芶清泉

1917年4月14日出生於四川省邛崍縣。幼年喪父，由其母撫養成人。他有兄、弟、妹四人，行二。曾先後在大邑縣與崇慶縣念小學，自幼喜歡畫國畫。

1932年，考入四川有名的成屬聯立中學（現名成都石室中學）學習。該學校對數理化課程很重視，教師能力很強，培養了他對數理化的濃厚興趣。課餘時，他看了很多這方面的參考書，培養提高了自學和獨立鑽研的能力。曾對k乘方數等和問題進行了研究，推證了10多個定理，受到老師們的重視。在高中時期，他曾與同班同學李蔭遠、周光埛、李文彬等創辦了《科學的中學生》刊物，鉛印全國發行，印刷費全由同學們節省零花錢籌集。在高三時，又組織了“中國青年自然科學會”，聯合有志於科學的青年，共同為發展科學事業而奮鬥。他立志要研究科學、發展科學事業的思想，在中學時期就形成了。

1938年，他考入中央大學物理系。抗日戰爭初期，中央大學全部人員和設備從南京沿長江而上，搬到重慶沙坪壩繼續辦學，沒有受到什麼損失，因此是當時國內圖書儀器最齊全、教授眾多、規模最大的大學。他在這裏主修物理，同時還選修數學系的全部主要課程，曾參加大學數學論文比賽，獲第二名。

1942年大學畢業時，因學習成績優秀，被留校任助教。

1944年，他轉到昆明西南聯合大學物理系作助教，同時在昆明北京大學理科研究所工作，在著名學者吳大猷的指導下，從事拉曼光譜的實驗研究和原子結構與原子碰撞理論的研究。同年，與吳大猷聯名在《中國物理學報》外文版上發表了題為《氦原子2S21S態的赫羅拉士式波函數》的論文，在國際上較早報道了關於氦原子雙激發態的精細計算。

1946年北京大學由昆明遷回北平（今北京），他在北京大學任講師，繼續從事原子與分子物理的研究工作。不久又在《中國科學社論文專刊》外文版上發表了《以電子碰撞產生雙K電子離化的量子力學幾率》一文，這是國際上最早報道電子碰撞產生雙K電子離化的論文。

1952年建起了東北人民大學（吉林大學前身）物理系，他任物理系副主任，並先後兼任金屬物理、磁學、普通物理及固體物理教研室主任。長期以來，他一邊教學，一邊搞科研，在原子分子物理、固體物理、高温高壓物理及物理力學方面作出了成績，推動了學科的發展。

1960年，在芶清泉的推動和參與下，成立了中國科學院東北物理所（長春物理所的前身），他兼任所長。同時，他還兼任中國科學院金屬研究所學術委員會委員。

1962年，國家以聶榮臻副總理的名義聘請他為國家科委物理學科組和冶金組的成員，並任中國科學院東北分院院務委員，參與制訂國家科學十年發展規劃的補充規劃。

1977年，他負責制訂了我國第一個原子與分子物理發展規劃。

1978年春天，全國科學大會在北京召開，芶清泉的人造金剛石合成機理的研究成果在大會上獲獎，並被評為先進個人。同年，在全國力學規劃會上，他又主持制定了我國物理力學的發展規劃。

1979年，受教育部的委託，他在吉林大學組建了我國第一所原子與分子物理研究所，並擔任所長。在3年內培養了16名原子分子物理的研究生，為我國的原子與分子物理及物理力學的發展打下基礎。

1981年芶清泉被評為原子與分子物理專業的首批博士生導師。

1983年芶清泉調到成都科技大學，經過幾年的奮鬥，創建了高温高壓物理研究所，任所長，後擴充為高温高壓與原子分子科學研究所，側重研究高温高壓下的原子分子狀態、相互作用過程及新材料的原子分子設計和高温高壓合成，並在此基礎上，大力開展了物理力學問題的研究。自1983年以來，他一直是中國物理學會原子與分子物理專業委員會和中國力學學會物理力學專業委員會的主任委員及四川物理學會理事長，為推動原子與分子物理和物理力學的研究與學術交流做了許多重要的組織工作。

1985年芶清泉獲得了高温高壓與原子分子科學這一學科博士授予權，後又被評為培養博士的重點學科點。他培養了13名博士生，其中有9名已獲得博士學位。此外，他還帶領其他教師先後共培養了近百名碩士生。

