博士论文答辩助手

居里夫人有中国学生。

郑大章是居里夫人的第一名中国留学生，其博士论文被巴黎大学理学院一致通过为“最优等”。他还参与了里昂中法大学镭学研究所的筹建工作。

在居里夫人的学生中，施士元是非常特殊的一个。这种特殊性体现在两个方面，一是个人层面，二是国家层面。施士元先是考取了江苏省的官费留学资格，接着只身前往巴黎。巴黎大学给他准备了一份教授名单，上面罗列着可供学生选择的教授。其中，就有居里夫人。

施士元星期三发送求师信给居里夫人，星期五就收到了居里夫人的回复，约他星期六去研究所面谈。就这样，一个来自远东的学生，遇到了一个生于东欧的老师，在欧洲的心脏，开始了一段传奇。

扩展资料

中国科学家严济慈赴法留学取得法国国家科学博士学位回国前，曾郑重向玛丽·居里夫人推荐郑大章到她的实验室工作，使郑大章于1929年秋成为居里夫人的第一名中国留学生。

郑大章进入巴黎大学镭学研究所(居里楼)，在居里夫人指导下从事放射化学研究。居里夫人手把手地辅导郑大章做实验、写论文。她还于1930年6月、1932年6月、1933年6月三次给里昂中法大学协会写信，为郑大章申请延长奖学金。

仅1931、1932年，郑大章即有三篇论文发表在法国国家科学院院报上。1933年12月21日，以居里夫人为主席的巴黎大学理学院答辩委员会一致通过郑大章的博士论文为“最优等”，论文的题目是《放射性矿物中钋铀比的稳定性研究》。

郑大章随即获得法国国家理学博士学位(按法国博士学位分国家、科学院、大学三个层次，以国家最高)。获得博士学位一个月后，郑大章以年迈的双亲常在梦中，故乡的河山时时萦怀为由，向居里夫人辞行返国。

居里夫人当然极力挽留她的这位中国籍高足，认为法国有一流的科研条件，今后可大展宏图。但在明了了郑大章矢志报国的决心后，她也就欣然同意，只是让他在居里楼再工作一段时间。

