施汝為

施汝為

施汝為 (1901 11.19 - 1983 01.18) 施汝為,物理學家,中國近代磁學的奠基者和開拓者之一。南京大學物理學科傑出校友。在鐵磁合金和磁鐵礦的磁晶各向異性、磁疇觀察研究和鋁鎳鈷系永磁合金磁性改進等方面做出了重要貢獻,並在中央研究院建立了我國第一個磁學研究實驗室,培養了大量磁學專門人才。長期擔任中國科學院物理研究所所長,為我國磁學研究和物理學研究事業的發展做出了貢獻。1947年8月起兼任中央大學理學院物理系教授。1955年6月被聘為中國科學院數學物理學化學部(後為數學物理學部)學部委員。

  • 姓名
    施汝為
  • 出生地
    江蘇省崇明縣(今屬上海市)農村
  • 出生日期
    1901年11月19日
  • 逝世日期
    1983年01月18日
  • 職業
    科學、教育、物理學研究
  • 畢業院校
    國立東南大學物理系
  • 主要成就
    中國近代磁學奠基者和開拓者之一擔任中國科學院物理研究所所長當選中國科學院數理化學部委員
  • 代表作品
    永磁鐵合金熱處理的初步報告

生平概況

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施汝為,1901年11月19日出生于江蘇省崇明縣(今屬上海市)農村。幼時在崇明縣協興鎮三新國小開始啓蒙學習,後轉到一家私塾學習,以後又轉到崇明縣北義鄉國小。1914—1917年在崇明縣乙種農業學校學習(相當于高級國小和初級中學)。1917年考入江蘇省立第一工業學校,這是一所職業中學性質的學校。報考者中多抱有“工業救國”的思想和享受公費資助的願望。1919年,他轉學到江蘇省海門縣私立海門中學念書。1920年暑假,施汝為考入南京高等師範學校(1923年後並入東南大學),先學習機械工程,後轉入數理化科,于1925年畢業于東南大學物理系。1924—1925年期間受教于葉企孫。1925年葉企孫轉到清華大學任教,施汝為即受葉企孫之聘到清華大學任助教,並在葉企孫指導下從事磁學研究,開始了國內最早的物質磁性研究工作,發表了他的第一篇磁學研究論文《氯化鉻及其六水合物的順磁磁化率的測定》。這是在中國國內發表的第一篇近代磁學研究論文。

1930年,施汝為以優良的工作成績獲得中華文化教育基金董事會的資助,到美國留學。他先在美國伊利諾伊州立大學攻讀碩士學位,完成了論文《金-鐵合金的磁性》,1931年獲碩士學位。1931年秋,他轉學到耶魯大學,師從磁學家L.W.麥基恩教授,在斯隆物理實驗室從事磁學研究和攻讀博士學位。1934年他完成了《鐵-鈷單晶體的磁性》論文,獲得了博士學位。這個科研成果是鐵磁性基礎研究方面的一項重要進展。

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1934年8月,施汝為學成回國,受國立中央研究院物理研究所聘請,任研究員,開始建立中國第一個近代磁學研究實驗室,並從事合金的磁性和磁疇研究。抗日戰爭中,他隨物理研究所先遷往廣西桂林(1940—1944),後又遷到四川重慶(1944—1946)。抗日戰爭勝利後,又隨物理研究所遷回上海(1946—1947),不久又遷到南京九華山新增的物理研究所實驗大樓(1948—1951),逐步恢復了磁學研究工作。中華人民共和國建立後,新成立的中國科學院決定將原中央研究院和北平研究院的兩個物理研究所合並,成立套用物理研究所(1958年改名物理研究所)和近代物理研究所(高能物理研究所的前身),施汝為任套用物理研究所的磁學研究組(後改為磁學研究室)組長,領導磁學研究工作。1954年,因代理所長陸學善患病,改由施汝為任代理所長,1957年他被正式任命為套用物理研究所所長。1981年任名譽所長。1955年施汝為當選為中國科學院數理化學部委員。1963年施汝為當選為中國物理學會副理事長,連任到1982年。1982年後任中國物理學會名譽理事,1978—1982年還兼任中國物理學會秘書長。他曾當選為第三、五屆全國人民代表大會代表,中國人民政治協商會議第二屆全國委員會委員。

