返朴编按

今天，是周培源先生诞辰120周年纪念日。他是中国著名的理论物理学家、近代力学事业的奠基人之一，主要从事流体力学中的湍流理论和广义相对论中的引力论研究，并培养出多位著名物理学家。

1929年，27岁的周培源成为清华大学最年轻的物理教授。1936年，他利用学术休假机会访问普林斯顿高等研究院，参加了由爱因斯坦主持的广义相对论高级研讨班，这段经历对他日后的广义相对论研究产生了深刻影响。1937年底，出于抗日救国的愿望，他将研究重点从广义相对论转向流体力学中的湍流研究，若干年后，取得了现代湍流数值计算奠基性工作的重要成果。

在50年代和70年代的政治运动中，周培源既未附和“亩产万斤”的浮夸宣传，也未加入“批判相对论”的风潮，表现出了一个科学知识分子的风骨。

周培源
 

（1902.08-1993.11）

流体力学家

理论物理学家 

中国科学院院士

撰文 | 采集工程项目办公室/中国科协

周培源为爱因斯坦拍摄的照片 | 来源：中国网

这张照片里的人物是世界著名科学家爱因斯坦，拍摄者是我国流体力学家、理论物理学家，中国科学院院士周培源。

1936年，周培源利用清华大学学术休假的时间来到美国普林斯顿高等学术研究院访学，并参加了爱因斯坦主持的关于相对论的理论研讨班，跟随爱因斯坦一起工作了一年。这段与爱因斯坦的共事经历，对他一生的研究方向产生了深远影响。

1937年，周培源回国前特意去爱因斯坦家里告别，在书房为他拍下了这张照片作为纪念，并一直珍藏。
周培源画像丨来源：画册《周培源》

1955年，爱因斯坦病逝，周培源给家属发送唁电，并发表两篇纪念文章，首度公开了这张照片，称爱因斯坦是“当代最伟大的物理学家，人类正义事业的积极支持者”。当他的女儿问他为什么没有和爱因斯坦合影时，他谦虚地说：“我怎么能随便跟这么伟大的人合影？”

三年半获得三个学位

1919年，周培源考入清华学校（清华大学前身），成为中等科三年级的一名插班生。1924年，周培源以优异成绩从清华学校毕业，踏上了海外求学的道路。

学生时期的周培源丨来源：《周培源》（画册）

周培源原本志在学工，但爱因斯坦的相对论因1919年的日食得到证实，在全世界引起的轰动，激发了他对物理学的兴趣。而芝加哥大学拥有迈克尔逊、密里根等物理学名师，于是他进入该校的理论数理系二年级学习。

两年后，凭借着过人的智慧，周培源相继获得芝加哥大学的学士与硕士学位。之后，为进一步深造，他进入加州理工学院攻读博士，仅用一年半的时间就获得了理学博士学位。他的毕业论文《在爱因斯坦引力论中具有旋转对称性物体的引力场》更是得到高度赞扬，被授予“最高荣誉奖”。
1928年周培源博士毕业论文获得加州理工学院最高荣誉奖丨来源：《周培源》（画册）

期间，周培源还在导师的推荐下参加了1928年美国数学学会会议，并在会上作了“洛伦兹变换的一个新推演”的学术报告，他是与会者中唯一做学术报告的学生。

就这样，周培源用3年半的时间完成了一般至少需要6年才能完成的学业，拿下了学士、硕士、博士3个学位。
周培源（左一）在美国留学期间与朋友郊游丨来源：《周培源》(画册)当有人问他：“何以能3年半连拿三个学位？”

他回答：“勤奋。别人夏天都休息时，我到处去选课，所以很快修满学校规定的学分。”

接着，周培源又前往欧洲，先后到德国莱比锡大学和瑞士苏黎世高等工业学校，跟随海森伯和泡利等名家研究量子力学。1929年秋，27岁的周培源接受时任清华校长罗家伦的聘请回国，成为该校最年轻的物理教授。

对于回国与否这件事，周培源从未犹豫过，总是毫不犹豫地拒绝各种高薪聘请。他曾在给美国朋友的信中写道：“我们这一代人是拿着国家的钱出来留学，我们就是要回来做事。”

回国后的周培源夫妇在南京中山陵合影丨来源：见水印

啃下理论物理与力学领域的“硬骨头”

广义相对论和湍流理论分别是理论物理与力学中的两个世纪难题，曾让许多科学家望而却步，然而，执拗的周培源却偏偏挑了这两个最难啃的“硬骨头”。
周培源在专注研究丨来源：《周培源》(画册)

一直以来，广义相对论在物理上都存在着一个难题：表达引力场的方程是一个包含10个二阶非线性偏微分方程的方程组，而这10个方程之间又存在着４个独立的非线性偏微分方程组所组成的恒等式，这就使得只用引力方程得不到10个引力函数的确定解。

周培源经过研究，主张通过引进另外的物理条件来得出引力函数的确定解。以此为思路，他与学生们先后发表了十多篇论文，其中，1937年《爱因斯坦引力论中引力方程的一个各向同性的稳定解》一文发表在了美国《数学学报》上。
周培源关于相对论的研究论文丨来源：画册《周培源》

周培源选择湍流理论的研究与国家危难的时局有关。1937年，抗日战争全面爆发，一心想科学救国的周培源意识到，相对论无法直接为抗战服务，而流体力学领域的研究应用价值较大。于是，他放弃了自己多年来耗费大量心血的研究方向，转而投身于湍流理论的研究。

湍流被称为“经典物理学最后的疑团”。当时，国际上大部分科学家都从纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)方程出发求解流体的平均速度。而周培源却另辟蹊径从脉动方程(N-S方程与平均运动方程之差)入手，导出二元和三元速度关联函数所满足的动力学方程，再引进必要的假设来建立湍流理论。

