葉篤正:奠基中國現代氣象學的士大夫 - Part 1 少年時代和芝加哥留學經驗


葉篤正。Source: 中國科學院大氣物理研究所


前陣子在看氣象學大師Carl-Gustaf Rossby的故事時,注意到他有好幾位中國學生:芝加哥大學時期的郭曉嵐 (1948年),葉篤正 (1948年),和謝義炳 (1949年),以及斯德哥爾摩大學時期的顧震潮 (1950年)。郭曉嵐畢業後留在美國發展,其他三位完成學業後,隨即回到當時中國共產黨剛成立的新中國,並且對中國氣象現代化和世界氣象科學的發展做出了重大貢獻。我之前寫過顧震潮的介紹 (顧震潮:中國數值氣象模式發展的重要推手),這一篇要來介紹一下葉篤正。


葉篤正 (1916-2013; Duzheng Ye, also known as Tu-Cheng "T. C." Yeh),是動力氣象學大師之一。他最著名的研究貢獻應該是開創了青藏高原氣象學,提出了青藏高原在夏季是熱源,冬季是冷源的見解,進而研究青藏高原對東亞大氣環流和全球氣候變遷的影響。他還協助建立了中國科學院大氣物理研究所 (Institute of Atmospheric Physics; IAP),積極參與國際氣象研究活動如World Climate Research Programme (WCRP) 和International Geosphere-Biosphere Programme (IGBP)。此外,他培養出好幾代的中國氣象人才,像是中國科學院院士曾慶存、周秀驥、巢紀平、黃榮輝、吳國雄、李崇銀等都是他的學生或者接受過他的指導。


中國鳳凰衛視在2011年做了一個介紹葉篤正的節目 (我只找到文稿和一些片段影片),其中他分享了他的少年時代 (當時正處於二戰時日本侵中的時期),在芝加哥大學的求學經驗,回中國後進行中國氣象學現代化的工作,文革期間被批鬥,求死不得,還有他的教育思想,非常令人動容。葉篤正在手記寫下這一段話:「我想做的事情太多了,如果在離開這個世界的時候能夠完成大部分,這樣的人生就基本沒有遺憾了。」


在葉篤正身上,我看到一個理想的士大夫風範:「士大夫既是國家政治的直接參與者,同時又是社會上層文化、藝術等的創造者和傳承者」 (wiki),這樣的風範非常令人敬佩。


這篇文章是葉篤正系列文的第一篇。Part 1講一下葉篤正的少年時代和在芝加哥大學的求學經驗,Part 2預計是寫他回中國後的工作,文革期間的慘痛遭遇,以及他的教育理念。



葉篤正的生平


1916,出生於天津。父親曾任清朝的官員,娶了三房太太並生有十五個子女,葉篤正排行老七

1930,就讀天津南開中學。當時的校長是著名教育學家張伯苓。張伯苓深深影響了葉篤正的教育思想

1935,就讀清華大學物理系。1937年盧溝橋事件爆發,華北情勢動盪,當時北京大學、清華大學和天津的南開大學於1937年遷到長沙,1938年遷至雲南,合組並改名為西南聯合大學。葉篤正隨校南下

1940,畢業於西南聯合大學地質地理氣象系,同年考入浙江大學史地研究所。他會從物理轉到氣象,是因為著名核物理科學家錢三強 (當時大四) 的建議

1943,浙江大學理學碩士。碩士畢業後,擔任中央研究院氣象研究所助理研究員

1945,被國民政府選送去芝加哥大學學習氣象學,指導教授是氣象學大師Carl-Gustaf Rossby

1948,芝加哥大學氣象學博士。是以Rossby為代表的芝加哥學派的主要成員之一

1947-50,芝加哥大學氣象研究員

1950,返回中國。當時美國政府對外國留學生回國有嚴格的規定,幸好在Rossby的幫助下,他和妻子輾轉回到中國

1958,中國科學技術大學,地球物理系大氣物理專業主任

1966-76,文革。葉篤正被視為國民黨特務,受盡批鬥和折磨

1978,中國科學院大氣物理研究所所長

1979-87,中國氣象學會理事長

1981-85,中國科學院副院長

1982-88,Member, Joint Scientific Committee of the World Climate Research Programme (WCRP)

