卢鹤绂：挑战爱因斯坦的人

王煜

    1941年，香港机场飞往大陆航班的安检处，一名年轻人被拦了下来，他穿了一件非常臃肿的大衣，在那个季节显得很不正常。安检人员起了疑心，一摸，大衣各处硬邦邦的，打开一看，大衣里密密麻麻全是插袋，里面是英文的物理研究书籍和资料。安检员还从来没见过带这么多书的。“正在打仗的时候回国，你真是连命都不要了，还要带这么多书？”这个拼死要回国，用教学和科研来抗战的人，就是后来被国际学界公认为“中国核能之父”“第一个揭露原子弹秘密”的卢鹤绂。

    卢鹤绂1914年6月7日生于辽宁沈阳一个知识分子家庭。在家庭的熏陶下，卢鹤绂从小热衷于钻研理工科学。1936年9月，卢鹤绂于燕京大学物理专业毕业，前往美国深造。

    1941年卢鹤绂放弃了在美国的优越工作条件和舒适生活，毅然回到了正在进行着抗战的祖国。他退出了自己与另外两名物理学家正在进行的课题，而不久后另外两位物理学家就凭该课题获得了诺贝尔奖。这也是为什么上世纪80年代，诺贝尔奖获得者、美国物理学家巴丁在上海科学会堂作报告时会说：“如果卢鹤绂当年留在美国的话，肯定会获得诺贝尔奖。”

    当时内地生活十分艰苦，为了讲授量子力学、近代物理、力学和地球物理探油术等课，他常常只能在点灯草的油灯下备课，在古庙里给学生讲课。在这样的环境中，卢鹤绂一边讲课，一边还密切关注国际学界的动向，能获得的学术杂志，他全部手写抄录下来。他于1944年在国内《科学》上发表的《重原子核内之潜能及其利用》一文，被学界认为是“第一个给中国读者全面介绍原子能物理知识及其应用”的科学著述。

    1945年8月，美国先后在日本广岛、长崎投下两颗原子弹，卢鹤绂预言“浓厚之能源”的“特殊之用途”得到应验。1947年，他在国内期刊上发表《原子能与原子弹》和《从铀之分裂谈到原子弹》，对原子弹的发明做了介绍。此文一出，被美国文献和专著广泛采用，国际学界轰动，卢鹤绂因此被称为“第一个揭露原子弹秘密的人”“中国核能之父”。

    新中国成立后，他进入到抽调全国院校教师办起来的绝密的“546培训班”任教。这是一个非常特殊的培训班：学员中有90名工程师，还有解放军的高级将领，包括日后的核基地司令。在后来的11位“两弹元勋”中，就有7位是卢鹤绂在“546培训班”的学生。

    1958年，培训班的任务结束了，许多师生分配到原子弹实验基地。如果卢鹤绂也到核弹基地，将来极可能成为钱三强式的人物。但是，卢鹤绂认为他所专长的基础理论，只有在大学才能发挥作用；他一辈子教书，希望回到复旦继续从事教育工作。1958年，卢鹤绂回到复旦讲坛。

    1980年，卢鹤绂当选为中国科学院学部委员（院士）。一直到晚年，卢鹤绂从未停止过在科研创新上的步伐。1995年，81岁的卢鹤绂与他的弟子王世明撰写的《对马赫原理的一个直接验证》在美国《伽利略电动力学》发表，该杂志的主编评价这篇论文：“开辟了挑战爱因斯坦的新方向。”这篇文章之前曾被美国《物理学刊》拒绝刊登，对此，卢鹤绂坦然说：“一般编辑部都不敢登这种文章，他们迷信爱因斯坦，怕人家说他们不懂物理学。”他不怕自己被人认为是疯子，关于这篇论文，他说，“我不过是把天空戳了一个洞罢了！”正当研究要继续时，卢鹤绂于1997年病故，为世人留下8大提纲44项研究进展，已发表的论文仅仅是他研究内容的十分之一。

