王承書（1912年-1994年），湖北武昌人。中國科學院院士，我國杰出的女性統(tǒng)計物理和核物理學家，氣體動力學和鈾同位素分離專家，我國鈾同位素分離理論研究的奠基人，為我國第一顆原子彈的成功爆炸做出重要貢獻。

聰穎倔強 二小姐執(zhí)炬探物理

1912年6月26日，王承書出生于上海的一個殷實的詩書之家。外曾祖父何芷舠在光緒年間擔任朝廷重臣，在揚州建造了號稱 “晚清第一園” 的寄嘯山莊，俗稱 “何園”。父親用“詩書禮易”給家里的四個女孩子起名，排行老二的王承書由此得名。王承書出生后不久全家遷居北京。王承書從小聰明伶俐，四歲半入學，很早就展現(xiàn)了數(shù)學方面的天賦，王家流傳著一句口頭禪：“二小姐，算賬。”此時，中國正處于社會變革階段，辛亥革命爆發(fā)，西方科學傳入，王承書從小就受到要擺脫封建束縛、探索科學真理的思想意識熏陶。她自幼體弱多病，小學六年級和初中三年級時曾兩次因病休學一年，但個性倔強、頑強刻苦的她學習一直名列前茅。1924年王承書以優(yōu)異的成績考入北京貝滿女子中學。

▲王承書 (中) 和四妹王承易 (左一) 以及表姐妹們在揚州何園留影

貝滿女中是北京最早的西式中學之一，培養(yǎng)出了眾多科學英才，在這里王承書接受了良好的教育。在她入學的第三年，北京爆發(fā)了“三一八慘案”，王承書加入示威游行隊伍，少年的她深刻地感受到國弱受欺之痛，愛國主義深植在她的心中。在高中課堂上，王承書了解到居里夫人發(fā)現(xiàn)“鐳”的事跡，此后她以居里夫人為榜樣更加發(fā)奮讀書，1930年，王承書考入燕京大學物理系。之所以選擇物理，王承書認為，20世紀初期，量子力學和相對論誕生，物理學突飛猛進，物理學已經(jīng)成為判定國家科學是否發(fā)達的標志。“我們中國的物理學非常落后，因此，我才要學物理”。

▲青年王承書

燕園淬火 七載星火照知行

1930年，王承書考入燕京大學物理系，成為該屆13名新生中唯一的女性。在燕京大學實行嚴格淘汰制的培養(yǎng)體系下，至1934年本科畢業(yè)時，僅4人完成學業(yè)，王承書以總分第一獲“斐托斐”（Phi Tau Phi）金鑰匙獎，后留校攻讀碩士，1936年取得學位并任助教。直至1937年抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)。在燕京大學的7年里，王承書不僅奠定了扎實的物理學基礎，而且塑造了她求真的科學素養(yǎng)和服務大眾的社會責任感，日后轉(zhuǎn)換科研方向均可在這七年的求學生涯中追溯到思想來源，而這與燕京大學獨特而深厚的歷史背景及培養(yǎng)宗旨息息相關。

▲司徒雷登（左二）在剛成立不久的燕京大學校匾前

燕京大學物理系自1925年正式建系后快速發(fā)展：1927年設立研究部，成為中國最早培養(yǎng)物理學研究生的機構(gòu)。1927至1952年間，燕京大學物理系在郭查理(C.H.Corbett)、安德森(Paul Anderson)、謝玉銘（1893—1986）和班威廉（William Band,1906-1993）四任系主任引領下，構(gòu)建了教學與科研并重的發(fā)展體系。通過開設高級課程、完善實驗設施，該系培養(yǎng)出孟昭英、張文裕、王明貞、袁家騮、王承書、盧鶴紱、葛庭燧、黃昆和謝家麟等杰出物理學家，并成為我國物理學研究重鎮(zhèn)。其中謝玉銘（1928-1931在任）和班威廉（1932-1941在任）貢獻尤為顯著：兩人任內(nèi)研究生培養(yǎng)規(guī)模擴大，1931-1941年間師生發(fā)表論文60余篇。王承書恰于此階段完成學業(yè)，而且本科論文和碩士論文也是在兩位主任的指導下完成。

▲謝玉銘（1893-1986）1948年在廈門大學（左圖）

▲班威廉（1906-1993）1929年左右在燕京大學 圖片來自Danian HU,“The Emergence of Modern Physics Research in China: The Yenching Department of Physics and the Rockefeller Foundation”（右圖）