1983-87,Member, International Association of Meteorology and Atmospheric Physics (IAMAP)

1987-93,Member, International Geosphere-Biosphere Programme (IGBP) 

2013,於北京過世,享年98歲



主要獎項和榮譽


1981,Foreign Member of the Finnish Academy of Sciences and Letters 

1982,Honorary Member of the Royal Meteorological Society of UK

1987,中國國家自然科學一等獎

1987,中國國家自然科學二等獎

1990,Honorary Member of the American Meteorological Society

1995,何梁何利基金科學與技術成就獎

1995,Tan Kah Kee Prize for Earth Science

2003,International Meteorological Organization (IMO) Prize,是第一個獲獎的中國科學家

2005,中國國家最高科學技術獎



紀念


葉篤正氣象科普館,2017年於安徽省開館。2021年,葉篤正氣象科普館被科技部和中國氣象局認定為首批“國家氣象科普基地”

https://baike.baidu.hk/item/%E8%91%89%E7%AF%A4%E6%AD%A3%E6%B0%A3%E8%B1%A1%E7%A7%91%E6%99%AE%E9%A4%A8/22127421


葉篤正氣象科普館 - 線上導覽

https://720yun.com/t/cfvkih1ez89?scene_id=36940385


中國科學院大氣物理研究所 - 學篤風正獎

http://www.iap.ac.cn/qt/zthd/oldzt/yeduzheng/information-08.htm



葉篤正的少年時代


學生時代的葉篤正。Source: 中國科學院大氣物理研究所


1916年,葉篤正出生在天津一個叫“聚福里”的地方。他的父親葉崇質是清朝末年的一位道台 ,道台是清代官名,是省 (巡撫、總督) 與府 (知府) 之間的地方長官。父親娶了三房太太,並生有十五個子女,葉篤正排行老七。


出生成長在這個古老傳統的大家庭,並有眾多兄弟姐妹,對葉篤正最大的影響是家庭的概念。


“葉篤正:”我小的時候的環境給我最大最大的影響,就是這個家庭的概念,我呢,在我小的時候就知道這個家裡頭是怎麼回事,我們當然也出去外頭看一看,但是對國的這個概念就是不能說沒有,但是很少很少,所有接觸的人都是跟家聯繫在一起的“ (鳳凰衛視,2011)


童年的葉篤正少言而內向,父親讓他安排在私塾裡讀書,研讀《四書五經》是當時主要的課程。他唸的很好,他也覺得《四書五經》對他的待人處事上有一定的影響:


“葉篤正:”這《四書五經》我覺得談不上有什麼意思沒意思,但是有一點,這《四十五經》裡頭它給你一個在那個時候的做人的道理,就是給你說應該怎麼樣怎麼樣,這個道理它是懂的,就是古老的這個做人的道理,所以這點來說呢還有一定的影響,對我有一定的影響的。“ (鳳凰衛視,2011)


十四歲那年,葉篤正進入南開中學讀書,當時的校長是著名教育學家張伯苓。隔年 (1931年),九一八事變爆發,中日情勢緊張。因為南開中學和日本租界相連,日本兵經常到南開後面的空地打靶,這對葉篤正有很大的刺激,也激起他的愛國概念。


“葉篤正:這個海光寺是日本租借地的兵營,他就做砲台,做砲台的話,他讓中國人給他做砲台,然後把中國人就殺了,殺了就扔到這個海河裡去,這個的話,這個屍首就泡起來了,這個事情看了之後確實使我們,這些給我這個印像簡直是沒法再大了,看到日本人對中國的侵略、對中國人的這個壓迫那是完全感到了,在我家裡頭看不見,因為我也不大接觸。到了南開中學之後,南開中學給我這個愛國的概念,同時它告訴我你以後應該做什麼,你以後不應該光是一個家,還有一個國”。 (鳳凰衛視,2011)