参考资料来源：人民网-郑大章为居里夫人首名中国留学生 37岁英年早逝

参考资料来源：中国科学院高能物理研究所-居里夫人和她的中国学生

有 施士元 核物理学家在新世纪的第一个春天，笔者走近了他。 他是中国最早从事核物理研究的人。他首创了我国原子核物理专业。他是居里夫人的学生，他的学生吴健雄则被誉为“美籍华裔的居里夫人”。 他是中国最早从事锕系核谱工作的学者。他第一次提出了“原始粒子”猜想，并预言第一个实验证明“原始粒子”存在的人将获得诺贝尔奖。 他先是核物理学家，20世纪70年代成为高能物理学家，晚年又成为一名油画艺术家…… 他的名字叫施士元，今年93岁高龄。初见居里夫人 1908年3月18日，施士元降生在上海崇明岛。父亲施禹传毕业于保定军官学校，这位骑兵军官后因负伤解甲归里，他对施士元要求很严。 1920年，施士元进享有盛誉的浦东中学，当时中学是6年制的，可施士元却只读了5年。1925年，他以数学、物理、化学三门课满分100分的成绩，考入清华大学。 1929年，施士元以优异的成绩从清华大学毕业，而后又通过了江苏省举行的官费留学考试，考入闻名世界的巴黎大学。在那里，他遇到了对他人生影响最大的人————蜚声世界的著名物理学家居里夫人。 1929年底，在巴黎大学注册时，施士元收到了一沓教授名册打印件，那上面排列着数十位法国学者和各国科学家的名字。看着这份长长的导师名单，施士元突然有一种无从下手之感。对他来说，眼前的每一个名字，都是一座足可仰视的高山。 在仔细的翻阅中，施士元突然发现了一个令他兴奋得几乎不敢相信的名字— ———居里夫人！ 在那一刹那间，施士元心里发出一个声音：就是她！于是，他提起笔尊敬地给居里夫人写了一封信。 这封信是星期三发出的，星期五施士元就接到了居里夫人的回信，约他在星期六上午8时去她的镭研究所面谈。 那次会晤距今已有70多年了，但当时的情景却一直还清晰地印在施老的脑海里。居里夫人约有1·60米高，瘦弱的身躯套着一件显得宽大的浅黑色的外套，满头银发，脸色显得苍白，一双浅褐色的眼睛，额头比较突出。居里夫人显得坚定、简朴、冷静，施士元说，这种感觉与科学给他的感觉很相似。 居里夫人看见施士元进来，露出浅浅的微笑，握住他的手说：“欢迎你，施先生。” “夫人，十分荣幸见到您。”施士元恭敬地说。 随后，施士元将清华大学校长写的推荐信交给了她。居里夫人仔细地看过后问道：“你是通过中国的官费考试来法国学习的？”施士元点头称是。于是，她慢慢地说：“按规定，到我研究所的人必须经过考试，但根据你的情况，可以免考直接来工作了。”她回过头征求女儿的意见。 居里夫人的女儿伊伦娜对着母亲微笑着点点头，表示同意。伊伦娜1925年获得博士学位，是母亲的好助手。 就这样，施士元成了居里夫人的一名中国学生。受教于居里夫人的只有两个中国人，另一个是学化学的。 回到住处后，施士元心潮难平。他知道居里夫人是世界上惟一一个跨两个学科、获得诺贝尔奖的科学家，也是惟一一个两次（1903、1911）获得诺贝尔奖的女科学家。有史以来存在过的100多亿人口的人类所发现的一百零几种化学元素中有两个是她发现的。她首创放射学，为人类利用原子能开辟了道路。她也是被大科学家爱因斯坦推崇为“在我认识的所有著名人物中，惟一一个不为盛名所颠倒的人”。细微处见精神 镭研究所是居里夫人一手创办起来的，它于1919年左右建成后交付使用，是当时全世界放射性研究三大中心之一，拥有当时全世界最强最齐全的放射源：1·5克的镭、很强的射钍源、当时全世界独有的锕系元素。而在加速器技术没有充分发展之前，天然放射性元素是核物理研究的惟一手段。 施士元暗下决心，要从做人、做学问两方面拜居里夫人为师，学到真东西。 来到镭研究所后不久，施士元就发现居里夫人做事认真，要求严格。实验室门上贴着一张颜色已发黄的纸条，上面用法文写着：“任何材料不允许带出室外。”她规定：在离开实验室之前，必须把实验台面和仪器整理好，凡是从某一地方取出来的东西必须放回原来的地方。有一次，居里夫人发现图书室中有一本杂志不见了，她就在全所查询：“是谁取走了这本杂志，为什么没有在借书簿上登记？”后来发现，只是有人不小心插错了地方。这些小事，给施士元留下了深刻印象，也从中领悟到科学需要严谨的作风。 在施士元做实验时，居里夫人经常站在他的身边，用略带严厉又近乎固执的口吻，反复地提醒必须注意的事项：一是不能用手去碰放射源，要用镊子去夹取，否则手指尖会被灼伤，变得僵硬甚至发炎；二是接近放射源时，要用铅盾挡住自己的身体，要屏住呼吸，以防把放射性气体吸入体内。居里夫人再三告诫他，这是非常关键的。 开始，施士元有些不解：这么大的科学家怎么老是说这些东西。后来才明白，原来在他来镭研究所之前，曾有一个法国青年在这儿工作。居里夫人给他一个题目，就是用内转换电子能谱来解决γ射线谱，当时用的是镭系的放射性沉淀物，其中氡是一种放射性很强的惰性气体。这个法国青年本来身体强壮，科研工作也取得了一些进展，但因为没注意安全事项，吸进了相当剂量的氡气，后来患了急性肺炎，不幸死去。他的死给充满爱心的居里夫人留下了一道难以抹去的伤痕。从此，每当居里夫人不厌其烦地提醒施士元时，一股暖意就会在他全身弥漫。 居里夫人给施士元的实验课题正是那个法国青年未完成的。但施士元认为，科学是需要有献身精神的，居里夫人就在长期的实验中身体受到很大损害，当然也应避免无谓的牺牲。由于施士元在清华大学读书时曾苦练游泳，进行实验操作时屏住气是件轻而易举的事。在镭研究所工作的4年中，由于不断得到居里夫人的正确指导，施士元的身体没有受到任何损伤，这也可算是一大奇迹。 居里夫人在学术上对大家要求十分严格，但她为人充满爱心。她总是对学生倾注慈母般的爱。有时候，她会关心地询问施士元的生活情况，问有没有困难，有些生活琐事都能想得很周到。有时候，施士元正在专心实验，居里夫人会忽然出现，轻声地说：“我想实验的过程应该是这样的……”说着就熟练地示范起来。毕业与告别 在留学期间，施士元全方位地接受了居里夫人的影响，他学到了知识，更重要的是学到了治学需要的求索精神。在几年间，施士元对钍B的β射线磁谱的文章于1932年在法国科学院院报上发表。他还完成了钍C＋C′＋C〃的β射线的磁谱工作、对锕系元素锕C＋C′＋C〃做β射线磁谱工作，这些都在法国科学院院报上发表。最后一篇总结性文章，则在1933年法国物理学年鉴上发表。这些文章引起了较大的反响，为施士元以后的发展奠定了扎实的基础。 1933年，一个春光明媚的日子，在巴黎大学理学院的阶梯教室里，举行了施士元的博士论文答辩。巴黎大学任命居里夫人、P·拜冷和A·特比扬主持答辩。这3位主考官都是获得过诺贝尔奖的物理学家，评委阵容精干而豪华。 在答辩会上，施士元认真自信地宣读了博士论文。他的论文题目是《放射性同位素钍的放射性沉淀物的β能谱》，副论文题目是《β能谱通过物质时的变化》。他的论文均是在居里夫人的精心指导下完成的。宣读完论文后，3位大师从各个不同的角度不停地提问。作了充分准备的施士元侃侃而谈，发挥十分出色。 施士元的同学帮他拍下了当时的情景。这是居里夫人留给施士元的惟一纪念。 如今，这张被放大了的珍贵照片就挂在施士元的书房里。照片中施士元胸有成竹地站在讲台前，居里夫人坐在教室侧面3人评审小组的中间位置，她扬着头，在认真地聆听着这位年轻而有才华的得意弟子娓娓而谈，露出满意的神情。 论文答辩结束后，居里夫人宣布休会20分钟。一会儿，3位大师从会议室出来，居里夫人高兴地宣布：“论文通过，很好。”