江仁壽\\(1906—1988\\) ，中國近現代物理學家、教育家。20 世紀 30 年代曾留學英國倫敦大學理學院\\(University College London\\) 研究物性學，師從葡萄牙裔物理學家安德魯德 \\(AndradeE． N． da C，1887—1971\\) 教授從事液態金屬黏滯性研究，1936 年獲該校博士學位后歸國。歷任武漢大學、復旦大學、西北大學等校教授、物理學系主任。江仁壽從業于分子物理學研究，主要從事液態金屬黏滯性、表面張力與熔點關系和熔點滯性與熔點張力的關系等方面研究，在國內較早進行非平衡統計物理研究，為推動非平衡態統計物理研究做出了積極貢獻。然而迄今為止，關于江仁壽及其物理學貢獻方面的研究文獻寥寥無幾，武漢大學校史、西北大學校史等就江仁壽生平及教學經歷僅作概括綜述，而對其留學生活、科學成就、教學研究等方面較少涉及。本文在大量原始資料搜集、整理、分析及前人研究成果的基礎上，就江仁壽的生平概要、金屬黏滯性研究進行較全面的論述，以紀念他從事中國現代物理教學和科研 60 載所做出的貢獻及其影響。
1、 生平與教育經歷
江仁壽 1906 年 1 月 15 日生于安徽省歙縣南鄉一個偏僻的山村———皋經村，1988 年 4 月 4 日病逝于西安，享年 82 歲。
Fig． 1 Jiang Ren-shou\\(1906 － 1988\\)1． 1 童年啟蒙與中學教育\\(1906—1922\\)江仁壽，小名江福保，安徽歙縣人。歙縣自隋以后的 1300 多年間一直是郡州府治，尤其是宋以后徽商的發展帶來了文化繁榮。江家數代為農，至祖父江世孝時只能勉強度日，江仁壽父親江養芝為養家糊口開始在浙江嘉興經商，家境開始寬裕，遂在徽州和浙江都買了宅子，家境尚稱殷實。江仁壽幼時身體較弱，但任性、頑皮，好勝心和優越感強，由于是父親老來得子\\(江仁壽出生時父親已經 50 歲\\) ，祖父和祖母徐氏對他溺愛有加，常和頑童在村里打架鬧事，桀驁不馴。
江仁壽 9 歲上私塾，11 歲時家里專門給他請了秀才教習書法和作文，由于老師生動的典故講解及登峰造極的點化讓他倍感讀書之樂，日夜孜孜不倦，習字和作文進步很快。13 歲時，父親帶他接受新式教育，遂遠離家鄉到嘉興新單高小讀書。其時正值 1919 年巴黎和會，英、美、法庇護日本，軍閥政府賣國求榮，北京大學學生上街游行，五四運動迅速影響到全國。嘉興雖是個小鎮，卻常有進步學生到鄉間宣傳，國難當頭，學校師生亦開始聲援。這一時期，教師常常上午在課堂上向學生講解國家面臨的帝國主義侵略及“挽救之道”，下午學生們再到鄉間宣傳，江仁壽參與其中，小小年紀開始意識到國家遭外強入侵、政府腐敗，接受到思想教化的啟蒙，并開始對帝國主義及反動政府有所認識，對當時提倡的科學救國、學術救國深信不疑，并立志學習科學報效國家。
中學一年級時，江仁壽開始學習英語和代數，與小學四書五經的八股文及修身課相比，學習興趣大大提高。在校期間，他常常聽到老師說上海大同學院\\(大同大學前身\\) 數理學辦得好，所以不等中學畢業，1922 年，江仁壽即至大同大學數理專修科插班學習。
1． 2 大學教育\\(1922—1928\\)
大同學院始建于 1912 年，是清華學堂教師胡敦復\\(1884—1978\\) 、平海瀾\\(1885—1960\\) 等因不滿清華學堂外國主事者的辦學方式而在滬籌辦的。大同學院是一所獨立自主的學校，以“研究學術，明體達用”為宗旨。學生按科分班，多讀理工科課程，教學內容和教學方法新穎，教學成績顯著，在社會上產生較大影響，以至當時社會無人不知“大同之敦復先生”者，并稱胡敦復為“中國第一流教育家”。
