謝玉銘

謝玉銘，字子瑜。1893年6月5日生於福建省晉江縣。4歲喪父，隨母自出生地遷居泉州城內，家庭生計全靠母親一人維持。

1893年6月5日生於福建省晉江縣。

1917年畢業於北通州協和大學（燕京大學前身）。

1917—1921年 任培元中學數學、物理、英語教員。

1921—1923年 任燕京大學助教。

1923—1924年 在美國哥倫比亞大學攻讀物理學，獲碩士學位。

1924—1926年 在美國芝加哥大學學習，獲博士學位。

1926—1932年 歷任燕京大學物理系副教授、教授、物理系主任（1929—1932年）。

1932—1934年 應聘到美國加州理工學院任客座教授。

1934—1937年 回燕京大學物理系任教授。

1937—1938年 到湖南大學物理系任教。

1938—1939年 任教於南遷的唐山交通大學（現西南交通大學）。

1939—1946年 任廈門大學物理系教授，並先後兼任物理系主任，理學院院長、教務長等職。

1946年應菲律賓馬尼拉東方大學之聘，任該校物理系教授兼系主任。

1968年退休後遷居台灣。曾兼任台北市實踐家政經濟學院物理、英語教師多年。

1986年3月20日逝世於台北市。

他在養正小學畢業後進入培元中學。在學時，成績優秀，生活清苦。中學時，他善畫地圖，常利用此特長賺錢以減輕母親的負擔。當時國內最大的圖書公司——商務印書館，尚不能印製掛在牆上的大幅地圖。他利用假期繪製成多幅大型歐洲、亞洲、日本、台灣等地的地圖，賣給學校，一年下來可以掙到幾十塊銀元。中學畢業時，由於學習成績優異，被推薦進入北通州協和大學（燕京大學前身）。他在大學期間除了努力攻讀物理學外，還特別注重提高英語水平。這不僅使他兩度被選，代表協和大學參加校際英語辯論比賽，而且使他在大學畢業後的工作中及留學期間，受益匪淺。

1917年大學畢業後，為了報答母校對他培養、推薦之恩，謝玉銘回到培元中學，擔任物理、數學教員。由於他英文很好，因而還擔任英語會話及語法的教學工作。

1921年，燕京大學（當時協和大學已與北平匯文等教會大學合併為燕京大學）物理系主任聘謝玉銘到燕京大學，擔任物理實驗等課程的教學工作。1923年，他得到洛克斐勒基金會的獎學金資助，赴美留學，進入哥倫比亞大學研究生院攻讀物理學。一年後即獲碩士學位。為向名師求教，旋即轉學到芝加哥大學繼續攻讀物理學。那時，美國研究物理的教授並獲得諾貝爾獎的A．A．邁克爾遜（MichelSon）和R．A．密立根（Millikan）都在芝加哥大學物理系任教。謝玉銘到芝加哥大學後，在邁克爾遜的指導下從事光干涉的研究，1926年獲博士學位。學成後遵約回燕京大學，起初擔任副教授，後任教授。1929年至1932年任物理系主任。1932年赴美后辭去系主任之職。1934年回校任教授。謝玉銘主講過普通物理學、光學、氣體動力論、近代物理學等許多課程，主持過高級物理實驗，還指導本科生和研究生的畢業論文。

他在多年教學經驗的基礎上和郭察理合編了《物理學原理及其應用》。此書的特點是把物理學基本原理和日常生活結合起來。此書的英文本和中譯本分別由上海商務印書館在1926年和1928年出版。1924年和1926年商務印書館還出版了他們二人合編的配套實驗教材第一版和第二版。

除了一般課程之外，物理系還開設高年級學生必修的課程“當代物理學文獻研討會”，由教師和研究生報告閲讀文獻的心得，以活躍學術氣氛。

燕京大學物理系成立於1926年，與清華大學物理系同時，而晚於北京大學物理系，但燕京大學物理系在三校中卻是最先招收研究生的，從謝玉銘擔任系主任的1929年開始，到1937年共招收研究生20餘人，其中不少人後來成為我國著名的物理學家，如孟昭英、張文裕、褚聖麟等。在謝玉銘指導下開展的研究課題有“過焙滑石的電絕緣”等實際問題。

