吴先生第一方面的重要成果是在铁磁理论方面,1955-1956年他研究了两个波函数系统并用它们组成新的线性波函数[见本文参考资料1],从而消除了布洛赫理论中过多本征值的困难,这个成果早于物理学家戴森(F. J. Dyson)的“自旋波”著名论文,是铁磁理论发展历程中一个重要阶段性成果。吴先生第二方面的成果是关于原子核无规位相近似理论方面,这是他于1962-1966年期间完成的系列工作。在这方面他使用变分法推导了无规位相方程,从而确保方程的厄密性质;他还应用格林函数方法推导高阶无规位相近似的久期方程,发展了图解法。
吴先生代表性的科研成就是在七十年代,在1973-1974年在《中国科学》期刊发表了“非线性积分方程与格林函数方法:粒子-空穴相互作用的无规位相自屏蔽”系列论文[见本文参考资料2]。在这些论文中吴先生创造性地在格林函数中引入了非线性积分方程,研究了非线性积分方程在格林函数理论中的物理意义,指出这些非线性积分方程不仅自动产生无穷多不充分的不可约顶角,也能同时得到这些顶角的各级费曼图之和,这一成果受到德国著名学者费塞勒(A. Faessler) 高度评价,后来费塞勒教授邀请吴先生访问德国时,他在报刊上把吴先生作为国际级的著名学者做了专门介绍。
七十年代后期,吴先生还研究了多体系统的单粒子平均场问题,提出了计算单粒子能级的新途径,并通过简化模型验算了这种方法的可靠性。八十年代后期起,吴先生转向了相对论多体理论和量子强子动力学方面的研究,他利用格林函数方法重新推导出三维相对论的二体波动方程,并由此在九十年代初推导了相对论无规位相近似的严格谱表示,是彼时该领域研究的先进理论框架。
吴先生是著名理论物理学家,同时也关心国家建设。在七十年代初大庆油田开发中遇到了水淹油层判断的技术难题。吴先生带领课题组在很短时间内提出了相位介电测井的新技术方案,为解决彼时困境提供了物理基础和仪器设计依据,而吉林大学理论物理专业也因此建立石油测井科研组,并取得许多科研成果、培养了一批相关人才。
作为中国核物理学的老前辈,吴先生对于国内相关科研单位如中国科学院理论物理所、高能物理所、近代物理所、上海核子所(后更名为应用物理所)、中国原子能研究院等的发展十分关心,并不遗余力帮助提携核物理学界的晚辈。作为国际级的核物理专家,吴先生在长春多次组织了有许多国际一流核物理专家参加的“国际核物理暑期讲习班”,为促进国内外核物理学术交流做出了贡献。
4、生活工作
吴先生的后辈学生们对于吴先生的印象永远都是和蔼可亲、笑容可掬。在2008年为吴先生庆祝生日时,张宗烨院士说,跟吴先生讨论是一种享受,吴先生标志性的特写就是微笑着问:“为什么呢?”;本文作者在1998年做博士后期间曾听到由卓益忠研究员转述的、吴成礼教授的话,说自己最佩服的是吴式枢先生;郭子斯教授曾对本文作者说过,他十分敬重吴式枢先生。这些评价听来十分令人动容,意味深长。这也是为什么为吴先生庆生时会有那么多知名学者在百忙之中赶来参会。而关于吴先生的严谨,本文作者同一句话听到过二次,一次是大约30年前本文作者读博士期间王凡教授说的,“如果吴先生说是对的,那就是对的。” 一次是几天前听到董宇兵研究员(吴先生的博士研究生)说的。在任何一个时代,能享有如此声誉的人应该是不多的。
因为家庭背景的缘故,吴先生曾受到不公正待遇。即使处于最困难时期,吴先生威武不能屈, 坚持实事求是。而按照孟子的观点,这正是大丈夫的试金石。在美国获得博士学位后,他本来可以有更好职位和前途、更有来自父母家人的热切召唤,吴先生是怎样做的呢?他回到了彼时贫穷落后的祖国大陆。在反右初期,当YU R.H.教授受到不公正待遇时吴先生仗义执言,在大跃进期间为增加课堂教学时间冒着风险以系主任名义写请示报告,这些都表现了一位学者之铮铮铁骨。吴先生曾在牛棚中没有自由,他也没有怨天尤人,而是利用难得的“空闲”思考核多体理论的新框架。