早期中国留美物理学者之学术轨迹及其对现代物理学的双重贡献（上）

|作者：胡大年

(南方科技大学人文社会科学学院)

本文选自《物理》2026年第10期

20世纪上半叶是现代物理学发生革命性变革的时代，也是中国现代物理学从无到有的奠基阶段。基于丰富的档案史料，本文仔细梳理和考证了中国早期物理学家的留美历程，探讨其对中美两国物理学发展的双重贡献。文章再现了从“幼童留美”到庚款留学潮的历史脉络，重点讨论了中国理论物理学研究的先驱者王守竞和周培源的留美经历与历史性贡献，并重新审视了杰出的实验物理学者赵忠尧与谢玉铭分别做出的重要却长期被忽视的重大贡献。文章强调，留美的中国物理学人不仅迅速学习、掌握了新兴的现代物理学知识，而且还深度参与了在量子物理与广义相对论等前沿领域的探索，并发表过多篇开创性论文。本次调查也揭示了普林斯顿高等研究院、密歇根大学等美方学术机构为促进中国物理学发展所做的突出贡献。延绵半个世纪的中美物理学交流是一份珍贵的“互惠遗产”，它曾令两国的教育与科研受益、在科学家之间建立了深厚友谊；在当今的世纪大变局中，它仍然可以为继续推进国际科学合作，促进中国基础科学的原创性突破与自立自强，提供丰富而深刻的历史启示。

1 引 言

早在2004年，著名科技史与科学哲学专家董光璧教授就曾经从多种不同的角度分析和总结过20世纪中国物理学的发展，并得出一个结论：令20世纪的中国物理学和物理学家受益最多的外邦就是美国1)。20世纪上半叶中美两国物理学交流的历史，充分印证了这一论断。仅就中国物理学研究人才的培养而言，截至1962年，在美国高校获得物理学博士学位的中国人多达177人，远超同一时期在英国、法国、德国等任何单一西方国家或者在苏联获得该学位的人数2)。在留美研读物理的中国学子当中，诞生了我国最早的理论物理学家和女物理学家。归国后的留美物理学家，不仅开创和主导了国内早期的物理学高等教育与原创性研究，而且还有力地推动了其他科技领域的发展；其中不少人还成长为中国科技界的领袖人物。本文通过对中国物理学家早期留美历史的深入考察，揭示了中美两国物理学界的密切联系和交流，及其对中国物理学发展所产生的广泛和深远的影响。

2 留美潮兴起的历史背景

中美之间的教育联系可以追溯至19世纪中叶，当时许多新教传教士来到中国，为传播基督教福音而开办学校。迄19世纪末，他们不仅开设了2000余所中小学，而且创建了为数不多的教会大学。值得注意的是，大多数教会大学都是美国人创立的。不仅如此，19世纪90年代末，中国人自己开办的三所最早的公立大学(天津的北洋西学学堂、上海的南洋公学和北京的京师大学堂)，也都是由美国人丁家立(Charles D. Tenney)、福开森(John C. Ferguson)和丁韪良(William A. P. Martin)分别担任各校的首任教务负责人如“总教习”或“监院”3)。

图1 留美幼童离沪赴美前的合影 (图源：https://mmcs.cast.org.cn/cms_files/filemanager/95318146/picture/20252/0ab85f5817154ac88640459220b79d67.png)

19世纪下半叶最令人瞩目的中美教育交流项目就是幼童留美计划，这是中国近代史上第一个由政府资助的海外留学项目，由从美国的大学毕业的第一位中国人容闳(1828—1912；耶鲁大学1854届毕业生)发起并亲自组织领导。在这个项目的支持下，晚清政府于1872年至1875年间派遣了四批共120名少年男童赴美国留学(图1)。按照清廷批准的留学计划，这些被选拔出来的孩子们将可以在美国学习长达15年，以确保他们能够在回国前接受完整的大学教育或军事学院训练。然而，幼童留美计划仅仅施行了不到10年便被迫提前终止了；导致该计划流产的原因除了清廷内部保守势力的反对和破坏，还有当时美国国内的排华运动与歧视政策。所有的留美学童均被勒令归国，但实际上只有不足百名学童于1881年回到了祖国，其中只有两人在回国之前完成了大学学业，二者均毕业于耶鲁大学谢菲尔德科学学院(Sheffield Scientific School)并获哲学学士学位(PhB)，其中之一就是后来闻名遐迩的中国铁路之父詹天佑4)。直到二十余年之后，中美两国才都意识到，提前终止幼童留美的计划，让他们都丧失了一次本来可以使双方受益的良机。

幼童留美计划是19世纪后期洋务运动中一项重要的改革创举。中国在甲午战争(1894—1895)中意外惨败并被迫签订了充斥着日本帝国主义贪婪苛求的《马关条约》，这一令所有中华有识之士痛心疾首的结果，宣告了洋务运动的终结，也震撼并唤醒了中华民族。正是在遭此奇耻大辱之后，在众多国人心目中，日本却颇具讽刺性地成为了中华帝国实现现代化需要学习的一个样板。在中日两国政府的推动下，晚清官派学生早在1896年，即《马关条约》签订后第二年，就已开始赴日留学。截至1900年，日本人已经积极主动地向西方学习了数十年，东瀛也因此成为了20世纪初向中国人传播西方现代科学的转运中心5)。