1937年抗日戰爭開始，他離開北平。同年秋，到湖南大學物理系任教；1938年任教於南遷的唐山交通大學。1939年應廈門大學校長薩本棟之聘任物理系教授。他在廈門大學共任教7年。抗日戰爭時期，廈門大學由廈門內遷至山城長汀縣，辦學條件極為艱辛，但他協助薩本棟校長，把廈門大學辦成為國內的一流大學。

位於閩西山區的廈門大學師資缺乏，但薩本棟校長為提高教學質量，強調並要求教授上基礎課。謝玉銘到校後第一學期就開設5門課程，每週擔任25課時。薩本棟和謝玉銘、傅鷹、陳子英等教授分別講授理工科基礎課，如微積分、普通物理學、普通化學、普通生物學，為學生以後的學習打好基礎。

謝玉銘來校後不久即擔任理學院院長和數理系主任之職。大約從1942年初開始改任教務長，直到1946年離開廈門大學時為止。

由於廈門大學全體師生員工的努力，西遷長汀甚為成功，儀器圖書損失很少，以後又有相當的補充，加上學習氣氛良好、考試嚴格，學生學習成績優良，學生中學術氣氛濃厚。

謝玉銘在廈門大學擔任教學、科研、領導工作之外，還主編《中南日報》上的學術副刊《科學》，每週刊出，以通俗的文字深入淺出地介紹科學原理。謝玉銘還是校音樂委員會主席，他不僅給予學生歌詠團以指導和鼓舞，還幫助他們修理鋼琴。他還曾為學校的大型歌唱活動進行鋼琴伴奏。由此可見，他對學生的課外活動也花費了不少精力。

1940年，廈門大學為紀念陳嘉庚創辦該大學的功績，設嘉庚講座教授數名，首批4位教授中就有謝玉銘。

抗戰勝利後，廈門大學準備回遷，但因校舍破壞嚴重，日軍俘虜又遲遲未從廈門大學撤出，故回遷工作十分遲緩。當時的校長汪德耀、教務長謝玉銘一行於1946年7月11日才從長汀返回廈門。不久，謝玉銘應馬尼拉東方大學之聘，離開了廈門大學。

1946年後，謝玉銘在馬尼拉東方大學任教18年之久，其中16年擔任物理系主任。他在東方大學執教期間，曾經兩次被學校當局及學生聯合票選為教學優越的教授。1968年謝玉銘退休，移居台灣，為了調整和增添退休後生活的節奏和接觸社會的機會，他兼任台北市實踐家政經濟學院物理學和英文教學工作多年。

謝玉銘為教育事業，造就人才貢獻畢生精力。他逝世時沒留下什麼物質財產，卻為後人留下了寶貴的精神財富。

1932—1934年間，謝玉銘應邀到美國加州理工學院任客座教授。他和W．V．休斯頓（Houston）合作開展氫原子光譜巴爾末系精細結構的研究。他們最初的目的是精確測定在光譜學和量子電動力學中均有重大意義的精細結構常數α。（α在量子電動力學中又稱為耦合常數）。α在光譜精細結構計算、光子和電子互作用的計算中至關重要，到1930年大部分實驗結果認為它等於1/137。a恆等於e2/hc，其中e為電子電量，h為普朗克常數h除以2π，c為光速，它們分別為量子電動力學、量子理論以及相對論的重要常數。α把這三個基本理論聯繫在一起，自然引起人們極大的興趣。許多物理學家，例如W．K．海森伯（Heisenberg）和W．泡利（Pauli），希望探究α為何是1/137，而不是其他值，例如1/136。他們認為，如果揭開這個謎底，即可解決量子電動力學重整化問題。著名天文學家A．愛丁頓（Eddington）甚至把α視為揭開宇宙結構之謎的鑰匙。不論著名科學家的觀點正確與否，都極大激發了人們對精確測定α值的興趣。