葉篤正從南開中學畢業後,以優異的成績考入清華大學物理專業學習。當時(1935年),一二九運動爆發 (註:一二九運動:1935年12月9日,北平(北京)大中學生數千人舉行了抗日救國示威遊行,反對華北自治,反抗日本帝國主義,要求保全中國領土的完整,掀起全國抗日救國新高潮。 12月12日,北平學生舉行第5次示威遊行,高呼"援助綏遠抗戰"、" 各黨派聯合起來"等口號。這是中國共產黨領導的一次大規模學生愛國運動。),葉篤正也積極參與一二九運動,六十年後對當時的歌曲《自由神之歌》仍是難以忘懷。


“葉篤正:莫依戀你那破碎的家園,莫珍惜你那空虛的夢想,按住你的創傷,挺起你的胸膛。” (鳳凰衛視,2011)


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自由神之歌

https://www.youtube.com/watch?v=GWuLvsg_jgA

詞:孫師毅

曲:呂驥

演唱: 王瑩


工農商學兵 大家一條心 不分男女性 合力奔前程

我們中國主人中國主人 中國音樂主人

莫依戀你那破碎家鄉 莫珍惜你那空虛夢想 按住你創傷 挺起你胸膛

爭回我們民族自由解放 自由 解放 自由 解放

穿上意志武裝 踏進人生戰場 擎起自衛刀槍 制止敵人猖狂

爭回我們民族自由解放


中國已經突破了 它黑夜茫茫

人民已經鍛煉了 意志成鋼

前途已經展現了 光明希望


看 看自由烽火

燃遍了四方

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1935年,當時中日情勢緊張,北京局勢日益危急,清華大學秘密預備將學校轉移至長沙。為了抗日,葉篤正決定和初戀的女友離開清華校園,來到了抗日救亡的第一線。但是,兩人後來分手。1937年,失戀的葉篤正跟著學校撤退到長沙。除了清華大學以外,北京大學和南開大學也退到長沙,三校組建成立長沙臨時大學。由於長沙連日遭日軍轟炸,隔年 (1938年) 長沙臨時大學西遷昆明,改稱為西南聯合大學。葉篤正也跟著到了昆明。


那次失戀對葉篤正有很大打擊,他不知道分手原因。他是在10幾年後從美國回到中國,才知道他的初戀女友當時是中共地下黨員,很可能是地下黨員只有結婚或分手兩條路,而他的初戀女友選擇分手。事後回頭來看,要是葉篤正沒有被分手,他很有可能走上一條遠離科學的道路。


“葉篤正:我跟她呢,是第一次戀愛,第一次,而且是呢,確確實實是特別特別好,由於某種原因把我們兩個分開了,這當然對我的打擊太大太大了,那麼好了,我也沒辦法,我那一夜就哭了一夜, 確實哭了一夜,我有一個五哥,他說你還得感謝你那個女朋友把你給甩了,你做了科學家。


高登義(中國科學院研究員):他和清華那個女友談下去的話,那他走的道路就不是現在這個道路 ,就是革命的道路、行政的道路,而我覺得葉先生這個人的性格不適合於做這個事情。


葉篤正:到現在為止我還不知道為什麼會吹台,但是後來我回國以後我知道了,她當時已經是地 下黨員,很有可能就說,地下黨員(要不)結婚,要不吹台,兩條路,她也不能告訴我。” (鳳凰衛視,2011)


在西南聯合大學,大一的葉篤正認識了中國著名核物理學家錢三強,當時他是物理系大四。兩人都打乒乓球,所以很熟。錢三強建議他不要唸物理,太理論了,唸氣象吧,所以葉篤正選了氣象學為自己的終身職業。