大同學院 1922 年 9 月改稱大同大學。除專修科和普通科外，增設大學科。學校注重英文教學，教材選用國外原版，數理練習多，學生忙于理科演練和實驗，以“學術救國”和培養“君子之風”為目標。江仁壽與姚啟鉤\\(以后的華東師范大學物理學教授\\) ，鄭昌時\\(以后的同濟大學物理學教授\\) ，錢臨照\\(以后的中國科學院教授\\) 等經常在一起研究學問，很少關心政治活動。他后來回憶到，大同大學對他影響最深的教師是胡明復\\(1891—1927\\) 及嚴濟慈\\(1900—1996\\) 兩位教師。
胡明復是胡敦復的同胞兄弟，是我國第一個獲得數學博士學位的留美學生。嚴濟慈是著名的物理學家、教育家，1923 年夏，他從南京高等師范學校畢業，獲理學學士學位。同年自費赴法國巴黎大學學習，在著名物理學家夏爾·法布里\\(CharlesFabry，1867—1945\\) 實驗室從事研究工作，創造性地采用單色光干涉法，精確測量了 40 多年來尚未解決的居里壓電效應“反現象”，即石英在電場下的形變實驗研究。江仁壽深受兩位數理學者的教導和熏陶，稱贊“胡先生對教學工作認真負責，善于用生動的語言講述深奧難懂的概念和問題，他的講演深受學生們歡迎?！睂罎认壬?，他評價其“數理知識淵博，善于啟發引導學生，使學生對科學產生興趣和快慰?！?/p>
1928 年，江仁壽畢業后承嚴濟慈老師的推薦留校擔任助教。1929 年，調任浙江大學工學院助教 1 年。同年，行政院頒布新的留學政策，嚴格限定資格，注重應用科學以造就專門技術人才。1930 年暑假，江仁壽參加安徽省教育廳第二屆公費留學考試并被派往英國留學。
1． 3 留學教育\\(1930—1936\\)
1930 年 9 月，江仁壽由巴黎赴倫敦。他原打算去劍橋大學學習，但劍橋大學高昂的學費讓他徘徊。此時，嚴濟慈經由巴黎大學法卜利教授的介紹在倫敦大學物理系參觀訪問。嚴濟慈便將江仁壽推薦給安德魯德教授，進入倫敦大學理學院。
當時的倫敦大學共有 40 多個學院\\(College\\) ，每個院都有文、理、法、商系及研究所。其中理學院\\(University College\\) 、皇家學院\\(Kings College\\) 和帝國學院\\(Imperial College\\) 是最好的，而且對學生的要求也特別嚴格。
1910 至 1930 年，留學英國倫敦的中國學生寥寥無幾，與江仁壽關系很要好的霍秉權在理學院學習一年后，轉入劍橋大學師從威爾遜教授，他改進威爾遜云室并提高了云室的功能，成為我國首批從事宇宙射線、高能物理和核物理研究的物理學家之一。1934 年，徐賢恭\\(1902—1994\\) 、錢臨照\\(1906—1999\\) 、戴禮智\\(1907—2007\\) 等留學倫敦大學，尤其是錢臨照、戴禮智與江仁壽同在一個實驗室，一起學習和討論物理問題，對江仁壽影響最大。
留學第一年，江仁壽主要跟隨理學院物理系本科生上課，系統學習了熱學、物性學、電磁學及原子物理學等基礎學科，每周還要在實驗室忙 3個下午的實驗。1931 年秋，江仁壽順利通過了畢業考試取得碩士入學資格，轉入 Carey Foster 物理實驗室工作。導師安德魯德當時的研究涉及諸多課題，如金屬單晶范性、黏滯性、聲學、脆裂等研究。導師一開始打算讓江仁壽從事聲學研究后從事液體黏滯性研究與測定。當時，實驗室很是簡陋，測定液體黏滯性裝置只有一個球形玻璃瓶，裝水后懸掛作旋轉振動，觀察周期和衰減來計算黏滯系數。他每天泡在實驗室里，熟悉實驗儀器、實驗過程及實驗影響因素分析，利用一個多學期的時間，自己設計了一個簡單便捷的儀器并摸索著裝置完成，對測定液體黏滯系數的理論和實驗有了自己的見解。