1986年11月，芶清泉在成都科技大學主持召開了中國力學學會第二屆全國物理力學學術會議，參加的人數達100多人，提出的報告有60多篇，內容也比較廣泛，它標誌了這門學科開始興旺起來了。會上成立了專業委員會，芶清泉被選為主任委員。

四川大學終身教授，著名的物理學家、傑出的教育家、我國原子與分子物理學科創始人芶清泉先生，因病醫治無效，於2011年6月30日18 時在成都與世長辭，享年95歲。 ^[1] 

科學成就

物理力學是著名力學家錢學森於50年代初提出和建立起來的一門新興交叉學科。它研究宏觀力學現象的微觀理論，是近代力學的一個分支。其目的是從構成物質的微觀粒子（原子、分子等）的結構和相互作用出發，找出介質及材料力學性質等的計算方法，並對力學過程的微觀機理進行研究，使力學問題的解決建立在微觀分析與計算的基礎上。由於近代尖端科學技術的發展，提出了高温、高壓、超高壓條件下的材料性質問題和材料在各種射線作用下行為的問題。這些問題不能完全靠實驗的方法來解決，而急需建立在理論計算的基礎上。此外，還需要由微觀結構設計工程上需要的介質和材料。因此，要解決好物理力學問題，沒有很好的原子分子物理基礎是不行的。為了進一步發展物理力學，原有的原子與分子物理並不夠用，尚須針對物理力學發展的需要發展應用原子分子物理。為此目的，芶清泉於60年代初就組織人力長期、系統地開展了原子結構、相互作用及原子碰撞的研究工作，為物理力學的進一步發展打下了良好的基礎。

要計算原子結構及相互作用的性質，進而計算物理力學中提出的介質和材料的力學性質，必須有原子波函數作基礎，因此，芶清泉先生首先進行了原子解析波函數的研究，對週期表中第一、二、三、四周期的原子都進行了系統研究，先後發表了一系列論文；並於1988年彙總寫成了專著《原子結構的變分計算》（成都科技大學出版社出版）。這是國際上僅有的一本原子解析波函數變分計算的專著，其中所列的波函數，在研究物理力學中提出的高温氣體、高壓氣體及高壓固體時，都要用到。

為了研究高壓氣體的狀態方程和離温氣體中的電子輸運性質，他從60年代起就開展了原子間相互作用勢和原子碰撞的理論研究，特別對慢電子與原子碰撞散射截面計算這個難題，提出了自己的理論模型（等效勢模型）和計算方法，對大量的原子進行了系統的計算，取得了一系列新進展，在《中國科學》和《原子與分子物理學報》上發表了一系列論文。後又推廣這個理論模型於慢電子與一系列分子的碰撞，也取得了成功。

近年來，為了探索氫原子集團能否形成亞穩定的金屬結構，芶清泉開展了氫原子集團與能量的系統計算和研究工作。這種工作按常規的辦法，是難以做到的，必須建立新的計算方法。為此，他改進和發展了排列通道的量子力學方法，並用它來計算氫原子集團Hn（n=3，4，5，9，…）在得到滿意的結果後，他在《原子與分子物理學報》上發表了一系列論文。

芶清泉從50年代起，在研究原子與分子物理的同時，還積極開展了稀固溶體理論以及固體中原子間力的理論研究。他發表了《論金屬鍵的本質》、《過渡金屬的價數與原子間力》及《論過渡族金屬固溶體的原子間結合力》等論文，為提高金屬與合金的力學強度指出了方向。

為了適應尖端科學技術發展的需要，1963年，在錢學森的提議下，他從原子分子物理出發，積極開展了對物理力學中提出的高温高壓物理問題的研究，指導研究生計算了高壓下銅的3d電子能譜；研究了固體和氣體中的原子間相互作用勢及其狀態方程，提出了一種解決百萬到千萬大氣壓範圍內固體狀態方程的新方法。1966年2月，他與錢學森等一起主持召開了我國首屆原子分子物理與物理力學學術討論會，促成了兩門學科的長期合作與相互促進。

