王竹溪[公元1911年-1983年,中国科学院院士,物理学家]+像 湖北荆州市公安县人物 王竹溪(1911年6月7日—1983年1月30日),名治淇,字竹溪,以字行,湖北省公安县人。物理学家、教育家、中国热力学统计物理研究开拓者。 1933年7月毕业于清华大学物理系,1935年7月毕业于清华大学研究院,1938年7月获剑桥大学哲学博士学位,1952年加入九三学社,1955年当选为中国科学院院士,1979年参加中国共产党。 王竹溪主要从事理论物理特别是热力学、统计物理学、数学物理等方面的研究。他还在生物学关键问题-水分化学势、汉字检索方案的优化等方面做出了突出贡献。 王竹溪(1911年6月7日-1983年1月30日),名治淇,字竹溪,以字行,湖北荆州市公安县人,中国著名物理学家、教育家,中国科学院院士,在热力学、统计物理学领域成就卓著,被誉为“中国热力学统计物理研究的开拓者”。他不仅是学术上的巨匠,更是培育了大批物理人才的教育先驱,其生平与学术贡献深刻影响了中国现代物理学的发展轨迹。 一、故里启蒙与求学之路(1911-1933) 1911年6月7日,王竹溪出生于湖北公安县闸口镇一个书香门第。其父王仁辅为当地知名塾师,治学严谨,尤重经史与自然科学启蒙。受家庭熏陶,王竹溪自幼展现出超常的求知欲,6岁入私塾,10岁便能熟背《四书》《五经》,同时对算术、几何表现出浓厚兴趣。1922年,他考入公安县立高等小学,因成绩优异跳级升入湖北省立第一中学(今武汉中学),期间接触到西方近代科学著作,如严复译《天演论》《穆勒名学》,逐渐萌发对自然科学的探索志向。 1926年,王竹溪考入武昌第二中山大学预科,系统学习数学、物理基础课程。1929年,他以全省理科第一名的成绩考入清华大学物理系,师从叶企孙、吴有训、周培源等物理学界先驱。在清华期间,他不仅学业拔尖,更展现出对理论物理的独特敏感——在周培源指导下,他深入研读玻尔兹曼、吉布斯的热力学著作,毕业论文《论晶体的内聚能》以严谨的数学推导和创新视角获系内最高评价,为日后研究奠定基础。1933年,王竹溪毕业留校任助教,同时兼任叶企孙的科研助手,参与整理清华大学物理系早期学术档案,积累了丰富的科研管理经验。 二、剑桥深造与学术奠基(1935-1938) 1935年,王竹溪考取庚子赔款留学名额,赴英国剑桥大学深造,师从国际统计物理权威拉尔夫·福勒(Ralph Fowler)。福勒是量子统计力学的奠基人之一,其“福勒-古根海姆统计”理论享誉学界。王竹溪凭借扎实的数学功底(尤精张量分析与群论)和对热力学基本问题的深刻理解,很快成为福勒最器重的弟子。 在剑桥期间,王竹溪主攻热力学第三定律与相变理论。当时,关于“绝对零度不可达到”的表述存在争议,他通过引入“热力学势函数”的新定义,严谨证明了第三定律的数学等价性,其论文《论热力学第三定律的表述形式》发表于1937年《剑桥哲学学会会刊》,首次提出“王竹溪不等式”,为低温物理实验提供了重要理论依据。此外,他对“临界现象”的研究突破了经典理论框架,通过引入“分子间相互作用的长程关联”概念,解释了液气相变中的比热突变现象,相关成果被收录于福勒与古根海姆合著的《统计热力学》(1939年版),成为该领域的经典参考文献。 1938年,王竹溪以《论多元系的相变与临界现象》获剑桥大学哲学博士学位。当时正值抗战爆发,他拒绝了导师挽留的博士后职位,毅然携妻女回国,踏上报效祖国之路。 三、战乱中的科研与教育坚守(1938-1949) 1938年秋,王竹溪抵达昆明,受聘为西南联大物理系教授,时年27岁,是该校最年轻的教授之一。战时条件艰苦,实验室设备匮乏,图书资料奇缺,但他始终坚持科研与教学并行。在热力学领域,他深入研究“不可逆过程热力学”,提出“内耗理论的微观模型”,解释了金属材料在交变应力下的能量损耗机制,为战时军工材料研究提供了理论支持。 教学上,王竹溪主讲《热力学》《统计力学》《数学物理方法》等课程,以“逻辑严密、深入浅出”著称。他编写的讲义《热力学》(1941年)首次将量子统计引入热力学教学,打破了传统教材仅局限于经典理论的局限。为解决学生数学基础薄弱的问题,他还开设《高等数学补讲》,逐节推导张量分析、复变函数等工具,培养出杨振宁、李政道、黄昆等日后的科学巨匠——杨振宁曾回忆:“王先生的热力学课让我第一次体会到理论物理的逻辑之美,他对‘熵增原理’的诠释至今影响我的研究思路。” 