正如杨振宁先生在其1957年诺贝尔奖宴会致辞中所说，义和团运动的爆发以及随后欧洲列强、日本和美国向中国勒索巨额赔款，是“具有重大历史意义”的事件。它不仅对杨先生的人生轨迹有决定性的影响，而且出人意料地促进了20世纪中国科学技术的发展6)。晚清中国在世纪之交经历了一系列重大事变和危机，包括极为屈辱的《马关条约》、流产的戊戌变法、列强占领北京、丧权辱国的《辛丑条约》、沿用了千余年的科举考试制度被废除等等。就在京城的朝廷大员们忙于应付一系列危机和变局期间，传统的汉语词汇“物理”，在被赋予了崭新的现代科学内涵之后，逐渐成为了表示西方自然科学中的主要分支学科physics、被国人普遍接纳且沿用至今的中译名。该译名的选定在中国物理学史上具有里程碑意义。无论在选定“物理”一词指代physics时，还是对“物理”一词所表达的新科学概念与内涵加以界定时，中国学者都受到了来自日本学界的重大影响，而此类日本影响在1900年代主导了中国学界7)。事实上，在20世纪的头十年间，国内出版的物理学教科书的内容主要来自日本：在该十年间出版的33部教科书当中，基于日语文献的译著或编译本多达26部(79%)8)。

1905年，日本在与沙俄争霸东北亚的战争(1904—1905)中胜出，清廷宣布废除科举考试，二者均推动了中国学生赴日留学的热潮。在此后的十年间，每年都有数以千计的中国学生东渡扶桑。大多数这些留日学生在短期学校接受师范、法政和军事科目的培训，实际上只有很少一部分中国学生进入大学学习，而其中专攻理科并最终毕业的就更少。因此，我们可以合理地推测，20世纪初在日本完成大学或研究生科学训练的中国物理学家人数是很少的9)。1917年，两位留日的中国学者，许崇清和李芳柏，率先向国人介绍了狭义相对论10)。许崇清在东京帝国大学攻读哲学与教育，他的介绍基于其所阅读的舒斯特(Arthur Schuster)、庞加莱(Henri Poincaré)和普朗克(Max Planck)等欧洲科学家的著作。在东京物理学校就读的李芳柏，主攻物理和化学，他介绍的内容来自两位美国物理化学家刘易斯(Gilbert N. Lewis)和陶尔曼(Richard C. Tolman)的论文，正是这两位美国人在美国率先介绍了狭义相对论。上述史实也再次体现了，在20世纪初西学东渐的历史过程中，日本所扮演的重要角色。

20世纪早期，有不少留日中国物理学者成为了物理学新理论的先驱介绍人、善于启迪青少年的教师、新式教科书的编著者、科学翻译家或科普作家；然而，他们当中却很少有人发表原创性的研究工作。这些既体现了赴日留学的某些优势，也反映了留日学人在科研训练方面的短板。1910年代，随着日本侵华图谋的不断被揭露，选择留学日本的中国人数日益下降，甚至许多已经在日的中国学子，也常常因抗议日本政府的侵华举措愤而辍学回国。另一方面，在1909年之后，国人赴美国和西欧留学的渠道和机会不断增加，越来越多的中国学子得以在现代物理学的发源地和研究中心直接学习并深入钻研11)。迄1949年底，有21位中国物理学家在英国获得了博士学位12)，27人在德国获得博士学位，而至少有67名中国学子在美国获得了物理学博士学位13)，分别是留德和留英的两到三倍。正是这些留美中国物理学家，不仅在学术研究上超越了他们的留日同行，而且成为推进20世纪中国物理学全面发展的主力军。

面对海外列强的一再凌辱与压迫，特别是《马关条约》(1895年)与《辛丑条约》(1901年)所强加的巨额赔款之重负，即使是最保守的满清统治者也不得不承认，中国必须变法革新才能避免亡国灭种。为了富国强兵，全国上下似乎有普遍的共识：必须发展“实学”，即“一切有助于工业发展、国防建设、商业繁荣、教育进步以及提升中国国际地位的知识体系”14)。为此，政府和众多学子都把西方(而非日本)视为获取发展实业所需相关知识与技能之主要源泉。中央和地方政府都积极拔取贤才，并资助他们前往英国、美国、德国、法国和比利时等工业发达的西方国家留学，安排他们学习制造、农业、工业、商贸、铁路和采矿等专业15)。1905年9月1日，清廷以光绪帝的名义再次颁布谕令，“提倡、鼓励各省多派学生赴欧美留学，并号召人们自费前往”16)。彼时，美国在发展实业方面所取得的种种突出成就，对于渴望“实业救国”的中国学子们尤其富有魅力。正如一位留美学生在1910年所写：

“以商立国者，英国是也；以工程实业立国者，美国是也。英国三岛之地，土地局促，物产有数，其盛也在于握世界之商权。美国幅员四百万方里，土地肥饶，物产繁多，金银钢铁各种矿产极富，其盛也在于发达天然之富而大图之。中国之形势地利，不与英国同而与美国同者也。美国赖以发达其天然之富者，工艺工程也。故工艺之巧，工程之精，各国中当推美国为第一。我国学生留学西洋者，以留学美国者最多。留学美国者，以专门工程及实学者最多。”17)

上述引文中“实学”一词的核心含义，按照当时人们的认识，就是指技术性或广义的实用性知识(technical or practical knowledge)18)。事实上，恰恰是这些发展实业方面的努力帮助孕育了第一批中国现代物理学家。

图2 李复几 (引自 Fo Ki Li. Spektroskopische Untersuchungen über P. Lenards Theorie der Spektren der AlkaliMetalle. PhD diss. Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn，1907)