近幾年來，他從氫原子與氫分子的相互作用出發，研究了金屬氫高壓合成的可能性。在1987年第1期《高壓物理學報》上，發表了題為《金屬氫的高壓合成機理》的論文，闡明瞭高壓下固體氫中的氫分子相互作用可以轉變成氫原子相互結合成體心立方的金屬氫結構。但當高壓去除後，能否仍保持金屬的結構？這是過去沒有解決的問題。為此，他對H9的體心立方結構進行計算與研究，結果表明，在常壓下H，的體心立方結構具有亞穩態。這説明在高壓下合成的金屬氫結構，在常壓下仍可能保持金屬氫的結構。因此，在高壓下以固體氫來合成金屬氫是可能的。金屬氫和金屬重氫是十分重要的高密度能源材料和核聚變材料，因此，研究它的合成乃是特別重要的課題，其研究結果為人工合成金屬氫指出了途徑。這是合成金屬氫特殊新材料的原子分子設計理論基礎。與此同時，他還對LiH及LiD的高壓狀態方程與相變進行了理論計算。LiH及LiD也是很重要的高密度能源材料和核聚變材料，常常要在高壓下使用，因此瞭解它的高壓狀態方程和相變是十分重要的問題。但是單靠實驗方法解決這個問題是十分困難的，須要藉助於物理力學的方法進行理論計算。芶清泉從原子在高壓下的狀態和相互作用的變化出發，提出了一個新的物理模型和計算方法，直接算出一個適用於200萬大氣壓下的高壓狀態方程，並且預言在80萬大氣壓附近將出現一個結構相變。這是過去未曾從實驗或理論計算得到的新結果。這個研究結果已寫成論文發表於1990年的《高壓研究》（High PressureResearch）上。這是從原子結構與相互作用出發，成功地應用物理力學的方法，研究高壓固體狀態方程的一個典型例子。經過10多年的艱苦努力，物理力學這一新學科現已有了可喜的發展。

在特定的物理條件下，讓石墨的晶格結構發生變化，即可轉變成金剛石。從1972年起，芶清泉為了提高人造金剛石的質量，經常深入工廠，調查研究。他急國家之所急，選擇了既有重大應用價值又具有重大科學意義的人造金剛石合成機理問題，從原子間的相互作用出發，按物理力學的方法進行研究。1973年，他發表了《高温高壓下石墨變金剛石的結構轉化機理》一文，提出人造金剛石專用石墨的標準和金剛石專用觸媒的三條優選原則，以指導人造金剛石技術的發展，為提高我國人造金剛石的質量和發展新金剛石品種作出了貢獻。1978年，發表了《含硼黑金剛石的結構與合成機理及其特殊性能的探討》，提出了含硼黑金剛石的物理模型，闡述了它耐高温的機理，並預言這種金剛石具有好的化學惰性。在此理論指導下，芶清泉與他人合作研製成耐熱性與耐磨性好的含硼黑金剛石聚晶，同時還提出了硼皮氮心金剛石模型，指導了這方面的實驗研究工作。1975年，芶清泉寫成《人造金剛石》一書，由科學出版社出版。這是國內這一領域的第一本專著。1986年，他又將先後在這方面發表的論文整理成《人造金剛石合成機理研究》專著，由成都科技大學出版社出版。

近數年來，他指導教師和研究生開展了新型金剛石的研究，又取得了若干新進展，例如，以他提出的新理論為指導，研究成功了耐熱性好的透明硼皮金剛石，抗壓強度離、耐熱性好的粗顆粒金剛石，以及用於石油鑽頭的高耐熱高磨耗比聚晶。90年代初，芶清泉又研究成功了硼氮皮金剛石單晶，它具有更高的耐熱性。此外，他還開展了金剛石薄膜的形成機理與原子分子設計的研究，提出了自己的理論模型和設計思想，用以指導實踐，成功地合成出直徑較大的優質金剛石薄膜。

從1975年起，受原一機部的委託，芶清泉先後在第六砂輪廠、吉林大學和成都科技大學舉辦了人造金剛石短訓班、進修班、大專班及研究班，為人造金剛石行業培養了大批技術骨幹，有效地推動了人造金剛石技術的發展。

芶清泉以他博深的物理與數學、力學基礎，長期從事原子與分子物理、高壓物理和物理力學的研究，發展了物理力學，他的研究成果為國家作出了重要貢獻。 ^[2] 

1917年4月14日　生於四川省邛崍縣。

1938—1942年　中央大學（今南京大學）物理系學習，獲理學士學位。

1942—1944年　任中央大學物理系助教。

1944—1946年　任西南聯合大學及北京大學（昆明）物理系助教。

1946—1947年　任北京大學物理系講師。

1947—1948年　任華西大學數理系講師。

1948—1949年　任中央大學物理系講師。

1949—1951年　任四川大學物理系副教授，兼華西大學副教授。

1951—1952年　任東北工學院物理系副教授。

1952—1982年　任東北人民大學及吉林大學物理系教授。

1960—1966年　兼任中國科學院東北物理所（今長春物理所）所長、中國科學院金屬研究所學術委員會委員。

1962—1966年　兼任國家科委物理學科組和冶金組成員，中國科學院東北分院院務委員。

1979—1982年　組建吉林大學原子與分子物理研究所，任所長。

1983—1991年　先後任成都科技大學物理系主任、高温高壓與原子分子科學研究所所長，併兼任中國物理學會原子與分子物理專業委員會、中國力學學會物理力學專業委員會主任委員及四川物理學會理事長。