她向施士元伸出热情的手，祝贺他答辩成功，获得博士学位。 第二天，居里夫人专门为施士元举行了酒会。在镭研究所充满欢声笑语的草地上，居里夫人首先致词：“请大家举起酒杯，为祝贺施先生完成论文而干杯！ ”席间居里夫人来到施士元的身边，小声地问他是否愿意留下来继续工作，施士元委婉地说：“我们公费学习的期限是4年。”居里夫人善解人意地说：“不用担心，以后的工作与生活费用我来想办法。”面对居里夫人充满期待的眼神，施士元沉默了。他想：留下来确实很好，这里有居里夫人这样世界一流的大师指导，有世界上最好的实验设备，在这里或许能取得更好的学术成就。但一种更为强大的力量驱动着他，施士元想起当年留学前学成报国的宿愿，还是决定回国工作。 那是一次朴素的酒宴，那是一次告别的聚会，那也是一次等待重逢的离别。 1933年的夏天，施士元取道苏联，回到了祖国。 1934年7月4日，居里夫人因大半生接触放射性物质，患恶性贫血在法国阿尔卑斯山疗养院逝世，享年67岁。以她的满腔热情，宏大胸襟和远大抱负，无疑是英年早逝。临死的时候，这位女科学家的双手被镭烧伤了，遍布着疤痕，射线渗入骨血。 得知噩耗的施士元，顿时沉浸在悲痛之中。他怎么也没有想到，在镭研究所草地上举行的美好聚会竟成了他与居里夫人的永别。 再到法国看看的心愿，由于种种原因一直未能实施。直到1978年，施老应邀到德国参加有关原子核问题的国际研讨会，才有机会圆他的“法国梦”，昔日的镭研究所已成了居里夫人博物馆。走着，看着，想着，施老眼眶湿润了：居里夫人不在了！当年同在镭研究所的其他人员都离开了人世！执教大学 1933年，施士元通过位于南京的中央大学的聘试，成为该大学物理系主任、教授，从此开始了他教学、科研的国内生活。回想到这个人生的坐标点时，施老自豪地说：“我可能是当时世界上最年轻的教授吧。” 在受聘仪式上，发生了一件别有意味的事：一同受聘的人中，有一位是施士元的中学老师，但聘的只是讲师。当施士元热情地与他寒暄时，这位老师喃喃几句，说不出什么话来。第二天，这位老师不辞而别。 施老从此与中央大学、南京大学结下了不解之缘，一呆就是60年，精心培育物理学的栋梁之材，他的学生中有12名院士，有世界著名核物理学家吴健雄，还有相当一批人成为我国“两弹”研制的骨干力量，他们为我国核物理研究作出了杰出的贡献。 1945年8月，美国在日本广岛、长崎投下两颗原子弹，日本无条件投降，当时中央大学已西迁重庆。许多人向施士元提出：“什么是原子弹？为何原子弹有这么大的威力？”施士元根据他掌握的核物理知识，通俗地作了介绍。施士元的报告在《中央日报》上披露后，一些机关如资源委员会及军事部门，纷纷邀请施士元作报告。蒋介石闻讯，令其侍从室人员要求施士元作一份制造原子弹的计划书。1945年9月底，教育部令王书林到南京办个临时大学，王约施到临大工作。于是他俩在白市驿机场乘坐一架军用飞机飞回南京。后施士元忙于教课和系主任工作，此事不了了之。 1946年，中央大学迁回南京。施士元负责筹建物理系。当时，学生运动此起彼伏，地下党活动中心就在物理系内。施士元表面不过问，内心却表示理解和支持。1949年初，淮海战役迫使国民党败退之势已成定局，蒋介石准备逃往台湾。当时中央大学校长周鸿经，将两只木箱送到物理系，准备把实验仪器装运往台湾。施见此木箱，暗笑周的无知，命令其实验员高成功将原版德文图书装箱，从科学馆沿水泥楼梯从二楼推移至一楼，木箱粉身碎骨。当理学院讨论是否搬迁台湾时，施士元将木箱一事公开，会上决定理学院不去台湾。当时中央大学有很多院系，理、文、工、医、农、林、化工、航空等。理学院不迁，工学院闻讯也不迁，其他学院也不迁。只有校长、教务长、总务长三人带了一笔巨款去了台湾。1949年4月，百万雄师过大江，中央大学师生迎接解放。理学院带了头，保存了一大批师资力量，这对后来的南大、南工、南航、南化等大学的发展起到了不可磨灭的巨大作用。1952年院系调整时，中央大学文理两院加上金陵大学及金陵女子大学文理教师组成南京大学。施士元负责基础物理教研组。 50年代，为了配合中国发展原子能事业，施士元受命创建了原子核物理专业。当第一届国际和平利用原子能会议在日内瓦开过以后，苏联将一些图片资料送来中国几个大城市进行原子能和平利用巡回展览。施士元和南京大学一批师生至上海苏联展览馆参观学习。会上来了十几位苏联专家作学术报告。苏联专家作报告，翻译人员口译，因为没有专业知识，听者茫茫然。为了弥补僵局，施士元作辅导报告，深入浅出，听众恍然大悟。出版社得知此讯，要施士元的讲稿，成书出版。《核反应堆理论导论》就这样于1960年出版。这是我国当时惟一的反应堆理论书籍。过后多年，从事反应堆设计的学生们知道，这书依旧是他们的入门教材。 施老通过自己几十年的不懈追求，在学术上取得喜人的成就。他是中国最早从事锕系元素核谱工作的学者，他和居里夫人及其助手罗森勃隆一起发现了α射线精细结构的能量与一些γ射线的能量严格相等，这意味着原子核有转动状态的存在，而原子核转动状态理论的建立则是在20多年以后。 70年代，施老转入高能物理理论研究，他“发现”了原始粒子的存在，原始粒子的质量是37·5兆电子伏特，所有的基本粒子都是由原始粒子构成的。 施老说，70年代，他把有关原始粒子的论文寄给国内外学术刊物，但都被退了回来，因这是一个至今尚未被证明的“原始粒子”。施老肯定地说：“如果谁能第一个在实验上证明原始粒子的存在，他将获得诺贝尔奖！我真希望国内能出这样的人！”得意弟子吴健雄 施老对自己的三个女儿、三个女婿很欣慰，他们都是教授，各有所成。但他特意提到了得意弟子吴健雄。吴健雄是世界著名核物理学家，曾担任美国物理学会会长，被称为“美籍华裔的居里夫人”。从恩师居里夫人，到自己，到学生吴健雄，施老显得十分感慨：“一个人，从师很重要，得到好学生也很重要！” 吴健雄第一次引起施老注意的，是她漂亮的中文字。吴是施老1933年所教的10多名学生中的一位。慢慢地，施老注意到吴不但字好，成绩好，而且做学问的劲头和方法都很好。于是施老给予这位聪慧的学生以更多的关注，在教学、科研过程中，他俩结下了深厚的师生感情。吴健雄曾经说过，真正把她领进物理学的人是施士元教授。 此后，无论是吴健雄毕业后到中研院，还是到浙江大学，到美国加州大学，直至与杨振宁、李政道等人一起，成为世界著名的物理学家，他们之间一直音讯不断。 1957年，当施士元得知美籍华人杨振宁、李政道获得诺贝尔物理学奖时，一方面为炎黄子孙深感自豪，另一方面为他的学生吴健雄没有获奖略感惋惜。吴健雄是世界上实验证明“弱相互作用中‘宇称’是不守恒的”这个命题（而这是获奖命题）的第一人。论贡献，吴也可以得到诺贝尔奖。由于种种因素，吴与这项世界科学家梦寐以求的大奖交错而过。以色列得知情况后，为了表达对吴的敬意，专门为她颁发了一个奖，奖金与诺贝尔奖数额相当。 1978年，历经磨难的中国迎来了又一个春天。离开祖国几十年的吴健雄，从美国风尘仆仆地扑到母亲的怀抱。征尘未洗，她马上赶到恩师施士元家中。两双手紧紧地握在一起…… 从那以后，吴健雄基本上每年回国一次，每次必到施老家中拜访，嘘寒问暖，关怀备至。 1999年，吴健雄因病在美国去世。施老得此消息，悲痛异常，身体一度恶化。吴健雄的丈夫袁家骝把她的骨灰从美国送回家乡江苏太仓时，曾专程看望了施老。谈起心爱的学生离开人世，施老潸然泪下…… 施老认为，21世纪开头的50年是中国十分关键的时间段，他相信科学界、物理学界的水平能够从整体上提上去。施老也挚望中国能够获得诺贝尔物理学奖，以圆他们这些老一辈学者的梦想。图晚年施士元