    关于这项对爱因斯坦相对论的质疑，美国科学院在2002年投入巨资，用发射卫星的手段，深入这方面的实验。

    卢鹤绂除了是一名全球闻名的物理大师，还是著名的京剧票友。科学与艺术的结合，更增添了他的人格魅力。

    他对京剧的痴迷源于年幼时在舞台下的耳濡目染，入门完全是无师自通，唱功、演技都是听来的、看会的。他曾自豪地说，他不用任何准备即可登台上演40出谭派戏。

    有人问卢鹤绂为什么如此酷爱京剧，他回答说：“中国的传统京剧蕴含着人生哲学，它宣扬的忠孝节义、礼义廉耻，这些并非封建糟粕，我们绝对没有必要抛弃，因为它对社会安定只有好处，没有坏处。再说，繁忙紧张的工作之余，吟唱京剧，心情特别轻松愉快，不啻是种‘醒脑剂’。”

    正因为在科学和人文上的深厚积淀，卢鹤绂去世以后，美国休斯敦大学和明尼苏达大学均为他树立铜像，美国檀香山市还把每年的6月15日定为“卢鹤绂日”。近期，卢鹤绂百年诞辰之际，复旦大学也为其在校园里树立了铜像。在纪念大会上，复旦大学校长、中科院院士杨玉良说：“卢鹤绂先生不仅是学术的大师，同时是一个有故事的人，有情怀的人，这是最为珍贵的，是我们最为敬仰的。”

中德研究人员破解北京雾霾形成之谜

    ①中德两国研究人员21日说，他们破解了北京及华北地区雾霾最主要组分硫酸盐的形成之谜，发现在大气细颗粒物吸附的水分中二氧化氮与二氧化硫的化学反应是当前雾霾期间硫酸盐的主要生成路径。这一发现凸显在继续实施减排措施的同时优先加大氮氧化物减排力度对缓解空气污染问题的重要性。

    ②近年来，北京及华北地区雾霾频发。已有研究表明，硫酸盐是重污染形成的主要驱动因素。在绝对贡献上、重污染期间硫酸盐在大气细颗粒物PM2.5中的质量占比可达20%，是占比最高的单体；在相对趋势上，随着PM2.5污染程度上升，硫酸盐是PM2.5中相对比重上升最快的成分。因此，硫酸盐的来源研究是解释雾霾形成的关键科学问题。

    ③清华大学贺克斌院士和德国马克斯·普朗克化学研究所的程雅芳教授等人当天在新一期美国《科学进展》杂志上报告说，他们运用外场观测、模型模拟及理论计算等手段发现，在北京及华北地区雾霾期间，硫酸盐主要是由二氧化硫和二氧化氮溶于空气中的“颗粒物结合水”，在中国北方地区特有的偏中性环境下迅速反应生成。颗粒物结合水是指PM2.5在相对湿度较高的环境下潮解所吸附的水分。

    ④该结论与通常认为的硫酸盐形成机制有较大不同。现有基于欧美等地区的经典大气化学理论认为：硫酸盐主要是在云水环境中形成，由于云中的液态水含量远高于颗粒物结合水，通常高出1000到10万倍，所以与云水中的硫酸盐生成反应相比，颗粒物结合水中的反应可以忽略；理论计算还显示，在云水反应路径中，二氧化氮氧化二氧化硫生成硫酸盐这一路径的贡献也可忽略不计。

⑤而在北京及华北地区雾霾期间，一方面，由于颗粒物浓度大幅上升及静稳气象条件下相对湿度较高等原因，颗粒物结合水含量远高于经典情景，颗粒物结合水中的反应总量大大提升；另一方面，重度雾霾期间二氧化氮浓度为经典云水情景下的50倍以上，这直接改变了二氧化氮氧化路径的相对重要性。此外，北京及华北地区大量存在的氨、矿物粉尘等碱性物质使得当地颗粒物结合水的pH值远高于美国等地，呈现出特有的偏中性环境，而二氧化氮氧化机制的反应速率会随pH值上升而大幅提高。

    ⑥研究人员据此在论文中指出，优先降低氮氧化物的排放可能有助大幅降低中国雾霾中的硫酸盐污染水平。

    ⑦“该研究表明我国复合型污染的特殊性，”贺克斌院士对新华社记者说，“高二氧化硫主要来自燃煤电厂，高二氧化氮主要来自电厂和机动车等，而起到中和作用的碱性物质氨、矿物粉尘等则来自农业、工业污染、扬尘等其他来源。这些不同的污染源在我国同时以高强度排放，导致硫酸盐以特有的化学生成路径迅速生成，这也是重度雾霾期间颗粒物浓度迅速增长的主要原因之一。”

