芶清泉

芶清泉个人简介

1917年4月14日出生于四川省邛崃县。幼年丧父，由其母抚养成人。他有兄、弟、妹四人，行二。曾先后在大邑县与崇庆县念小学，自幼喜欢画国画。

1932年，考入四川有名的成属联立中学（现名成都石室中学）学习。该学校对数理化课程很重视，教师能力很强，培养了他对数理化的浓厚兴趣。课余时，他看了很多这方面的参考书，培养提高了自学和独立钻研的能力。曾对k乘方数等和问题进行了研究，推证了10多个定理，受到老师们的重视。在高中时期，他曾与同班同学李荫远、周光埛、李文彬等创办了《科学的中学生》刊物，铅印全国发行，印刷费全由同学们节省零花钱筹集。在高三时，又组织了“中国青年自然科学会”，联合有志于科学的青年，共同为发展科学事业而奋斗。他立志要研究科学、发展科学事业的思想，在中学时期就形成了。

1938年，他考入中央大学物理系。抗日战争初期，中央大学全部人员和设备从南京沿长江而上，搬到重庆沙坪坝继续办学，没有受到什么损失，因此是当时国内图书仪器最齐全、教授众多、规模最大的大学。他在这里主修物理，同时还选修数学系的全部主要课程，曾参加大学数学论文比赛，获第二名。

1942年大学毕业时，因学习成绩优秀，被留校任助教。

1944年，他转到昆明西南联合大学物理系作助教，同时在昆明北京大学理科研究所工作，在著名学者吴大猷的指导下，从事拉曼光谱的实验研究和原子结构与原子碰撞理论的研究。同年，与吴大猷联名在《中国物理学报》外文版上发表了题为《氦原子2S21S态的赫罗拉士式波函数》的论文，在国际上较早报道了关于氦原子双激发态的精细计算。

1946年北京大学由昆明迁回北平（今北京），他在北京大学任讲师，继续从事原子与分子物理的研究工作。不久又在《中国科学社论文专刊》外文版上发表了《以电子碰撞产生双K电子离化的量子力学几率》一文，这是国际上最早报道电子碰撞产生双K电子离化的论文。

1952年建起了东北人民大学（吉林大学前身）物理系，他任物理系副主任，并先后兼任金属物理、磁学、普通物理及固体物理教研室主任。长期以来，他一边教学，一边搞科研，在原子分子物理、固体物理、高温高压物理及物理力学方面作出了成绩，推动了学科的发展，培养了许多优秀人才。

1960年，在芶清泉的推动和参与下，成立了中国科学院东北物理所（长春物理所的前身），他兼任所长。同时，他还兼任中国科学院金属研究所学术委员会委员。

1962年，国家以聂荣臻副总理的名义聘请他为国家科委物理学科组和冶金组的成员，并任中国科学院东北分院院务委员，参与制订国家科学十年发展规划的补充规划。

1977年，他负责制订了我国第一个原子与分子物理发展规划。

1978年春天，全国科学大会在北京召开，芶清泉的人造金刚石合成机理的研究成果在大会上获奖，并被评为先进个人。同年，在全国力学规划会上，他又主持制定了我国物理力学的发展规划。

1979年，受教育部的委托，他在吉林大学组建了我国第一所原子与分子物理研究所，并担任所长。在3年内培养了16名原子分子物理的研究生，为我国的原子与分子物理及物理力学的发展打下基础。

1981年芶清泉被评为原子与分子物理专业的首批博士生导师。

1983年芶清泉调到成都科技大学，经过几年的奋斗，创建了高温高压物理研究所，任所长，后扩充为高温高压与原子分子科学研究所，侧重研究高温高压下的原子分子状态、相互作用过程及新材料的原子分子设计和高温高压合成，并在此基础上，大力开展了物理力学问题的研究。自1983年以来，他一直是中国物理学会原子与分子物理专业委员会和中国力学学会物理力学专业委员会的主任委员及四川物理学会理事长，为推动原子与分子物理和物理力学的研究与学术交流做了许多重要的组织工作。

1985年芶清泉获得了高温高压与原子分子科学这一学科博士授予权，后又被评为培养博士的重点学科点。他培养了13名博士生，其中有9名已获得博士学位。此外，他还带领其他教师先后共培养了近百名硕士生。他为我国在原子与分子物理和物理力学方面培养了许多优秀人才。

1986年11月，芶清泉在成都科技大学主持召开了中国力学学会第二届全国物理力学学术会议，参加的人数达100多人，提出的报告有60多篇，内容也比较广泛，它标志了这门学科开始兴旺起来了。会上成立了专业委员会，芶清泉被选为主任委员。