波粒二象性 简单来说就是，光在运动的时候可以看成是由光子（粒子）组成的，有粒子性，同时它的运动是按波的方式传播的，有波动性。第一个肯定光既有波动性又有微粒性的是爱因斯坦。他认为电磁辐射不仅在被发射和吸收时以能量hv的微粒形式出现，而且在空间运动时，也具有这种微粒形式。爱因斯坦这一光辉思想是在研究辐射的产生和转化时逐步形成的。与此同时，实验物理学家也相对独立地提出了同样的看法。其中有.布拉格和.康普顿(ArthurHollyCompton,1892—1962)。康普顿证明了，光子与电子在相互作用中不但有能量变换，还有一定的动量交换。 1923年，德布罗意把爱因斯坦的波粒二象性推广到微观粒子，提出物质波假说，论证了微观粒子也具有波动性。他的观点不久就得到电子衍射等实验的证实。 波粒二象性是人类对物质世界的认识的又一次飞跃，这一认识为波动力学的发展奠定了基础。 § 爱因斯坦的辐射理论 早在1905年，爱因斯坦在他提出的光量子假说中，就隐含了波动性与粒子性是光的两种表现形式的思想。他分析了从牛顿和惠更斯以来，波动说和微粒说之间的长期争论，指出麦克斯韦电磁波理论的局限性，审查了普朗克处理黑体辐射的思路，总结了光和物质相互作用有关的各种现象，认为光在传播过程和与物质相互作用的过程中，能量不是分散的，而是一份一份地以能量子的形式出现的。 1909年1月，爱因斯坦再次撰文讨论辐射问题，9月在萨尔茨堡举行的第81届德国物理学家和医学家会议上作了题为：《论我们关于辐射本质和组成的观点的发展》的演讲。他利用能量涨落的概念，考察一个挂在空腔中的完全反射性的镜子的运动，空腔中充有温度为T的热辐射。如果镜子是以一个非零的速度运动，则从它的正面反射出去的具有给定频率v的辐射要比从它的背面反射出去的多一些；因此镜子的运动将会受到阻尼，除非它从辐射涨落获得新的动量。爱因斯坦利用普朗克的能量分布公式，推导出体积V中频率在v→v+dv，之间的那一部分黑体辐射所具有的能量均方涨落为 接着，爱因斯坦对上式两项分别作了说明。前一项正是能量子的涨落，它是以hν作为基数的。后一项具有从麦克斯韦理论求出的电磁场涨落的形式。前者代表粒子性，后者代表波动性。爱因斯宣称：“这些考虑……表明辐射的空间分布的涨落和辐射压的涨落也表现得好象辐射是由具有上述大小的量子所构成的一样。”他强调指出：“现代辐射理论（按：指麦克斯韦的光的波动理论）与这个结果并不一致。”“如果（第一项）单独存在，它就会导致（所期望的）涨落，这种涨落发生在辐射是由独立运动的、具有能量hν的类点量子组成的情况下”。爱因斯坦用“类点量子”一词表明他已把光量子当作粒子来看待。爱因斯坦虽然还没有形成完整的辐射理论，但他已经明确到，遵循普朗克能量分布公式的辐射，同时具有粒子和波动的特性。 爱因斯坦在上述两篇论文中，对辐射理论的状况表示了如下的见解： “我早已打算表明，必须放弃辐射理论现有的基础”；“我认为，理论物理学发展的下一阶段将给我们带来一个光的理论，这个理论可以解释为波动理论与发射理论的熔合；”“不要把波动结构和量子结构……看成是互不相容的。” 爱因斯坦在这里预见到了将有一种新的理论使波动性和微粒性熔合于一体，虽然十几年后，当新的理论真正出现时，他却反而不能接受。关于这个问题，请读者参看下一章。 1916年爱因斯坦再次回到辐射问题上来，发表了《关于辐射的量子理论》一文，这篇论文总结了量子论的成果，指出旧量子论的主要缺陷，并运用统计方法，又一次论证了辐射的量子特性。 他考虑的基本点是，分子的分立能态的稳定分布是靠分子与辐射不断进行能量交换来维持的。他假设能量交换的过程，即分子跃迁的过程有两种基本方式，一种叫自发辐射，一种叫受激辐射。根据这两种方式发生的几率，他推导出玻尔的频率定则和普朗克的能量分布公式。这样他就把前一阶段量子论的各项成果，统一在一个逻辑完备的整体之中。值得特别指出的是，爱因斯坦的受激辐射理论，为50年后激光的发展奠定了理论基础。 爱因斯坦在这篇论文中，认为分子与辐射在相互作用的过程中，不仅有能量转移，也同时会发生动量转移。他假设在辐射束传播的方向上， 了大小为hv/c的动量，这一动量具有确定的方向。他这样写道②：“看来，只有当我们把那些基元过程看作是完全有方向的过程，我们才能够得到一个贯彻一致的理论”。“因为能量和冲量总是最紧密地联系在一起”，所以“应当把那个小的作用（指冲量交换）和辐射所引起的明显的能量转移完全同等看待。” 1921年，德拜在一次演讲中讨论到爱因斯坦的量子辐射理论。作为一个例题，他计算了光量子和电子相互碰撞的情况，结果显示光在碰撞后波长变长了。当时他曾建议他的同事舒勒()做一个X射线实验来检验波长是否真有改变。可惜舒勒没有及时做这个实验，德拜也就暂时放下这项研究。就在这段时间里，康普顿却一直在为X射线散射后波长变长的实验结果探求理论解释。在介绍康普顿的工作之前，还应当提到另一桩与波粒二象性有关的事件，这就是.布拉格和巴克拉()之间发生的关于X射线本性的争论。 § X射线本性之争 X射线的波动性是1912年德国人劳厄用晶体衍射实验发现的。在此之前，人们对X射线的本性众说纷纭。伦琴倾向于X射线可能是以太中的某种纵波，斯托克斯认为X射线可能是横向的以太脉冲。由于X射线可以使气体分子电离，.汤姆生也认为是一种脉冲波。 X射线是波还是粒子？是纵波还是横波？最有力的判据是干涉和衍射这一类现象到底是否存在。1899年哈加(Haga)和温德(Wind)用一个制作精良的三角形缝隙，放在X射线管面前，观察X射线在缝隙边缘是否形成衍射条纹。他们采用三角形缝隙的原因，一方面是出于无法预先知道产生衍射的条件，另一方面是因为在顶点附近便于测定像的展宽。他们从X射线的照片判断，如果X射线是波，其波长只能小于10-9厘米。这个实验后来经瓦尔特(Walter)和泡尔(Pohl)改进，得到的照片似乎有微弱的衍射图象。直到1912年，有人用光度计测量这一照片的光度分布，才看到真正的衍射现象。索末菲据此计算出X射线的有效波长大约为4×10-9厘米。 