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陆埮:半个多世纪的学习与工作

  陆埮,1932—2014,江苏常熟人,天体物理学家

  1957年毕业于北京大学物理系,先后在中国科学院原子能研究所、哈尔滨军事工程学院、长春防化学院、南京电讯仪器厂工作。1978年调入南京大学天文系,任教授、博士生导师。20037月调入紫金山天文台,同年11月当选为中国科学院院士。曾任南京大学天体物理研究室主任,第五、六、七届全国人大代表,中国天文学会理事和该学会高能天体物理专业委员会主任,国际天文联合会会员。2004年起任中国物理学会引力与相对论天体物理分会主任,2006年初兼任南京大学与紫金山天文台共建的粒子-核-宇宙学联合研究中心主任。科研领域包括粒子物理、伽玛射线暴、脉冲星、奇异星和宇宙学等。

  陆埮和他的研究小组在国内外学术刊物上发表论文280余篇,被他人文章引用900多篇次,并著有《从电子到夸克》、《宇宙-物理学的最大研究对象》等书。他本人也获得了许多奖励,包括教育部科技一等奖2次,中国天文学会张钰哲奖1次,国家自然科学二等和三等奖各1次,国家科技进步二等奖1次等奖项,以及全国先进科技工作者、中科院杰出贡献教师等称号。

    学生时代

  1932223,我出生于江苏省常熟县南门外东市河。因为抗战时期,我的童年生活颇不安定,加之瘦弱多病,小学就断断续续读了上海普育小学、常熟义荘弄小学、大田岸小学和米业小学四所学校。1946年我考上常熟县立初级中学,1949年考上东吴大学附中。因为父亲在苏州东吴大学教务处任职,我们全家迁往苏州。

  中学课程相当重要。我印象深刻的第一门课程是初中钱孟豪先生教的平面几何,曾惊叹其如此严密的逻辑体系,激发了我对学习自然科学的兴趣。那时课余时间比较多,我从旧书摊上买回来一些英文小说(如莎士比亚故事集、莫泊桑英文短篇小说集等)和数学、物理习题,课外时间几乎全用上去了。作为英文写作的练习,我还经常把这些短篇小说缩成二三页的故事梗概,向高中英语老师戎更生先生请教,戎先生常常帮我仔细修改。高中的两位语文老师,程小青和范烟桥是两位著名小说家,给我留下了深刻的印象,我至今还一直保持着对中国古典诗词的浓厚兴趣。

  初中校长陈旭轮先生经常给学生讲一首诗:“男儿立志出乡关,事不成名誓不还,埋骨何须桑梓地,人生到处是青山。”和一副对联“岂能尽如人意,但求无愧我心。”这对我后来出远门求学和闯事业有很大的鼓励和影响。在后来的人生道路上,每每遇到挫折或不快,常常会想到这副对联。

  1952年我参加了全国高校统一招生考试。当时填报的第一志愿是物理,第二志愿是数学,第三志愿是天文。但却被录取在留苏预备班。读两个月后因病休学一年,次年被高等教育部免试选送北京大学物理系。

  大学四年是安定的,受到的教益是难忘的。教我力学、热学、分子物理和电磁学的黄昆先生是一位理论物理学家。但他的讲课却非常重视实验,讲解图象和概念,生动、清晰、明白。教我光学、核物理实验方法和bg能谱学的虞福春先生是一位实验物理学家,但他的讲课却非常重视理论,推导严谨,层次分明,逻辑性强。王竹溪先生教我热力学和统计物理,并指导我课外阅读,使我有机会较早地阅读一些物理学大师们的原著。印象最深的是爱因斯坦1905年那篇只有小开本3页的关于质量能量关系的短文。爱因斯坦抓住了最基本的原理,用非常清晰的物理直觉,简洁明了、令人信服地导出了头等重要的结论,为人们指出了无穷无尽能源之所在!北京大学师资力量强,学术氛围好,经常有国内外大师来校作学术讲演。受到这种氛围的熏陶,我深深感到自己将来工作的责任。

  在大学四年级的时候,1957年春,国际物理学界出现了一件轰动性的大事,李政道、杨振宁提出的弱作用中宇称不守恒的理论首次被吴健雄等人的实验所证实。随后又接二连三地被世界各地许多实验证实。杨振宁和李政道当年冬天就获得了诺贝尔物理奖。这件事情在学术上的深意和它的轰动性效应,大大促进了我对科学研究的兴趣和热诚。