1940年，周培源将研究成果发表在《物理学报》，在国际上首次提出需要研究湍流的脉动方程。他根据这一模型，对若干流动问题做了具体计算，其结果与当时的实验符合得很好。
周培源关于湍流理论的学术论文丨来源：画册《周培源》

1945年，周培源在《应用数学季刊》上发表了《关于速度关联和湍流脉动方程的解》的论文，并提出了两种求解湍流运动的方法。此文一经刊发便立即在国际上引起广泛关注，他也因此被誉为当时流体力学的“四位巨人”之一。此后，世界各国不少人沿循他的方法进行开拓，形成了“湍流模式理论”流派。
湍流研究领域世界四位大师（右一为周培源）丨来源：画册《周培源》

育得桃李满天下

除了科研上的卓越成就外，周培源还是一位杰出的教育家。

在长达60多年的高等教育工作中，周培源为我国的科教事业呕心沥血。他的教育理念就是“学生要超过老师”，也因此培养出了一大批科学大师。彭桓武、何泽慧、钱三强、张宗燧、钱伟长、王竹溪、林家翘等著名科学家都是他的学生。有人说，我国“两弹一星”二十多位功勋科学家中，大半是周培源的学生或学生的学生。
1978年8月，周培源（右二）夫妇与钱三强（右一）、何泽慧（左一）在庐山

在长期的教育实践中，周培源积累了丰富的教学与办学经验。他十分重视基础理论，常说:“学生的基础打不好，以后就别提了。”他曾给一位即将毕业的学生提出三条建议，第一条便是要求他在毕业后的一年内把过去所学的主要课程都复习一遍，因为这些课程中的一些解决问题的思路、方法和技巧很可能会对今后的工作产生重要启发。

周培源还高度重视教师的素质。1952年，全国高等学校院系调整后，他进入北京大学任教，并领导创办了中国第一个力学专业。为了壮大教师资源，周培源聘请国外归来的学者来校任教，还时常邀请国外专家前来讲学。在他的带领下，北大力学专业从一开始只有５名教员逐步发展到拥有近百名教师的队伍，这些教师为国家培养了大批人才。
1986年，周培源（右二）与杨振宁（右一）、卢鹤绂（右三）和谷超豪（左一）交谈

除了学业，周培源还十分关心学生们的成长。他在北大任教务长、副校长、校长的30多年间，学生不管有任何问题，随时都可以叩门而入，周培源不厌其烦地为他们排忧解难。经他推荐，一大批学生出国深造，站在了国际科技前沿。

1963年底，周培源在家中与学生黄永念（左一）、李松年（右一）讨论学术问题丨来源：画册《周培源》（画册）

60多年间，周培源始终奋战在教学一线，即使困难时期也从未停歇。1937年，周培源随清华、北大、南开师生一同迁往长沙临时大学，半年后又西迁，组成昆明西南联合大学。当时的西南联大条件异常艰苦，为躲避敌军飞机轰炸，周培源等人住在距离学校40里的山村。他每天5点起床，骑马赶往学校，风雨无阻，从未间断。为此，有人亲切地称马背上的他为“周大将军”。
骑马的周培源丨来源：《战争与革命中的西南联大》

促进科协工作恢复

从1963年起，周培源又多了一个身份——中国科协副主席。从此，他为科协事业的发展付出了大量的心血。

在特殊时期，周培源多次到办公室看望大家，勉励大家要有信心。每次出访归来，他总要到办公室看看，给大家讲一些国际会议的情况。
中国科普研究所首任所长章道义说：“他的态度和关怀，不仅给我们送来了温暖，还使我们增强了信心和力量。”

与此同时，他还与钱学森共商恢复科协和学会的大计，并与高士其、沈其益等一起不断地向中央领导同志呼吁。1978年3月，在全国科学大会上，周培源代表科协第一次较全面地阐述了科协和学会在实现四个现代化中的重要作用，他的讲话对科协组织及活动的恢复产生了重要影响。

全国科学大会分组座谈中，周培源(右二)正在发言丨来源：《周培源》(画册)

在他的不懈努力下，1978年4月，国务院批准了《关于全国科协当前工作和机构编制的请示报告》，中国科协各项工作开始逐步恢复。
1980年3月，中国科协二大召开，代主席周培源作了题为《同心同德，鼓足干劲，为实现我国科学技术现代化而奋斗》的工作报告，号召科协上下紧紧围绕实现四化这个中心，在提高整个中华民族的科学文化水平，把我国建设成为现代化的社会主义强国的伟大事业中贡献自己的力量。

在这次会议上，周培源正式当选为中国科协主席，在他的带领下，中国科协工作逐步走向正轨并全面复兴。

从清华高材生到芝加哥大学博士，从马背上的“周大将军”到物理学的一代宗师，从清华最年轻的物理教授到中国科协主席，周培源将一生献给了我国的科学和教育事业，他为后世留下了宝贵的精神财富，激励着一代代怀揣科学报国梦的后来者矢志奋斗、勇毅前行！

“老科学家学术成长资料采集工程”（以下简称“采集工程”）于2010年正式启动，是经国务院批准，由中国科协牵头联合11家部委共同实施的一项科技历史人文工程。十余年来，已有近六百位老科学家接受采集，全国上百家单位投入采集工作，累计获得实物原件14万余件、数字化资料近34万件，音频资料近56万分钟、视频资料近47万分钟，已成为国内规模最大、内容最丰富、类型最广泛的科学家珍贵历史资料收藏工程，以及从事中国现当代科学史和科技人物研究、科学文化建设的重要平台，是弘扬新时代科学家精神的重要载体。本文系根据“采集工程”历史资料整理而成。

参考文献

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本文经授权转载自微信公众号“中国科学家”。