1932 年，安德魯德教授帶來一些精密的實驗儀器，江仁壽重新設計改造幾個關鍵問題。在安德魯德教授精心指導下，對儀器進行改進和設計。該實驗裝置設計合理、巧妙，為了準確計算慣性桿的轉動慣量，還請來專業人員對慣性桿和圓盤直徑進行了精密測量?；诖?，江仁壽完成了《運用封閉容器中流體振蕩對黏度測定新法》\\(On the Determination of Viscosity Byoscil-lation of a Vessel Enclosing Fluid\\) 的碩士學位論文，取得該校理科碩士學位。論文發表在《英國物理雜志》\\(即 Proc． Phys． Soc． 1936，48 － 247\\) 。
江仁壽在這 3 年里，邊實驗邊學習理論知識，還自學了流體力學理論知識，掌握了真空技術及吹玻璃等技術。江仁壽對導師安德魯德教授非常感激，認為正是他的指導為自己指明研究的方向和目的，他在論文中提到: “安德魯德教授的研究指導最為重要和得當，令我永遠崇敬并感激?！?/p>
1933 年冬，江仁壽在前期奠定的實驗基礎上開始了博士學位階段的學習。為了使實驗能適用于高溫和真空條件，他測定了液態堿金屬的黏滯性，改進了設計方案，利用改進的實驗裝置測定了液態鈉和鉀的黏滯性，完成了《液態金屬鈉和鉀的黏度》\\(Viscosity of Liquid Sodium and Potassium\\)的博士學位論文。實驗結果測得: 鈉和鉀在熔點時的黏度值分別為 0． 006 3 Pa·s 和0． 005 2 Pa·s，實驗值分別為 0． 006 95 Pa·s 和 0． 005 37Pa·s，實驗結果證明了在熔點處，鈉、鉀黏滯性符合安德魯德的黏度公式
該測量值在國際上一直被公認和采用。
1． 4 歸國后的物理學教育生涯
1936 年歸國后，江仁壽歷任武漢大學、復旦大學和西北大學物理系教授。其間曾兼任中山大學、暨南大學教授，為新中國的教育事業和物理科學研究做出了重要貢獻。
1． 4． 1 執教并建設武漢大學物理系 \\(1936—1946\\)
1936 年 4 月，江仁壽經霍秉權介紹到武漢大學物理系任教，擔任力學、物性學教學及實驗。后由于“七七事變”爆發，日寇全面侵華，武漢大學于 1938 年遷四川樂山，江仁壽任物理系主任。由于敵人的狂轟濫炸和學校的搬遷，造成了物理系很多實驗器材破損，導致諸多課程無法正常開展。他和同事們堅持武大辦學傳統，在艱苦環境中為物理系學生開設了熱學及熱力學、物性學和理論力學等課程。據當時聽他講課的林應茂老師回憶說: “江仁壽講課內容精煉，簡明扼要，符合少而精的原則……板書條理分明，容易記、容易學，話語不多但不失幽默，引人入勝?！?/p>
為了適應戰時國家對物理人才的急需，教師在教學中堅持知識方面探求高深理論，技能方面加強實際本領的培養，重視基礎理論與實驗的緊密結合。
當時物理系儀器和設備損失嚴重，江仁壽就與其他教授們共同購置了部分廉價實驗儀器的部件，然后動手加工成為物理實驗室的實驗裝置，解決了學生進行力學、熱學、光學和電磁學等方面實驗的急需。
1． 4． 2 執教復旦大學\\(1949—1955\\)
1949 年暑假暨南大學停辦，江仁壽應復旦大學數理系主任的邀請，任復旦大學物理系教授、副主任，擔任熱學及理論物理教學。當時復旦數理系的實驗儀器利用率不高，實驗結果不夠準確。江仁壽與戴樂山老師利用課余時間修舊利廢，陸續設計并改裝了 8 套熱學實驗儀器，制成了“電阻溫度計”模型1 個，學生可以在實驗室完成 18 個實驗，極大地促進了熱學實驗室的建設。復旦大學?？浴翱朔щy改進教學，物理系自制熱學實驗儀器”為題，對他們的工作給予肯定和表揚。