  业余科研

  1958-1978是我从事科研的第一个阶段。期间,在哈尔滨军事工程学院和长春防化学院从事基础课教学11年,在南京电讯仪器厂工作8年多。在这20年中,受各种政治运动的影响,除了在大学从事基础课教学外,我还烧过锅炉,干过木匠,科研工作只能是业余的,也是自费的,且往往被批评为“只专不红”或“白专道路”。

  当时,我主要是与北京大学同学罗辽复在理论粒子物理方面进行合作研究,他当时在内蒙古大学教书。在天津河北工业大学教书的北大同学杨国琛也参加过几年的合作研究。那个时候,没有个人可用的电话都没有,远程合作只能通过邮政通信;能看到的国外资料只有影印本,至少要迟一年以上。购买图书资料,邮政通信和电报,利用假期相聚讨论等等,这些费用都得从50多元月薪中节省出来。但是,即使在10年“文化大革命”期间,我与罗辽复仍坚持合作,通信达2800余封。如果包括与杨国琛的合作,通信数远超过3000封。那些年业余研究,在物理学报、科学通报等国内刊物上发表了40余篇论文。1968年,我们在研究夸克相互作用时,曾得到重子与介子之间的几个质量关系。那时全国所有学术期刊均停刊,论文又被不允许送到国际刊物上发表,直到1974年物理学报复刊文章才发表出来。国外的德鲁杰拉(A. De Rujula)、乔奇(H. Georgi)、格拉肖(S.L.Glashow)1975年和利普金(H.J. Lipkin)1980年,也得到了这些质量关系式。

  1966年,我与在同一学院任教的周精玉结婚。她1961年毕业于武汉大学化学系,曾是曾昭掄先生的学生。1978年,她也一起调入南京大学,1987年晋升为化学系副教授。1990年应美国教授邀请先后访问了Lamar大学和Texas州立大学(在Austin),1996年回国。她对科学也很着迷。我在十分艰难的条件下所作的科研和教学就是在她的支持下走过来的。

  科研生涯

  “文化大革命”结束后,1978年我调入南京大学天文系,从此恢复了安定的大学教学和科研生涯,开始了我从事科研工作的第二个阶段。我主要是通过培养并带领研究生,从事高能天体物理,特别是伽玛射线暴(简称伽玛暴)和致密星物理等方面的研究,并建立起了一个已有相当知名度的研究小组。

  1982年我开始招收第一批硕士研究生。当时我从粒子物理转向天体物理不久,还很注意粒子物理,同时也很留心伽玛暴那样的高能现象。我指导的硕士生中,王青德研究的是中子星内奇异夸克核心在星体振荡中的作用。研究表明,随着星体振荡,星内物质密度疏密变化,非轻子夸克弱过程会在不到1秒的短时间内极有效地耗散掉星体的振荡能量,表明奇异物质的体粘滞性比普通核物质要高许多个量级,是奇异物质最重要的动力学特征之一,这种强耗散效应为寻找奇异星提供了有效途径。这篇文章发表得相当早(1984年,国际杂志“物理快报B”),按编辑部收稿日期计,甚至还早于E. WittenFarhi-Jaffe关于奇异星的两篇奠基文章。

  1985年开始招收博士研究生,研究方向相对比较宽广,包括宇宙学和高能天体物理等方面。随后的研究逐渐集中到高能天体物理上,特别是中子星、奇异星、脉冲星和伽玛暴等方面。

  在积累了几年研究成果的基础上,1994年我与学生韦大明、宋黎明一起提出了脉冲星辐射级联过程的“代参数”概念。通常的级联过程是光子-电子对-光子-电子对这样一代一代发展下去的,因此,对于一个光子而言,“代”总是整数。“代参数”是描述脉冲星的一个新的特征参数,描写的是脉冲星的整体效果,可以是分数。它由于找到了一个循环关系,这个参数就可以很容易求得。这个参数越大,脉冲星辐射的伽玛光子数就越多,因而可以用来标识伽玛射线脉冲星。