X射线还有一种效应颇引人注目。当它照射到物质上时，会产生二次辐射。这一效应是1897年由塞格纳克(Sagnac)发现的。塞格纳克注意到，这种二次辐射是漫反射，比入射的X射线更容易吸收。这一发现为以后研究X射线的性质作了准备。1906年巴克拉在这个基础上判定X射线具有偏振性。巴克拉的实验原理如图9-1。从X射线管发出的X射线以45°角辐照在散射物A上，从A发出的二次辐射又以45°角投向散射物B，再从垂直于二次辐射的各个方向观察三次辐射，发现强度有很大变化。沿着既垂直于入射射线又垂直于二次辐射的方向强度最弱。由此巴克拉得出了X射线具有偏振性的结论。 ■图9-1巴克拉X射线二次辐射实验原理 但是偏振性还不足以判定X射线是波还是粒子。因为粒子也能解释这一现象，只要假设这种粒子具有旋转性就可以了。果然在1907—8年间一场关于X射线是波还是粒子的争论在巴克拉和布拉格之间展开了。布拉格根据γ射线能使原子电离，在电场和磁场中不受偏转以及穿透力极强等事实主张γ射线是由中性偶——电子和正电荷组成。后来他把X射线也一样看待，解释了已知的各种X射线现象。巴克拉则坚持X射线的波动性。两人各持己见，在科学期刊上展开了辩论，双方都有一些实验事实支持。这场争论虽然没有得出明确结论，但还是给科学界留下了深刻印象。 1912年劳厄发现X射线衍射，对波动说提供了最有力的证据。布拉格这时已不再坚持他的中性偶假说。不过，他总是直觉地认为，就象他自己说的那样，似乎问题“不在于（微粒和波动）哪一种理论对，而是要找到一种理论，能够将这两方面包蓄并容。”①布拉格的思想对后来的德布罗意有一定影响。 § 康普顿效应 在1923年5月的《物理评论》上，.康普顿以《X射线受轻元素散射的量子理论》为题，发表了他所发现的效应，并用光量子假说作出解释。他写道②： “从量子论的观点看，可以假设：任一特殊的X射线量子不是被辐射器中所有电子散射，而是把它的全部能量耗于某个特殊的电子，这电子转过来又将射线向某一特殊的方向散射，这个方向与入射束成某个角度。辐射量子路径的弯折引起动量发生变化。结果，散射电子以一等于X射线动量变化的动量反冲。散射射线的能量等于入射射线的能量减去散射电子反冲的动能。由于散射射线应是一完整的量子，其频率也将和能量同比例地减小。因此，根据量子理论，我们可以期待散射射线的波长比入射射线大”，而“散射辐射的强度在原始X射线的前进方向要比反方向大，正如实验测得的那样。” 康普顿用图9-2解释射线方向和强度的分布，根据能量守恒和动量守恒，考虑到相对论效应，得散射波长为： Δλ为入射波长λ0与散射波长λθ之差，h为普朗克常数，c为光速，m为电子的静止质量，θ为散射角。 ■图9-2康普顿理论用图 这一简单的推理对于现代物理学家来说早已成为普通常识，可是，康普顿却是得来不易的。这类现象的研究历经了一、二十年、才在1923年由康普顿得出正确结果，而康普顿自己也走了5年的弯路，这段历史从一个侧面说明了现代物理学产生和发展的不平坦历程。 从(9-1)式可知，波长的改变决定于θ，与λ0无关，即对于某一角度，波长改变的绝对值是一定的。入射射线的波长越小，波长变化的相对值就越大。所以，康普顿效应对γ射线要比X射线显著。历史正是这样，早在1904年，英国物理学家伊夫()就在研究γ射线的吸收和散射性质时，首先发现了康普顿效应的迹象。他的装置如图9-3。图中辐射物和吸收物实际上是铁板铝板之类的材料，镭管发出γ射线，经散射物散射后投向静电计。在入射射线或散射射线的途中插一吸收物以检验其穿透力。伊夫发现，散射后的射线往往比入射射线要“软”些。 后来，γ射线的散射问题经过多人研究，英国的弗罗兰斯()在1910年获得了明确结论，证明散射后的二次射线决定于散射角度，与散射物的材料无关，而且散射角越大，吸收系数也越大。所谓射线变软，实际上就是射线的波长变长，当时尚未判明γ射线的本质，只好根据实验现象来表示。 ■图9-3伊夫(1904年)的装置 1913年，麦克基尔大学的格雷（）又重做γ射线实验，证实了弗罗兰斯的结论并进一步精确测量了射线强度。他发现：“单色的γ射线被散射后，性质会有所变化。散射角越大，散射射线就越软。” 实验事实明确地摆在物理学家面前，可就是找不到正确的解释。 1919年康普顿也接触到γ散射问题。他以精确的手段测定了γ射线的波长，确定了散射后波长变长的事实。后来，他又从γ射线散射转移到X射线散射。图9-4是康普顿自制的X射线分光计，钼的Kα线经石墨晶体散射后，用游离室进行测量不同方位的散射强度。图9-5是康谱顿发表的部分曲线。从图中可以看出，X射线散射曲线明显地有两个峰值，其中一个波长等于原始射线的波长（不变线），另一个波长变长（变线），变线对不变线的偏离随散射角变化，散射角越大，偏离也越大。 ■图9-4康普顿的X射线分光计 遗憾的是，康普顿为了解释这一现象，也和其他人一样，走了不少弯路。 他开始是用.汤姆生的电子散射理论解释γ射线和X射线的散射，后来又提出荧光辐射理论和大电子模型。他设想电子具有一定的大小和形状，认为只要“电子的电荷分布区域的半径与γ射线的波长大小可比拟”就可以“在经典电动力学的基础上解释高频辐射的散射。”他为了解释荧光辐射的频率变低，曾试图用多普勒效应进行计算，在计算中，他把X射线对散射物质中电子的作用看成是一个量子过程。开始他 个条件，在碰撞中既要遵守能量守恒，又要遵守动量守恒，从而，导致了1923年5月在《物理评论》上发表了那篇有历史意义的文献。 ■图9-5康普顿发表的部分曲线 接着，德拜也发表了早已准备好的论文。他们两人的论文引起了强烈反响。然而，这一发现并没有立即被科学界普遍承认，一场激烈的争论迅即在康普顿和他的领导人之间展开。这件事发生在1922年以后，一份内有康普顿关于X射线散射的报告在交付出版之前，先要经美国研究委员会的物理科学部所属的一个委员会讨论。他是这个委员会的成员。可是，这个委员会的主席杜安()却极力反对把康普顿的工作写进去，认为实验结果不可靠。