1946年西南联大复员后,王竹溪随清华大学返回北平,任物理系教授兼系主任(1947-1952)。期间,他推动建立“理论物理研究室”,系统开展统计力学、量子场论研究,并与周培源合作培养研究生,形成了中国第一个热力学统计物理研究团队。同时,他开始整理多年研究成果,着手撰写《统计力学导论》,为战后中国物理学体系重建奠定基础。 四、新中国成立后的学术开拓与教育实践(1949-1966) 1949年后,王竹溪积极投身新中国科技教育事业。1952年全国院系调整中,他任北京大学物理系教授,参与组建理论物理专业,并主持制定《高等学校物理专业教学大纲》,明确将热力学与统计物理列为核心课程。1955年,他当选中国科学院学部委员(院士),成为当时最年轻的院士之一。 在学术研究上,王竹溪聚焦“实际气体状态方程”“相变理论”“非平衡态统计力学”三大领域,取得一系列突破性成果: - 1954年,他提出“分子间势能的三参数模型”,修正了范德瓦尔斯方程在高压下的偏差,相关论文发表于《中国科学》,被国际学界称为“王氏模型”; - 1958年,他与学生林宗涵合作,建立“铁磁体相变的自旋波理论”,首次解释了低温下铁磁体比热的反常现象; - 1964年,他发表《关于不可逆过程热力学的局域平衡假设》,将玻尔兹曼方程与热力学第二定律结合,为非平衡态统计力学提供了新的理论框架。 教育领域,王竹溪的贡献更为深远。他主编的《热力学》(1955年)、《统计力学导论》(1964年)成为中国高校经典教材,累计印刷超百万册,直至今日仍是物理系必读书目。他首创“问题导向式教学法”,在课堂上以“实际气体液化”“超导现象”等现实问题为切入点,引导学生从理论层面推导规律。他培养的研究生中,涌现出廖山涛(数学家)、郝柏林(理论物理学家)、于渌(统计物理学家)等知名学者,形成了“严谨求实、开拓创新”的学术传承。 此外,王竹溪还致力于科学普及与辞书编纂。1956年,他受中国科学院委托,主持编纂《物理学名词》,规范了热力学、统计力学领域的中文译名(如“熵”“焓”“配分函数”等沿用至今);1962年,他出版《热力学浅说》,以通俗语言解释“熵增原理与生命进化”的关系,成为当年科普畅销书。他还参与《中国大百科全书·物理学卷》的筹备工作,任编委兼热力学统计物理分支主编。 五、特殊时期的坚守与晚年成就(1966-1983) “文革”期间,王竹溪的研究工作被迫中断,实验室被查封,手稿多遭损毁,但他始终未放弃学术思考。在被下放劳动的间隙,他以记忆为基础,在废纸上重新推导统计力学公式,并坚持给身边青年工人讲解基础物理知识。1973年恢复工作后,他立即重启《统计力学》修订工作,补充了“耗散结构理论”“重整化群方法”等新内容,使教材始终跟上国际学术前沿。 1978年后,王竹溪任北京大学物理系主任、中国物理学会副理事长,全力推动学术复苏。他主持召开“全国热力学统计物理学术会议”,重建科研协作网络;指导研究生开展“临界现象的标度理论”研究,使中国在该领域迅速赶上国际水平。晚年,他将研究重心转向“汉字信息处理”,与计算机专家合作,提出“汉字笔画的统计力学模型”,为汉字编码与输入法开发提供了理论支持,展现出跨学科研究的开阔视野。 1983年1月30日,王竹溪因心脏病在北京逝世,享年72岁。临终前,他仍嘱托学生:“统计力学的未来在非平衡态,要盯着前沿,不要怕难。” 六、学术遗产与后世影响 王竹溪的学术成就不仅体现在具体成果上,更在于他构建了中国热力学统计物理的研究体系。其代表作《热力学》《统计力学导论》被译为英、俄、日等多国文字,成为国际经典教材;他提出的“王氏模型”“自旋波理论”等至今仍是相关领域的重要研究基础。 在教育领域,他倡导的“理论与实验结合”“数学工具与物理思想并重”的理念,塑造了中国物理教育的传统。他培养的弟子遍布海内外,仅院士就有12人,形成了“王氏学派”的学术脉络。杨振宁曾评价:“王竹溪先生是中国理论物理的‘定盘星’,他的严谨与创新,是我们这代人的精神标杆。” 作为湖北公安籍学者,王竹溪始终牵挂故里。1979年,他回公安县考察时,建议家乡设立“科普图书室”,并捐赠个人藏书千余册。如今,公安县建有“王竹溪纪念馆”,其故居被列为省级文物保护单位,成为弘扬科学精神的重要基地。 王竹溪的一生,是中国现代物理学从萌芽到成熟的缩影。他以深厚的学术功底、执着的探索精神和无私的育人情怀,为中国物理学事业筑起了一座丰碑,其名言“做学问要像热力学过程,既要守恒,也要有方向”,至今仍激励着后辈学者砥砺前行。 |