論班,要用到多複變函數,於是我參加了他的討論班,看看有什麼啟發。 原來色散關係的證明中用到了多複變函數論中一個叫edge of wedge定理,張宗燧先生稱之為“劈邊”定理。色散關係是蘇聯物理學家Bogoliubov(他是聯合核子所的所長,我國老一輩物理學家都很熟識)最先給與一個完整的證明,證明之中用到他提出的並證明了的一個多複變函數論定理,這個定理後來由加州大學Berkoley分校數學系教授叫Bremermann重新用數學的語言來證明,稱之為edge of wedge定理,後來、普林斯頓高等研究所Dyson教授研究色散關係時,也稱之為edge of wedge定理。這是一個數學上嚴格的定理,證明要用到比較多的多複變函數論的解析展拓的知識。張宗燧先生能夠了解這個定理,使我十分佩服他數學知識之廣,因為那個時代的理論物理學家的數學知識一般只限於張量分析單複變函數,變分法富氏分析,機率統計,群論,李代數和泛函分析的Hilbert空間等。同時,我發現張宗燧先生是一位誠實的科學家。他沒有為當時浮誇之風所動,沒有提出大躍進式的高指標、搞虛假的報喜,而是踏踏實實做學問,雖然他研究的色散關係是當時理論物理最前沿的問題,但他沒有說已經超英、趕美,是世界第一流等。我參加他的討論班,對我以後的研究工作有比較大的影響,因為我發現“劈邊”定理所研究的區域正是華羅庚先生研究的典型域中第四類域,即以特徵流形(物理上叫未來光錐)凸錐的管域,Heisenberg群最早就是出現在這裡,這使我對理論物理的數學問題產生了興趣。這個興趣影響我以後的研究工作,延續直到今天。作為一個誠實的科學家,張宗燧先生對學術見解,自己怎樣想就怎么說,直言不諱,這就得罪了一些人。他平時講話也十分坦率,不加掩飾。例如在大躍進期間,他和數學所的許多人一起去參觀徐水人民公社的萬頭養豬場,回來後大家開會談體會和所受教育時,他卻說,為什麼那裡的豬那么多,而菜市場上卻買不到豬肉?這當然引起大家對他的批評。又有一次,在大躍進開始以後,中、蘇關係出現緊張,並日益惡化,在數學所開的一個會議上,大家批判蘇修的技術、科學是“老、大、黑、粗”。他卻說,不要以為蘇聯的科技都不成,有的領域是很好的,這當然又招來一陣對他的批判。文化大革命開始不久,紅衛兵莫明其妙地(我不知道什麼原因),把張宗燧揪出來,在身上掛上牌子(或者是戴高帽子,或者兩者兼有,我記不清楚了),在從前的計算所與數學所的大樓前面開了一個鬥爭會,然後由紅衛兵押送他在中關村遊街示眾。第二年的夏天,我在上班的路上遇見他穿了一件冬天的大衣也是上班去勞動(打掃衛生)。我很奇怪,我說“張先生,天氣那么熱,為什麼還穿大衣?”他說“陸啟(鏗)啊陸啟(鏗),我快要死了!”我大吃一驚,正想問他“你得了什麼病如此嚴重?”但後面來了一些小孩,向他投擲小石頭,口裡還罵著難聽的話,有的石頭落在我身上。我趕快離開他。以後我上班總繞路而走,避免和他相遇以免受襲。過了一段時間以後,數學所造反派宣布“張宗燧畏罪自殺”。我聽了後心情十分沉重。當我在聽到他對我講“快要死”的話時,應該意識到,他受到極大的人格污辱,為了人的尊嚴,已萌發一死的念頭,可是我為了躲避幾個小石頭的攻擊,不敢和他多談。他的話明顯有“訣別”的意思,如果我當時能和他多談一會兒,了解他的話的真實意思,並且加以勸導,比方說一些“留得青山在,不怕沒柴燒”之類的話,也許悲劇不致於發生,他的正處盛年的生命不會驟然了結,還可能會做出更多更好的研究成果。我有內疚的感覺,直到今天這個陰影一直存在我的心中。

新中國科學家

新中國成立後,很多海外學子克服重重阻力回到祖國,加入到新生國家的建設中。斗轉星移,六十年過去了,他們中很多人不在了,很多人仍在為國家辛勤工作,他們對於這個國家科技發展,對國家工業建設的貢獻是歷史不能忘記的。我們選取這批科技精英中的一部分,記錄下他們的生活點滴。

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們