“葉篤正:他[錢三強]是大四,四年級,我是一年級,我們一塊打乒乓球,所以很熟,他也打乒乓球,我也打乒乓球所以很熟。那麼我就問他,他是物理系的,我說我想念物理,他說你別念物理,這物理太理論多一點,你念氣象吧,很多的物理,也很適用天氣預報,這個氣象的話這個我們知道,要搞天氣預報,要這個譬如颱風來了,我們過去也有很多颱風,死了好多人,要做好天氣預報的話就可以減少很多損失,這點我們清楚的,所以實用這點是清楚的,所以我想就接受了"。 (鳳凰衛視,2011)


1940年,葉篤正畢業於西南聯合大學地質地理氣象系,同年考入當時已內遷的國立浙江大學史地研究所,師從名師王淦昌,在貴州從事大氣電學研究。1943年,他拿到國立浙江大學理學碩士學位,碩士畢業後,葉篤正擔任中央研究院氣象研究所助理研究員。1945年,葉篤正赴美國芝加哥大學留學,指導教授是氣象學大師Carl-Gustaf Rossby。



葉篤正的芝加哥大學求學經驗


著學位服的葉篤正,不確定何時拍攝。Source: 中國科學院大氣物理研究所


Rossby對葉篤正的評價是:一個從開發中國家來的才華洋溢年輕人 (a brilliant young man from a developing country; Taba 2003)。葉篤正的博士論文, "On energy dispersion in the atmosphere",是動力氣象學的經典文獻之一:


“這篇論文["On energy dispersion in the atmosphere"]為影響天氣發展的大槽和大脊的預報提供了科學的依據,被譽為動力氣象學的傑出代表作之一,直到今天仍被廣泛應用於氣象業務和科研工作中。


吳國雄(中國科學院院士):他就把這個能量的群速度,物理上的群速度跟向速度不一樣,這個概念拿到羅斯貝波里頭一證明,確實,一個擾動,比如颱風出來以後,它不是慢慢慢慢地移動地影響我們,它可以跳躍的,以很快的速度一下子影響到下游,所以就說有共通之處,一個很簡單的一個物理概念解釋一個複雜的天氣現象。


湯懋蒼(中國科學院研究員):不光是在氣象界,因為這個在海洋上也有波動,跟大氣一樣也有波 動,甚至是地下,地下流體也有波動,傳播過程也有波動,這些波動都可以用葉先生提出來的大氣能量頻散這樣一個過程來解釋,所以葉先生這篇文章可以說是對整個地學界都是一個很基本的起了一個奠基性的作用。” (鳳凰衛視,2011)


從Rossby身上,葉篤正覺得他最大的收穫是學習Rossby的思考方式:


“葉篤正:他經常找我討論問題,我最大的收穫是什麼,我跟他討論問題,把他的治學的精神、看問題的眼光以及他所看東西,他從來沒有就事論事過,看到這個東西他不是就看這個,他要看得很遠,就這種治學的精神應該怎麼做,這種你讓我說出來,把它很具體地說出來我說不出來,就這種精神我學到了,他從來總是說是這個事實是最重要的,你一定要把握這個事實,他就是從事實才有理論,理論然後再從事實去做、去檢驗它,不對的再改,他就說永遠要基礎於事實,這個事情給我特別,這是對我最深刻的印象,就是基礎於事實。


葉篤正:我跟他[Rossby]是,我不是經常跟他說,有的時候我就說我的想法跟你想法不一樣,我經常說兩個人不是說我什麼事都隨他,不是這樣子的,他也願意聽我不隨他的,都隨他那就沒意思了,所以我也跟我的學生說你一定要敢說話。” (鳳凰衛視,2011)


除了Rossby以外,葉篤正說系上的教授Victor Starr和Herbert Riehl也影響他很深。他在Riehl的研究小組找到一個兼職工作,他算是組裡面的二號人物。Riehl叫他的組員們在紙上寫下他們覺得什麼研究應該要去做,然後把那些紙條放進一個小盒子。每個月月初,Riehl把那些紙條拿出來,整個組一起討論那些想法。葉篤正回到中國後,也保持這個習慣。他手邊都有個小筆記本,隨時把他想到的東西記下來,每個月他會回顧那些筆記,去思考之後該進行什麼研究。