创办于1897年的南洋公学(今上海交通大学之前身)是中国最早的三所公立高校之一，它曾于1900年代先后改名为“高等商务学堂”和“高等实业学堂”，明显反映出该校振兴“实业”之宗旨。该校在成立后的第二年就开始派遣其毕业生出国留学。第一批和第二批留学生分别于1898年和1900年被派往日本，第三批和第四批学生则于1901年分别前往美国和欧洲19)。作为被指定学习机械的学生，李复几(即李福基，Li Fo Ki，1881—1947，图2)于1901年8月从上海启程前往伦敦，先就学于芬斯伯里学院(Finsbury College)，继而到伦敦机械工程研究所(Institute of Mechanical Engineering)实习一年，1904年毕业后转赴德国一家机器厂实习。1906年，他进入皇家波恩大学深造，学习了两个学期之后，于1907年1月16日提交了他的博士论文，题为《关于P. Lenard的碱金属光谱理论的分光镜实验研究》(Spektroskopische Untersuchungen über P. Lenards Theorie der Spektren der Alkali-Metalle)，成为目前已知的首位获得物理学博士学位的中国人20)。

3 早期留美的物理学家

就在李复几获得博士学位那一年，他的一位南洋公学的学弟夏元瑮(Yuanli Hsia，1889—1944，图3)也在耶鲁大学取得了学士学位。夏可能是最早在美国的大学本科毕业的中国物理学家之一，也是为数不多的中国第一代物理学家。在广东省留学官费的资助下，夏元瑮来到耶鲁大学插班进入詹天佑曾经就读过的谢菲尔德科学学院学习。1907年从耶鲁毕业后21)，夏随即转往德国柏林大学，师从普朗克和鲁本斯(Heinrich Rubens)，直到1912年回国。回国后，夏元瑮担任了六年北京大学理学院院长。普朗克是发现爱因斯坦的伯乐，早在1905年底就已经开始在他的课堂上讲授狭义相对论了。值得注意的是，虽然夏元瑮在1907至1911年间正式就读于柏林大学，并选修了五门普朗克亲自讲授的课程，但似乎直到1919年前后，他才开始学习爱因斯坦的相对论。当时，夏根据北大的学术休假规定重返柏林访问，并通过普朗克与爱因斯坦本人结识。夏元瑮未能更早地研习相对论，有可能是受到了他在耶鲁大学的教授巴姆斯岱(Henry A. Bumstead，1870—1920)的影响，因为后者生前从未接受狭义相对论。然而，在1919—1921年间亲自向爱因斯坦本人学习之后，夏元瑮迅速转变为一位热情的相对论倡导者和宣传者。他在国内发表了许多演讲和文章，阐释、宣传爱因斯坦的理论。1921年，夏率先翻译了爱因斯坦最受欢迎的著作《相对论：狭义与广义理论》(Relativity：The Special and General Theories)。1920年代初期在中国出现了“相对论热”，其间夏元瑮是一位主要的贡献者22)。1920—1921年间出任北京大学物理系主任的张大椿(Tatsung Chang，1883—1978)，也毕业于谢菲尔德科学学院，专业是电气工程，1909年毕业，比夏元瑮晚两届。耶鲁大学是美国第一所颁授正规(earned)物理学博士学位的高校，但是夏元瑮和张大椿两人均未留在耶鲁读博；在取得了哲学学士学位(PhB)之后，他们都离开了美国23)。

图3 夏元瑮 (图源：Ineson S B et al. ed. Class History：1907 Sheffield Scientific School， Yale University，vol. I. New Haven， CT，1907. 125)

1915年，李耀邦(John Yiubong Lee，1883—1939年)成为首位在美国获得物理学博士学位的中国人。他于1903年进入位于芝加哥的Morgan Park Academy学习，这是一所在当地著名的大学预科私立学校。1904年9月，他开始在芝加哥大学注册上课，成为该校物理系历史上的首位中国学生。李耀邦于1907年6月获得学士学位(与夏元瑮同一年本科毕业)后，随即转入该校研究生院继续深造，并在物理系的Ryerson实验室参与研究工作。1908年1月，在对布朗运动进行量化调查的过程中，李耀邦首先发明并运用了“雾化器方法”。他利用该方法生成了“非常微小却具有精准球状的液滴，以便研究它们在流体介质中的行为”。李耀邦发明的雾化法成为一年后其导师密立根(Robert A. Millikan)的著名油滴实验的一个关键组成部分。密立根曾在自己的论文中专门致谢李耀邦在实验过程中所给予的“有力协助(the able assistance)”，并特别指出，由于李耀邦的方法可以让“常温下可凝固的金属、蜡或其他类似物质”生成球形液滴，该方法后来不仅一直在Ryerson实验室应用于各种不同的研究工作中，而且常常为许多其他地方的研究者所选用24)。

虽然李耀邦在芝加哥大学的实验工作中做出过重要发明，并因此对密立根及他人的研究工作作出过突出贡献，但是他自己的研究工作似乎并不顺利。他在1910年冬季学季所选修的两门课中，有一门的成绩是“未完成(Inc.)”。在接下来的春季学季，他只选修了一门课，但是也未能完成。这两门“未完成”的课程名称都是“Research in Physics(物理学研究)”，按照美国高校的惯例，这类课程的研究内容应该与李的博士论文有关。在此后三年李耀邦选过课的11个学季(1910年夏至1913年夏)中，他每个学季都注册了这门“物理学研究”课程，其中有4个学季的成绩为“A”，其余7个学季的成绩是“P(通过)”。从1913年秋至1915年冬，他连续6个学季都没有注册选课。最终，从本科毕业到获得博士学位，李耀邦花了八年，这比大多数其他中国留美物理学家读博的时间都要长很多。在他的博士论文研究中，李耀邦利用了密立根的油滴实验装置但是以固体小球替代了油滴，其实验结果进一步核实了密立根先前所测定的电子电荷值。1915年6月15日，芝加哥大学正式授予李耀邦博士学位。在其博士毕业的当年，李耀邦就返回了祖国25)。然而归国后，他仅仅短暂任教于南京高等师范学校。1917年，他放弃了教学与学术研究，转而投身于宗教事业和商贸业务26)。