燕京大學物理系踐行“因真理得自由以服務”的校訓，注重培養(yǎng)學生嚴謹務實的學術作風，強調(diào)物理學原理與現(xiàn)實生活結(jié)合。1929-1950年間35篇研究生論文中，33篇為實驗研究，多聚焦北平本地實際問題。教師常將自身研究課題作為學生選題，如班威廉（1930-1941年指導48篇學位論文，僅7篇為理論方向）指導王承書完成本科論文《燕京大氣勢梯度的連續(xù)記錄》（1934），謝玉銘指導其碩士論文《通過連續(xù)記錄裝置對北平灰塵的研究》（1936），后者研究成果入選1936年中國物理學會年會論文集。這種強調(diào)實驗與實踐的培養(yǎng)模式，使王承書系統(tǒng)掌握了實驗研究能力。

在這35名物理學研究生中，除了王承書外，還有另外一名女生王明貞(1906-2010)，她是燕京大學第一個女物理學畢業(yè)生，1930年獲得理學學士學位（王明貞大學1-2年級在金陵女子大學，3年級轉(zhuǎn)到燕京大學）。王明貞和王承書兩人分別在 1932年和 1936年獲得燕京大學理學碩士學位（表1），后又都留學美國并在同一位導師下獲得博士學位。在20世紀上半葉，女物理學博士本已鳳毛麟角，本碩同是校友又博士同門，在中國物理學史上絕無僅有。

▲表1：燕京大學物理系王明貞、王承書研究生畢業(yè)論文題目

破格啟航 雙星耀動統(tǒng)計場

1937年抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，王承書離開北京輾轉(zhuǎn)南京、武昌、桂林、貴陽等地，1938-1939年在湘雅醫(yī)學院任教。1939年9月，在著名物理學家吳有訓的主持下，王承書與燕大學長張文裕結(jié)為連理。張文裕1927年考入燕京大學物理系，畢業(yè)后留校任助教并獲得碩士學位，1934年考取“英庚款”公費留學，赴劍橋大學卡文迪許實驗室（Cavendish Laboratory）留學，在盧瑟福（Ernest Rutherford，1871—1937）指導下從事核物理研究，1938年獲博士學位后回國，是中國宇宙線研究和高能實驗物理的開創(chuàng)人之一。

▲王承書與張文裕伉儷

1941年，王承書在謝玉銘教授的建議下申請美國密歇根大學的巴伯獎學金，出國留學深造，開始了理論物理的研究。1917年，美國密歇根大學設立巴伯東方女子獎學金（The Barbour Scholarships for Oriental Women），專為亞洲女性提供留學機會，旨在培養(yǎng)女性領袖并促進東西方交流。至1955年，全球284名獲獎者中，中國女性占130人，居各國之首。130人中有8人為物理學博士：顧靜徽、馮麗榮、何怡貞、盛希音、吳芝蘭、王明貞、高兆蘭和王承書。她們8人歸國后，對我國的科研事業(yè)和教育事業(yè)做出了重要的貢獻。據(jù)統(tǒng)計，1912—1949年共14位中國女性出國留學并獲得物理類博士學位（另6位是：周如松、吳健雄、何澤慧、李林、謝希德、林蘭英），巴伯獎學金資助的女物理博士人數(shù)占半數(shù)以上，是民國時期女性出國學習物理提供了重要途徑。

每位巴伯獎學金者都有一個終身編號，這不僅是為了便于統(tǒng)計獲獎人數(shù)，更是一種榮譽的象征與精神的傳承，王明貞和王承書的編號分別為183和197，顧靜徽（77）、馮麗榮（79）、吳芝蘭（83）、何怡貞（142）、盛希音(157）、高兆蘭(193）。

▲表2 八位女博士的終身編號及信息

王承書1941年以已婚身份破格獲得巴伯獎學金（原僅限未婚女性），赴密歇根大學攻讀博士，其英文名按西方習慣記為為“張王承書”（Cheng-Shu Wang Chang）。她與1938年入學的王明貞共同師從理論物理學家烏倫貝克（George Uhlenbeck，1900-1988），專攻非平衡態(tài)統(tǒng)計物理學。烏倫貝克師從玻爾茲曼的學生埃倫費斯特（Paul Ehrenfest），他和古德斯米特（Samuel Goudsmit）一起，在泡利不相容原理的啟發(fā)下，發(fā)現(xiàn)了自旋這一電子的基本性質(zhì)，成功地解釋了塞曼效應和原子光譜的精細結(jié)構(gòu)。

