zt 中國物理學近況--1972年美國學者是這樣介紹中國科學

中國物理學近況

　　（美）魯普金

　　編者按：本文原列在美國出版的《今日物理》（PhysicsToday）一九七二年十二月號，作者魯普金(Gloria B.Lubkin)是《今日物理》的主編，他綜合了七位最近訪華的美國物理學家和美籍中國物理學家的意見，寫成這篇關於中國物理學近況的報道。又，文中談及“去年”，是指一九七一年，“今年”是指一九七二年。

　　
最近從中國訪問回來的七個美國物理學家，談及其觀察結論：中華人民共和國在應用物理的許多方麵已有可觀的進展。他們看到集成電路的製造，受控聚變實驗，超導體重力計，望遠鏡和一係列中國自己製造的科學儀器。這些美國訪客都感到中國對應用方麵下的功夫遠比基本研究方麵為大，他們也覺得中國正在普遍地嚐試使高等教育製度更民主。

　　物理學家們大都是以個人或科學小旅行團的成員身份訪問中國的，例外的是高能理論家高爾伯傑（M. Goldberger，普林斯頓大學），他率領美國科學家協會代表團前往。高氏是美國科協主席團員，斯通（J.Stone）是該協會的理事，科亨（J. Cohn）是中國問題專家，他們應中國科技學會的邀請而作科學交流及其他相關問題的討論。

　　物理研究所

　　高氏告訴我們：中國科學院的物理研究所位於北京西北，一共有六百至七百個職員。所長施汝為於一九三四年在美國耶魯大學領取博士學位。該研究所約有博士或同等學曆者凡一百五十人，每年經費為人民幣五百五十萬元，或美金二百七十萬元。研究範圍有磁性薄膜和磁鐵合金及其在電子儀器上的應用；氬氣雷射；半導體管；闊銀幕彩色電視；晶體學；胰島素結構；低溫物理學；地震預測；人造鑽石；語言學的聲音效應和等離子體物理學等。高氏又說：在等離子體物理方麵，該中心正應用文化大革命以來建造的裝置做著一收縮柱的實驗，分析的儀器采用雷射幹擾儀等先進的設備。約翰.霍普金斯大學應用物理學研究所的任之恭也曾訪問過這個實驗室，聽說他們在（D，D）反應中觀察到中子。但看到同樣儀器的高氏，則獲知他們仍未量度到中子能譜因而存在著驗證的問題。到過該實驗室的另一訪客是俄勒岡大學的高能物理理論家華家照，他親眼看到強音收縮柱（LoudPinch）實驗，他個人的印象是：雖然實驗室還在初步建設，成就已很可觀，何況這是在缺乏經驗之下進行的（從講解的都是年青物理工作者上看到）。高氏還獲悉，他們正在研究雷射激發聚變方法，由於該研究工作新遷到別處，所以他沒有看到。

　　高氏及華氏聽說但沒有目睹的還有：中國物理學者正在進行一個用雷射產生的闊銀幕彩色電視的設計，銀幕邊長約1.5公尺。影像都遠較普通的更為光亮和清晰。

　　該研究所有一低溫實驗室，洪朝生在那裏做得很出色，他曾為任之恭的學生，回國之前，在麻省理工學院和荷蘭的雷登（Leiden）學習過。任氏感覺到：中國當前可以開始做一些低溫學的基研，他跟華氏及高氏都見過可測重力常數改變達千萬分之一的超導重力計，也看過一個五克重而外塗鉛質的錫球，空懸於磁場中。還看過Josephpon結製成的測量計。

　　北京大學

　　北大創立於一八九八年，有十七個係，六十四個部門。教師數目同文革前一樣有二千一百位。目前學生人數有四千二百，從前是一萬一千。根據國際商業機器公司（IBM）的固體物理專家朱兆祥報道，學生人數到一九七四年將增至一萬，朱聽說該校文革前的教職員幾乎全部留任。文革期間他們都忙於編寫教材，籌劃新課程和做研究工作。