颜任光(Kia-Lok Yen，1888—1968)是迄今我们所知密立根在芝加哥任教时的第二名中国学生。颜任光是颜回的后裔，出生于今海南省南部乐东黎族自治县九所镇乐罗村一个衰败的书香之家，其父颜荣清是光绪朝的贡生。由于家境贫寒，天资聪颖的颜任光从小只能依靠西方传教士的资助，先后就读于美国教会开办的小学、中学和大学。在赴美留学之前，颜任光曾就学于海口的海南华美中学和广州的岭南大学27)。目前，我们还不能确定颜任光何时进入康奈尔大学就读，但是可以确认他获得该校学士学位(AB)的时间是1915年。事实上，在他从康奈尔大学毕业之前，颜任光就已经于1914年6月在芝加哥大学注册并选修了该校夏季学季的课。1915年秋季，颜任光正式转入芝加哥大学读博。他在芝大所选修的31门(包括1914年夏所选修的3门)课程中，17门是哲学类课程，只有10门是物理课，此外他还选修了4门心理学课程。1918年5月31日，经美国著名哲学家James Hayden Tufts亲笔签字批准，颜任光通过了博士毕业考试并荣获“优等毕业生(cum laude)”称号。其博士论文是一篇哲学论文，题为“The Traditional and the Scientific Trends in the Logic of Leibnitz (莱布尼茨逻辑体系中的传统与科学脉络)”。6月11日，芝大授予颜任光“哲学与物理学博士 (Ph. D. in Philosophy and Physics)”学位28)。在芝大，颜任光不仅钻研哲学和实验物理学，而且关注着国内的社会政治发展。他于1917年发表了一篇题为“中国民主之本(The Bases of Democracy in China)”的论文，向西方读者解释为何能够在有着长期封建传统的中国“建立共和国”，试图消解西方社会对中国的普遍成见。该文不仅“阐述了中国迄今已取得的成就，而且展望了她未来可能的建树”29)。

虽然颜任光的博士学位论文并非物理学研究，但在5月底的毕业考试之前，他已经在密立根的指导下发表了两篇物理学研究论文。1918年4月，他在《美国国家科学院院刊》上发表了《空气、氢气与氮气中的离子迁移率》一文，5月又在《物理学评论》上发表了《气态离子的迁移率》论文30)。在上述两篇论文中，颜任光调查了气体离子的本质。当时的物理学界对其本质存在两种截然不同的假说：“团簇假说”(cluster hypothesis)认为“离子”是围绕基本电荷聚集的一团中性分子；而“小离子假说”(small-ion hypothesis)则认为“离子”是携带电荷的单个分子。颜任光的实验结果有力地反驳了“团簇”假说，证明离子是单个带电分子。得到博士学位之后，颜任光在Ryerson实验室任“物理学研究助理”，继续从事研究工作。在密立根的指导下，他于1919年又发表了《氢，氮和氧粘滞系数的绝对测定》一文，该文试图“建立高度精确的基础气体粘滞系数绝对值”，以提高密立根测定基本电荷之“油滴”实验的精度31)。和李耀邦一样，颜任光也为密立根精确测定“气体与液、固体之间的滑移系数”的研究提供了协助32)。

颜任光与胡适是在康奈尔大学就读时的同学和好友。1919年初，时任北京大学教授和校评议会组织委员会书记的胡适，致函颜任光，邀请他回国协力将北大建成一所“真正的大学”，并附上了预聘书。后者在3月31日的回信中写道，“把大学办成一个真正的大学，是我们应当干的事。现在既然有人提创，我也很喜欢回去帮忙，……(哪)有不肯来的道理。但是我今年可能回(国)不可能回(国)还没有定。我很想到英(国)Cambridge大学去，在J. J. Thomson的门下，再从事研究一年，明年春后归国。已经函请教育部将我的学费转到英(国)去，不知(道)得准不得准。若得准，我就于夏间到英(国)去；不得准，我就于来秋回(国)。但是到英(国)不到英(国)，我将来回(国)去，一定直上北京，”看看你们还需不需要我帮忙33)。果然，颜任光于1920年秋如约来到北京大学物理系任教，并于1921年9月接替张大椿出任系主任。颜任光对北大物理系的建设，特别是实验室的建设做出了重要贡献。他也是率先在大学倡导和实施物理实验教学的中国物理学家之一。1924至1925年间，颜任光前往卡文迪什实验室(Cavendish Laboratory)访学。这一年的经历让他深刻的认识到，实验仪器的缺乏是当时阻碍中国物理学发展的一个重要原因。因此，他回国后并没有重返北大继续任教，而是前往上海，与他的芝大物理系校友丁佐成共同创办了中国第一家制造科学仪器的工厂34)。在这里应该指出，国内许多传记中关于丁佐成留美经历的记述，与他在芝加哥大学的档案记录不符。根据丁佐成在芝大的成绩单，他是1922年9月才入学芝大物理系，并曾于1924年5月底和1925年5月底两次参加物理学硕士学位毕业考试，但是均未及格，因而遗憾地未能获得硕士学位35)。