▲表3 博士論文題目統(tǒng)計

統(tǒng)計物理學是理論物理學的核心分支，通過研究微觀粒子（分子、原子等）的運動規(guī)律揭示宏觀物質(zhì)的熱力學性質(zhì)。該學科起源于1738年伯努利的分子運動論，經(jīng)克勞修斯、麥克斯韋、玻爾茲曼、吉布斯等學者奠基，至20世紀初形成完整體系。20世紀初，以吉布斯引入的系綜描述被物理學界廣泛接受為標志，統(tǒng)計物理學分成平衡態(tài)統(tǒng)計物理和非平衡態(tài)統(tǒng)計物理學兩大方向。20世紀，非平衡態(tài)統(tǒng)計物理在物理動理學方程、布朗運動理論、非平衡統(tǒng)計模型等問題取得了巨大進展。

▲烏倫貝克（1900 –1988）

在密歇根大學學習期間，王明貞獨立地從Fokker—Planck方程和Kramers方程出發(fā)，推導出了自由粒子和簡單諧振子的布朗運動。后與導師烏倫貝克合作，撰寫了綜述布朗運動理論的長篇論文（On the Theory of Brownian Motion II. Review of Modern Physics，1945)，享譽國際，至今該文的引用數(shù)已達2000次以上。

▲1938-1939年度巴伯學者合影，第三排右四王明貞

王承書與烏倫貝克合作從事氣體動理論與稀薄氣體輸運性質(zhì)的研究，作了大量開創(chuàng)性工作，完成了十多篇氣體動理論的重要前沿性論文。王承書的博士論文《雙原子氣體第二維里系數(shù)的量子理論》研究了雙原子分子間作用力與分子間的方位及距離有關時的第二維里系數(shù)。除此之外，王承書還與烏倫貝克合作修正玻爾茲曼方程，推導出適用于具有內(nèi)部自由度的多原子氣體的修正玻爾茲曼方程。他們研究了多原子分子氣體的輸運性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了多原子分子氣體導熱系數(shù)與單原子氣體的顯著差別。他們提出了處理多原子分子氣體輸運系數(shù)的動理學方程，后被命名為王承書-烏倫貝克（WCU）方程，廣泛應用于高溫氣體、化學流體和原子分子物理的研究，已成為國內(nèi)外有關輸運理論專著和教材的經(jīng)典篇章。

▲王承書等用修正Boltzmann方程討論多原子分子氣體輸運性質(zhì)文章中的兩頁

王承書還對麥克斯韋氣體的線性化玻爾茲曼碰撞算子的本征函數(shù)和本征值進行了透徹研究，發(fā)現(xiàn)了求解玻爾茲曼方程的本征值理論。二人就分子運動論寫了11篇論文。其中的10篇被密歇根大學以研究報告的形式出版，并未公開發(fā)表；未出版的1篇在多年后在德布爾（J.de Boer）的一篇文章中有所提及。王承書歸國后，烏倫貝克將全部論文整理發(fā)表于其主編的《Studies in Statistical Physics》叢書（卷2、卷5），并通過學術推介引發(fā)國際關注。1980年，烏倫貝克在《流體力學年鑒》（Annual review of fluid mechanics）回顧了他與王承書的合作研究，稱其為 “一個不可多得的人才”。

▲王承書上世紀40年代在普林斯頓高等研究院（左圖）

▲王明貞上世紀50年代在密歇根大學（右圖）

▲1942-1943年度巴伯學者合影，后排左一王承書，三排左三高兆蘭

王明貞和王承書分別于1942、1944年獲得美國密歇根大學物理系博士學位。1942年太平洋戰(zhàn)爭爆發(fā)后，王明貞加入麻省理工學院輻射實驗室（MIT Radiation Laboratory，即著名的"雷達實驗室"），從事噪聲理論的研究工作并作出了突出貢獻。王承書畢業(yè)后在密歇根大學工作至1956年。期間1945年9月—1946年6月，1948年9月—1949年6月，兩次在普林斯頓高等研究院（Institute for Advanced Study）工作。

▲王承書（左）與王明貞（右坐者）和高兆蘭在密大物理系實驗室做實驗。

越洋破障 五年銜枚渡重洋

1949年新中國成立之際，王承書與丈夫張文裕毅然決定歸國報效，卻遭遇美國當局的層層封鎖。歷經(jīng)五年波折，直至1954年日內(nèi)瓦會議后中美達成僑民歸國協(xié)議，他們立即遞交申請，并將300余包學術資料分批寄回祖國。1956年，這對科學家夫婦終于沖破重重阻礙踏上故土。

