zt 中国物理学近况--1972年美国学者是这样介绍中国科学

中国物理学近况

　　（美）鲁普金

　　编者按：本文原列在美国出版的《今日物理》（PhysicsToday）一九七二年十二月号，作者鲁普金(Gloria B.Lubkin)是《今日物理》的主编，他综合了七位最近访华的美国物理学家和美籍中国物理学家的意见，写成这篇关于中国物理学近况的报道。又，文中谈及“去年”，是指一九七一年，“今年”是指一九七二年。

　　
最近从中国访问回来的七个美国物理学家，谈及其观察结论：中华人民共和国在应用物理的许多方面已有可观的进展。他们看到集成电路的制造，受控聚变实验，超导体重力计，望远镜和一系列中国自己制造的科学仪器。这些美国访客都感到中国对应用方面下的功夫远比基本研究方面为大，他们也觉得中国正在普遍地尝试使高等教育制度更民主。

　　物理学家们大都是以个人或科学小旅行团的成员身份访问中国的，例外的是高能理论家高尔伯杰（M. Goldberger，普林斯顿大学），他率领美国科学家协会代表团前往。高氏是美国科协主席团员，斯通（J.Stone）是该协会的理事，科亨（J. Cohn）是中国问题专家，他们应中国科技学会的邀请而作科学交流及其他相关问题的讨论。

　　物理研究所

　　高氏告诉我们：中国科学院的物理研究所位于北京西北，一共有六百至七百个职员。所长施汝为于一九三四年在美国耶鲁大学领取博士学位。该研究所约有博士或同等学历者凡一百五十人，每年经费为人民币五百五十万元，或美金二百七十万元。研究范围有磁性薄膜和磁铁合金及其在电子仪器上的应用；氩气雷射；半导体管；阔银幕彩色电视；晶体学；胰岛素结构；低温物理学；地震预测；人造钻石；语言学的声音效应和等离子体物理学等。高氏又说：在等离子体物理方面，该中心正应用文化大革命以来建造的装置做着一收缩柱的实验，分析的仪器采用雷射干扰仪等先进的设备。约翰.霍普金斯大学应用物理学研究所的任之恭也曾访问过这个实验室，听说他们在（D，D）反应中观察到中子。但看到同样仪器的高氏，则获知他们仍未量度到中子能谱因而存在着验证的问题。到过该实验室的另一访客是俄勒冈大学的高能物理理论家华家照，他亲眼看到强音收缩柱（LoudPinch）实验，他个人的印象是：虽然实验室还在初步建设，成就已很可观，何况这是在缺乏经验之下进行的（从讲解的都是年青物理工作者上看到）。高氏还获悉，他们正在研究雷射激发聚变方法，由于该研究工作新迁到别处，所以他没有看到。

　　高氏及华氏听说但没有目睹的还有：中国物理学者正在进行一个用雷射产生的阔银幕彩色电视的设计，银幕边长约1.5公尺。影像都远较普通的更为光亮和清晰。

　　该研究所有一低温实验室，洪朝生在那里做得很出色，他曾为任之恭的学生，回国之前，在麻省理工学院和荷兰的雷登（Leiden）学习过。任氏感觉到：中国当前可以开始做一些低温学的基研，他跟华氏及高氏都见过可测重力常数改变达千万分之一的超导重力计，也看过一个五克重而外涂铅质的锡球，空悬于磁场中。还看过Josephpon结制成的测量计。

　　北京大学

　　北大创立于一八九八年，有十七个系，六十四个部门。教师数目同文革前一样有二千一百位。目前学生人数有四千二百，从前是一万一千。根据国际商业机器公司（IBM）的固体物理专家朱兆祥报道，学生人数到一九七四年将增至一万，朱听说该校文革前的教职员几乎全部留任。文革期间他们都忙于编写教材，筹划新课程和做研究工作。

　　物理学家周培源是北大革命委员会的副主任（相当于校长之职），他也是中国科技学会的副主席。周曾于第二次大战后期在加州理工学院工作过。并于一九二八年在该校获博士学位。其论文题目是有关广义相对论的。

　　美科协代表们曾就入学新政策和课程改革问题同北大负责人谈论过。文革期间，大学都停了课。当重新招生时，只收一年级生，今天这些学生已是三年级了。大学生不再直接自中学招取，而是由他们工作过两年以上的公社、工厂或军队介绍入学。选择标准是基于他们在智能、政治觉悟和健康情况，大学本部则掌握最后的取决权。

　　当问及新旧制招取之学生的比较时，他们说，由于至今仍未有毕业班，并不能作出评价。文革时都停了课，如今只是第三次招生。学制的缩短使得相当于学士学位的培养时间从文革前的五至六年减至三年（理论物理学生须四年）。大学本部有许多小工厂，包括一个生产示波器的工场。学生们都要化相当的时间在这些大学工厂里。