因为杜安的实验室也在做同样的实验，却得不到同样的结果。 康普顿的学生，从中国赴美留学的吴有训对康普顿效应的进一步研究和检验有很大贡献，除了针对杜安的否定作了许多有说服力的实验外，还证实了康普顿效应的普遍性。他测试了多种元素对X射线的散射曲线，结果都满足康普顿的量子散射公式(9-1)。图9-6就是康普顿和吴 有训1924年发表的曲线，论文题目是：《被轻元素散射时钼Kα线的波长》。①他们写道：“这张图的重要点在于：从各种材料所得之谱在性质上几乎完全一致。每种情况，不变线P都出现在与荧光M0Kα线（钼的Kα谱线）相同之处，而变线的峰值，则在允许的实验误差范围内，出现在上述的波长变化量子公式所预计的位置M上。” ■图9-5康普顿发表的部分曲线 ■图9-6康普顿和吴有训1924年发表的曲线 吴有训对康普顿效应最突出的贡献在于测定了x射线散射中变线、不变线的强度比率R随散射物原子序数变化的曲线，证实并发展了康普顿的量子散射理论。 爱因斯坦在肯定康普顿效应中起了特别重要的作用。前面已经提到，1916年爱因斯坦进一步发展了光量子理论。根据他的建议，玻特和盖革(Geiger)也曾试图用实验检验经典理论和光量子理论谁对谁非，但没有成功。当1923年爱因斯坦获知康普顿实验的结果之后，他热忱地宣传和赞扬康普顿的实验，多次在会议和报刊上谈到它的重要意义。 爱因斯坦还提醒物理学者注意：不要仅仅看到光的粒子性，康普顿在实验中正是依靠了X射线的波动性测量其波长。他在1924年4月20日的《柏林日报》副刊上发表题为《康普顿实验》的短文，有这样一句话：“……最最重要的问题，是要考虑把投射体的性质赋予光的粒子或光量子，究竟还应当走多远。” 正是由于爱因斯坦等人的努力，光的波粒二象性迅速获得了广泛的承认。 § 德布罗意假说 作为量子力学的前奏，路易斯·德布罗意的物质波理论有着特殊的重要性。 德布罗意是法国物理学家，原来学的是历史，对科学也很有兴趣。第一次世界大战期间，在军队服役，从事无线电工作。平时爱读科学著作，特别是彭加勒、洛仑兹和朗之万的著作。后来对普朗克、爱因斯坦和玻尔的工作发生了兴趣，乃转而研究物理学。退伍后跟随朗之万攻读物理学博士学位。他的兄长莫里斯·德布罗意是一位研究X射线的专家，路易斯曾随莫里斯一道研究X射线，两人经常讨论有关的理论问题。莫里斯曾在1911年第一届索尔威会议上担任秘书，负责整理文件。这次会议的主题是关于辐射和量子论。会议文件对路易斯有很大启发。莫里斯和另一位X射线专家W.布拉格联系密切。布拉格曾主张过X射线的粒子性。这个观点对莫里斯很有影响，所以他经常跟弟弟讨论波和粒子的关系。这些条件促使德布罗意深入思考波粒二象性的问题。 法国物理学家布里渊()在1919—1922年间发表过一系列论文，提出了一种能解释玻尔定态轨道原子模型的理论。他设想原子核周围的“以太”会因电子的运动激发一种波，这种波互相干涉，只有在电子轨道半径适当时才能形成环绕原子核的驻波，因而轨道半径是量子化的。这一见解被德布罗意吸收了，他把以太的概念去掉，把以太的波动性直接赋予电子本身，对原子理论进行深入探讨。 1923年9月—10月间，德布罗意连续在《法国科学院通报》上发表了三篇有关波和量子的论文。第一篇题目是《辐射——波与量子》，提出实物粒子也有波粒二象性，认为与运动粒子相应的还有一正弦波，两者总保持相同的位相。后来他把这种假想的非物质波称为相波。他考虑一个静质量为m0的运动粒子的相对论效应，把相应的内在能量m0c2视为一种频率为ν0的简单周期性现象。他把相波概念应用到以闭合轨道绕核运动的电子，推出了玻尔量子化条件。在第三篇题为《量子气体运动理论以及费马原理》的论文中，他进一步提出，“只有满足位相波谐振，才是稳定的轨道。”在第二年的博士论文中，他更明确地写下了：“谐振条件是l=nλ，即电子轨道的周长是位相波波长的整数倍。” 在第二篇题为《光学——光量子、衍射和干涉》的论文中，德布罗意提出如下设想：“在一定情形中，任一运动质点能够被衍射。穿过一个相当小的开孔的电子群会表现出衍射现象。正是在这一方面，有可能寻得我们观点的实验验证。” 在这里要说明两点：第一点，德布罗意并没有明确提出物质波这一概念，他只是用位相波或相波的概念，认为这是一种假想的非物质波。可是究竟是一种什么波呢？在他的博士论文结尾处，他特别声明：“我特意将相波和周期现象说得比较含糊，就象光量子的定义一样，可以说只是一种解释，因此最好将这一理论看成是物理内容尚未说清楚的一种表达方式，而不能看成是最后定论的学说。”物质波是在薛定谔方程建立以后，在诠释波函数的物理意义时才由薛定谔提出的。第二点，德布罗意并没有明确提出波长λ和动量p之间的关系式：λ=h/P(h即Planck常数)，只是后来人们发觉这一关系在他的论文中已经隐含了，就把这一关系称为德布罗意公式。 德布罗意的博士论文得到了答辩委员会的高度评价，认为很有独创精神，但是人们总认为他的想法过于玄妙，没有认真地加以对待。例如：在答辩会上，有人提问有什么可以验证这一新的观念。德布罗意答道：“通过电子在晶体上的衍射实验，应当有可能观察到这种假定的波动的效应。”在他兄长的实验室中有一位实验物理学家道威利尔（Dauvillier）曾试图用阴极射线管做这样的实验，试了一试，没有成功，就放弃了。后来分析，可能是电子的速度不够大，当作靶子的云母晶体吸收了空中游离的电荷，如果实验者认真做下去，肯定会做出结果来的。 德布罗意的论文发表后，当时并没有多大反应。后来引起人们注意是由于爱因斯坦的支持。朗之万曾将德布罗意的论文寄了一份给爱因斯坦，爱因斯坦看到后非常高兴。他没有想到，自己创立的有关光的波粒二象性观念，在德布罗意手里发展成如此丰富的内容，竟扩展到了运动粒子。当时爱因斯坦正在撰写有关量子统计的论文，于是就在其中加了一段介绍德布罗意工作的内容。他写道：“一个物质粒子或物质粒子系可以怎样用一个波场相对应，德布罗意先生已在一篇很值得注意的论文中指出了。” 这样一来，德布罗意的工作立即获得大家注意。 § 物质波理论的实验验证 上一节讲到，德布罗意曾设想，晶体对电子束的衍射实验，有可能观察到电子束的波动性。人们希望能够实现这一预见。耐人寻味的是，正在这个时候，有两个令人迷惑不解的实验结果也在等待理论上作出正确的解释。这两个实验就是下面要讲到的冉绍尔()的电子-原子碰撞实验和戴维森()的电子散射实验。 1913年，德国物理学家冉绍尔发展了一种研究电子运动的实验方法，人称冉绍尔圆环法。用这种方法可以高度精确地确定慢电子的速度和能量。粒子间相互碰撞的有效截面概念就是冉绍尔首先提出来的。第一次世界大战后，冉绍尔继续用他的圆环法进行慢速电子与各种气体原子弹性碰撞的实验研究。1920年，他在题为：《气体分子对慢电子的截面》一文中报道了他发现氩气有特殊行为。 实验装置如图9-7所示。 冉绍尔在腔室中分别充以各种不同的气体，例如氢、氦、氮和氩。他经过多次测量，发现一般气体的截面“随电子速度减小均趋于常值，唯独氩的截面变得特别小”。由氩的这一反常行为，冉绍尔得出的结论是：“在这个现象中人们观察到最慢的电子对氩原子是自由渗透的。” 图9-8是冉绍尔综合多人实验结果而作出的惰性气体Xe、Kr、Ar对电子的散射截面随电子速度变化的曲线，图中横坐标是与电子速度成正比的加速电压平方根值，纵坐标是散射截面Q，用原子单位，其中α0为玻尔原子半径。三种惰性气体的曲线具有大体相同的形状。约在电子能量为10eV时，Q达极大值，而后开始下降；当电子能量逐渐减小到1eV左右时，Q又出现极小值；能量再减小，Q值再度上升。事实确凿地证明，低能电子与原子的弹性碰撞是无法用经典理论解释的。 ■图9-7冉绍尔圆环法 ■9-8冉绍尔的实验结果 这就是当年令人不解的冉绍尔效应。 戴维森的电子散射实验比冉绍尔的电子碰撞实验更早得到奇特的结果。戴维森是美国西部电气公司工程部（即后来的贝尔电话实验室）的研究员，从事热电子发射和二次电子发射的研究。1921年，他和助手孔斯曼(Kunsman)在用电子束轰击镍靶时，发现从镍靶反射回来的二次电子有奇异的角度分布，其分布曲线如图9-9，出现了两个极大值。戴维森没有放过这一现象，反复试验，并撰文在1921年的《科学》(Science)杂志上进行了讨论①。他当时的看法是认为极大值的出现可能是电子壳层的象征，这一研究也许可以找到探测原子结构的又一途径。 ■图9-9戴维森(1921年)发表的电子散射曲线 这件事引起了德国著名物理学家玻恩()的注意，他让一名叫洪德(，后来是著名光谱学家)的研究生，根据戴维森的电子壳层假设重新计算电子散射曲线的极大极小值。在一次讨论班上洪德作了汇报，引起另一名研究生埃尔萨塞()的兴趣。埃尔萨塞的思想特别活跃，非常关心物理学各个领域的新进展，当他得知爱因斯坦和玻色（Bose）新近发表了量子统计理论，就想找到爱因斯坦的文章来阅读。爱因斯坦在文章中特别提到了德布罗意的物质波假说，使埃尔萨塞获得很大启发。不久，埃尔萨塞又读到了德布罗意给玻恩寄存来的论文。他的思想突然产生了一个飞跃，会不会戴维森和孔斯曼的极大极小值，就是电子波动性造成的？ 他迅即按德布罗意公式用计算尺估算了最大值所需的电子能量，发现数量级正确。几个星期之后，他写了一篇通讯给德文《自然科学》杂志，题为《关于自由电子的量子力学的说明》①。在这篇短文中，他特别提到用波动性的假说不但可以解释戴维森和孔斯曼的实验，还可以解释冉绍尔效应，在文章最后，他申明要取得定量验证，有待于他自己正在准备的进一步实验。他花了三个月的时间考虑实验方案，终因技术力量不足而放弃。 戴维森从1921年起就没有间断电子散射实验，一直在研究电子轰击镍靶时出现的反常行为。他仍沿着电子壳层的方向进行研究，没有注意埃尔萨塞的论文。1925年，一次偶然的事故使他的工作获得了戏剧性的进展。有一天，他的助手革末(Germer)正准备给实验用的管子加热去气，真空系统的炭阱瓶突然破裂了，空气冲进了真空系统，镍靶严重氧化。过去也曾发生过类似事故，整个管子往往报废，这次戴维森决定采取修复的办法，在真空和氢气中加热，给阴极去气。经过两个月的折腾，又重新开始了正式试验。在这中间，奇迹出现了。1925年5月初，结果还和1921年所得差不多，可是5月中曲线发生特殊变化，出现了好几处尖锐的峰值，如图9-10所示。他们立即采取措施，将管子切开看看里面发生了什么变化。经公司一位显微镜专家的帮助，发现镍靶在修复的过程中发生了变化，原来磨得极光的镍表面，现在看来构成了一排大约十块明显的结晶面。他们断定散射曲线反常的原因就在于原子重新排列成晶体阵列。 ■图9-10偶然事件(1925年)前后的对比 这一结论促使戴维森和革末修改他们的实验计划。既然小的晶面排列很乱，无法进行系统的研究，他们就作了一块大的单晶镍，并切取一特定方向来做实验。他们事前并不熟悉这方面的工作，所以前后花了近一年的时间，才准备好新的镍靶和管子。有趣的是，他们为熟悉晶体结构做了很多X射线衍射实验，拍摄了很多X射线衍射照片，可就是没有将X射线衍射和他们正从事的电子衍射联系起来。他们设计了很精巧的实验装置，镍靶可沿入射束的轴线转360°，电子散射后的收集器也可以取不同角度，显然他们的目标已从探索原子结构，转向探索晶体结构。1926年继续做电子散射实验，然而结果并不理想，总得不到偶然事件之后的那种曲线。 这时正值英国科学促进会在牛津开会。戴维森参加了会议。在1926年8月10日的会议上，他听到了著名的德国物理学家玻恩讲到，“截维森和康斯曼……从金属表面反射的实验”是德布罗意波动理论所预言的电子衍射的“证据”。戴维森没有想到自己三年前的实验竟有这样重要的意义。 会议之后，戴维森找到玻恩和其他一些著名的物理学家，让他们看新近得到的单晶散射曲线，跟他们进行了热烈的讨论。玻恩建议戴维森仔细研究薛定谔有关波动力学的论文。这次讨论对戴维森的工作有决定性的影响。回到纽约后，他重新制定了研究方案。有了明确的探索目标，工作进展相当迅速。这时，戴维森已经自觉接受波动理论的指导，有效地发挥自己的技术专长。戴维森和革末的实