“One of my memories of Professor Riehl’s group was that he asked us to write down our ideas on what should be studied and put these ideas in a little box. At the beginning of each month he took these ideas out of the box and we discussed them. This had a great influence on me in my career after I returned to China. I kept a small book with me and wrote whatever I think is important to study. After each month, I make a review of my thoughts. This is a very good way to think what ought to be done.” (Lewis et al. 2012)


Riehl的另一個學生,Joanne Simpson,同樣保持這樣的研究筆記習慣 (可以看我之前的筆記:JOANNE SIMPSON: PART 2 - 拓荒者)。


葉篤正畢業以後,美國氣象局想找他過去工作,並給出很好的薪水 (氣象局給葉篤正年薪4300美金,當時一個大學教授約是年薪5000美金),但葉篤正拒絕了,連Rossby都被找來說服葉篤正留下。但是葉篤正跟Rossby說他想回中國服務,而且想把Rossby的思想帶回去,Rossby聽到很高興。當時美國政府對外國留學生回國有嚴格的規定,在Rossby的幫助下,1950年葉篤正和妻子終於輾轉回到中國。


"葉篤正:實際上的話呢,我寫出那個論文以後就在氣象局就有一個管研究工作的人也是非常有名的,就給我打電話,讓我到他那去工作,我說那時候我決定我說不去了,我要回來了,他呢,又找我的老師,讓我老師說服我留下,在那工作,我跟我老師說,我給他說了什麼話呢,第一我是中國人,我要給中國做事,這是一點,第二點怎麼說的,我說中國是一個在這方面很多地方是一個空白時代,我說我回去要把你的思想,就是有一個就是芝加哥學派,我要在中國搞上個芝加哥學派 的一個分派,我的意思就是分派,這樣子,我說我回去可以做這些事,他聽了很高興。" (鳳凰衛視,2011)


葉篤正回到中國的時候,當時中共才剛建國,百廢待興,葉篤正和同事們擴展中國的氣象觀測站,進行大氣研究,奠定現代化中國氣象學的基礎。文革期間,葉篤正被批鬥,中國科學也遭遇了一次大災難。文革以後,葉篤正帶領重建中國氣象學研究,積極參與國際研究計畫,指導學生,把中國氣象學提升到另一高度。


如同Rossby從瑞典來到美國進行氣象學革命,葉篤正繼承Rossby的思想,從美國回到中國進行氣象學革命。他跟Bert Bolin一樣,都是Rossby的意志繼承者 (可以看我之前的筆記:CARL-GUSTAF ROSSBY: PART 2 - 遺志的繼承者 BERT BOLIN)。


葉篤正在文革的悲慘遭遇,還有他對中國氣象學的貢獻,留待Part 2介紹。

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參考資料


鳳凰衛視 2011 - 原中科院副院長為何對入黨懺悔:騙自己 也騙了黨

https://web.archive.org/web/20131017103720/http://news.ifeng.com/history/phtv/wdzgx/detail_2011_10/17/9911602_0.shtml


WMO - Obituary for Prof. YE Duzheng

https://public.wmo.int/en/resources/meteoworld/obituary


百度百科 - 葉篤正

https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B6%E7%AC%83%E6%AD%A3/440972


中國央視 - 最高科技獎得主葉篤正逝世 葉篤正:學篤風正葉歸根

https://news.cctv.com/2013/10/17/VIDE1382003161284847.shtml


中國氣象局 - 葉篤正先生的氣象萬千

http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xmtjj/201410/t20141016_264228.html


Lewis, J. M., M. G. Fearon, and H. E. Klieforth, 2012: Herbert Riehl: Intrepid and Enigmatic Scholar. Bull. Am. Meteorol. Soc., 93, 963–985, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00224.1.


Taba, Hessam, 2003: The Bulletin interviews: Ye Duzheng, WMO Bulletin.