4 留美庚款奖学金的来历

钱临照先生曾指出，让“我国物理学教学走上正轨”的两位物理先驱是“南胡北颜”36)。“北颜”即是颜任光，而“南胡”则为胡刚复(Kang-Fuh Hu，1892—1966)。两位都是留美的物理学博士。胡刚复是首批由“庚子赔款奖学金”资助赴美留学的学生之一37)。这项奖学金的设立是中国海外留学历史上的一个重要里程碑，对中国科学技术的发展产生了广泛而深远的影响。关于留美庚款奖学金的来历，已经有许多学者做过详细的研究了。然而，迄今为止，大多数国内发表的相关著作均未利用和研析美国政府的原始档案，从而导致论者对当时美国官方之意图与动机的各种议论尚不够全面与客观。因此，笔者认为有必要在此对一位研究美国对外关系史的专家、著名美国学者杭特(Michael Hunt)教授五十余年前的相关研究做一简略地介绍，以增进读者对该庚款奖学金历史背景的了解。

1901年，在西方列强和日本的联军镇压了义和团之后，中国被迫支付总额为3.33亿美元的赔款。这是一笔“数额极为惊人的巨款”，相当于当时清政府年收入总额的1.8倍38)。在确定中方赔款金额的谈判中，美国国务卿海约翰(John Hay)指示其在北京的谈判代表，按照“蓄意抬高了的美方索赔额”，向中方索取2500万美元的赔偿，试图以此高估的索赔款作为“北京谈判中讨价还价的筹码”，进而达成两个目的。“海约翰想达成的交易之一，是促使诸列强削减各自的索赔金额——(因为)他担心过高的赔款总额可能会‘对中国造成灾难性’的打击，从而殃及美商的在华贸易。(此外，)他还想从中国获取新的商业特权，这对美国出口商显然有利。为达成二者中的任何一笔交易，他都愿意将(美方)索赔额减半，即降至与实际损失相符的‘现实水平’”。然而，海氏的如意算盘都落空了，“这位自诩的中国之友，最终却让中国人背负了这笔(无中生有的)债务”39)。

海约翰的失算，给美方遗留下了数额巨大的不当溢额赔款，这笔巨款的存在将“随着对最后一批索赔者赔付的完成而大白于天下”。因此，海约翰国务卿和麦金莱(William McKinley)总统早在1901年9月美国签署《辛丑条约》之前，就已“私下决定要把多得的赔款退还中国”。然而，麦金莱总统于签约的当月被刺身亡，海约翰也于1905年7月去世，其继任者虽然“了解并同意这一决定”，却并没有认真考虑过如何处理这笔数目巨大的赔款溢额，直到中国驻美公使梁诚(留美幼童之一)于1905年初“率先发起了退还中国超额赔付款的外交努力”。经过两年多的“不断敦促”，罗斯福政府终于在1907年6月正式通知梁诚，承认“合法的美方索赔款总额为1165.5万美元”，这仅占美国所分得的赔款总额的47.7%。由此证明，海约翰当年声索的赔偿金额，比所谓的美方“实际”损失确实高出了不止一倍。同年12月，罗斯福总统向国会提议免除超出的赔款。经过数月的辩论，国会通过了白宫的提案(附带修正条款)，罗斯福于1908年5月25日签署了该法案40)。第一次退还的美庚款总额约为1200万美元，占美国所得庚子赔款总额的48.9%41)。

事实上，美国退款的原因很复杂，并非许多美国官员所吹嘘的是完全出于美方自愿甚至以德报怨之善意。在退款之前的几年间，中美关系相当紧张。同时，美国政府也受到了来自国际和国内的多重压力，包括中国人自发的抵制美货运动(抗议1904年美国国会将业已十年期满的《华工禁约》无限延期)、20世纪初兴起的中国人大规模留日热潮、美国在华传教士、美国教育界和商界领袖的影响等等。应该说，美国政府担心其在华利益受损，是最终促成其退款决定的核心因素。

美国退还庚款，是有前提条件的。从双方谈判伊始，美方就坚持“中国政府必须将这笔资金专用于教育”。美方主张的背后既有“教育乃进步力量，可疗治社会与政治弊病”的信念，也有藉此“掌控中国未来领袖们的思想与心灵”之企图；该主张还部分地受到了早年夭折之“留美幼童”计划的启发。美方的立场在其国内颇得人心，尤其受到了主张通过办学来传播福音的传教士群体的欢迎。而当时的清廷，正苦于因财源枯竭无力应对各种国内外危机；分别主管外务部与学部的军机大臣袁世凯和张之洞，更视美方的强求为干涉内政，“始终拒绝明确而正式地将该退款与(留学)教育挂钩”。这一僵局最终被另一位留美幼童出身的官员——唐绍仪(1862—1938)——所打破。唐提议，“外务部在就(美方)退款致送谢函时，可附上一份补充照会，详述(留美)教育计划的具体内容，以此替代美方一直谋求的明确而正式的承诺。”由于担忧他所心心念念的留学教育计划可能因中方的强硬立场而最终落空，美国驻华公使柔克义迅速抓住唐绍仪的建议，与中方达成了妥协。1908年7月14日，柔克义正式照会清廷外务部，宣布退还多收的庚子赔款。由此，“中国人重新获得了这部分赔款，却失去了该退款的实际自主使用权”。不过，张之洞对美方的抵制一直持续至1909年秋，迫使美国国务院“放弃了让中方任命一名美国人做中国留美学生总监的打算”，在京的美国公使馆亦“无法按自己的心愿塑造该留美使团的规章”42)。

在上述“补充照会”中，清廷外务部详细列出了中方的规划：“最初四年，中国每年派送100名学生(赴美)；此后，在余下的赔款期内每年至少送出50名学生”43)。与此同时，中国政府还设计了留美学生应该攻读的学科方向：他们当中“有百分之八十将专修工业技术，农学，机械工程，采矿，物理学及化学，铁路工程，建筑，银行，铁路管理，以及类似学科；另外百分之二十将专修法律及政治学”44)。

表1 庚款留美学生统计表

数据来源：王树槐 . 近代史研究所专刊(31)·庚子赔款 . 台北中央研究院近代史研究所，1974. 313，316，320；谢长法. 中国留学教育史. 太原：山西教育出版社，2006. 101-107，131-136，158-160，179-181.