1900年12月9日，李约瑟出生于英国一个基督教知识分子家庭，是家中的独子。他自幼性格内向怕羞，但他是在充满知识的环境中成长的。他父亲很小就教他写字，还教他做木工活、观察鸟类和欧洲地理、植物分类等知识。他尤其喜欢法国，后来曾游学法国一个学期，法语也是他运用娴熟的一种外语。李约瑟阅读面很广，10岁时就囫囵吞枣般地一次“啃”完了德国弗里德里希·希勒格尔（FriedrichSchlegel）的《历史哲学》原文。在家庭朋友、医生约翰·布兰德-萨顿（SirJohnBland-Sutton）的影响下，李约瑟对科学产生了兴趣。通过观摩手术和为父亲的外科手术当助手。他在认识到自己在科学方面的才能和兴趣后，申请学习医学，想成为一名医生。 1917年10月，李约瑟进入剑桥大学，他积极参加学校的各种社团活动，尤其是那些与宗教有关的社团活动。他还负责邀请著名学者前来给医学生做人文科学讲座。这些讲座涵盖的科学史之广，尤其是人类的思想活动如何导致众多的科学试验、思想和理论的产生，给李约瑟留下了深刻的印象。但是，几乎是一入学，李约瑟便放弃了成为外科医生的想法，在他看来，外科医生就是“锯骨头”，太机械，不需要太多的智力。导师建议他改学化学，李约瑟也认为化学比解剖来得有意思。1920年李约瑟获得学士学位。而这时，李约瑟失去了父亲。同时他找到了生物化学大家弗里德里希·戈兰德·霍普金斯（FrederickGowlandHopkins），霍普金斯马上要李约瑟到他的实验室工作。在他的指导和呵护下，李约瑟的学术水平和地位节节上升，在短短几年中便晋升为高级讲师（reader）。 1923年春天，李约瑟开始与同事多萝茜·迈瑞·莫伊勒（DorothyMaryMoyle）约会。多萝茜年长李约瑟5岁，是一位研究肌肉的生物化学家。次年9月13日，俩人结为夫妻。1924年10月，李约瑟博士论文答辩，凯斯学院将“院士”荣誉作为贺礼，这不但使他在学院拥有一间寝室（那就是著名的K-1），而且可以享受各种特权。不到24岁，李约瑟已经功成名就。1930年，剑桥大学出版社出版了李约瑟的3卷本专著《化学胚胎学》，更奠定了他在学术界的地位，而且几乎可以肯定，他将取得更大的功名。果不其然，他在1941年当选为英国王家学会会员。1937年8月，鲁桂珍和另外两个中国留学生——王应睐和沈诗章——来到英国剑桥大学留学，鲁桂珍师从李约瑟的妻子。李约瑟几乎对鲁桂珍是一见钟情。根据李约瑟日记的记载，他们一起在剑桥的印度餐馆或最好的意大利餐馆用餐；观看根据赛珍珠的小说改编的电影《大地》；手挽手地沿着封冻的河边散步；到法国埃弗伦度假。 在1938年2月的某个晚上，李约瑟与鲁桂珍有了肌肤之亲，地点是凯斯学院的寝室K-1。当时，李约瑟的妻子前去探望家人，而温切斯特的用词“thecouple’senergiesbeingspent”给读者留下了无限的想象空间。完事后，两人躺在床上抽烟。在鲁桂珍的指导下，李约瑟在日记本上用中文写下了他们抽的东西——“香烟”。这是李约瑟第一次写中文。李约瑟端详自己的杰作，说道：“我必须学习这种语言。”接着，鲁桂珍为他取了个中文名字“李约瑟”。由于对社会主义的同情和与鲁桂珍的关系，李约瑟产生了反战的情绪。他在集中精力完成第二本著作——被称为“继达尔文之后真正具有划时代意义的生物学著作之一”的《生物化学与形态发生学》的同时，给英国的报刊写文章，到伦敦参加游行，并出版小册子，支持中国人民。 1941年夏，英国文化委员会任命李约瑟为设立在中国重庆的英-中科学合作馆馆长，并有参赞的头衔。1942年夏天，他专程前往纽约，看望美国工作的鲁桂珍，告诉她即将踏上中国国土这一消息。在他们短暂的聚会中，李约瑟告诉鲁桂珍一个突然产生的念头：中国科学，总的来说——为什么没有得到发展？1943年2月24日，在经过10个星期的航程后，李约瑟搭乘美国军用飞机从印度加尔各达起飞，于下午抵达云南首府昆明。1943年-1946年间，李约瑟出行十一次，行程3万英里，他以外交官的身份几无禁区。他在戈壁沙漠的敦煌盘桓，在洞窟速写、拍照，积累了足够写一本书的资料。他到都江堰驻足于公元前250年建立的大坝前，对这一中国古代工程深感敬佩。他喜爱战争时期的冒险生活，在途中遇见了不少三教九流人物，对中国文化历史有了更深的了解，也使自己的中文日渐精通。也正是在中国期间，李约瑟找到了后来《中国的科学与文明》这一事业的重要助手王铃。1948年，王铃应邀来到剑桥，担任《中国的科学与文明》的助理编辑，李约瑟还在剑桥大学出版社正式雇用王铃之前将自己工资的一半分给他。与此同时，李约瑟还结识了包括郭沫若、竺可桢等在内的朋友。李约瑟在访问迁移到遵义的浙江大学时，曾对竺可桢校长提起要写一部中国对世界文明贡献的书。当日本投降，中国政治、军事形势稳定下来后，竺可桢便开始收集图书和资料，并海运到剑桥，其中，最为珍贵的要数一套完整的《古今图书集成》，总计1万卷1亿7千万字。1946年3月，李约瑟收到了他剑桥的左翼朋友、生物学家朱列安·赫里胥（JulianHuxley）的电报，邀请他回英国担任新成立的联合国教科文组织自然科学处处长。李约瑟似乎仍然对皮肯告状耿耿于怀，便选择了离开。但是，李约瑟仅仅在伦敦和巴黎的联合国教科文组织工作了两年。因为美国认为李约瑟亲共，并为他的工作制造障碍，不允许将联合国的经费发放到任何美国认为是左翼的科学组织。于是，李约瑟辞职返回剑桥，回到他的K-1，并马上着手他的计划。1948年5月15日，李约瑟正式向剑桥大学出版社递交了《中国的科学与文明》的“秘密”写作、出版计划。他提出，这本一卷的书面向所有受过教育的人，只要他们对科学史、科学思想和技术感兴趣；这是一部关于文明的通史，尤其关注亚洲和欧洲的比较发展；此书包括中国科学史和所有的科学与文明是如何发展的两个层面。李约瑟认为，中国对世界文明的贡献，远超过所有其他国家，但是，所得到的承认却远远不够。一周后，出版社复函，接受了李约瑟的计划。但数周后，李约瑟又修改了计划，将书的卷数扩大到7卷（第1卷，总论；第2卷，中国哲学；第3卷，前科学；第4卷，中国技术；第5卷，“李约瑟问题”；第6卷，中国的发展与世界文明史的关系；第7卷，展望未来），在10年内完成。后来，《中国的科学与文明》的出版计划又几经修改，工程变得越来越庞大。 1954年8月14日，《中国的科学与文明》第1卷出版。但是，李约瑟却没有留在英国躬逢其盛。7月下旬，他和妻子前往巴黎与仍在联合国教科文组织工作的鲁桂珍会面，开香槟庆祝著作即将出版。随后，李约瑟夫妇前往布达佩斯参加国际生理学大会。会后，俩人来到法国小镇安波伊斯（Amboise），在达·芬奇度过生命最后三年的房子和墓地边上度过那个最值得纪念的日子。 1959年，他被所在的冈维勒与凯斯学院的院士们选为主席。1964年李约瑟夫妇访华，毛泽东、周恩来等亲自接见。 1971年，他被选为英国人文科学院院士，是仅有的几位同时是英国人文科学院院士和王家学会会员的科学家。1970年代中期，年已70多岁的李约瑟又迷上一位加拿大的华人女子时学颜（），并有过短暂却炽热的交往，他甚至想停妻再娶。但是，李大斐与鲁桂珍两人以“妻妾同盟”（concertoftheconcubinage），击退了时学颜，保住了他们的三角关系。1991年，鲁桂珍去世后，李约瑟又写信给这位时女士和其他两位女士求婚，但都遭到拒绝。1992年，英国女王更授予他国家的最高荣誉——荣誉同伴者（CompanionofHonour）勋衔，这是比爵士更为崇高的勋号。 1995年3月24日20时55分，李约瑟逝世。

光的反射现象,,会看不到前面的路,

晕！ 光在运动的时候可以看成是由光子（粒子）组成的，有粒子性，同时它的运动是按波的方式传播的，有波动性。