在30年代初期，國際上曾有數個實驗組研究氫原子光譜的精細結構。根據狄拉克理論可以算出氫原子能級，它們和α值有關，根據選擇定則可確定哪些躍遷是可能的，從而在理論上可以預先知道應該有怎樣的光譜結構。然後根據實際觀察到的光譜精細結構，反過來測常數α氫原子光譜巴爾末系是對應於主量子數n=3，4……的較高能級躍遷到n=2能級的譜線。=2的3個能級中的2個能級有相同的內量子數（j=1/2），它們應有相同的能量。因此，=2的能級只顯出兩層。根據選擇定則，能夠躍遷到高能級（n≥3）的方式只能有3種。這樣對於每一個n（≥3）值，有5個能級可以躍遷，但由於相同的原因，內量子數j相同的能級能量相等，因此，這5個能級只顯出3層。這樣，巴爾末系是由n≥3的3層較高能級及兩層n=2的能級間的躍遷構成的。n=3，4，5，6，7的能級躍遷到n=2的能級分別對應於巴爾末系的Hα、Hβ、Hγ、Hg、Hε線。每一條線都有選擇定則確定的5個精細結構，由於它們彼此的間隔很小，強度各異，表觀上構成相距為△ν的雙峯。謝玉銘等發表的論文把它們稱為紫峯和紅峯。根據理論可以算出兩峯的頻率差△ν。例如，對於Hβ線，△ν理=0．3440cm－1。休斯頓和謝玉銘利用法布里－珀羅干涉儀，並仔細控制可能引起實驗誤差的條件，以及進行仔細的數據處理。他們實際測定的△ν實比理論計算值小。例如，△ν實=0．3298（Hβ線）。△ν實/△ν=0．959。對於其他巴爾末線，結果也相似。這些結果相當於α從原來的1/137改為1/139．9。由於α=e2hc是由三個已得到精確測定的常數e、h、c決定的，因此，這樣大的修正難以令人接受。而他們的實驗所達到的精確度，又足以排除產生這個差異的實驗來源。對此，他們於1933年9月，首先以長篇論文投稿《物理評論》（發表於1934年2月），詳細介紹他們的實驗方法、數據處理以及實驗結果。他們大膽提出：“這個差異如此之大，它不可能是構成α的幾個常數的測量誤差所引起的，我們不能不得出這樣的結論：我們所用的理論不足以解釋實驗結果。”“產生這個差異的原因，可能是計算能級時，沒有考慮電子和它的輻射場的相互作用。”（能忽略了自具能）今天看來，他們的實驗結果是正確的，他們的提議也正是1947—1948年量子電動力學重整化理論的主要發展方向。

1933—1934年間，尚有另外兩個實驗小組進行類似的研究，一組是加州理工學院的F．H．斯佩亭Spdding卻等人，另一組是康奈爾大學的R．C．吉布斯（Gibbs）等人。他們也得出類似實驗值小於理論值的結果。但不久，於船雙年末，斯佩亭小組發表文章否定自己原先的結果，他們經過“數據再處理”後宣稱，“實驗和理論相符”。吉布斯小組在謝玉銘之後發表長篇論文，認為實驗和理論不符，是因為n=2的兩個能級並不相同，而是有一個小的相對移位，但他們沒有從理論上提出如何會產生這個移位。由於這幾個不同的結論，沒有引起當時理論物理學界的足夠重視。同時也由於P．狄拉克（Dirrac）A．索末菲（Sommerfeld）等是理論權威，人們很少從理論上去找原因，更多地認為是實驗出了問題。由於第二次世界大戰的緣故，許多物理學家都參加了與戰爭有關的研究，致使以上看法經過M年後才得到澄清。1陽7年W．E．蘭姆（Lamb）及E．盧瑟福（Rutherford）用微波共振法研究氫原子光譜，準確測定n=2的兩個能級時，發現確有一個4．4×10－6eV的移位，這才引起巨大震驚。不久，H．貝特（Bethe）在理論上也完成了自具能修正計算，從而導致重整化理論的發展。當人們現在再回顧歷史，將發現30年代初期，謝玉銘和休斯頓的工作是傑出的，是他們最先用光學方法觀察到“蘭姆移位”。在1986的年出版的《第二次創造——20世紀物理學革命的締造者》一書 ^[1]  中，對謝玉銘和休斯頓發表在《物理評論》上的論文極為推崇，認為該文作了一個“驚人的建議”。對於這一貢獻，《今日物理》1989年12期曾把首先用光學方法發現“蘭姆移位”的功勞歸於另外兩位學者，但歷史事實總會作出公正的論斷。仍四年H．克拉齊（Krach）著的狄拉克傳記一書 ^[2]  中以及1990年《今日物理》第11期就把這項傑出工作的首功歸於謝玉銘和休斯頓 ^[3]  。