*根据王树槐的研究(316页)，73名特别生——包括特别官费生10人、稽勋局学生22人、北洋学堂学生22人及其他学生，“其中大部分并未出国”，所以笔者将赴美的特别生人数上限估计为36人。

**据谢长法的论述(135页)，袁氏后裔特别生的人数可能不止7名，但是应该也不会再增加很多了。

1909年9月，第一次庚款留美考试在京举办，在600多名应试者中只有47人通过了考试，其中14人(占30%)来自上海的“高等实业学堂”。首批遴选的庚款留学生人数还不到既定的派送名额的一半。在这47人中，有2人(占4%，包括胡刚复)攻读数理，3人(6%)学习化学，1人(2%)学习算学，至少34人(72%)选择了工程、农业、采矿或商科专业，5人(11%)专修人文学科，余下2人情况不详。1910年遴选出的第二批庚款留美学生，共70人，仍低于原计划的100名。这批留美学生中，4人(6%)主修物理，大多数人(54人，77%)攻读工程、农业、矿业、医学、商业或金融。显然，最初两届庚款留美生的专业安排都相当忠实地执行了原定的方针，专注于获取技术性知识，以促进中国的工商业发展。这种专注于工程与实学的取向，事实上也是后来民国时期所有赴美、欧留学项目的主要追求45)。从1909年至1943年间，共有约1962名庚款资助生赴美留学(表1)。但是，这些庚款生仅占20世纪上半叶的至少19209名中国赴美留学生总数的很小一部分(约10%)。1953年以前，在美国大学攻读物理学专业的中国学生总数为255人，其中可能仅有数十人获得过庚款奖学金的资助46)。虽然直接受益于庚款资助的留美物理学家人数并不多，但由于他们都是在众多候选人中严格遴选出来的佼佼者，因此成才率极高，后来在学术上大都有杰出的成就，许多人都成长为各自专业领域的领军人物。

(未完待续)

注 释

*2016年，笔者在英文期刊Physics in Perspective上发表了题为“American Influence on Chinese Physics Study in the Early Twentieth Century”的论文。2021年，“返朴”微信公众号刘辛味编辑热情地将该文翻译成中文；2025年初，笔者又请郭志辉博士将刘编辑的初译稿校对润色了一遍。在此校对稿的基础上，笔者又根据新的史料对文章的内容做了全面的增补与修订。在此，笔者衷心感谢两位译者的热情帮助。无须赘言，本文中一切遗留的错误皆由笔者负责。

1) 董光璧. 20世纪的中国物理学. 第十届中国科学史国际会议. 哈尔滨，2004。

2) 据袁同礼的统计，1960年之前共有177名中国留学生在美国获得了物理学博士学位，1961年以前在英国获得该学位的中国人有34名；1962年以前，约有 36 名中国学子在法国获得物理学博士学位，而在德国获得该学位的共有28人。参见：Yuan T L (袁同礼). A Guide to Doctoral Dissertations by Chinese Students in America, 1905-1960. Washington: Sino-American Cultural Society, 1961. 238; Doctoral Dissertations by Chinese Students in Great Britain and Northern Ireland, 1916-1961. Chinese Culture: A Quarterly Review，1963，IV(4)：137; A Guide to Doctoral Dissertations by Chinese Students in Continental Europe, 1907-1962. Chinese Culture: A Quarterly Review, 1964, V(4): 95-98。袁同礼编纂的留学欧洲大陆的中国学生博士论文目录中，没有专门列出在法、德两国获物理学博士的人数；笔者 以比较宽松的“物理学”定义，从相应的目录中挑选出属于“物理学”的论文，并据此估算了分别在法、德两国获得物理学博士的上限人数。1951至 1965年，新中国派往苏联的留学生共计8411名，其中学习物理专业的可能只有两三百人。据留苏的于渌院士回 忆，可能没有人获得过苏联的物理学博士学位，大多数人只获得了高等教育文凭(相当于美国的硕士)或者科学副博士学位(相当于欧美的博士)。根据新中国留学史专家田涛和刘晓琴对留苏中国学生毕业最集中的1960-1962年间的毕业论文的分析，学习物理类专业 的研究生(包括副博士和博士)只有20人；这里的“物理类”包括天文、力学、物理、理论物理学、半导体物理、固体物理、地球物理和大气物理。也许还有在1960年以前和1962年之后毕业的物理类专业研究生未被计入，但是所遗漏的人员总数不太可能超过上述已被统计的人数。因此，笔者判断毕业于苏联的物理学副博士及博士的总人数不会超过40人。(参见：李喜所 主编. 田涛, 刘晓琴 著. 中国留学通史·新中国卷 . 广州：广东教育出版社，2010. 113，115，127-128，139；于渌院士的谈话引自“则贤问学录——于渌篇(上)” ( https://mp.weixin.qq.com/s/OX52zlX3caZsdFNbelDZJA )；关于美苏各级学位水平的比较，参见：郭玉贵 . 美国和苏联学位制度比较研究——兼论中国学位制度. 上海：复旦大学出版社，1991. 82-92)。