四川大学终身教授，著名的物理学家、杰出的教育家、我国原子与分子物理学科创始人芶清泉先生，因病医治无效，于2011年6月30日18 时在成都与世长辞，享年95岁。

科学成就

发展应用原子分子物理

物理力学是著名力学家钱学森于50年代初提出和建立起来的一门新兴交叉学科。它研究宏观力学现象的微观理论，是近代力学的一个分支。其目的是从构成物质的微观粒子（原子、分子等）的结构和相互作用出发，找出介质及材料力学性质等的计算方法，并对力学过程的微观机理进行研究，使力学问题的解决建立在微观分析与计算的基础上。由于近代尖端科学技术的发展，提出了高温、高压、超高压条件下的材料性质问题和材料在各种射线作用下行为的问题。这些问题不能完全靠实验的方法来解决，而急需建立在理论计算的基础上。此外，还需要由微观结构设计工程上需要的介质和材料。因此，要解决好物理力学问题，没有很好的原子分子物理基础是不行的。为了进一步发展物理力学，原有的原子与分子物理并不够用，尚须针对物理力学发展的需要发展应用原子分子物理。为此目的，芶清泉于60年代初就组织人力长期、系统地开展了原子结构、相互作用及原子碰撞的研究工作，为物理力学的进一步发展打下了良好的基础。

要计算原子结构及相互作用的性质，进而计算物理力学中提出的介质和材料的力学性质，必须有原子波函数作基础，因此，芶清泉先生首先进行了原子解析波函数的研究，对周期表中第一、二、三、四周期的原子都进行了系统研究，先后发表了一系列论文；并于1988年汇总写成了专著《原子结构的变分计算》（成都科技大学出版社出版）。这是国际上仅有的一本原子解析波函数变分计算的专著，其中所列的波函数，在研究物理力学中提出的高温气体、高压气体及高压固体时，都要用到。

为了研究高压气体的状态方程和离温气体中的电子输运性质，他从60年代起就开展了原子间相互作用势和原子碰撞的理论研究，特别对慢电子与原子碰撞散射截面计算这个难题，提出了自己的理论模型（等效势模型）和计算方法，对大量的原子进行了系统的计算，取得了一系列新进展，在《中国科学》和《原子与分子物理学报》上发表了一系列论文。后又推广这个理论模型于慢电子与一系列分子的碰撞，也取得了成功。

近年来，为了探索氢原子集团能否形成亚稳定的金属结构，芶清泉开展了氢原子集团与能量的系统计算和研究工作。这种工作按常规的办法，是难以做到的，必须建立新的计算方法。为此，他改进和发展了排列通道的量子力学方法，并用它来计算氢原子集团Hn（n=3，4，5，9，…）在得到满意的结果后，他在《原子与分子物理学报》上发表了一系列论文。

研究和发展物理力学

芶清泉从50年代起，在研究原子与分子物理的同时，还积极开展了稀固溶体理论以及固体中原子间力的理论研究。他发表了《论金属键的本质》、《过渡金属的价数与原子间力》及《论过渡族金属固溶体的原子间结合力》等论文，为提高金属与合金的力学强度指出了方向。

为了适应尖端科学技术发展的需要，1963年，在钱学森的提议下，他从原子分子物理出发，积极开展了对物理力学中提出的高温高压物理问题的研究，指导研究生计算了高压下铜的3d电子能谱；研究了固体和气体中的原子间相互作用势及其状态方程，提出了一种解决百万到千万大气压范围内固体状态方程的新方法。1966年2月，他与钱学森等一起主持召开了我国首届原子分子物理与物理力学学术讨论会，促成了两门学科的长期合作与相互促进。

近几年来，他从氢原子与氢分子的相互作用出发，研究了金属氢高压合成的可能性。在1987年第1期《高压物理学报》上，发表了题为《金属氢的高压合成机理》的论文，阐明了高压下固体氢中的氢分子相互作用可以转变成氢原子相互结合成体心立方的金属氢结构。但当高压去除后，能否仍保持金属的结构？这是过去没有解决的问题。为此，他对H9的体心立方结构进行计算与研究，结果表明，在常压下H，的体心立方结构具有亚稳态。这说明在高压下合成的金属氢结构，在常压下仍可能保持金属氢的结构。因此，在高压下以固体氢来合成金属氢是可能的。金属氢和金属重氢是十分重要的高密度能源材料和核聚变材料，因此，研究它的合成乃是特别重要的课题，其研究结果为人工合成金属氢指出了途径。这是合成金属氢特殊新材料的原子分子设计理论基础。与此同时，他还对LiH及LiD的高压状态方程与相变进行了理论计算。LiH及LiD也是很重要的高密度能源材料和核聚变材料，常常要在高压下使用，因此了解它的高压状态方程和相变是十分重要的问题。但是单靠实验方法解决这个问题是十分困难的，须要借助于物理力学的方法进行理论计算。芶清泉从原子在高压下的状态和相互作用的变化出发，提出了一个新的物理模型和计算方法，直接算出一个适用于200万大气压下的高压状态方程，并且预言在80万大气压附近将出现一个结构相变。这是过去未曾从实验或理论计算得到的新结果。这个研究结果已写成论文发表于1990年的《高压研究》（High PressureResearch）上。这是从原子结构与相互作用出发，成功地应用物理力学的方法，研究高压固体状态方程的一个典型例子。经过10多年的艰苦努力，物理力学这一新学科现已有了可喜的发展。

