大美科学家|王业宁：璀璨不灭的光

大美科学 2019-04-23

　　在两院院士当中，女院士的数量极少，据相关数据显示，两院院士当中女性仅占6%左右，但她们在我国科技发展过程中取得的卓然成就和光芒不容忽视。

　　王业宁（1926-2019）

　　王业宁院士，1926年10月14日生于安徽省安庆市，1945年至1949年就读于中央大学物理系。自1950年开始在南京大学物理系任教，历任助教、讲师、副教授、教授。1991年当选中科院院士。

　　2019年2月22日18时王业宁逝世，享年93岁。

　　王业宁院士长期从事固体内耗与力学谱研究工作。她最早获得一级相变的瞬态与稳态内耗的实验规律并提出相应机制；她在多种铁电、铁弹材料中发现了与畴的粗（细）化有关的具有一级相变特征的内耗峰；将多体相互作用耦合模型推广到金属材料，定量解释了Snoek-Koster弛豫内耗峰的相关实验规律，该理论被称为“Wang Model”；在三种（Y、Bi、Tl）高温超导体的正常态均发现只有晶格参数跳变而无对称性改变的“类相变”现象；用透射电镜观测到铁电体（SBT）中存在的五种电畴结构，并提出该材料“无疲劳”的可能根源。

　　王业宁院士1978年获全国科学大会奖，1982年获国家自然科学奖二等奖，1990年获教育部科技进步奖一等奖，1991年获国家自然科学奖四等奖，1994年荣膺中国国家重点实验室先进个人金牛奖，2000年获何梁何利基金奖。

　　锋芒初露，与物理结缘

　　王业宁从小被亲戚们称为“小才女”。即便是在动乱年代四处辗转求学的时期，她的成绩也始终名列前茅。尤其是数理化，在班里，她的理科考试成绩总是名列前茅。

　　小学时期的王业宁

　　图片来源：中国科学家博物院

　　中学时期的王业宁（前排中）与同学合影

　　图片来源：中国科学家博物院

　　读高中时，王业宁听说中央大学难考就去考，结果一考即中，被该校医学院录取，她选择放弃，因为医学不是她喜欢的专业。听人说能从中央大学物理系毕业的女生凤毛麟角，她再一次报考，这一次她被中央大学物理系录取。从此，她便与“声”“光”“热”“电”的物理世界结下了不解之缘。

　　1963年南京大学物理系58-63级金属物理专门化毕业班同学合影（第二排左四：王业宁、右六：冯端）

　　图片来源：中国科学家博物院

　　与天资相比，更难得的是王业宁身上的珍贵品质。从考试成绩力争第一，到考取最难考的院校，到后来科研上的屡破难题、走在学术前沿，这种自强的追求精神是她不竭的动力源泉。

　　1949年王业宁毕业于国立中央大学，身穿学士服的王业宁拍照留念

　　资料图

　　1949年，王业宁以总分第二名的优异成绩毕业并获得物理学士学位。1953年，王业宁被校领导推荐到沈阳金属研究所进修，在那里她得到了我国著名物理学家葛庭燧老先生的悉心指导。这次进修让王业宁确定了自己的研究方向——金属物理与内耗。返回南京后，她在南大物理系创建了内耗实验室，从此投入到固体中相变与缺陷内耗的研究，也开启了自己几十年不平凡的科研生涯。

　　1950年王业宁（前排右四）在南京大学工作期间与同事合影

　　图片来源：中国科学家博物院

　　科研之路，永不止步

　　王业宁搞科研从来不因循守旧，也不跟在别人后面亦步亦趋。一开始她就选择了前沿复杂课题入手。1959年上半年，王业宁就登上了自己的第一座物理学高峰。她首次创造性地把葛氏摆应用到新的领域，用它来研究相变机理。她观察到内耗峰值随温度的升降速度和应力的增加而增高，随震动频率和含碳量的增加而减低。瞬态内耗与一个震动周期内马氏体的转变量成正比。在金属物理中这是一个很重要的结论，这个结论早已经写进了专业教科书，在国内它被称为“王氏定律”。

　　20世纪70年代，王业宁研制出国内第一台声光品质因子的测试设备，利用这台设备测量多种激光玻璃材料的光弹系数及声光品质因子，并在国内首先设计并研制了我国第一台声光调Q-YAG激光器，获得1978年全国科技大会奖。

　　王业宁（站立者）与博士生讨论超声衰减实验结果

　　资料图

　　上世纪80年代中期，为了确立内耗与畴结构变化之间的定量关系，她指导研究生研制出了一种特殊的显微镜，这种显微镜不需破坏组织结构，仅通过施加外力使研究对象震动起来后，一面测量它的内耗，同时可观察到界面畴结构的变化。这又是王业宁一个重大贡献。列宁格勒大学Nikanarov教授在第九届国际内耗与超声会议上听了王业宁所作报告后，拓展了这种仪器的功能，取得了新的成果。

　　王业宁在内耗方面还有一个突出贡献，是把原用于高分子与非晶材料领域里面的耦合驰豫理论应用到金属材料内耗的研究中，她用里面气团之间的耦合模型来解释金属内耗里的斯洛克峰现象，使得实验结果和理论上结合得很好，为各派长期研究、莫衷一是的冷加工峰的激活能问题找到了合理答案。这在内耗界得到高度评价，被认为是一个新的更加合理的解释，后来国际同行把它称为“王模型”或“王氏理论”。

　　20世纪90年代，王业宁独辟蹊径，在开展对铁电材料的研究中，从铁电畴的动性、动力学机制的角度去研究铁电，至今这一领域研究仍然是物理学界研究的热点。

　　铁电材料是在一定范围内可以发生自发极化，且极化方向会由于外加电场的反向而反向。上图为铁电体的电滞回线，电滞回线是判定材料具有铁电性的重要依据之一。

　　业内人士普遍认为王业宁在层状化物理学、凝聚态物理材料，尤其是材料物理学方面为国家做出了相当大的贡献。她是大师级的专家，中科院院士、固体物理微结构国家重点实验室原主任冯端教授曾高度评价王业宁：“她做什么就能成什么，想做什么没有做不到的。”

　　造诣精深、著作丰硕

　　王业宁

　　王业宁学术造诣精深、著作丰硕。她先后在国内外一流学术刊物和国际学术会议上发表论文200余篇，被引用达500次以上，1990年被国外评为超导领域论文被引用率最高的143位作者之一。她多次应邀到美国、日本、瑞士、意大利、苏联等十几个国家讲学，20余次受邀在国际会议上作专题报告，并应国际权威刊物之邀撰写了多篇有关高温超导的评述文章。她还参与编写了著名教材《金属物理学》（上、下册）及《晶体缺陷和金属强度》等著作。