磁學研究實驗室

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1934年施汝為在美國學成回國,即應聘到國立中央研究院物理研究所任研究員,從事磁學研究。他領導幾名剛從大學畢業的青年助手建立起近代中國的第一個磁學研究實驗室。施汝為帶領當時人數很少的青年助手,親自參加熔煉合金、檢驗單晶、觀察磁疇和測量磁性等實驗工作,同時還勤于調研文獻,分析實驗結果,撰寫科學研究論文及規劃實驗室的充實和擴大。在這期間,他幾乎事無巨細都親自安排和照顧,表現了積極獻身科學事業及期望“科學救國”、祖國富強的強烈事業心和愛國精神,也表現了他一貫堅持的手腦並用和實事求是的科學態度。從他回國後到物理研究所從上海遷往內地前的幾年時間裏,他領導建立的磁學實驗室已初具規模,擁有由所內工廠自製和由國外訂購的五線擺均勻梯度磁場磁強計,外斯型強電磁體、高頻感應電爐、X射線衍射儀和大型金相顯微照相儀等重要實驗設備;開展了製備磁性合金樣品,進行物相和結構分析,觀察磁疇粉紋圖和磁性測量等較為全面的金屬磁性研究工作;完成或進行了鎳-鈷(Ni-Co)單晶體磁各向異性、各向同性鐵磁材料磁性,以及叵姆合金晶體、磁鐵礦晶體和多晶鐵磁體的磁疇粉紋圖等多項磁學研究課題。

1938年,施汝為帶領物理研究所的一組人員和重要實驗設備,從已被日本侵略軍佔領的上海(當時物理研究所在上海租界內)遷往內地。途中歷經艱辛,還曾繞道越南,到1940年才在桂林與物理研究所的其他人員會合。在這裏,他又領導重建起設備不如上海齊備和工作條件極為困難的磁學實驗室。在日本飛機經常轟炸、生活極不安定的情況下,他和助手們完成和發表了在上海未完成的兩項磁疇粉紋研究工作。由于當時研究工作條件困難,研究所的科技人員多到學校或生產企業兼職,或組成小組去各地作觀測或考察。施汝為也應聘到廣西大學(桂林)任兼職教授,講授“電磁學”等課程。這一時期,所長丁燮林(西林)因公外出時,總是讓施汝為代理所長職務。由于施汝為一貫平易近人,辦事民主和關心民眾,所以深受民眾愛戴。1944年,日本侵略軍發動湘桂戰役,進犯桂林,丁燮林所長和施汝為帶領物理研究所人員幾經波折,途中還遭受洪水災害,實驗儀器和私人書物等損失很大。物理研究所人員最後到達重慶,物理研究所遷到了當時設在北碚的中央研究院。1945年,日本投降後不久,施汝為代表物理研究所去上海參加接收日本政府在20年代後期在上海租界內建立的自然科學研究所。他工作認真,廉潔奉公,這在當時是極為罕見的。1947—1948年間,物理研究所在南京九華山新增的物理實驗樓落成,他隨全所人員從上海遷往南京,積極恢復受抗日戰爭搬遷逃難而損失嚴重的磁學實驗室。