　　物理學家周培源是北大革命委員會的副主任（相當於校長之職），他也是中國科技學會的副主席。周曾於第二次大戰後期在加州理工學院工作過。並於一九二八年在該校獲博士學位。其論文題目是有關廣義相對論的。

　　美科協代表們曾就入學新政策和課程改革問題同北大負責人談論過。文革期間，大學都停了課。當重新招生時，隻收一年級生，今天這些學生已是三年級了。大學生不再直接自中學招取，而是由他們工作過兩年以上的公社、工廠或軍隊介紹入學。選擇標準是基於他們在智能、政治覺悟和健康情況，大學本部則掌握最後的取決權。

　　當問及新舊製招取之學生的比較時，他們說，由於至今仍未有畢業班，並不能作出評價。文革時都停了課，如今隻是第三次招生。學製的縮短使得相當於學士學位的培養時間從文革前的五至六年減至三年（理論物理學生須四年）。大學本部有許多小工廠，包括一個生產示波器的工場。學生們都要化相當的時間在這些大學工廠裏。

　　高氏在北大所見的普通物理實驗室，跟美國的差不多。

　　高能理論物理學家楊振寧（石溪紐約州立大學）去年曾訪問中國，是多年來往訪的第一個美國物理工作者，他今年夏天又作另一次訪問，他曾同北大物理係四、五十個學生閑談過，發現他們都是興趣濃厚、勤奮、努力和自動自覺的一群，他還發現他們比舊時代的一般學生有表達能力，他把學生的這種行動歸功於政府鼓勵人民多發言的結果。他說：“學生們都非常關心個人對社會的貢獻以及中國整體的進步，他們把自己的學習作為對社會貢獻的一種工具。”

　　楊氏問過一個廿五歲曾在工廠當了七年技工的一年級生，問他怎樣來到大學的，他說每一個適齡的人都有機會入大學。他們自己分組討論，決定他們中間誰被推薦。然後大學當局派人來從中甄別。這個曾是工人的學員，感到雖然他忘記了許多功課，但七年的工作，給他許多經驗，這是一個剛從中學來的學生所沒有的。

　　所有的新生都要經曆為期四個月的補習班，以複習忘記的功課和統一參差的程度，在這四個月的補課期間，程度高的學生幫助程度低的。不僅北大如此，楊氏所參觀的西安大學和南京大學也是如此。

　　北大的物理係有幾百學生，係裏有十個專業。楊氏得知去年理論物理組及低溫物理組都沒有吸收新人，今年則兩組都有。原因不清楚。楊氏說：“中國設立這些專科，而分配一年級生進去，明顯地是要使科學訓練比通常（如美國）的更專門化”。他感到中國采取這種方針是因為中國在各個應用物理領域裏，急切需要人才，而認為這種途徑可以很快地培養出足以解決實際問題的人。

　　他們告知朱氏（朱兆祥），在理學院有數學、物理學、生物學、地球物理學、化學、電子與雷達、核能和生理學等係。朱氏曾跟半導體理論權威黃昆談及物理課程，黃現正暫離北大到外地去創辦一試驗性的集成電路工廠。物理係，大學部的課程是：微積分、向量、複變函數論、微分方程、電磁學、原子物理學、近代物理學、力學、熱力學、固體物理學、量子力學、理論物理學和統計力學。

　　清華大學

　　號稱為中國之麻省理工學院的清華大學工程學院也坐落北京。有教師二千人，其中二百名為教授級。朱兆祥得悉清華有十一個係，即是科學、電力、電子與天線、機械工程、水土保持係、應用數學、化工、自動係、建築、工業材料（可能包括冶金工程）和精密儀器。這所大學不再有古典文學和藝術係了，物理隸屬於科學係，是受到重視的，物理大樓非常宏偉。