1949 年 12 月，江仁壽受邀參加中國科學工作者協會上海分會與中國科學社聯合舉辦的第三次物理座談會，本次會議的題目是“自然科學與辯證法”。江仁壽在會上發表了自己對“辯證法與自然科學”的認識。他認為“宇宙是整體分不開的，絕沒有孤立之物，沒有超然物，所以我們必須著重聯系觀念; 物體存在內在矛盾，沒有單純的機體，所以必須著重組織觀念; 矛盾發生物有對立兩性質，或物必有兩性。我們需要應用此原則發現新事實?！睍h主持者陸禹巖對江仁壽的看法進行總結，認為江仁壽著重于聯系，不片面孤立看世界是非常重要的。他提出自然界一切事物斷沒有孤立存在著的，人類的行為都是受行為執行者的觀念支配的，觀念正確與否直接影響到行為的結果。事實上，自然科學研究的進展是自然辯證法的重要生長點，同時自然科學的發展離不開自然辯證法的指導，二者是相互作用，相互促進，共同發展。
1. 4. 3 建設西北大學物理系 \\(1955—1988 \\)
1955 年，江仁壽響應黨的號召離開復旦大學支援西北，放棄了在復旦大學豐厚的待遇，來到西北大學任教，此舉動獲得了“陳毅市長的大力贊揚”。20 世紀 50 到 60 年代初，高校深受極左思潮的影響，一系列的政治運動干擾了高校的正常教學秩序。此時的江仁壽不受外界干擾，依舊埋頭書案，在校內開設了原子物理學、統計物理學和氣體分子運動論等課程，并編寫了《理論力學》、《氣體分子運動論》等講義，同時編寫了適合本系各個專業使用的教材及相關講義，希望通過這些材料可以讓學生更好更快地了解和認識所學內容，使得物理系從基礎課、專業基礎到專業課形成一批比較精干的老、中、青相結合的教師梯隊。在此時期，西北大學物理系培養出一批院士，如侯洵\\(1936—\\) 、張殿琳\\(1934—\\) 等人。1966 到1976 年 10 年動亂，由于取消了高考制度，同時也破壞了教學與科研秩序，什么“任務帶動學科”、“三機一泵代替物理課”等等，摧殘了教育事業，嚴重挫傷了知識分子的教學熱情，江仁壽被關“牛棚”、挨批斗，遭受打擊。1976 年，打倒“四人幫”之后，教育事業獲得重生，十一屆三中全會的正確路線，激勵起江仁壽積極指導和帶領中青年教師開拓非平衡態理論研究的新領域。1976年江仁壽退休，決定回家安享晚年。1979 年西北大學征求江仁壽意見，能否繼續任教，他欣然答應決定返校繼續任教，繼續為國家努力培養人才、搞科研活動，直到 1988 年逝世于西安。
2、 金屬黏滯性研究
在大學期間，嚴濟慈等老師培養了江仁壽在研究過程中善于發現問題、解決問題的良好習慣。
留學期間，他跟隨安德魯德教授從事液體黏滯性的研究工作，改裝了亥姆霍茲的旋轉實球振動法，并用改裝的方法對液體金屬鈉和鉀的黏滯性進行測量和研究，測出的數據在國際上被公認和采用?；貒?，他繼續從事液態金屬黏滯性和金屬液體熔點表面張力與熔點關系等方面的科學研究。
2． 1 慣性棒的雙線懸掛球測定液體的黏滯性液體黏滯性是反映液態金屬流體力學的基本特征，是金屬熔體的重要物性參數之一。研究金屬黏滯性不僅可揭示黏滯性的物理機制，而且對材料制備具有重要的實際意義。歷史上，測量液體黏滯性最早采用流逸管法，但這種方法卻不能用于測定與常溫流體不同的液態金屬的黏滯性。
1860 年，德國的物理學家亥姆霍茲和俄國的皮奧特羅夫斯基\\(Piotrowski，1876—1929\\) 一起設計了雙線懸掛旋球法，用這個裝置可以測量大范圍溫度液體金屬的黏滯性，使液體黏滯性的方法有了歷史性的轉變，但這種方法依舊存在很大的誤差。
