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【科技日报】三生有幸 一士无求——追忆著名物理学家段一士

日期: 2017-03-30 点击: ...
   

通讯员 邸 金 本报记者 杜 英

段一士(左)与学生葛墨林合作研究规范场理论

杨振宁(右一)与段一士(左二)在兰州大学

  “三生有幸,一士无求。”黄友梅握着爱人段一士的手,口中默默地念着这八个字,难抑悲痛。2016年12月21日,这位著名理论物理学家因病在兰州与世长辞,享年90岁。

“最聪明的中国青年”

  1927年,段一士出生于北京。“日本人轰炸成都,炸得很糟糕,把半个城都炸了,房子都炸倒了。我恨日本恨得要命,想长大了一定要打日本。”儿时的经历让他早早萌发了一颗报国心。他清晰地记得小时候被班里的日本孩子欺负,老师却因为害怕被汉奸抄家,不许中国孩子还手。幼小的他只能依靠弹弓小小的“报复”一下。

  随后抗日战争爆发,让段一士清醒地认识到,要拯救中国,只有靠“科学知识”才能实现。1940年,他考入空军幼年学校,并且机缘巧合地“邂逅”钟爱一生的理论力学与原子物理。

  抗战胜利后,段一士抱着学习物理的强烈愿望,毅然离开航校,考入南京大学前身的金陵大学物理系,以理学院第一名的优异成绩完成大学学业并留校任教,这里成为他追寻物理之梦的起点。

  1953年,在新中国第一批派遣留苏学生考试中,段一士以第一名的成绩被莫斯科大学录取。四年中,他求知若渴,用世界最前沿的物理知识武装自己,先后师从施乐可夫教授、博戈留波夫、朗道和伊凡宁柯。在担任著名物理学家、诺贝尔奖获得者朗道院士的助教期间,朗道对他赞不绝口,曾赞其为“最聪明的中国青年”。

  这个聪明爱国的少年没有虚度光阴,他在有限的时间里汲取无限的知识养分,不仅系统地学习量子场论、粒子理论、广义相对论和量子力学前沿问题。研究生后期,还兼学炸药爆轰理论、火箭内弹道学和导弹自动控制。坚实的学术基础,使其从上世纪50年代回国后,他另辟蹊径、把射流技术融入反坦克武器的研制、在珍宝岛中苏对抗中站在技术最前沿,这个有智慧有人生策略的人,为自己营造出难得的避风港。白天搞军工,晚上开夜车搞理论物理,默默追踪着世界的最前沿,数年间,在粒子理论、广义相对论和拓扑场论等领域取得许多重要的成果。

  科研的道路从来都是艰辛异常的,段一士的学术路伴随着经济困难时期。黄友梅时常回忆起段一士将落叶清扫起来当菜吃的画面,在食不果腹的年代,他“看到的不是困难,而是前面的希望”。

研究成果被誉为“段学派”

  如果说段一士留给后世最为宝贵的遗产,非学科教育和人才培养莫属。

  在国际上,段一士最早提出引力规范理论中任意自旋场的广义协变狄拉克方程;在广义相对论中提出新的广义协变能量动量守恒定律,克服了爱因斯坦、朗道等人的守恒定律只适用于准伽利略坐标系的缺陷;与学生葛墨林在国际上最早提出规范场理论中规范势可分解和具有内部结构的新观点,得到了SU(2)规范场论中N个运动磁单极的拓扑流理论;后又与学生张胜利将拓扑流理论应用于固体缺陷,建立了位错和旋错的规范理论,在国际上首次直接统一了固体缺陷的几何与拓扑,在国际上得到了该领域权威学者的高度评价。他在磁单极方面的研究,1976年被杨振宁教授评价为具有国际水平的美妙工作。段一士于20世纪70年代初在国际上首先提出规范场理论中的规范势可分解和具有内部理论,并广泛应用于宇宙学、凝聚态物理、额外维理论、微分几何与拓扑等领域,在国际上被誉为“段学派”。

  段一士在超导理论中用ϕ-映射拓扑流理论首先严格证明了伦敦假设,证明了量子力学中速度场旋度不为零的内在拓扑结构。“解决了费曼和朗道等人过去提出的疑难问题。” 段一士的博士生、现任兰州大学物理学院副教授的任继荣如是说道。

我国首批博士生导师

  师者,传道授业解惑也。1959年,段一士开始指导研究生,1979年建立学位制后,他成为我国首批博士生导师。

  执教65年以来,段一士几乎每学期都亲自为研究生讲授一门理论物理的前沿课程,《额外维理论》《超弦和超对称》《复流形理论》《拓扑场论》《引力规范理论》等课程屡屡成为物理院的“最受欢迎课程”。“学生们都十分喜欢听段老的课,因为他尊重教育教学规律、注重创新创优,鼓励他们热爱科学,勇于探索物理前沿。”任继荣教授至今仍记得,每次去老师家拜访,总能遇到学生围着段老探讨学术问题,段老十分享受这一刻,答疑解惑、乐此不疲。

  笔耕不辍,硕果累累。在段一士培养的七十余位研究生中,有的已当选为院士,其中二十余人已是教授、博士生导师或有关学校的校长、系主任、研究所所长,有的在科研与教学中做出突出成绩,成为我国知名的理论物理学家。

  (《科技日报》2017年3月27日 五版)

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编辑:法伊莎
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