磁學貢獻

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中華人民共和國建立後,成立了中國科學院,施汝為及磁學實驗室亦于1952年從南京遷到北京成為新成立的套用物理研究所的一部分。他積極擁護國家的各項政策,對蓬勃開展的經濟建設滿懷熱情,盡力為其服務。他一方面積極招聘大學畢業生和尚在大學學習的有志于科學研究的青年,同時設法聘請從國外留學回國的磁學工作者。在他領導下套用物理研究所開展了當時工業上急需的永磁合金和矽鋼片性能改進的研究工作,他還親自率領磁學研究組全體科研人員分赴太原和哈爾濱市生產和套用磁性材料的工廠考察,了解實際中需要解決的問題,作為製定科研計畫的依據。他親自領導和參加的關于鋁鎳鑽永磁合金的研究工作,通過多次的熱處理實驗研究,取得了改進永磁性能的顯著效果,他還安排了進一步研究其磁硬化機理的基礎性工作。為此,他領導青年科研人員建立了實驗室的若幹新實驗設備,取得了一些合金磁性研究的新成果。例如,對鋁鎳鑽5的磁各向異性與磁場熱處理關系的研究便增進了對磁硬化機理的認識。他經常關心和密切註意磁學發展的新動向和磁學套用的新技術。50年代初期,他便在1951年中國物理學會第一屆代表大會和物理刊物上介紹了當時鐵磁學的主要進展:磁疇、微粉磁性和鐵磁共振,以及永磁材料的發展簡史、研究現狀和進展趨勢。當時物理教材中磁學份量最少,中國的大學裏尚未設磁學專業,中國科學技術界對磁學和磁性材料了解還不多,因此這些介紹無疑是很重要的。對剛進入科學研究領域的年輕的科技人員,特別是對于磁學研究、教學和套用的科技人員,更是開闊了眼界。他雖一直從事金屬磁學研究,但卻時時關註著磁學的全面發展和祖國建設的需要。在剛完成經濟恢復、開始進入經濟建設的1953年,他看到發展非金屬磁性和材料研究對于無線電電子學技術的重要性,因而在磁學研究組(1958年擴大成磁學研究室)原有3個金屬磁性研究課題之外,新增鐵氧體研究課題,並抽調青年科研人員到新增課題組,放手讓他們籌建新的製備鐵氧體材料和研究高頻磁性的實驗室。

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1956年全國製定12年科學發展遠景規劃時,他雖已是代理所長,主要精力要用于全所科研工作和物理學的全面規劃,但仍然殫精竭慮,和周培源一起主持了全國物理學規劃的製定,並和葉企孫主持全國磁學發展規劃的討論和編寫,製定了全面的包括磁學基礎研究和新技術套用(特別是計算技術、電子學技術和微波技術等)以及新實驗方法(如動態磁性、鐵磁共振和中子衍射等)的發展規劃。後來物理研究所和全國的磁學研究發展的情況證明,這一磁學發展規劃是富有遠見、切實可行的。自50年代中期以後的近30年中,他雖忙于處理全所工作,不再直接指導磁學的具體研究課題,但仍然十分關心磁學室的各項研究工作,盡量抽時間到各磁學實驗室了解第一線工作情況,經常到圖書館查閱磁學文獻,還要求年輕科研人員把定期查閱的文獻製成文獻卡片供全研究室使用。在1958年“大躍進”中,他還時常在晚上抽時間到磁學實驗室參加部分實驗工作。在“文化大革命”中,有一段時期他受到“審查”,不能正常主持研究所領導工作,他就為磁學研究室一些青年人員翻譯了多篇重要的英文文獻。

重視培養人才

近代中國磁學人才的培養和磁學事業的發展,在很大程度上是同施汝為的親身參與、積極支持和大力倡導分不開的。中華人民共和國第一批磁學研究和教學骨幹的培養以及許多重要的磁學學術活動,施汝為都傾註了全部的精力。

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1952—1953年全國進行高等教育改革,學習蘇聯,在高等學校各系設定專業,講授專業課程。當時一些高等學校如北京大學南京大學山東大學吉林大學等都擬在物理專業下設定磁學專門組。但是當時全國從事磁學工作的人很少,高級人才更缺,隻有中國科學院套用物理研究所設有國內唯一的磁學研究組。因此,這些籌辦磁學專門組的大學都派青年教師到套用物理研究所磁學組進修。當時領導磁學研究組的施汝為熱情地接待了他們,為他們製定了進修計畫,安排了業務領導人,還為培養他們和組內的青年科研人員組織了定期的磁學報告討論會,開設了磁學專業課。他親自參加講課和作專題報告,更鼓勵年輕人作報告和積極參加討論,把這作為培養人才的措施之一。經過培訓的教師回校後都成為磁學專業教學和科研的骨幹。那時,所內人員一邊翻譯一邊講授的《現代磁學》及後來在所內和全國講習班講授的<鐵氧體物理學>都在他親自參加或鼓勵支持下正式出版。這是中華人民共和國第一部磁學譯著和第一部鐵氧體專著。1953年,施汝為已經50多歲,還以很高的熱情參加了全所科研人員的一個月“俄文突擊學習”,並以翻譯<現代磁學>和用它作為講課參考教材鞏固俄文的學習。不論在學習、翻譯和講課中,他都積極認真,以勤奮彌補記憶力的不足。