材料一：

    我国千百年的社会经济发展，孕育了众多具有浓郁民族特色、享誉国内外的老字号。据了解，建国初期我国约有1万多家老字号，分布在餐饮、零售、食品等众多行业。

    老字号承载着优秀的中华民族文化，是新时期开展诚信兴商的核心内涵和宝贵财富。但由于历史原因和体制转换的影响。我国老字子企业在发展中遇到许多新问题。部分老字号企业组织化程度低，技术、管理落后，市场开拓能力较弱。特别是长期以来，由于对老字号的重视和支持力度不够，缺乏合理的发展规划，老字号传统特色技艺和文化缺少必要的政策支持，这些都严重制约了老字号的发展。

（摘编自《关于保护和促进老字号发展的若干意见》）

材料二：

    目前商务部认定的中华老字号有1128家，发展良好的如片仔癀、稻香村等仅占20%—30%，受困于缺资全、缺人才和缺品牌三大问题，多数企业经营欠佳。以云南为例，该省老字号企业共计89 家，但只有38家实现持续3年盈利。

    老字号价值在老，出路在新，这个“新”不仅体现在对传统产品的改造上，还体现在发展理念的转型、销售方式的变化中。要创新理念、开阔视野，打破固有格局，多角度地提升老字号品牌的市场活力；要创新产品形态和营销模式，善于用互联网思维挖掘老字号的文化内涵。在知名度、忠诚度方面赢回顾客群。在“互联网+”的大潮中找到生存之道。

（摘编自《老字号价值在老，出路在新》.2017年6月22日光明日报）

材料三：

    “中华老字号”的招牌和“非遗”文化赋予老品牌新的增长点，但其传承百年的生命力归根结底还在于久经考验的制作技艺，正如同仁堂古训所言：“炮制虽繁必不敢省人工，品味虽贵必不敢减物力。”中华老字号传承百年有其坚守，在传承中不断创新，诚信严谨，追求卓越品质；品牌新星上榜百强有其专长，稳健中开拓进取，用人才，重服务，讲诚信、担责任。不管是老字号还是百强企业，透过各家官方网站上关于企业文化的相关介绍，我们可以发现，“创新、诚信、卓越”的共同价值观是中国品牌永不褪的底色。

（摘编自《从“老字号”到“百强企业”，看中国品牌本色》，2017 年5 月10 日新华网）

材料四：

    在调查中发现，部分消费者对所属本地的老字号品牌比较熟悉。但对于其他城市的认知度却偏低。对于国外老品牌，消费者的认知度较高。中华老字号品牌与国外老品牌相比的不足，大多在于传播、推广、销售上缺乏延展性与国际化发展策略，使得品牌不断老化，国外老品牌有90%经过品牌延伸来重塑品牌形象，恢复、提升品牌活力。

    消费者对中华老字号的印象仍停留于老字号的“传统”上，未能直观地感受老字号的发展与创新，据统计，最能直接吸引改变消费者的途径是通过创新来重塑视觉形象实现品牌的崛起。在中华老字号的改造和创新中可以系统而又规范化地重塑品牌视觉形象。结合多元化传播推广模式。全面塑造、提升品牌形象。

（摘编自周怡洁《中华老字号品牌的形象重塑》）

天津的开合桥

茅以升

    开合桥就是可开可合的桥，合时桥上走车，开时桥下行船，一开一合，水陆两便，是一种很经济的桥梁结构。但在我国，这种桥造得很少，直到现在，几乎全国的开合桥都集中在天津，这不能不算是天津的一种“特产”。南运河上有金华桥，于牙河上有西河桥，海河上有全钢桥、全汤桥、解放桥。这些都是开合桥。为什么天津有这样多的开合桥呢？