3) 李佩珊. 美国研究，1991，(4)：98。

4) 根据谢长法的研究，1881年回到祖国的只有94名学生，其余26人则已经离世、提前离美或者拒绝返华。参见：谢长法. 中国留学 教育史. 太原：山西教育出版社，2006. 1-13。

5) 谢长法. 中国留学教育史. 太原：山西教育出版社，2006. 22-24. 关于中国学生首次到日本留学，引自： Fairbank J K，Liu K C eds. Late Ch′ing, 1800-1911. In：The Cambridge History of China. Part 2, vol. 11. Cambridge University Press, 1980. 348。

6) 杨振宁. 诺贝尔晚宴演讲， http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1957/yang-speech.html。

7) 在中国古代典籍中，经常出现的“物理”一词意指“事物之常理”，这里的“事物”包括了但并不限于自然现象。据胡升华教授的考证，日本人于1870年代开始使用古汉语中的“物理”一词，但是其内涵比今天的“物理学”中的“物理”概念更宽泛，更类似于西方的“自然哲学(Natural Philosophy)”。此后，又经过数年的衍变，日语中“物理”一词的概念内涵才逐渐“由博而约”，成为近现 代西方的“physics(物理学)”一词的对应日文翻译。在中日甲午战争之后的10年间，日文中用汉字表示的专业术语“物理”一词，逐渐为中国学界所采纳，而此时中文的“物理”这一新词之内涵已与古汉语中同名词汇的意思大相径庭。更详细的相关讨论请参考： 胡升华. 科学，1998，50(1)：41 (注意：该文倒数第二段中“1896 ~ 1897年”应为“1906 ~ 1907年”，作者在随后的一期中已经作了更正，见：科学，1998，50(2)：15)。

8) 王冰. 中国科技史料，1986，7(5)：16。

9) 广为人知的留日中国物理学家包括李芳柏、周昌寿、张贻惠、文元模，他们都在1920年代积极介绍和传播过爱因斯坦的相对论。

10) 胡大年. 爱因斯坦在中国. 上海：上海科技教育出版社，2006. 46-59. 许崇清还是本文后面将要多次提到的“两弹一星”元勋之一、 物理学家朱光亚的岳父(见：奚启新. 朱光亚传. 北京：人民出版社，2015. 130-132)。

11) 自1900年起，盛宣怀(1844-1916)已经开始从他所创设的天津中西学堂、南洋公学等校选派了二十余名学生赴英美留学，其中就 有李福基(又名李复几)，他后来成为了第一位在海外获得物理学博士学位的中国人。见：谢长法. 中国留学教育史. 太原：山西教育出 版社，2006. 73-74。

12) Yuan T L. Doctoral Dissertations by Chinese Students in Great Britain and Northern Ireland, 1916-1961. Chinese Culture: A Quarterly Review，1963，IV(4)：107。

13) Qu J C (屈儆诚). Chinese Physicists Educated in Germany and America: Their Scientific Contributions and Their Impact on China’s Higher Education (1900-1949). PhD diss.，The Ohio State University，1998. 47, 137。

14) 这里关于“实学”的内涵定义，引自：Ye W L (叶维丽). Seeking Modernity in China’s Name: Chinese Students in the United States, 1900-1927. Stanford: Stanford University Press，2001. 54。

15) 谢长法. 中国留学教育史. 太原：山西教育出版社，2006. 71-75。

16) 谢长法. 中国留学教育史. 太原：山西教育出版社，2006. 75。

17) 李喜所. 近代中国的留学生. 北京：人民出版社，1987. 225。

18) Ye W L. Seeking Modernity in China’s Name: Chinese Students in the United States, 1900-1927. Stanford: Stanford University Press, 2001. 54-55。

19) 交通大学校史编写组. 交通大学校史(1896-1949). 上海：上海教育出版社，1986. 4, 8, 9；欧七斤. 中国科技史杂志，2007，28(2)： 105。

20) Li Fo Ki. Spektroskopische Untersuchungen über P. Lenards Theorie der Specktren der Alkali-Metalle. PhD diss.，Rheinische FriedrichWilhelms-Universität Bonn, 1907；欧七斤在《略述中国第一位物理学博士李复几》(中国科技史杂志，2007，28(2)：105)中提到，李复几的实验研究否定了Lenard的理论。

21) 迄今，许多著名的物理学家传记辞典中“夏元瑮”词条都说他是 1909年从耶鲁大学毕业。但是，耶鲁大学的档案记录证明他是 1907年毕业的，而且柏林大学的档案也显示他于同年就已开始在柏林大学注册了(参见：胡大年. 爱因斯坦在中国. 上海：上海科技教 育出版社，2006. 95，97，及相关的注释)。

22) 关于夏元瑮的详细讨论，参见：胡大年 . 爱因斯坦在中国 . 上海：上海科技教育出版社，2006. 94-106；Hu D N. Two Chinese Pioneers of Relativity.自然科学史研究，2005(S1)：90。

23) 与夏元瑮一样，张大椿在留学耶鲁之前也毕业于南洋公学。当张大椿1913年入职北大时，夏元瑮是该校的理科学长(即理学院院长)。关于张大椿1917年之前的生平，参见：Burke F G Jr. et al eds. Class History 1909, Sheffield Scientific School, Yale University, vol. 1. Rutland, VT : The Tuttle Company, 1909；Chao G T ed. Who’s Who of American Returned Students. Beijing: TsingHua College, 1917. 关于其学士学位，参见：Bagg J L ed. Class History 1909, Sheffield Scientific School, Yale University, vol. 2. Rutland, VT: The Tuttle Company, 1915. 28. 张大椿在北大物理系的任职时间，参见：沈克琦，赵凯华 主编 . 北大物理百年, 1913-2013. 北京大学出版社，2013. 19; 但是，有耶鲁校友档案记录显示，1920 年，张大椿离开北大去“盐务管理学院”任职，未知确否，参见：Wallace J B Jr. ed. Quarter Century Record, 1909, Sheffield Scientific School, Yale University, vol. 4. New Haven, CT : The Class Secretaries Bureau，1935. 48。耶鲁大 学早在 1861 年就授予了莱特(Arthur Williams Wright)物理学博士学位，这是在美国国内所颁授的第一个正规的物理学博士学位(见： Rosenberg R P. The Journal of Higher Education，1961，32(7)：387)。