1956—1959年,他還同磁學研究組(室)的人員到北京大學為磁學專門組的高年級學生講授<鐵磁學>課。1958年中國科學院創辦了中國科學技術大學,在“全院辦校,所系結合”的辦學指導方針下,他兼任物理系主任,對專業設定、教師來源、實驗室建設、所裏研究人員去學校講課和高年級學生到所裏作畢業論文等,都作了縝密的考慮和仔細的安排,為中國科學技術大學開辦不久就在教學、科學研究和學生成績等方面居于國內前列奠定了基礎。他十分重視青年科學人才的培養,對剛參加磁學研究工作的青年,在帶領他們做過幾次實驗後,就放手讓他們在科學實驗中經受鍛煉,並嚴格認真地檢查他們的實驗資料,仔細審閱和修改他們的實驗報告和論文,連用錯的標點符號也代為改正。他還積極推薦優秀的青年科研人員到國外留學進修。他除了創辦磁學研究室的學術報告討論會外,還極力倡導和推動全國性的磁學學術活動,如1963年和1964年的第一、二屆全國磁學和磁性材料會議及1964年的磁學討論會都是在他和幾位磁學前輩的倡議下召開的。他不但熱情主持了第一屆全國磁學和磁性材料會議,而且還盡力使這個會議成為團結全國磁學界,廣泛交流研究、套用和生產經驗的經常性學術會議,對發展中國的磁學事業起了重要的作用。

1963年左右,中國科學院準備在四川綿陽建立磁學研究所,施汝為親自率領一些中青年學術骨幹去綿陽選定所址,又親自指導製定建所和籌備實驗室的方案,開始基建和訂購國內外儀器設備等工作。但不久因“文化大革命”使中國科學院各項工作陷于癱瘓,籌建磁學研究所的工作改由國防科學技術委員會領導。國防科委決定將第四機械工業部第11研究所的磁性材料及器件研究室遷到綿陽,接收這個正在建設中的磁學研究所,成為以套用磁學的研究開發為主的研究所,即後來的西南套用磁學研究所。

磁學研究貢獻

施汝為對于近代中國磁學研究的開創和發展的貢獻是多方面的。他的成績主要有下列幾方面。

一、對鐵磁(性)合金單晶體的磁晶各向異性的研究。

如果說20年代中後期的、鎳、單晶體的各主晶軸磁化曲線和磁晶各向異性的研究是金屬基本磁性研究中的一項重要的開創性研究,則30年代初、中期施汝為關于鐵-鈷系和鎳-鈷系鐵磁合金單晶體的各主軸磁化曲線和磁晶各向異性的研究是其重要的發展。施汝為在這些研究中首次指出,鐵磁晶體的易磁化方向不僅依賴于晶體結構,而且與晶體所包含的原子種類有關。他在這些鐵磁合金中首次發現其易磁化方向隨合金成分的改變而變化。

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二、對鐵磁合金和磁鐵礦單晶體及鐵磁多晶體的磁疇觀測研究。

1907年提出磁疇假設(鐵磁性理論兩大基礎之一)後,前人在1932年才用磁粉紋圖方法直接觀測到磁疇結構。施汝為對多種典型的鐵磁材料的磁疇進行了較仔細的觀測研究,其中一部分研究成果是在抗日戰爭十分困難的環境中完成和發表的。這充分表現了他對科學研究鍥而不舍和克服困難的堅毅精神。

三、對鋁鎳鈷系永磁合金的改善磁性和探討磁硬化機理的研究。

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對鋁鎳鈷系永磁合金的改善磁性和探討磁硬化機理的研究,是一項密切結合國家經濟建設需要的研究工作。施汝為同他的合作者採用改進熱處理工藝的方法使國內工廠生產的鋁鎳鑽永磁合金的最大磁能積提高約1.5倍。他們還發現鋁鎳鈷5永磁合金經適當的磁場熱處理後的矯頑力增加遠大于磁各向異性的增加,磁轉矩在600—680℃間從可逆變化轉變為不可逆變化。這些研究都為改善這類永磁合金性能和探討其磁硬化機理提供了有意義的資料。