    对陆上交通说，过河有桥，当然是再好没有了。但是河上要行船，有了桥，不但航道受限制，而且船有一定高度，如果桥的高度不变，水涨船高，就可能过不了桥。要保证船能过桥，就要在桥下预留一个最小限度的空间高度，虽在大水时期，仍然能让最高的船通行无阻。这个最小限度的空间高度，名为“净空”，要等于河上航行的船的可能最大高度。根据河流在洪水时期的水位，加上净空，就定出桥面高出两岸的高度。如果河水涨落差距特别大，如同天津的河流一样，那么，这桥面的高度就很惊人了。桥面一高，就要在桥面和地面之间造一座有坡度的“引桥”，引桥不仅增加了桥梁的造价，而且对两旁的房屋建筑非常不利。这在城市规划上成了不易解决的问题。这便是水陆文通之同的一个矛盾。为了陆上交通，就要有正桥过河，而正桥就妨碍了水上交通；为了水上交通，就要有两岸的引桥，而引桥又妨碍了陆上交通，因为上引桥的车辆有的是要绕道而行的，而引桥两旁的房屋也是不易相互往来的。在都市里，除非长度有限，影响不大的以外，引桥总是一种障碍物，应当设法消除。开合桥就是消除引桥的一种桥梁结构。天津开河桥多，就是这个原因。

    开合桥的种类很多，一种是“平旋桥”，把两孔桥联在一起，在两孔之间的桥墩上，安装机器，使这两孔桥围绕这桥墩在水面上旋转九十度，与桥的原来位置垂直，让出两孔航道，上下无阻地好过船。一种“升降桥”，在一孔桥的两边桥墩上，各立塔架，安装机器，使这一孔桥能在塔架间升降，就像电梯一样，桥孔升高时，下面就可以过船了。一种是“吊旋桥”，把一孔桥分为两叶，每叶以桥墩支座为中心，用机器转动，使其临空一头，逐渐吊起，高离水面，这样两叶同时展开，就可让出中间通道，以便行船。一是“推移桥”把一孔桥用机器沿着水平面拖动，好像拉抽屉是一样，以使让出河道行船。

    开合桥桥面不必高出地面，不用引桥，但开时不能走车，合时不能通船，水陆交通不可同时进行。特别是，桥在开合的过程中，既非全开，又非全合，于是在这一段时间里，水陆都不能通行，这在运输繁忙的都市，如何能容许呢？因此，在桥梁史上，开合桥虽曾风行一时，但在近数十年来，就日益减少了。

    那么，开合桥怎样才能更好地服务呢？应当说，有几种改进的可能：一是将桥身减轻，改用新材料，使它容易开动；二是强化桥上的机器，提高效率，大大缩减开桥合桥的时间；三是利用电子仪器，使桥的开合自动化，以期达到每次开桥时间不超过3分钟，如同十字道口的错车时间一样。这些都不是幻想，也许在不久的将来就会实现。

（有删改）

材料一：

随着人类活动的扩大和环境污染的加剧，保持生物多样性已经成为全人类不容忽视的问题。为了保持和延续生物的多样性，世界许多国家已经开始采取有效措施。在我国，有着自己的植物诺亚方舟——中国西南野生生物种质资源库；在英国，有一个名叫千年种子库的保护中心，珍藏了来自各大洲的众多稀有物种；在挪威，有一个目前最安全的种子基因库——“斯瓦尔巴全球种子库”，其基因储备是全球粮食安全的最后一道防线，为确保生物多样性提供了无限可能。

抢救和保存农作物的遗传资源，如种子，可以维护农作物的多样性。现在世界各国高度重视，大多有了自己农作物的基因库。有的种子基因库搞得非常好，但有的还不能确保粮食种子的安全。特别是遭遇大的天灾人祸，如地震或战争时，当地的基因库就可能被毁于一旦。

所以，为了做到永久安全地保护全世界农作物的多样性，就需在地球上最安全的地方备份人类所有的优良农作物种子，以防万一。即使当地种子库被毁了，也可再用这些异地储藏的种子重新启动当地的农业生产。“斯瓦尔巴全球种子库”，是确保全球粮食安全的最后一道防线，被称为“末日种子库”。

（摘编自徐峰《种子基因：延续生命的诺亚方舟》）

材料二：

为了保护野生植物资源，科学家想出了建造植物“诺亚方舟”的方法，将野生植物的种子提前保存起来，以备不时之需。现在，很多国家都在努力建设自己的种子库。而坐落于云南昆明的中国西南野生生物种质资源库，是我国重大科学工程、亚洲最大的野生生物种质资源库。