強調培養理工科學生動手能力

謝玉銘出身於貧苦家庭，自幼養成愛動手的好習慣。他先後兩次在國外得到名師益友的指導和與之切磋，受到嚴格的訓練，深切體會實驗工作在理工學科中的重要性。回國後，他不論在哪所大學任教，一直非常重視培養學生的實驗能力。在燕京大學和抗日戰爭時期的廈門大學，他講授普通物理學時，幾乎每堂課都有生動且富有啓發性的演示實驗。這些實驗是他不惜用很多時間和精力準備的。演示所用的儀器設備，許多是他親自設計、製作出來的。這些實驗很受學生歡迎。抗戰期間在湖南大學時，他設計了一個實驗，演示力學中兩隻猴子爬繩的問題，吸引了幾乎全校的學生都來觀看。他對學生的實驗操作和實驗報告，尤其對於數據處理、結果討論都有嚴格的要求。他規定助教指導實驗前，必須自己動手做完實驗全過程；對學生的實驗報告要認真審閲，不合格者應退回重做。謝玉銘非常重視訓練學生動手設計、製造實驗儀器。他在燕京大學時，為物理系建立了一個金工和木工室，聘請能工巧匠，指導高年級學生和研究生使用機牀等加工設備，為論文中所需實驗作準備。物理系許多儀器設備就是在他指導下製造出來的。1935年左右，燕京大學物理系自制一台較大型的光譜儀，當時北平研究院物理研究所的研究人員給予很高的評價。“九一八”事變後，謝玉銘在物理系倡導普及無線電發報技術並組織通訊組，向全校師生公佈戰況。抗日戰爭時期，在山城長汀的廈門大學，經費來源極為困難，但教學中進行物理實驗，仍然做到一人或最多二人一組，所用的一部分儀器也是在他帶領下自行設計並製造的。這種自力更生、艱苦奮鬥的辦學精神，確實令人感佩不已。

謝玉銘為人正直不阿，勤勤懇懇為教育事業貢獻畢生精力，在學術上有重要的貢獻，但他從未誇耀自己的功勞。這種嚴謹謙虛的學風，值得後人仿效發揚。

(作者：吳伯僖)

1 Hsieh Y．M．（謝玉銘），C．H．Corbett Laboratory problems and projects in physics．Commercial Press，Shanghai，1924；1926（2nd edition）．

2 郭察理，謝玉銘，於樹樟譯．物理學原理及其應用（原為英文版）．上海：商務印書館，1928．

3 W．V．Houston，Hsieh Y．M．Bull．Am．Phys．Soc．，1933，8（5）．

4W．V．Houston，HsiehY．M．The doublet separations of the Balmerlines．Physical Review，1934，45：132．

5 W．V．Houston，Hsieh Y．M．The fine structure of the Balmer lines．Physical Review，1934，45：263—272．

6 蔡方憲，謝玉銘．以佛科擺測定北平重力加速度．科學，1935，19（6）：830．

7 Chang W．Y．and Hsieh Y．M．Electrical insulation of baked soapstones．J．Chinese Chem．Soc．，1935，3：183195．

8 Meng C．Y．（孟昭英），P．A．Anderson，Hsieh Y．M．Ionisation ofhydrogen gas in contact with Pt．Cu and Ni．J．Chinese Chem．Soc．，1935，3：103—114．

9 Wei P．H．（魏培修），P．A．Anderson，Hsieh Y．M．Chemical decomposi－tion of silver oxide by slowelectrons．J．Chinese Chem．Soc．，1935，3（1）：615．

10 徐允貴，謝玉銘．北平泉水與自流井水所含射氣量之測定．ChineseJ．Phys．，1936，2（1）：106—116．

11 謝玉銘，蔡餾生等．蘿藤（Rotenone）之紫外吸收光譜．1936年七科學團體聯合年會物理學組——中國物理學會論文．

12 高墀恩，謝玉銘．以轉動液體測重力加速度．（同11）

13 王承書，謝玉銘．以連續記錄器測定北平大氣中的微塵含量．（同11）

14 許宗嶽，謝玉銘．桐油的電絕緣．（同11）