　　高氏在北大所见的普通物理实验室，跟美国的差不多。

　　高能理论物理学家杨振宁（石溪纽约州立大学）去年曾访问中国，是多年来往访的第一个美国物理工作者，他今年夏天又作另一次访问，他曾同北大物理系四、五十个学生闲谈过，发现他们都是兴趣浓厚、勤奋、努力和自动自觉的一群，他还发现他们比旧时代的一般学生有表达能力，他把学生的这种行动归功于政府鼓励人民多发言的结果。他说：“学生们都非常关心个人对社会的贡献以及中国整体的进步，他们把自己的学习作为对社会贡献的一种工具。”

　　杨氏问过一个廿五岁曾在工厂当了七年技工的一年级生，问他怎样来到大学的，他说每一个适龄的人都有机会入大学。他们自己分组讨论，决定他们中间谁被推荐。然后大学当局派人来从中甄别。这个曾是工人的学员，感到虽然他忘记了许多功课，但七年的工作，给他许多经验，这是一个刚从中学来的学生所没有的。

　　所有的新生都要经历为期四个月的补习班，以复习忘记的功课和统一参差的程度，在这四个月的补课期间，程度高的学生帮助程度低的。不仅北大如此，杨氏所参观的西安大学和南京大学也是如此。

　　北大的物理系有几百学生，系里有十个专业。杨氏得知去年理论物理组及低温物理组都没有吸收新人，今年则两组都有。原因不清楚。杨氏说：“中国设立这些专科，而分配一年级生进去，明显地是要使科学训练比通常（如美国）的更专门化”。他感到中国采取这种方针是因为中国在各个应用物理领域里，急切需要人才，而认为这种途径可以很快地培养出足以解决实际问题的人。

　　他们告知朱氏（朱兆祥），在理学院有数学、物理学、生物学、地球物理学、化学、电子与雷达、核能和生理学等系。朱氏曾跟半导体理论权威黄昆谈及物理课程，黄现正暂离北大到外地去创办一试验性的集成电路工厂。物理系，大学部的课程是：微积分、向量、复变函数论、微分方程、电磁学、原子物理学、近代物理学、力学、热力学、固体物理学、量子力学、理论物理学和统计力学。

　　清华大学

　　号称为中国之麻省理工学院的清华大学工程学院也坐落北京。有教师二千人，其中二百名为教授级。朱兆祥得悉清华有十一个系，即是科学、电力、电子与天线、机械工程、水土保持系、应用数学、化工、自动系、建筑、工业材料（可能包括冶金工程）和精密仪器。这所大学不再有古典文学和艺术系了，物理隶属于科学系，是受到重视的，物理大楼非常宏伟。

　　朱氏得知他们不再有考试制度，但有相似于考试的家庭作业。为从前制度所无的，是今天的学生如有不满，会给予机会发表。

　　朱氏告诉我们，物理系看似小型工场与研究所的合并，他发现那里所造出来的仪器几乎跟Hewlett-Packard）制造的同样精密（译注：Hewlett-Packard是美国一流电算机制造厂之一——即惠普公司[HP]），他在清华看到一个女孩子正在做着超声砌合，那是制造集成电路的一种必需的技术。

　　他还发现清华的学生不像美国大学生只用简单的设备，而竟用上非常精密的仪器，这使他们在进入一种正规工作时已经有工业生产的经验。

　　在清华时，他看到他们正在做着集成电路的光缩工作（Photoreduction）。在这工序里，首先要在涂着感光乳胶的硅和锗片上划上图案，然后用显微镜放大以削成极小片。用一种在美国叫“光阻”（Photoresist）的程序使没有曝光的部分刻蚀，再放薄片于蒸发器中使之沉积上金属比如铝，不断继续这些程序直至用上铜接为止。所用的光学系统全部来自中国光学研究所。而这研究所是用电脑来帮助设计的。这种精巧的集成电路技术可能在美国的国际商业机器公司、贝尔研究所（Bell Labs）、德萨斯仪器公司（TexasInstruments）或少数著名的大学里找到，而在较小的大学是没有的，但朱氏发现这种装配（工艺）在清华和其他地方到处可见。

　　复旦大学

　　据说中国物理以上海的复旦大学最为出色。文革前该校有学生六千五百人，教职员则有二千五百。根据美科协说，目前该校有一百五十位教授，三百零四位讲师和一千零六十位教员及助理研究员。他们告诉朱氏，目前学生有一千八百位。

　　显然中国是没有研究院学生的。高氏曾问及如何处理研究院教育和教授接班人的训练，他们告诉他这个问题还未解决。高氏感到中国还正在严肃地重新思考整个教育观，当前仍是一个过渡时期。

