戰(zhàn)火紛飛中，他讓世界看見中國(guó)科學(xué)丨科技史

余瑞璜（1906年4月3日—1997年5月19日），物理學(xué)家。1955年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員（院士）。長(zhǎng)期從事X射線晶體學(xué)、金屬物理、固體物理理論等方面的研究。今天是余瑞璜院士誕辰120周年。

01

唯一的中國(guó)人

1962年，為紀(jì)念勞厄發(fā)現(xiàn)X射線衍射50周年，國(guó)際晶體學(xué)聯(lián)合會(huì)出版文集，其中提及的唯一的中國(guó)人就是余瑞璜。“對(duì)中國(guó)我們知之甚少，但那里有世界一流的晶體學(xué)家，比如余瑞璜。”

這一評(píng)價(jià)是國(guó)際學(xué)界對(duì)余瑞璜在X光結(jié)構(gòu)測(cè)定領(lǐng)域突出貢獻(xiàn)的高度認(rèn)可。而這項(xiàng)開創(chuàng)性成果，早在1942年便已取得。戰(zhàn)火紛飛中，余瑞璜何以讓世界看見中國(guó)科學(xué)？

1935年，余瑞璜遠(yuǎn)赴英國(guó)求學(xué)，攻讀博士學(xué)位，師從當(dāng)時(shí)最年輕的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主勞倫斯·布拉格。

余瑞璜的博士論文聚焦硝酸鎳氨晶體中硝酸根的反常行為，通過X射線衍射實(shí)驗(yàn)，首次觀察到硝酸根在室溫下大幅度角擺動(dòng)，這種酸根在晶體中的反常振蕩現(xiàn)象此前從未被發(fā)現(xiàn)。這一成果得到勞倫斯·布拉格的稱贊。

1938年，余瑞璜的這項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)發(fā)表于《自然》雜志。其間，余瑞璜還著手改進(jìn)晶體結(jié)構(gòu)分析方法，創(chuàng)造性地利用傅里葉綜合法分析溴酸鋅的晶體結(jié)構(gòu)，并對(duì)X光擺動(dòng)光譜分析儀進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。

▲余瑞璜在曼徹斯特大學(xué)實(shí)驗(yàn)室（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院院士文庫(kù)）

02

祖國(guó)的召喚

1937年底，余瑞璜順利獲得博士學(xué)位，導(dǎo)師勞倫斯·布拉格當(dāng)即推薦他前往英國(guó)皇家研究所工作。但就在此時(shí)，吳有訓(xùn)從昆明來信邀請(qǐng)他回國(guó)，參與籌建清華大學(xué)金屬研究所。彼時(shí)的中國(guó)已全面陷入戰(zhàn)火，山河破碎，前路未卜。

一邊是海外安穩(wěn)優(yōu)渥的前程，一邊是祖國(guó)危難之際的召喚。余瑞璜決然道：“作為中華民族的兒女，理應(yīng)奔赴國(guó)難，不能再躊躇。”他拒絕了導(dǎo)師的安排。

但他并未立即啟程回國(guó)，而是接受吳有訓(xùn)的建議，暫時(shí)擱置熟悉的晶體學(xué)研究，轉(zhuǎn)而前往北威爾士大學(xué)和伯明翰大學(xué)，專攻對(duì)戰(zhàn)時(shí)至關(guān)重要的X射線金相學(xué)。同時(shí)，他四處奔走，采購(gòu)國(guó)內(nèi)奇缺的科研設(shè)備和資料，為回國(guó)開展工作做準(zhǔn)備。

1938年冬，余瑞璜帶著采購(gòu)的物資，懷著滿腔的報(bào)國(guó)之志，攜妻女踏上歸途。期間輾轉(zhuǎn)多國(guó)，歷盡艱險(xiǎn)，終于在1939年1月抵達(dá)昆明。

03

茅草房里的一流成果

回國(guó)后，余瑞璜在清華大學(xué)主持晶體物理實(shí)驗(yàn)室。彼時(shí)的昆明頻遭敵機(jī)轟炸，物資極度匱乏，科研條件幾近絕境。

在幾間臨時(shí)搭建的簡(jiǎn)陋茅草房中，余瑞璜白手起家，就地取材，在烽火與困頓中日夜鉆研，最終做出了震驚國(guó)際的一流成果。

他創(chuàng)立的X光晶體結(jié)構(gòu)分析新綜合法，從X光衍射強(qiáng)度中提取統(tǒng)計(jì)信息，大幅提升了晶體結(jié)構(gòu)分析分辨率，可直接由相對(duì)強(qiáng)度推導(dǎo)出絕對(duì)強(qiáng)度，無(wú)需額外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)解析開辟了全新路徑。

1942年，余瑞璜將這一原創(chuàng)成果寫成《晶體分析X光數(shù)據(jù)的新綜合（法）》《從X光衍射相對(duì)強(qiáng)度數(shù)據(jù)確定絕對(duì)強(qiáng)度》兩篇論文，發(fā)表于《自然》雜志，在國(guó)際晶體學(xué)界引發(fā)強(qiáng)烈反響。

劍橋大學(xué)晶體學(xué)家威爾遜受其啟發(fā)，與同事利普森用傅里葉分析法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法，并發(fā)展出后來廣為人知的“威爾遜方法”。

多年后，威爾遜在給余瑞璜的信中坦言，這一成果理應(yīng)屬于兩人共同創(chuàng)造。利普森亦評(píng)價(jià)，余瑞璜在戰(zhàn)時(shí)發(fā)表于《自然》的工作，“開辟了X光強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)學(xué)的整個(gè)領(lǐng)域”。

1960年，國(guó)際結(jié)晶學(xué)權(quán)威布格爾在其經(jīng)典著作《晶體結(jié)構(gòu)分析》中全文收錄此法，盛贊這一從相對(duì)強(qiáng)度求絕對(duì)強(qiáng)度的創(chuàng)見為“余的天才思想”。

▲余瑞璜在西南聯(lián)大清華金屬研究所的科研筆記（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院院士文庫(kù)）

04

投身新中國(guó)建設(shè)

在戰(zhàn)火的淬煉下，余瑞璜的愛國(guó)熱忱愈發(fā)堅(jiān)定。1949年初，在美國(guó)訪學(xué)的他聽聞“百萬(wàn)雄師過大江”的消息后倍感振奮，當(dāng)即決定啟程歸國(guó)，投身新中國(guó)建設(shè)。

1952年，他再次響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，告別清華園，遠(yuǎn)赴長(zhǎng)春籌建東北人民大學(xué)（今吉林大學(xué)）物理系，此后扎根東北，為我國(guó)X射線晶體學(xué)和金屬物理學(xué)的奠基與發(fā)展傾盡全力。

從英國(guó)實(shí)驗(yàn)室的深耕積淀，到毅然響應(yīng)祖國(guó)的召喚回國(guó)，再到昆明茅草房里的潛心鉆研……戰(zhàn)火紛飛的歲月里，余瑞璜在探求真理的路上永不停歇，以實(shí)干與堅(jiān)守，讓世界真切看見了中國(guó)科學(xué)的韌性與光芒。

來源：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)

責(zé)任編輯：范思璐

文章轉(zhuǎn)載自“中科院之聲”公眾號(hào)