　　朱氏得知他們不再有考試製度，但有相似於考試的家庭作業。為從前製度所無的，是今天的學生如有不滿，會給予機會發表。

　　朱氏告訴我們，物理係看似小型工場與研究所的合並，他發現那裏所造出來的儀器幾乎跟Hewlett-Packard）製造的同樣精密（譯注：Hewlett-Packard是美國一流電算機製造廠之一——即惠普公司[HP]），他在清華看到一個女孩子正在做著超聲砌合，那是製造集成電路的一種必需的技術。

　　他還發現清華的學生不像美國大學生隻用簡單的設備，而竟用上非常精密的儀器，這使他們在進入一種正規工作時已經有工業生產的經驗。

　　在清華時，他看到他們正在做著集成電路的光縮工作（Photoreduction）。在這工序裏，首先要在塗著感光乳膠的矽和鍺片上劃上圖案，然後用顯微鏡放大以削成極小片。用一種在美國叫“光阻”（Photoresist）的程序使沒有曝光的部分刻蝕，再放薄片於蒸發器中使之沉積上金屬比如鋁，不斷繼續這些程序直至用上銅接為止。所用的光學係統全部來自中國光學研究所。而這研究所是用電腦來幫助設計的。這種精巧的集成電路技術可能在美國的國際商業機器公司、貝爾研究所（Bell Labs）、德薩斯儀器公司（TexasInstruments）或少數著名的大學裏找到，而在較小的大學是沒有的，但朱氏發現這種裝配（工藝）在清華和其他地方到處可見。

　　複旦大學

　　據說中國物理以上海的複旦大學最為出色。文革前該校有學生六千五百人，教職員則有二千五百。根據美科協說，目前該校有一百五十位教授，三百零四位講師和一千零六十位教員及助理研究員。他們告訴朱氏，目前學生有一千八百位。

　　顯然中國是沒有研究院學生的。高氏曾問及如何處理研究院教育和教授接班人的訓練，他們告訴他這個問題還未解決。高氏感到中國還正在嚴肅地重新思考整個教育觀，當前仍是一個過渡時期。

　　朱氏聽說現已不再頒發博士學位——因為那是含有資產階級意識的。取代的是在某人的履曆上注明他曾進過研究院，修過某些科目，而不是獲得什麽學位。

　　複旦理學院有六個學係：化學、數學、物理、光學、原子物理和生物。文學院則有中國文學、外國語言、政治科學、哲學、經濟、新聞和曆史等。朱氏發現幾乎所有物理學的工作都與半導體有關，其中包括一定量的集成電路研究。他再一次感到學院與工廠混合的氣氛，他說工業研究，項目如真空電離計、核子計算器、氣泡管和熒光燈等正在大量地進行著。

　　他和許多參觀者都見到光源極強的鹵素——鎢絲燈的製作。朱氏看到一盞十六尺長、五十萬瓦特的燈，所有的製作都由一位叫蔡祖泉的人所領導，他是沒有受過正統訓練的。

　　上海工業展覽館

　　上海工業展覽館陳列著精選的，全是中國製造的科學儀器，朱氏看到一個脈衝上升時間隻有44×10-12秒的樣本示波器，（朱氏說美國有一具脈衝上升時間為28×l0-12秒的）。他見到一具如美國廣告裏的一億周波數字計算機。還陳列著一具分辨率為七埃的二十萬倍電子顯微鏡。（據說隻有最好的德國顯微鏡在分辨本領上能勝過它百分之五十）。一具範圍為二千埃到一萬埃的二公尺長的柵譜儀，他還看到一具質分辨率M/△M為1000，準確度為10-9的質譜儀，一具每秒可抽一萬四千公升的離子抽空機（離子真空機），那跟美國的離子抽空機相似；有一個能自動控製溫度達到攝氏一千五百度而能拉三公斤晶體的晶體抽拉爐。據朱氏說，與美國所能製造最大者一樣。