四、其他研究。

30年代早期在研究無水和含水的氯化鉻的順磁性時,首次測定和研究了其兩種六水合物的磁化率,發現其部分水從化合水轉變為結晶水時,磁化率顯著增加。他採用原子分子)磁團間距受水的影響而改變的模型,解釋了所測得的實驗結果。在研究含鐵低于5%的金-鐵合金時,觀測到這種合金的順磁性,但卻不符合順磁性的居裏定律或居裏-外斯定律,而是磁化率平方根與鐵含量成正比;當鐵含量為10%時,合金從順磁性變為鐵磁性。在30年代,施汝為同他的導師改進了傳統用于抗磁性和順磁性測量的五線擺磁強計,增強其均勻磁場強度,在樣品移動方向再加一低梯度磁場,又採用讀數顯微鏡測量擺的偏移,顯著地提高了儀器的靈敏度,因而可用于毫米級小鐵磁樣品的精密測量。

物理研究所所長

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50年代中期以後,施汝為長期擔任物理研究所所長。他在這一時期中將主要精力放在對全所科學研究工作的領導上。他對各項工作認真負責,主動團結同志,高瞻遠矚地支持一些研究室成為獨立的研究所,如半導體研究所、固體發光研究所、紅外物理技術研究所等,又在所內新增一些研究室,如固體理論研究室、固體電子學研究室、等離子體研究室和電介質研究室等;他積極參加全國和中國科學院的科學規劃和工作檢查;他十分重視青年科技人員和研究生的培養和國內外的學術交流;他在兼任中國物理學會領導職務和兼管幾種物理刊物的部分工作期間,也以負責的態度做好各項工作。

施汝為殫精竭慮,任勞任怨,為物理研究所的發展做出了積極、重大的貢獻,使之成為中國科學院內學科較多、研究工作成果豐碩、研究人才輩出、在國內以至國際物理學界都具有重要影響的一個研究所。同時他在中國物理學會工作的開展、團結全國物理學工作者、開展國內學術活動和國際學術交流等方面也做了許多影響深遠的工作。

施汝為一生治學嚴謹、作風民主、生活簡樸、性格豁達,給人以深刻的印象。他在抗日戰爭時期仍盡力堅持科學研究;在年過半百之時仍堅持學習俄文,大量閱讀文獻,這些都表現了他的嚴謹的治學態度。他不論在領導磁學研究組和物理研究所時,都提倡開展學術活動,在討論中發揚民主,一貫關心並指導青年科學工作者的科研工作,表現了他的民主的工作作風。他平時生活儉約,不追求享受,甚至在任所長後,時時處處也同樣表現出他的簡樸的生活習慣。他對工作和政治運動中個別人的不實指摘,總是心平氣和、實事求是地對待和解釋,甚至在“文化大革命”中受到誣陷,被“隔離審查”,也能心境坦然,正確對待,始終表現出他豁達大度的性格。

人物簡歷

1901年11月19日生于江蘇省崇明縣(今屬上海市)。

1920—1925年在東南大學(南京)數理化科學習,畢業。

1925—1930年任清華大學物理系助教。

1930—1934年在美國伊利諾伊州立大學和耶魯大學學習,1934年獲耶魯大學哲學博士學位。

1934—1949年任中央研究院物理研究所研究員。1940—1944年兼任廣西大學物理系教授。

1949—1983年任中國科學院套用物理研究所(1958年改名為物理研究所)研究員、代理所長(1954—1956)、所長(1957—1981)、名譽所長(1981—1983),兼任中國科學技術大學物理系主任(1958)。

1955年當選為中國科學院數理化學部委員。

1983年1月8日在北京病逝。

主要論著

1施汝為,潘孝碩.永磁鐵合金熱處理的初步報告.科學通報,1951,2(7):750.

2施汝為.鐵磁學的晚近進展.物理通報,1951,1(4、5、6):177.

3施汝為.永磁鐵材料.物理通報,1951,1(7):219.

4施汝為,陳守太.鋁鎳鈷V經熱磁處理後的各向異磁性.科學通報,1957,8(2):47.

5潘孝碩,施汝為等譯.現代磁學.北京:科學出版社,1960.

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