名家博士论文 15 ：一代科学宗师周培源博士论文 1928 年加州理工学院

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名家博士论文 15 ：一代科学宗师周培源博士论文 1928 年加州理工学院

作者：宁笔 | 发表时间：2023-12-4 08:52 | 个人分类：名家博士论文 | 系统分类：科研笔记

《名家博士论文 7 ：彭桓武先生的两个博士论文 1940 年和 1945 年爱丁堡大学》，提到彭桓武先生的老师周培源先生。周先生桃李满天下，他的优秀学生很多很多，一长串响亮的名字，王竹溪、林家翘、胡宁、钱三强、钱伟长、王大珩、郭永怀、何泽慧……当然，这些学生的老师，也显然不止周先生一人，不过周先生对其中一些人影响很大，科学网 2023 年 11 月 16 日有周先生的学生、北京大学武际可教授写的一篇博文：周培源先生的眼光，提供了一些非常具体的信息，也证明了这一点。

中国科学院官网对周培源先生的介绍如下：网址 https://casad.cas.cn/ysxx2022/ygys/200906/t20090624_1809447.html ，科学家、教育家和社会活动家。1902 年 8 月 28 日生于江苏宜兴。1924 年毕业于清华学校。1926 年获美国芝加哥大学学士、硕士学位。1928 年获美国加州理工学院理学博士学位。1955 年被选聘为中国科学院学部委员（院士）。1993 年 11 月 24 日逝世。 曾任清华大学教授，北京大学教授、副校长、校长，中国科学技术协会主席、名誉主席，中国科学院副院长，中国物理学会理事长、名誉理事长，中国力学学会名誉理事长，九三学社中央委员会主席，全国政协副主席等职。我国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的研究，并取得突出成果。是湍流模式理论奠基人。20 世纪 30 年代在美国参加爱因斯坦领导的广义相对论讨论班。研究并初步证实了广义相对论引力论中“坐标有关”的重要论点。为发展中国现代科学教育事业、开展国际学术交流与促进世界和平等作出了杰出贡献。1982 年获国家自然科学奖二等奖。

周先生 1902 年 8 月 28 日出生于江苏宜兴，据说宜兴“出产” 30 多位院士，是全国院士最多的县（浙江原镇海县也有很多）。先生出生于书香之家，父亲周文伯是清朝秀才，母亲冯瑛，育有一子三女，周先生排行第二。1919 年，周先生考入清华学校（今清华大学前身）中等科。1924 年，由清华学校高等科毕业赴美留学。

周先生 1926 年获得芝加哥大学硕士学位，专业是数学，论文题目为：The Twist of a Bifilar Pendulum（双线摆的扭转），论文全文，周培源硕士论文.pdf 。此文收录在科睿唯安的 ProQuest Dissertations & Theses Global（ProQuest 全球博硕论文数据库）中，数据库中此文链接为：https://www.proquest.com/docview/301788023。周先生1928年获得加州理工学院博士学位，专业是物理学，博士论文题目为：The Gravitational Field of a Body with Rotational Symmetry in Einstein's Theory of Gravitation（在爱因斯坦引力论中具有旋转对称性物体的引力场），论文全文，周培源博士论文.pdf ，加州理工学院图书馆的 CaltechTHESIS（可以理解为加州理工学院机构知识库的硕博论文部分）提供此全文，记录为：https://thesis.library.caltech.edu/2747/，doi:10.7907/GH13-VA35 。此文也收录在科睿唯安的 ProQuest Dissertations & Theses Global（ProQuest 全球博硕论文数据库）中，数据库中此文链接为：https://www.proquest.com/docview/301746992 ，文摘。

关于周先生本科、硕士、博士学位，有“三年半三学位”一说，其硕士论文和博士相关记录信息，可以侧面验证此说大致准确。其硕士论文结尾 Vita 清楚地写着，其 1924 年秋入学芝加哥大学、在“the end of Winter Quarter, 1926”获得学士学位，应该是 1926 年春天。其硕士论文封面，有时间，是 1926 年 12 月（目前有些文章说其是 1926 年夏拿到硕士学位，疑有误）。其在加州理工学院的博士论文记录显示 Defence Date 是 1928 年 1 月 1 日（由于年代久远，很可能是后补的记录，可能是大致时间），但先生取得博士学位是 1928 年应该是确定的。因此，先生从 1924 年秋入学芝加哥大学到 1928 年取得加州理工学院博士学位，大致时间是 3 年多，十有八九不到 4 年（有他 1928 年秋博士毕业后去欧洲的说法）。

周先生博士毕业后，曾赴德国和瑞士，时间不长，不确定是游学性质还是工作。1929 年，先生回国加入清华大学任物理学教授，年仅 27 岁，其在清华大学培养了许多物理学大师。1932 年，周培源与王蒂澂（1910 年 9 月 26 日 - 2009 年 6 月 22 日）在北京结婚，由时任清华大学校长梅贻琦主婚。王蒂澂在北平女子师范大学（现北京师范大学前身之一）英语系读书时，曾和王世芳等 7 名好友畅游颐和园，王世芳的堂兄为她们拍照留念，这张照片翌日登上报纸，“八美”便名扬北平高校，王蒂澂有“头美”之名。王蒂澂在清华大学附属中学工作许多年，英语老师。两人育有 4 女，长女周如枚曾和梁从诫（梁启超长孙、梁思成和林徽因的儿子）一家子，两人儿时应是清华园里的邻居，特殊年代由于种种原因离婚。西南联合大学时期，周先生住处离学校较远，经常骑马去学校上课，被称为“周大将军”。