　　朱氏听说现已不再颁发博士学位——因为那是含有资产阶级意识的。取代的是在某人的履历上注明他曾进过研究院，修过某些科目，而不是获得什么学位。

　　复旦理学院有六个学系：化学、数学、物理、光学、原子物理和生物。文学院则有中国文学、外国语言、政治科学、哲学、经济、新闻和历史等。朱氏发现几乎所有物理学的工作都与半导体有关，其中包括一定量的集成电路研究。他再一次感到学院与工厂混合的气氛，他说工业研究，项目如真空电离计、核子计算器、气泡管和荧光灯等正在大量地进行着。

　　他和许多参观者都见到光源极强的卤素——钨丝灯的制作。朱氏看到一盏十六尺长、五十万瓦特的灯，所有的制作都由一位叫蔡祖泉的人所领导，他是没有受过正统训练的。

　　上海工业展览馆

　　上海工业展览馆陈列着精选的，全是中国制造的科学仪器，朱氏看到一个脉冲上升时间只有44×10-12秒的样本示波器，（朱氏说美国有一具脉冲上升时间为28×l0-12秒的）。他见到一具如美国广告里的一亿周波数字计算机。还陈列着一具分辨率为七埃的二十万倍电子显微镜。（据说只有最好的德国显微镜在分辨本领上能胜过它百分之五十）。一具范围为二千埃到一万埃的二公尺长的栅谱仪，他还看到一具质分辨率M/△M为1000，准确度为10-9的质谱仪，一具每秒可抽一万四千公升的离子抽空机（离子真空机），那跟美国的离子抽空机相似；有一个能自动控制温度达到摄氏一千五百度而能拉三公斤晶体的晶体抽拉炉。据朱氏说，与美国所能制造最大者一样。

　　朱氏还注意到主要由家庭主妇经营的街道工厂，他获悉一个街道工厂每年可生产两百个用以外添生长硅层的炉子（单晶炉），他发现他所到的中国的每一处都使用着外添生长技术。

　　电算机研究中心

　　朱氏在北京的电算机研究中心看到一具第二代的电算机，其一进出时间（accesstime）是两微秒，记忆有三万二千个指挥（words）（每个指挥为48个二进数），该机存有核心记忆（corememory）和圆筒记忆（drum），因为中国还没有圆盘技术（disctechnology），所以要把圆筒的资料转送到磁带。用纸带作为输入。他们显然不用打孔卡片。朱氏曾打开电算机细察，发现并没有用集成电路。

　　但在上海他看到一具叫作叫TQ-11的电算机，那装有部分的合成电路，而其圆筒记忆则有8192个words。

　　半导体研究所

　　科学院属下的半导体研究所也设在北京，由王守武(WangShou—wu)领导。他在一九四九年从普度大学获得博士学位。这是科学院最大研究所之一，总共有四个系别：材料科学、雷射、集成电路和微波设备。研究所一共有四座大楼，一九四九年前整个科学院只占有其中一座；材料科学实验室差不多与美国这类实验室相似，人们可以见到在炉中的气相或液相外添生长，工作人员在测量载流子(carrier)的浓度，不均匀度和迁移率，他们化一半技术力量于硅元素，另外一半则放于砷化嫁（Galliumaresenide）和其他在元素周期表第Ⅲ到第V族的化合物上。虽然朱氏偶然看到一具日本出产的快样示波器（Fast—Sampling），但大部分的设备都是中国制作的。建筑物有空气调节而窗是两重的，这样的设备在中国来说并不寻常。

　　朱氏对于全中国在集成电路上的进步印象极深。虽然他们还未作大规模的集成电路的生产，他感到，几年之内他们一定会做到，那时就可结合到电算机去了。他到中国之前听人说过：虽然中国人能制造原子弹，但因为那种技术是大家都知道的，至于复杂如集成电路者，则不大可能，因为那种技术只能通过观察才能学到，想从文献学会似不可能。既然中国人不可能参观我们（美国）的机构以学会那些生产程序，他们就毅然地尝试而且成功了，即使在过程中曾出现过错误。当然这跟美国工业的创始是没有分别的。

　　电子研究所

　　科学院的电子研究所也在北京。微波及毫米波专家任之恭发觉该研究所虽然做一些雷射工作，但主要还是集中于电子学，那些研究在科学和技术上都非常先进。他看到他们正在制造及应用着这样的光波发射器：速调管（klystrons），行波管（Traveling wavetube）和能达到毫米范围的carsinotrons（一种功率为一千瓦特的交替场前波放大器）。所有这些精密的仪器都是中国制造，有些还是研究所本身制造的。他们觉得仪器的质量可与美国的相媲美，但不会超过美国。