按照有些人的想法,吴先生德高望重,“什么也不干都可以”,然而吴先生晚年病重乃至在重症监护室期间,依然让家人把文献带到医院里,可谓一生自强不息。他淡泊名利、功成不居,用一生在践行“富贵不能淫,贫贱不能移,威武不能屈”的求圣理念,正如吴先生自述中说的“我已平淡而从容地度过了几十个春秋,正如一个平凡的人过着平凡的生活。如果说我获得了一些收获,那么耕耘着它们的就是一个明确的人生目的,一份无论在顺境或逆境中都能坦然面对现实、不忘敬业根本的执著和一种持之以恒的勤奋”那样。这是一种看起来简单容易,实则为日臻圣境、属于常人难以企及的高度。
现在许多人的科研工作讲究短平快,年纪不大却著作等身,然而其中多数论文只是paper而已。吴先生一直坚持独立思考,每篇论文都讲究创新性。他研究的跨度比较大,每隔一段时期在一个新领域都做出了独立而有特色的工作,而在信息相对落后甚至与外界交流一度基本隔绝的情况下能做出那样科学成就是很不容易的。关于本科和研究生课堂教学方面,现在教学设备越来越便利、环境越来越舒适,而能做到“没有半句废话、逻辑严谨得不得了”的教师极少,愿意大幅超工作量无私付出的教师也极少。现在物质上诱惑很多,能做到象吴先生那样荣辱不惊、看淡得失而又自强不息者就更少。
吴式枢先生是一位具有高风亮节、学识渊博、严谨求实的典型中国知识分子。他声望崇高,不过从来不居高临下教训人,而是用行动教育学生,一方面十分和蔼可亲,另一方面严于律己、追求完美,可谓春风化雨、润物无声。从五十年代创建物理系之后长达半个多世纪时间里,吴先生是吉大物理系的主心骨;吴先生几十年如一日呕心沥血,与同事们一起造就了吉大物理系的辉煌。受到吴先生在教学方面严格严谨的感召,长期以来吉大物理系的教学工作一直是十分扎实的,所以今天才能有很多吉大物理学子们活跃在中国学界。吴先生在天之灵一定为此感到十分宽慰。
如今本文作者已从一个毛头小伙变成一位有多年教龄的教师。然而念吴式枢先生的事迹时,常感羞愧难当。对于吴先生之一生,“《诗》有之:‘高山仰止,景行行止',虽不能至,然心向往之。”谨以此文纪念吴式枢先生。
感谢董宇兵、李剑、孟杰、张丰收、赵恩广、周善贵等老师与本文作者的交流、讨论并阅读本文,李剑老师为我提供了许多资料;没有他们的帮助,本文作者无法完成这篇文章。(本文来自赵玉民科学网博客。)
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图1:吴式枢先生与本文作者在吴先生的家中(由LGZ教授拍摄于2006年)。
本文参考资料:
1、吴式枢:自旋波理论现有一级近似解与应用摄动理论求其高级近似解。东北人民大学自然科学学报 1, 221 (1955);吴式枢:关于自旋波理论. 东北人民大学自然科学学报 1, 129 (1956).
2、吴先生在1974年二篇重要论文[吴式枢: 非线性积分方程与格林函数方法——粒子-空穴相互作用的无规位相(RPA)自屏蔽I, 中国科学, 1973年第3期第255页; 非线性积分方程与格林函数方法——粒子-空穴相互作用的无规位相(RPA)自屏蔽Ⅱ,中国科学, 1974年9月第5期第471页;英文版Wu S. S., Scientica Sinia 16, 347(1973);Wu S. S., Scientica Sinia 17, 468(1973).]的思想是在他遭遇不公正对待隔离审查期间孕育形成的。
作者简介
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赵玉民,国家杰出青年科学基金、国务院政府特殊津贴获得者。1967年1月出生于河北省,1995年在南京大学获得博士学位,现为上海交通大学特聘教授。长期从事原子核理论研究,在原子核配对理论、随机相互作用理论、原子核质量外推预言方面取得系列创新性成果。曾编著本科生教材《电动力学教程》。