  伽玛暴是我们一个比较重要的研究方向。20世纪60年代,美国发现来自宇宙空间的伽玛暴。由于人们长期无法确定伽玛暴源与我们之间的距离,它便成为一种神秘的天象。80年代初我们密切注意这个现象。1991年美国的康普顿(Compton)卫星成功升空,其上的仪器BATSE发现了伽玛暴的各向同性分布,暗示它们是宇宙学距离上的天体。1997年意大利-荷兰的BeppoSAX卫星发现伽玛暴的余辉导致了其距离的首次直接测定。确认伽玛暴在宇宙学距离上,意味着它们是宇宙间十分猛烈的爆发现象,这个领域获得重大突破。我与我的学生(戴子高、韦大明、黄永锋、王祥玉等)便紧紧抓住这个机遇,集中研究了伽玛暴及其余辉的一批具有原创意义的问题,特别是它的起源与演化。

  1998年,在研究一些伽玛暴的余辉时,发现它们的环境不是通常认为的星际介质,而是密度与距离平方成反比的星风介质。2000,这个观点经R.A. Chevalier等人进一步发展,星风模型便成为一个主流模型。1999年,我们在研究另一些伽玛暴时,又发现了密度远高于通常星际介质的致密环境。这两种环境均有力地支持了伽玛暴起源于大质量恒星塌缩的观点。近几年来,这个观点已经得到越来越多的观测事实的支持。

  1998年我们的研究还指出,通常以极端相对论速度膨胀的火球模型不能正确地解释晚期余辉,并于1999年提出了伽玛暴余辉动力学演化的统一模型,可以解释火球膨胀从早期的极端相对论到晚期的非相对论的整个演化过程。凡帕拉基斯(Van Paradijs)等人在2000年的“天文和天体物理年评”《Ann. Rev. Astron. & Astrophys.》上撰文以1.5页的篇幅详细介绍了这个统一模型。近几年来,我们还进一步详细研究了伽玛暴的多种环境效应、喷流机制、辐射能谱、能源机制以及X射线闪等的性质和规律。

  教学生涯

  从我自己的学生时代以及在我自己的教学工作中,我认为,原则上每个人均可以培养好。所谓培养人才,首先要培养好人,其次才是使之成才。其次是培养他们学习能力和创新能力。对于研究生,创新能力的培养尤其重要。第三才是传授基础知识和专业知识。知识不能只靠老师传授,更广、更重要的知识还要靠自学和创新去获得。发挥学生自己的主观能动性,就是成功的一半。主要来自他们的事业心和兴趣。所以,启发、发挥、调动学生自己的主观能动性至关重要。

  比如,在带领研究生做科研论文时,我特别重视第一篇论文,这是在哈军工和长春防化学院教书时从 “初战必胜”的战术中学来的。第一篇论文完成得好,对鼓舞士气、提高兴趣极为重要。又比如,科研是一项创新性很强的工作,国际竞争非常激烈,从调研、立论,到分析、成文,均要紧迫、快速,但最后投稿要慢,要经过反复核对,仔细推敲,十分慎重。这也是从军事战术学来的。

  在我的学生时代,老师与学生的关系非常好。我自己也深深体会到,师生关系好对人才培养和学习都非常重要。从招收研究生起,每年元旦,我都要请学生们一起吃饺子,从不间断。我一直声明我不是严师,我和学生之间既是师生关系,更是朋友关系。简言之,当教师要平等待人,诲人不倦,言传身教,教书育人。我已培养10名博士,他们均在国内服务,往往一个人兼有若干项,获得了国家杰出青年科学基金,中科院百人计划资助,中国青年科学家奖,中国青年科技奖等奖项,正在主持2个国家创新研究群体科学基金项目,担任长江计划特聘教授,创新工程首席研究员,中国天文学会理事长,国家天文台副台长,国家重大工程LAMOST的总经理等职务。我还非常高兴地看到,我的学生已经陆续培养了不少他们的优秀学生,徒孙中也已经有好几位获得了全国优秀博士学位论文奖。真是“青出于蓝而胜于蓝”!。

  再说几句:

  几十年的工作和生活,我深深体会到,无论做什么,首先在于做人。品德高尚,作风正派,做事认真,待人诚恳等等,都是首要的要求。我是非常幸运的。尽管遇到过动荡和不安,但毕竟获得了几十年从事科研和教学的安定环境。我有许多很好的老师、同事和朋友,也有许多很好的学生。无论我到什么地方,他们帮助我、关心我,带给我很多欢乐和宽慰。也曾遇到过一些人为的障碍,带给我不少困难和麻烦,但我把它们看作是激励奋斗的动力,让我一直保持着奋发的心态。人生总是在不断地奋斗,不断地进取。真是活到老,学到老,奋斗到老。






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