　　天文学和流体力学

　　麻省理工学院的林家翘是研究天文物理、流体力学及应用数学的，他参观了离北京东北约七十公里，坐落于密云的无线电天文观察站。他看到十六个转盘排成一列的系统，每个盘直径为二公尺，相隔七十二公尺。干涉仪的分辨本领在二公尺处约为六分弧度，那是用来观察日冕（solarcorona）的活动情况的。他看到记录都是自动化的。这无线电望远镜是澳洲悉尼大学的克斯坦生（W．N．Christenson）帮助下建造的，为了设计这个东西，他多次来中国在南京的紫金山天文台。林曾看到一座斯密得（Schmidt）式望远镜，配有直径为六十厘米的球面反射镜和直径为四十三厘米的玻璃矫正镜（corrector）。该望远镜是于一九六四年为追踪中国自己的人造卫星而建造的。在另一个天文台，还有另一个较大的斯密得式望远镜，球面反射镜直径为九十厘米，玻璃矫正镜直径为六十厘米。这望远镜则用作探求天体线谱，紫金山天文台还有一个分辨本领达每毫米一埃的太阳光谱仪。

　　在南京大学林氏曾跟一个在剑桥大学拿取博士学位的姓戴（Tai）的天文学教授交谈。他获悉他们有三十个新学生，主修天文物理及地球物理或单只天文物理。（这处不清楚。）

　　在北京林家翘还参观附属于科学院的力学研究所。他指出可能是由于保密关系，他见到的不一定是在应用力学上最好的设备，但他能看到的都是一流品质的。他看到许多超音速风洞和一个正在发展作为测量流体速度的雷射装置。

　　研究所的工作人员都十分关怀压缩流的问题。在另一个场合里，这一次是在上海，林氏被问及用数值方法求解在汽轮机上碰到的偏微分方程。他知道这些问题不论在中国或美国都是不容易解答的。

　　核子物理

　　亚利桑那大学的范章云是太空物理的实验家，他没有看到任何直接与他的专业有关的东西。可是他还算参观了在北京附属于科学院的核子物理研究所，在那里他看到2.5兆电子伏特的范德格拉夫加速器和一个慢中子通量为每方厘米l014的研究用的核子反应堆，他看到各类型中国制造的探测器，譬如和碘化钠碘化铯探测器，晶体探测器，含锂半导体硅探测器和可塑性探测器（plasticdetector）。在北京大学他还看到这些探测器的装配。

　　高能物理

　　去年当杨振宁访问中国时，他获悉他们正在考虑建造一座高能加速器的可能性。今年他感到非常惊奇，有那么多（比去年多）年轻的物理学家（三十至三十五岁）正推动着这个计划。虽然明确的设计还未定，他们谈论着一具需费约为一亿美元的加速器。

　　杨氏觉得文革后，有一个时期非常强调实用方面的研究工作，他现在相信对“实用”的解释已较有弹性。譬如何首书告知他有关场论和公理场论的工作。许多人对高能物理的现象性理论研究Phenomenology很有兴趣。一部分人正要在该领域着手研究。有些则对规范场（gaugefield）物质化为玻色粒子和光子感到兴趣，这种工作麻省理工学院的威尔贝格（SteverWeinberg）也在做着。然而，杨氏没有听到有关这个领域的新工作。据杨氏说，他曾作过一个有关统计力学的专题演讲，但中国对这个课题并不特别注重。

　　当华氏在上海作高能的包含反应（inclusivereaction）的演讲时，他同那里一些物理学家曾作颇长时间的哲学观的讨论。虽然他们之间有些并不是高能物理学家，但颇为反对贝克莱的Geoffrey Chew所主张的靴带（Boostrap）理论。他们认为基本粒子里一定有组成部分。

　　华氏感到这种信念基于辩证唯物论；物是由物质构成而不是抽象的。其论据是根据历史证明，人们一定能继续分裂基本粒子，虽然用靴带理论可成功地预测所有粒子的质量和其他性质，他们觉得人们应问及粒子的组元是甚么?当他在北京再作演讲时，上次见过的物理学家仍然相信组元论的假想，但这次他们提供了许多，包括Form Facthrs组成因子方面的有力论据。

　　华氏曾遇到些研究层子理论（Straton）的物理学家，获悉他们正以层子尝试做着跟Murray Geelmaun（加州理工学院）已做的有关分电粒子（quarks）的工作，他们感到至目前为止分电粒子理论比层子理论较为成功。

　　未来远景

　　对更多美国物理学家访问中国的远景是光明的。譬如写这篇文章时，哥伦比亚大学的李政道正在中国。上个月一个中国科学家代表团已安排了访问美国的行程，该团包括有曾在普林斯顿和普度工作过的张文裕，他在宇宙线实验里发现μ介子原子，名声卓著。我们之间是有着许多东西可以互相学习的。

　　（北卡译）

　　原载《今日中国》，[美]加尔布雷恩等著，香港七十年代杂志社出版，1973年9月