1991年—　任成都科技大學高温高壓與原子分子科學研究所名譽所長，成都科技大學應用物理研究所所長。

①　芶清泉，吳大猷．《氦原子2S21S態的赫羅拉士式波函數》（中國物理學報（外文），1945，6（1））．

②　芶清泉．《以電子碰撞原子產生雙K電子離化的量子力學幾率》（中國科學社論文專刊（外文），1947，9（1））．

③　芶清泉．《過渡族金屬的價數與原子間結合力》（吉林大學自然科學學報，1982，（1）：133）．

④　芶清泉，黃樹勳．《原子的解析波函數》（物理學報，1962．18（2）：63）．

⑤　芶清泉等．《慢電子對Ne、O、N原子的彈性散射截面計算》（中國科學，1981，24（8）：965）．

⑥　芶清泉．《人造金剛石合成機理研究》（成都科技大學出版社，1986）．

⑦　芶清泉．《金屬氫的高壓合成機理》（高壓物理學報，1987，（1）：3）．

⑧　芶清泉，黃樹勳．《原子結構的變分計算》（成都科技大學出版社，1989）．

⑨　芶清泉．《物理力學的發展與展望》．（力學進展，1991，21（1））． ^[3] 

昨日，成都商報記者從四川大學獲悉，該校終身教授，著名物理學家、我國原子與分子物理學科創始人、吉林大學物理學科創始人之一芶清泉先生因病醫治無效，於6月30日18時在成都逝世，享年95歲。

芶清泉先生1917年4月14日生於四川省邛崍縣，1944年任西南聯大物理系助教，師從吳大猷先生，開始原子與分子物理研究，1946年至1947年任北京大學講師，此後，還先後調任國內幾所大學任教，1982年調入四川大學（成都科技大學），先後創建了應用物理系、原子與分子物理研究所、高温高壓物理研究所（與中國工程物理研究院一所聯合），均為首任系主任或所長，並建立了首個原子與分子物理國家重點學科。

在長期科學研究和學科建設中，他提出從原子分子相互作用出發研究高温高壓下物質結構、狀態及其變化規律的學術思想。“這些理論主要為國防尖端科學技術服務”。四川大學原子與分子物理研究所所長賀端威列舉了芶老的一項研究——人造金剛石。據悉，芶老在國內較早地提出了人造金剛石合成機理，大大促進了中國和國外該領域技術的發展。“世界上90%的人造金剛石都是產自中國，而芶老在理論上的建設為這一領域的人才培養奠定了基礎”。

在學生們的記憶裏，芶老不僅是一個學科的創始人，更是一位教學名師。在近七十年的從教生涯中，他主講過普通物理、力學、分子物理學、原子物理、熱力學與統計物理、量子力學、固體物理、固體理論基礎、金屬電子論等課程，還編著了《原子物理學》和《固體物理簡明教程》等影響了一代物理學子的教材。

據賀端威介紹，芶老的弟子幾乎都是國內知名學者，他親自指導的學生中已有5人當選中國科學院院士。

中國工程院院士趙伊君在芶清泉90歲生日時曾對這位老人留下了這樣的評價：“芶清泉教授是一位有深厚學術造詣的原子與分子物理學家，又深入到與‘兩彈一星’工程有關的高温氣體、高壓氣體和高壓固體等技術之中，參與錢學森先生髮展和推廣物理力學的工作，為發展我國有關的高技術做出了重大貢獻。他是一位像錢學森先生那樣，文武全才的科學家，他們懂得基礎理論，擅長數學演算，又能深入到具體的高技術科學的實踐中去。像他們這樣文武全才的科學家，實在是太少了。”

作為四川大學的終身教授，芶老即使在90多歲的高齡也沒有放棄學術。他晚年的研究重點集中在“冷核聚變”以及“金屬氫”兩個領域。在賀端威記憶裏，老先生常説，“動腦子可以讓我的生命延續得更久一點。”

成都商報記者從四川大學瞭解到，依據芶清泉先生遺願和家屬意見，芶先生的喪事從簡。芶先生的遺體告別儀式定於明日9時在成都市東郊殯儀館舉行。