　　朱氏還注意到主要由家庭主婦經營的街道工廠，他獲悉一個街道工廠每年可生產兩百個用以外添生長矽層的爐子（單晶爐），他發現他所到的中國的每一處都使用著外添生長技術。

　　電算機研究中心

　　朱氏在北京的電算機研究中心看到一具第二代的電算機，其一進出時間（accesstime）是兩微秒，記憶有三萬二千個指揮（words）（每個指揮為48個二進數），該機存有核心記憶（corememory）和圓筒記憶（drum），因為中國還沒有圓盤技術（disctechnology），所以要把圓筒的資料轉送到磁帶。用紙帶作為輸入。他們顯然不用打孔卡片。朱氏曾打開電算機細察，發現並沒有用集成電路。

　　但在上海他看到一具叫作叫TQ-11的電算機，那裝有部分的合成電路，而其圓筒記憶則有8192個words。

　　半導體研究所

　　科學院屬下的半導體研究所也設在北京，由王守武(WangShou—wu)領導。他在一九四九年從普度大學獲得博士學位。這是科學院最大研究所之一，總共有四個係別：材料科學、雷射、集成電路和微波設備。研究所一共有四座大樓，一九四九年前整個科學院隻占有其中一座；材料科學實驗室差不多與美國這類實驗室相似，人們可以見到在爐中的氣相或液相外添生長，工作人員在測量載流子(carrier)的濃度，不均勻度和遷移率，他們化一半技術力量於矽元素，另外一半則放於砷化嫁（Galliumaresenide）和其他在元素周期表第Ⅲ到第V族的化合物上。雖然朱氏偶然看到一具日本出產的快樣示波器（Fast—Sampling），但大部分的設備都是中國製作的。建築物有空氣調節而窗是兩重的，這樣的設備在中國來說並不尋常。

　　朱氏對於全中國在集成電路上的進步印象極深。雖然他們還未作大規模的集成電路的生產，他感到，幾年之內他們一定會做到，那時就可結合到電算機去了。他到中國之前聽人說過：雖然中國人能製造原子彈，但因為那種技術是大家都知道的，至於複雜如集成電路者，則不大可能，因為那種技術隻能通過觀察才能學到，想從文獻學會似不可能。既然中國人不可能參觀我們（美國）的機構以學會那些生產程序，他們就毅然地嚐試而且成功了，即使在過程中曾出現過錯誤。當然這跟美國工業的創始是沒有分別的。

　　電子研究所

　　科學院的電子研究所也在北京。微波及毫米波專家任之恭發覺該研究所雖然做一些雷射工作，但主要還是集中於電子學，那些研究在科學和技術上都非常先進。他看到他們正在製造及應用著這樣的光波發射器：速調管（klystrons），行波管（Traveling wavetube）和能達到毫米範圍的carsinotrons（一種功率為一千瓦特的交替場前波放大器）。所有這些精密的儀器都是中國製造，有些還是研究所本身製造的。他們覺得儀器的質量可與美國的相媲美，但不會超過美國。

　　天文學和流體力學

　　麻省理工學院的林家翹是研究天文物理、流體力學及應用數學的，他參觀了離北京東北約七十公裏，坐落於密雲的無線電天文觀察站。他看到十六個轉盤排成一列的係統，每個盤直徑為二公尺，相隔七十二公尺。幹涉儀的分辨本領在二公尺處約為六分弧度，那是用來觀察日冕（solarcorona）的活動情況的。他看到記錄都是自動化的。這無線電望遠鏡是澳洲悉尼大學的克斯坦生（W．N．Christenson）幫助下建造的，為了設計這個東西，他多次來中國在南京的紫金山天文台。林曾看到一座斯密得（Schmidt）式望遠鏡，配有直徑為六十厘米的球麵反射鏡和直徑為四十三厘米的玻璃矯正鏡（corrector）。該望遠鏡是於一九六四年為追蹤中國自己的人造衛星而建造的。在另一個天文台，還有另一個較大的斯密得式望遠鏡，球麵反射鏡直徑為九十厘米，玻璃矯正鏡直徑為六十厘米。這望遠鏡則用作探求天體線譜，紫金山天文台還有一個分辨本領達每毫米一埃的太陽光譜儀。