图 1 ：西南联合大学期间周培源骑马去上课

1972 年的 Physics Today 第 12 期有篇题为 Physics in China（中国物理近况）的文章，DOI:doi.org/10.1063/1.3071138 ，相应的封面有周先生半身像。这篇文章很有意思的一个细节，标题是中英文双语的，“中国物理近况”六个大字非常醒目。1994 年 Physics Today 第 5 期，发表林家翘先生（C. C. Lin）的悼念恩师周先生的文章，DOI: doi.org/10.1063/1.2808507 ，此文现开放获取。


图 2 ：Physics Today 1972 年 12 期封面上的周培源


图 3 ：Physics Today 1972 年 12 期文章“Physics in China”首页

关于周先生的学术研究，找了几篇其发表的研究论文，但愿是有代表性的。第 1 篇是 1937 年，周先生在期刊 American Journal of Mathematics 上发表题为 Isotropic Statis Solutions of the Field Equations in Einstein's Theory of Gravitation（爱因斯坦引力论中引力方程的一个各向同性的稳定解）的论文，DOI:doi.org/10.2307/2371342 ，先生在相对论这个方向上还有一系列文章。第 2 篇是 1940 年，先生发表在 Chinese Journal of Physics（现《物理学报》前身）上的题为 On An Extension of Reynolds: Method of Finding Apparent Stress and The Nature of Turbulence（瑞諾氏視應力求法之推廣及亂流的性質）的论文，DOI: 10.7498/aps.4.1 ，在国际上首次提出需要研究湍流的脉动方程。第 3 篇是 1945 年，先生发表在 Quarterly of Applied Mathematics 上的题为 On velocity correlations and the solutions of the equations of turbulent fluctuation（关于速度关联和湍流涨落方程的解）的论文，DOI: doi.org/10.1090/qam/11999 ，提出了两种求解湍流运动的方法，对推动流体力学尤其是湍流理论的研究产生了深远的影响。有意思的是，周先生的文章，不仅仅发表在物理学期刊上，还多发表在数学期刊上。请教数学期刊界大咖孙同学，答曰：周先生的研究，可以理解为：物理中的数学问题。

周先生 1952 年随着全国高校院系调整加入北京大学，历任教授、教务长、副校长、校长（北京大学官网给的时间是 1978.07-1981.03）。一个细节是，先生对王选老师的“汉字精密照排”项目（方正集团起家的成果）特别支持，也鼎力支持王选老师当选院士（1991 年王选老师当选为中国科学院学部委员（院士），后又于 1994 年当选中国工程院首批院士）。王选老师 1995 年也加入九三学社（此时周先生已经去世）。

关于周先生与爱因斯坦（1879 年 3 月 14 日 - 1955 年 4 月 18 日），有些信息比较模糊，不宜过度解读。可以肯定的是：周先生的确利用民国时期清华大学的学术休假制度（有点像现在的访问学者制度）去美国参加了普林斯顿高等研究院（Institute for Advanced Study）的广义相对论研讨班，当然爱同学十有八九得上课啥的；周先生也的确给爱同学照了一张照片，这个科学网有史晓雷老师的一篇博文：爱因斯坦、周培源和杨振宁，写得非常具体了。

周先生在中国物理学界的辈分极高！杨振宁先生曾经说，中国第一代留学生通常没有获得海外的博士学位；但他们回国后培养了不少优秀学生，后有些出国留学的（可以称之为第二代留学生），这批就有不少获得海外博士学位的了，他的父亲杨武之先生算一位（当时中国为数不多的数学博士，详见博文《名家博士论文 6 ：杨振宁先生之父杨武之教授博士论文 1928 年芝加哥大学》），这批中的理论物理学家，杨振宁罗列了三位：王守竞（1927 年哥伦比亚大学博士）、周培源和吴大猷（1933 年密歇根大学博士）。王守竞，王守武和王守觉兄弟院士的亲哥哥，在《名家博士论文 14 ：“一门六院士”中的“大王先生”王守武博士论文 1946 年普渡大学》中有提及。吴大猷，在《名家博士论文 2 ：中国的奥本海默之一朱光亚先生博士论文 1949 年密歇根大学》中有提及，是他带着朱光亚先生和李政道先生去米国学习原子弹制造技术的。杨振宁先生这批留学生，或许可以称之为第三代了。三代中国人接力，用了几十年的时间，抵达了世界科学的最前沿（不仅仅有杨振宁李政道获得了诺贝尔奖，还有不少比较优秀的科学家）。或许，改革开放后，中国陆陆续续恢复了留学，也同样需要三代人的努力？同样需要几十年？以再次抵达世界科学的最前沿！值得期待！