為了減小金屬黏滯性測量的誤差，江仁壽在導師指導下，通過對雙線懸掛旋球的研究，發現電磁起動法后，實驗儀器轉動會帶動其他裝置擺動從而影響測量的精確度。如果改進裝置使外部阻尼減小到可忽略不計，則數據的精度會大幅度提高。于是，江仁壽對實驗裝置進行改裝，決定采用機械裝置。他設計了帶有慣性棒的雙線懸掛球球形容器\\(實驗裝置如圖 2 所示\\) ，由于慣性棒能避免容器發生任何擺動和轉動，因此，在容器內部裝上待測液體，采用照相記錄容器扭振幅度的方法，就可以共振振幅衰減來計算液體的黏滯性。運用改進的方法對水的黏滯性進行測量，測量結果與國際測定常數誤差約在理論值的 0. 5% 以內。與傳統的方法相比較，對黏滯性的測量采用改裝的裝置不僅操作簡單、誤差小，而且可以適用于高溫、高壓實驗，且不需要考慮傳統方法所需的修正，測量方法具有更高的精確度。
2． 2 液態金屬鈉鉀合金黏滯性研究回國后，江仁壽一邊從事教學，一邊指導學生或者青年教師進行科研活動。1960 年，他指導青年教師和研究生采用慣性棒的雙線懸掛球測量法對液態鈉鉀合金的黏滯性進行測量\\(實驗裝置如圖 2\\) ，完成了合金 NaK 的黏滯性和液態合金 Al－ 4. 5Cu 的黏滯性研究。
合金 NaK 的黏滯性實驗是在 300℃的溫度范圍內測量液態合金的黏滯性。他們采用空球法對3 種 NaK\\(K 含量為 49% ，51% ，74% \\) 樣品在 0 ～350℃ 間的黏滯性進行了測定?？涨蚍ㄊ前芽涨蜓b滿液體懸掛起來，讓它在真空中作衰減振動，通過記錄空球的對數衰減確定黏滯性。這種方法在理論和計算上較復雜。但是，對化學性質活潑的鈉鉀合金而言，既便利又可靠，是對單質堿金屬黏滯性的重要發展。實驗結果表明: 對所測的 3 種成分和所用溫度范圍而言，鈉鉀合金完全遵守安德蘭規律，即η = BebT。
其中 η 是液體的黏滯性; T 是振動的周期; B，b 為常數。
后來，他的學生還將液態合金黏滯性研究推廣到非平衡黏滯性的研究。田蔭棠等對 Al-4. 5Cu 液態合金的平衡黏滯性與過熱后的非平衡黏滯性進行了實驗研究。他們用空球法對 Al-4. 5Cu 合金處于液固共存時的黏滯性進行了考察，實驗給出了 Al-4. 5Cu 合金液相線溫度以上的黏滯性和不同過熱度下的黏滯性。研究結果表明，Al-4. 5Cu 合金在液相線溫度以上的平衡黏滯性遵從 Fulcher-Vogel 規律，Al-4. 5Cu 液態合金的黏滯性與合金的結構弛像相關，固液共存態的 Al-4. 5Cu 合金具有觸變性行為?？涨蚍軐ζ渥畲箴运鶎臏囟纫约肮滔啻畛煞€定網狀組織流動性完全喪失的溫度做出判斷。
3、 結 語
江仁壽出生在晚清封建社會，接受過舊式私塾教育和民國新式教育，20 世紀 30 年代赴英國攻讀博士學位，40 年代歸國后曾先后在幾所重點大學任系主任，為我國高等院校物理科學基礎理論和實驗室建設，為培養中青年教師隊伍，開拓新學科的研究領域做出了重要貢獻。1949 年后，他扎根西北大學物理系執教 30 多個春秋，開設了原子物理學、統計物理學和氣體分子運動論等專業課程，培養了一支老、中、青相結合的專業教學團隊，指導學生和青年教師從事實驗研究，教育熏陶了幾代人，默默地為新中國的教育事業和物理科學研究做出了貢獻。
江仁壽專于分子物理學研究，設計了慣性棒雙線懸掛球測定液體的黏滯性的實驗裝置，并且首先用它精確地測定了液態金屬鈉鉀合金及液態堿金屬的黏滯性，并對液體金屬鈉鉀合金黏滯性進行研究，采用空球法實驗得到安德蘭公式，并將此方法推廣到非平衡態研究，在國內較早進行非平衡統計物理研究，為不同學科開展非平衡態理論起到引導作用，推動了我國非平衡統計物理理論的發展，在中國近代物理學發展和近代高等教育發展中具有重要意義。
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