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據相關資料顯示,兩院院士中女性僅佔6%左右,數量極少,但她們在我國科技發展過程中取得的卓然成就和光芒不容忽視。

今天介紹的科學家,就是一位女性,我國著名物理學家,中國科學院院士王業寧。

王業寧

自小聰穎,學習名列前茅

1926年10月,王業寧出生於安徽慶安。她的父親是清朝的第一批留學生,回國後從事法官工作。但當時的國民政府腐敗,父親不希望自己的孩子從事政治活動,一心想讓她學理工科,為社會多做一些貢獻。

在父親的教誨與影響下,王業寧自小對數理化便十分感興趣,而且成績一直名列前茅。當她還是小學生的時候,一位陸軍大學的數學教授來家裡作客。聽說她的數學成績不錯,就出了一道難度較大的數學題來考她。只用了幾分鐘時間,王業寧就將問題解答了出來,客人豎起大拇指連連誇獎。

中學時期的王業寧(前排中)與同學合影

1944年,就讀於中央大學附屬中學的王業寧,以高二同等學歷參加了升學考試。雖然考入中央大學的難度很大,但她一考即中,被中央大學醫學院錄取。因為醫學不是她喜歡的專業,她毅然回到了高中,繼續高三的學習。

高中畢業後,她成功被保送至中央大學的物理系。自此,她與物理便結下了不解之緣。

1949年2月,即將畢業的王業寧又迎來了新的困擾。當時的政局動盪,父親因國民政府的要求,需全家搬至臺灣。而此時中央大學即將開學。一邊是學業,一邊是家人,她最終聽從自己內心的想法,選擇了繼續求學之路。

1949年夏,王業寧以全系總分第二名的優異成績取得了物理學學士學位。

王業寧大學畢業照(攝於1949年)

新中國成立以後,中央大學改名為南京大學。1950年,王業寧回到母校任教,參與到新中國的建設中。

1950年王業寧(前排右四)在南京大學工作期間與同事合影

在科研的道路上永不止步

二十世紀五六十年代,新中國百廢待興,發展科研是我國重中之重的任務。王業寧隨即被學校派遣至瀋陽,跟隨著名物理學家葛廷燧學習研修。

這次進修讓她確定了自己的研究方向——金屬物理與內耗。返回南京後,她就在南大物理系建立了內耗實驗室,投入到固體中相變與缺陷內耗的研究,開啟了不平凡的科研生涯。

1963年,南京大學物理系58-63級金屬物理專門化畢業班同學合影(二排左四為王業寧、右六為馮端)

鋼淬火會變硬,這一原理很早就被人們所認識,戰國時代就有先人進行鋼的淬火。但直到19世紀後期,人們才知道其內部發生了組織變化,並將淬火形成的片狀相命名為馬氏體。

由於物資匱乏,實驗器材大多都需要自己動手製作,經過反覆實驗,王業寧發現,金屬在某一個溫度點會迅速的發生一個結構上的變化,相變可以馬上在聲衰減中體現出來。

王業寧用聲衰的方法,仔仔細細地研究了這種相變,發現一級相變的瞬態內耗的大小正比等於振動一週內馬氏體的轉變數。她提出的“馬氏體相變內耗規律及其機理”結論被寫進教科書,比國外的學說提前了10年,在國內成功打開了內耗這一領域的研究大門。

看似一帆風順的科研之路,背後卻是滿滿艱辛。由於要全身心投入到研究工作中,王業寧無法兼顧年幼的孩子,只得拿來所有積蓄請保姆。

長時間的辛苦工作,讓她在那個物資匱乏的年代患上肝炎。但她即便人躺在醫院裡,心裡還是擔心著家裡的孩子以及手頭的工作。

1963年,為了更深入地進行相變、缺陷有關的內耗研究,王業寧主持建立了中國第一臺壓電組合振子離頻內耗儀,擴大了測量內耗的頻率範圍。1964年,該成果榮獲國家科委、計委、經委聯合頒發的新產品獎。

二十世紀七十年代,國際上物理學界有兩個重大的進展,一個方向是半導體的興起,另外一個就是鐳射器的興起。王業寧敏銳地發現了自己的研究領域和這兩項技術的結合點,便立即投身於新興研究方向之中。