发展了金刚石合成技术

在特定的物理条件下，让石墨的晶格结构发生变化，即可转变成金刚石。从1972年起，芶清泉为了提高人造金刚石的质量，经常深入工厂，调查研究。他急国家之所急，选择了既有重大应用价值又具有重大科学意义的人造金刚石合成机理问题，从原子间的相互作用出发，按物理力学的方法进行研究。1973年，他发表了《高温高压下石墨变金刚石的结构转化机理》一文，提出人造金刚石专用石墨的标准和金刚石专用触媒的三条优选原则，以指导人造金刚石技术的发展，为提高我国人造金刚石的质量和发展新金刚石品种作出了贡献。1978年，发表了《含硼黑金刚石的结构与合成机理及其特殊性能的探讨》，提出了含硼黑金刚石的物理模型，阐述了它耐高温的机理，并预言这种金刚石具有好的化学惰性。在此理论指导下，芶清泉与他人合作研制成耐热性与耐磨性好的含硼黑金刚石聚晶，同时还提出了硼皮氮心金刚石模型，指导了这方面的实验研究工作。1975年，芶清泉写成《人造金刚石》一书，由科学出版社出版。这是国内这一领域的第一本专著。1986年，他又将先后在这方面发表的论文整理成《人造金刚石合成机理研究》专著，由成都科技大学出版社出版。

近数年来，他指导教师和研究生开展了新型金刚石的研究，又取得了若干新进展，例如，以他提出的新理论为指导，研究成功了耐热性好的透明硼皮金刚石，抗压强度离、耐热性好的粗颗粒金刚石，以及用于石油钻头的高耐热高磨耗比聚晶。90年代初，芶清泉又研究成功了硼氮皮金刚石单晶，它具有更高的耐热性。此外，他还开展了金刚石薄膜的形成机理与原子分子设计的研究，提出了自己的理论模型和设计思想，用以指导实践，成功地合成出直径较大的优质金刚石薄膜。

从1975年起，受原一机部的委托，芶清泉先后在第六砂轮厂、吉林大学和成都科技大学举办了人造金刚石短训班、进修班、大专班及研究班，为人造金刚石行业培养了大批技术骨干，有效地推动了人造金刚石技术的发展。

芶清泉以他博深的物理与数学、力学基础，长期从事原子与分子物理、高压物理和物理力学的研究，发展了物理力学，他的研究成果为国家作出了重要贡献。

芶清泉人物经历

1917年4月14日　生于四川省邛崃县。

1938—1942年　中央大学（今南京大学）物理系学习，获理学士学位。

1942—1944年　任中央大学物理系助教。

1944—1946年　任西南联合大学及北京大学（昆明）物理系助教。

1946—1947年　任北京大学物理系讲师。

1947—1948年　任华西大学数理系讲师。

1948—1949年　任中央大学物理系讲师。

1949—1951年　任四川大学物理系副教授，兼华西大学副教授。

1951—1952年　任东北工学院物理系副教授。

1952—1982年　任东北人民大学及吉林大学物理系教授。

1960—1966年　兼任中国科学院东北物理所（今长春物理所）所长、中国科学院金属研究所学术委员会委员。

1962—1966年　兼任国家科委物理学科组和冶金组成员，中国科学院东北分院院务委员。

1979—1982年　组建吉林大学原子与分子物理研究所，任所长。

1983—1991年　先后任成都科技大学物理系主任、高温高压与原子分子科学研究所所长，并兼任中国物理学会原子与分子物理专业委员会、中国力学学会物理力学专业委员会主任委员及四川物理学会理事长。

1991年—　任成都科技大学高温高压与原子分子科学研究所名誉所长，成都科技大学应用物理研究所所长。

芶清泉主要论著

①　芶清泉，吴大猷．《氦原子2S21S态的赫罗拉士式波函数》（中国物理学报（外文），1945，6（1））．

②　芶清泉．《以电子碰撞原子产生双K电子离化的量子力学几率》（中国科学社论文专刊（外文），1947，9（1））．

③　芶清泉．《过渡族金属的价数与原子间结合力》（吉林大学自然科学学报，1982，（1）：133）．

④　芶清泉，黄树勋．《原子的解析波函数》（物理学报，1962．18（2）：63）．

⑤　芶清泉等．《慢电子对Ne、O、N原子的弹性散射截面计算》（中国科学，1981，24（8）：965）．

⑥　芶清泉．《人造金刚石合成机理研究》（成都科技大学出版社，1986）．

⑦　芶清泉．《金属氢的高压合成机理》（高压物理学报，1987，（1）：3）．

⑧　芶清泉，黄树勋．《原子结构的变分计算》（成都科技大学出版社，1989）．

⑨　芶清泉．《物理力学的发展与展望》．（力学进展，1991，21（1））．