种质资源是指有活力、有生命力、可以传递给后代的遗传资源，如植物的种子。种子大约出现在3.6亿年前，是陆地植物在与环境相互适应的过程中不断演化出的高度复杂而精妙的结构，包含植物的全部遗传信息。通常，成熟的种子会在适宜的条件下开始萌发。但有时，种子也会因进入休眠状态而无法萌发。造成种子休眠的原因大致分为两种：一种是种子自身的原因，如胚还需要继续发育或被种皮密封而未能获得足够的水分和空气；另一种则是外部原因，种子已充分成熟，只因环境不具备萌发所必须的条件而被迫处于暂时停顿状态。这两种因素既可以单独作用，也可以复合作用，使种子进入不同深浅程度的休眠状态。种子的休眠特性是一种植物特有的生存策略，可以让植物更好地适应环境，在最适宜的条件下萌发生长。正是因为这一特性，才使建立种子库、通过保存种子来保护植物多样性的方案成为可能。

为了保证种子能长久保存，首先要尽量采集成熟度较好且饱满度较高的健康种子。种子采集通常从容易采集的区域入手，逐渐延伸到更偏远的地区。种子被采集回来后，还要对其“验明正身”，核查种子与标本、数据表、DNA材料、照片等是否一一匹配，并初查种子的质量状况。其次，要创造适宜的条件将种子保存起来，尽可能使它们“延年益寿”，以便日后需要的时候再次利用。对于大多数种子而言，高温高湿环境会加速其萌发过程，促进种子的呼吸作用，加速物质代谢，也会导致出现霉变等问题。相比之下，种子更喜欢干燥低温的贮藏环境。大量实践数据表明，在一定的范围内，种子的含水量每降低1%或储藏温度每降低5℃，种子的储藏寿命可延长一倍。实际操作中，种子会被放置在空气相对湿度为15%的干燥间进行脱水，这样做是为了让种子的含水量下降到安全范围之内。如果种子的含水量超过安全范围，过多的水分就可能成了种子的“心腹之患”，在低温下形成大冰晶，破坏细胞膜结构，导致种子失去活性。

保存种子最重要的意义，是为了将来有一天能够重新使用，也就是把“沉睡”的种子“唤醒”，使原本处于休眠期的种子正常萌发。为此，要周期性地给种子做萌发实验。一般情况下，在种子送入冷库一周后，就可进行初次萌发实验，萌发率在75%以上即视为合格。接下来，每隔5～10年，就要从冷库中取出一部分种子进行萌发实验，监测种子的活力情况。

理论上，对于冷库中处于休眠状态的种子，只要打破休眠条件，就能刺激种子萌发。但实际上，经过干燥、低温保存后的种子，也可能会出现一些特别的反应。比如一种叫白楸的植物，它的种子冷藏后便不能萌发。遇到这种情况，研究人员会先利用能将活细胞代谢产物染色的化学试剂进行染色实验，判断种子是否还具有活力。染色结果显示，白楸种子并没有失活。切片观察后发现，原来白楸种子的含油量特别高。冷藏之后，种子细胞内的油脂发生凝固，而在进行萌发实验的25℃的条件下，凝固的油脂没有熔化。当把环境温度升高至45℃时，种子细胞内的油脂仍处于凝固状态。随着温度的继续升高，种子才逐渐萌发。简单地说，这类种子被冻僵了，需要给它“泡热水澡”，才能够苏醒过来。

另外，还要充分考虑植物原始的生长环境。比如，青藏高原的昼夜温差大，所以要把来自这一地区的种子放在培养箱里面，模拟白天温度高、晚上温度低的环境，通过变换温度，让它们能够萌发。

总之，我们希望种子能在种子库中一直“沉睡”，又希望它们在需要的时候能被轻松“唤醒”。这一点无论对种子还是对现有的保存技术而言，都充满挑战。直到现在，种子库中还有某些种子处于“一睡不醒”的状态，试过多种办法仍不能使其萌发。但这也正是物种保护工作的乐趣之一——通过工作中观察到的各种现象，进一步了解自己要保护的对象，窥探大自然的秘密。

（摘编自谭治刚蔡杰《种子库：植物的“诺亚方舟”》）