當時的科研條件不容樂觀,實驗室不足,物資短缺。鐳射器在製作過程需要冷卻,但實驗樓的用水無法正常供應。當時已經45歲的王業寧,只能親自一桶一桶往樓上提水。

夏季酷熱,實驗室沒有空調製冷裝置,她只能耐著酷暑堅持實驗。在數不清的失敗和重新開始後,1974年我國第一臺“聲光調Q—YAG鐳射器”被成功研製出來。這一成果在中國國內鐳射界引起不小的震動,王業寧也由此獲得1978年全國科學大會獎。

1980年代,王業寧建立了測量內耗並觀察介面變化的裝置,讓內耗不再是一個籠統的概念。透過施加外力讓固體震動起來,一面測它的內耗,一面觀察結構的變化。哪個部分損耗得多,原因是什麼,便一目瞭然,進而改善了內耗的應用性。

透過這樣一個裝置,她們得到一系列最新的研究成果,引發國內外科學界的震動。

1987年開始,王業寧便將內耗的研究成果大量應用於高溫超導體領域。高溫超導體在Te以上的晶格不穩定性或類相變是與晶格引數的跳變相聯絡的。在內相變工作中,她測出了必須的一些彈性常數。因為彈性常數只有在單晶裡面有,且這一跳變數很小,不少人測量到這一跳變卻不敢認定。王業寧根據自己反覆實驗積累的經驗,首先確認了這一現象,並將研究結果寄給Argonne實驗室。美國Brookhave實驗室、Argonne實驗室及休斯頓大學合作,用高分辨X光分析儀對YBCO單晶進行測量,肯定了這一結論。

後來超導界的權威曾說:“用內耗的方法來研究超導,在這一領域做的最好的就是王業寧的研究組。”

2006年10月南京大學召開了第八屆全國內耗與力學譜會議,王業寧(前排右四)與學生合影留念

嚴於律己,重視教育

說起王業寧的研究組,她一直嚴格要求自己所帶的學生。每一位學生的學業,她都親自把關,就算是畢業了,她也依舊時刻關注學生的每一個動向,並隨時給予指導。

至今她的學生們回憶起那段學習的時光,對她的一顰一笑記憶猶新。跟隨她學習的學生,大都在各自領域成為出類拔萃的棟樑之才。她不僅僅自己無私奉獻了一生,對學生們更是影響深遠。

王業寧在南京大學固體微結構實驗室留影

20世紀90年代,電腦剛進入中國,還沒有被普遍運用。趁著王業寧外出開會的時間,她的學生曾趁機偷偷玩電腦,而忽視了學習以及科研工作,王業寧知道後痛批了學生一頓。

王業寧認為,如果不喜歡物理可以退學,但是學生們不應該在寶貴的時間裡做一些與學習以及科研無關的事情。

在王業寧的執教生涯中,她培養了近百位碩士及博士生人才,為國家輸送了一大批高素質人才,而自己也因為出色的教育質量和水平,先後奪得1993年江蘇省十佳女科技教育工作者稱號和1997年國家級教學成果一等獎的榮譽。

1997年,已經71歲的王業寧,精神狀態大不如從前,但她依舊堅持工作。她將正在做課題研究的張清明叫到家中,仔細詢問科研進展。

2001年,王業寧罹患腦炎,整個人高燒昏迷。雖然送進醫院經過搶救沒有生命危險,但是對腦細胞的損傷卻十分嚴重。直到此時,她去往實驗室的次數才得以減少。

2019年2月22日,王業寧因病醫治無效,在南京逝世,享年93歲。

王業寧雖逝,但她不斷鑽研的精神和極高的學術造詣我們不能忘記。她身體力行證實了,唯有學習才能將自己的命運牢牢掌控,有一番作為;即便在惡劣的環境中,也要保持著樂觀與積極向上的心態,釋放著對生活和事業的熱誠。

王業寧

(1926.10-2019.2)

物理學家

中國科學院院士

:採集工程專案辦公室/中國科協創新戰略研究院

參考資料:

1.《王業寧院士小組口述訪談資料》,老科學家學術成長資料採集工程

2.《王業寧院士:不待揚鞭自奮蹄》,王彥煜、高天平,中國科學報

3.《王業寧:人生最佳選擇》,《人物》雜誌

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