為什么要放棄美國優(yōu)渥的生活，一定回國？王承書說：“當初，不是我不愛美國的優(yōu)厚生活，而是我更愛自己的祖國。”回國后，王承書在筆記中寫下：“1956年10月6日是我難忘的一天，這是我真正有意義的生活開始的日子，在離別了15年的祖國國境上，第一次看到五星紅旗在空中飄揚，心里說不出的興奮，我要為國家做貢獻，國家需要什么，我就干什么。” 她辭別導師烏倫貝克教授時說：“雖然我的祖國很窮，進行科研的條件差，但我不能等別人把條件創(chuàng)造好了，我一定要參加到創(chuàng)造條件的行列中，我的事業(yè)在中國。”從此，開啟報效祖國的后半生。

赤忱三轉(zhuǎn) 核光深處寫春秋

回國之初，王承書擔任中科院物理研究所理論研究室研究員，當時我國開始大力發(fā)展原子能事業(yè)。1958年，我國籌建熱核聚變研究室。但當時這一技術在國內(nèi)一片空白，王承書此前也從未接觸這個領域。對46歲的她來說，是一個充滿風險的巨大考驗。但面對國家的需要，她愿意轉(zhuǎn)行，從零開始。1959年，王承書被派往蘇聯(lián)原子能研究院實習3個月。在回國7天7夜的火車上，她翻譯了《雪伍德方案——美國在控制聚變方面的工作規(guī)劃》，這份譯著長期作為我國核聚變領域的關鍵文獻。她以驚人學習能力迅速成長為該領域開拓者，并培養(yǎng)出首批專業(yè)團隊。

1961年，時任二機部副部長錢三強找到王承書，希望她能到近代物理研究所開展同位素分離技術的理論研究。當時王承書已經(jīng)49歲了，“年近半百，開始搞一項自己完全不懂的工作，不是件容易的事，但再一想，當時誰干都不容易，何況我在回國之前就已暗下決心，一定要服從祖國的需要，不惜從零開始。”王承書沒有片刻猶豫，斬釘截鐵地回答道：“為了國家轉(zhuǎn)專業(yè)，我愿意！” 隱姓埋名進入原子能研究所后，她帶領團隊攻克級聯(lián)計算等核心難題，為濃縮鈾技術突破奠定理論基礎。

▲王承書與同事討論

20世紀60年代，蘇聯(lián)專家撤離使中國首個分離鈾同位素用的氣體擴散工廠陷入困境。王承書以國家利益為重，毅然接受自己從未搞過的鈾同位素分離工作。44歲歸國的王承書第三次說出"我愿意"，與吳征鎧、錢皋韻組成核心團隊隱入塵煙，開始了她后半生的默默工作。

鈾礦石中鈾—235的含量只有0.7%，必須通過幾千臺機器的不斷濃縮，才能達到原子彈的需要。這些理論對王承書來說極為苦難，她只能帶領團隊以三本蘇聯(lián)專家筆記為起點，在僅有手搖計算機和計算尺的條件下，夜以繼日推演級聯(lián)濃縮理論。1964年1月14日，根據(jù)王承書與團隊的計算結(jié)果和啟動方案，鈾濃縮工廠成功為第一顆原子彈生產(chǎn)出合格高濃鈾裝料，比蘇聯(lián)專家留下的原設計方案整整提前了113天。為同年10月16日羅布泊的驚天巨響奠定燃料基石。

1966年國慶節(jié)，王承書作為有重要貢獻的科技工作者，被請上了天安門城樓觀禮，聶榮臻向毛澤東介紹王承書時說，她為我國第一顆原子彈的裝料做出了巨大貢獻，毛澤東聽到后，高興地說：“這是中國第一顆原子彈爆炸的女功臣。

▲1966年國慶，王承書作為對社會主義建設有突出貢獻的科技工作者在天安門城樓觀禮，左為葛昌純

干驚天動地事，做隱姓埋名人，王承書在理論物理取得杰出成就后，沖破封鎖毅然回國，服從祖國需要，為國防甘為人梯，勇攀科學高峰，隱姓埋名三十年，無怨無悔，無私無畏。她的精神繼續(xù)滋養(yǎng)和鼓勵一代又一代人矢志不渝、為國奉獻。

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本文轉(zhuǎn)載自《知識分子》微信公眾號

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