　　在南京大學林氏曾跟一個在劍橋大學拿取博士學位的姓戴（Tai）的天文學教授交談。他獲悉他們有三十個新學生，主修天文物理及地球物理或單隻天文物理。（這處不清楚。）

　　在北京林家翹還參觀附屬於科學院的力學研究所。他指出可能是由於保密關係，他見到的不一定是在應用力學上最好的設備，但他能看到的都是一流品質的。他看到許多超音速風洞和一個正在發展作為測量流體速度的雷射裝置。

　　研究所的工作人員都十分關懷壓縮流的問題。在另一個場合裏，這一次是在上海，林氏被問及用數值方法求解在汽輪機上碰到的偏微分方程。他知道這些問題不論在中國或美國都是不容易解答的。

　　核子物理

　　亞利桑那大學的範章雲是太空物理的實驗家，他沒有看到任何直接與他的專業有關的東西。可是他還算參觀了在北京附屬於科學院的核子物理研究所，在那裏他看到2.5兆電子伏特的範德格拉夫加速器和一個慢中子通量為每方厘米l014的研究用的核子反應堆，他看到各類型中國製造的探測器，譬如和碘化鈉碘化銫探測器，晶體探測器，含鋰半導體矽探測器和可塑性探測器（plasticdetector）。在北京大學他還看到這些探測器的裝配。

　　高能物理

　　去年當楊振寧訪問中國時，他獲悉他們正在考慮建造一座高能加速器的可能性。今年他感到非常驚奇，有那麽多（比去年多）年輕的物理學家（三十至三十五歲）正推動著這個計劃。雖然明確的設計還未定，他們談論著一具需費約為一億美元的加速器。

　　楊氏覺得文革後，有一個時期非常強調實用方麵的研究工作，他現在相信對“實用”的解釋已較有彈性。譬如何首書告知他有關場論和公理場論的工作。許多人對高能物理的現象性理論研究Phenomenology很有興趣。一部分人正要在該領域著手研究。有些則對規範場（gaugefield）物質化為玻色粒子和光子感到興趣，這種工作麻省理工學院的威爾貝格（SteverWeinberg）也在做著。然而，楊氏沒有聽到有關這個領域的新工作。據楊氏說，他曾作過一個有關統計力學的專題演講，但中國對這個課題並不特別注重。

　　當華氏在上海作高能的包含反應（inclusivereaction）的演講時，他同那裏一些物理學家曾作頗長時間的哲學觀的討論。雖然他們之間有些並不是高能物理學家，但頗為反對貝克萊的Geoffrey Chew所主張的靴帶（Boostrap）理論。他們認為基本粒子裏一定有組成部分。

　　華氏感到這種信念基於辯證唯物論；物是由物質構成而不是抽象的。其論據是根據曆史證明，人們一定能繼續分裂基本粒子，雖然用靴帶理論可成功地預測所有粒子的質量和其他性質，他們覺得人們應問及粒子的組元是甚麽?當他在北京再作演講時，上次見過的物理學家仍然相信組元論的假想，但這次他們提供了許多，包括Form Facthrs組成因子方麵的有力論據。

　　華氏曾遇到些研究層子理論（Straton）的物理學家，獲悉他們正以層子嚐試做著跟Murray Geelmaun（加州理工學院）已做的有關分電粒子（quarks）的工作，他們感到至目前為止分電粒子理論比層子理論較為成功。

　　未來遠景

　　對更多美國物理學家訪問中國的遠景是光明的。譬如寫這篇文章時，哥倫比亞大學的李政道正在中國。上個月一個中國科學家代表團已安排了訪問美國的行程，該團包括有曾在普林斯頓和普度工作過的張文裕，他在宇宙線實驗裏發現μ介子原子，名聲卓著。我們之間是有著許多東西可以互相學習的。

　　（北卡譯）

　　原載《今日中國》，[美]加爾布雷恩等著，香港七十年代雜誌社出版，1973年9月