1935年,经层层选拔,余瑞璜考取中英庚款公费留学生,怀揣着“学得真本事报效祖国”的初心,远赴英国曼彻斯特大学深造。这一机遇让他得以师从诺贝尔奖得主、X光结构分析创始人W.L.Bragg教授——这位科学巨匠曾以发现布拉格定律开创晶体结构分析新领域而闻名,其严谨务实的治学风格,深刻影响了余瑞璜的科研生涯。
余瑞璜 1935年
曼彻斯特大学的科研环境堪称当时国际顶尖,实验室里汇聚了全球顶尖的学者与设备,但余瑞璜并未止步于享受优越条件,而是带着强烈的求知欲与创新精神投入研究。他的首个研究课题聚焦回摆晶体X光光谱仪的改进,当时仪器采用的对称树叶形凸轮存在设计缺陷,导致晶体摆动速度不均,影响检测精度。经过反复实验与演算,他创造性地提出不对称凸轮方案,从根本上解决了这一难题,相关研究成果《回摆晶体 X 光光谱仪凸轮之理论与设计》于1937年发表在国际权威性的德国结晶学杂志上。
1937年在英国曼彻斯特大学卢瑟夫实验室工作
在晶体结构分析研究中,余瑞璜更是屡有突破。他运用傅利叶综合法分析溴酸锌Zn(BrO3)2·6H2O的晶体结构,在定出原子坐标后,首次观察到原子的第一衍射环。面对结构分析中棘手的“鬼影”干扰问题,他创新性地用晶体傅氏综合图减去溴原子的衍射环,再对锌原子做类似处理,成功消除“鬼影”,这一突破性方法为复杂晶体结构分析提供了关键思路。
更令人瞩目的是,他在研究硝酸镍氨Ni(NO3)2·6NH3的室温与低温晶体结构时,发现硝酸根离子存在反常热振荡——在室温下会发生不规则转动,导致高角度X光衍射强度极弱,这一现象此前从未被观测到。这一重大发现成为他博士论文的核心内容,以《立方晶体Ni(NO3)2·6NH3中NO3(根)异常行为的证据》为题发表于1938年英国《自然》(141(1938)156)杂志上,赢得国际学界高度关注。
这是余瑞璜攻读博士学位时的科研笔记。原稿保存在清华大学图书馆特藏部
1937年底,凭借一系列创新性成果,余瑞璜顺利通过博士论文答辩,获得曼彻斯特大学博士学位。Bragg教授对这位中国弟子的才华极为赏识,当即推荐他到自己父亲W.H.Bragg领导的英国皇家研究所工作——这是全球科学家向往的科研圣地,拥有一流设备、优厚待遇和前沿课题。对于任何科研工作者而言,这都是不可多得的机遇,但余瑞璜心中早已另有抉择。
1937年获博士学位时的余瑞璜
此时,祖国正遭受日寇侵略,抗战烽火燃遍华夏。远在昆明的恩师吴有训发来急信,告知西南联大急需金属物理人才,希望他暂缓结晶学研究,转攻X光金相学,学成后携带设备回国创建金属研究所,助力抗战救国。一边是国际顶尖科研平台,一边是祖国的紧急召唤,余瑞璜毫不犹豫地谢绝了Bragg教授的好意,毅然前往北威尔士大学物理系,在Owen教授的实验室专攻X光金相学。
在北威尔士的日子里,他争分夺秒学习与工业生产紧密相关的金属材料分析技术,同时四处采购科研设备——吴有训从西南联大汇来的5000美元,他分文不敢浪费,尽可能多地购置晶体分析仪、检测试剂等关键器材,为归国建站做准备。1938年冬,他带着妻女启程归国,彼时欧洲战云密布,归国之路艰险重重。他们先乘火车经巴黎抵达马赛,登上法国轮船,穿越地中海、印度洋,避开战火与封锁,历经数月辗转,终于在1939年初抵达越南西贡,却发现此前海运的仪器在日军轰炸中损毁殆尽。
面对这一打击,余瑞璜并未气馁。他带着家人经泰国、缅甸辗转进入云南,最终抵达昆明。当吴有训在昆明郊区的梨烟村见到风尘仆仆、面带疲惫的余瑞璜时,感动不已。尽管一路艰险、设备尽失,但余瑞璜带回了最宝贵的知识与技术,以及一颗炽热的报国之心。
1939年初,余瑞璜一家由英国回到昆明
从曼彻斯特的实验室到昆明的茅草屋,从国际顶尖的科研舞台到战火纷飞的祖国大地,余瑞璜用一次毅然的选择,诠释了“科学救国”的初心。这段英国深造的经历,不仅让他跻身国际一流结晶学家行列,更让他明确了科研的终极意义——为祖国的需要而研究。不久后,在昆明郊区的大普吉村,他白手起家建起简陋的X光实验室,用学到的知识为抗战救国与国家建设贡献力量。
编校|侯博宇
排版|于 跃
审核|杨 景