24) 这里，关于李耀邦的出生和去世的年代以及留美的学历详情，均取自芝加哥大学注册处提供的成绩单，其中许多个人信息都填补 了国内相关传记中的空白，有些则对现有的信息做出了更正。在此，笔者感谢芝大注册处的热情支持和帮助。关于李耀邦发明“雾化器方法”及其对密立根研究工作的重要性、密立根的致谢，参见：Millikan R A . Science，1910，32(822)：436；Physical Review (Series I), 1911，32：349；Physical Review，1913，11(2)：109；Qu J C. Chinese Physicists Educated in Germany and America: Their Scientific Contributions and Their Impact on China’s Higher Education (1900—1949). PhD diss.，The Ohio State University，1998. 142 (屈儆诚在他的博士论文中已指出，李耀邦是芝大物理系录取的第一位中国学生)。

25) Lee Y B . Determination of the Value of “e” by Millikan’s Method, Using Solid Spheres. 芝加哥大学博士论文，1915。关于李耀邦在 芝大选课的情况及获得博士学位的日期，均引自他在芝加哥大学的成绩单。

26) 中国科学技术协会 编. 中国科学技术专家传略·理学编·物理学卷 I. 石家庄：河北教育出版社，1996. 19。

27) 颜任光在芝加哥大学的成绩单上填写的出生时间为 1893年(未填月份和日期)。然而根据他的家谱，他出生于 1888年。见：王小蕾 . 私立海南大学校长颜任光 . 海口：南方出版社, 2018. 141。参见颜任光在芝加哥大学的成绩单，其中标明在华就读的学校有 “Kiungchow (China) H.S. ′11” (直译为“中国琼州高中1911届”) 以及“Canton Christian Col.”(即岭南大学)。关于密立根的第二名中国学生，见：张炜. 自然辩证法通讯，1984，(04)：74。根据颜任光在芝大的成绩单，张炜关于颜任光“可能于1910年左右进入芝加 哥大学”的说法不能成立。关于颜任光的家庭背景和早年的教育情况，参见：王小蕾. 私立海南大学校长颜任光. 海口：南方出版社， 2018. 10-29。

28) 参见颜任光在芝加哥大学的成绩单。目前国内许多关于颜任光的传记都说他在康奈尔大学获得了硕士学位，但是上述成绩单证明此说不实！颜任光的博士论文在海外被归类为哲学论文：https://www.brocku.ca/MeadProject/Timeline/Doctoral_dissertations_in_philos. html。该网页的内容来自一篇博士论文，可靠性应该较高)。

29) Yen K L. International Journal of Ethics，1917，28：197。迄今为止，历史学家们似乎还没有注意到颜任光的这篇文章。

30) Yen K L. Mobilities of Ions in Air, Hydrogen, and Nitrogen. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.，1918，4(4)：91 (请读者注意：发表这篇论文 的英文期刊，在国内两种著名的物理学家传记辞典中都被误标注为“Physical Review”了。该文于 1918年1月21日由密立根亲自提 交)；The Mobilities of Gaseous Ions. Physical Review，1918，11(5)：337 (1917年12月1日，该文已经在芝加哥召开的美国物理学会会议上宣读过)。

31) Yen K L. London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science，1919，38 (227)：582. 颜任光提交该文的日期 是 1919 年 7 月 3 日，其地址仍然是芝大 Ryerson 实验室，证明他博士毕业后留在芝大继续工作了至少一年。见：Qu J C. Chinese Physicists Educated in Germany and America：Their Scientific Contributions and Their Impact on China’s Higher Education (1900-1949). PhD diss.，The Ohio State University，1998. 145-146。

32) Millikan R A. The Autobiography of Robert Andrews Millikan. New York：Prentice-Hall，1950. 89。

33) 颜任光回复胡适的信，见：耿云志 主编. 胡适遗稿及秘藏书信. 合肥：黄山书社，1994. 80-82。该信的落款时间是“三月三十一日”，但是却并未标明年份。有学者认为该信作于 1918年 (见：20世纪中国知名科学家学术成就概览，物理学卷，第一分册 . 北京： 科学出版社，2014. 31)，但笔者以为颜任光的回信应该写于1919年春，理由是该信中提到他二月份曾与路过芝加哥的北大理科学长 夏元瑮(浮筠)先生商讨留英事宜并得到后者的鼓励。夏先生应该是在1918年10月获得教育部批准之后，才“赴欧美日本等处考察大 学教育及欧战与教育之关系”的 (见：王学珍，郭建荣 主编 . 北京大学史料，第二卷(1919-1937)，上册 . 北京：北京大学出版社， 2000. 330-331)，因而不可能于 1918年春去芝加哥访问。此外，我们知道，梁启超自 1919年春开始以巴黎为基地考察欧洲大陆各国 时，夏元瑮是常伴其左右之人。由此可以推断，夏元瑮是1918年底至1919年初之间，先赴美国考察之后才前往欧洲的，路过芝加哥 时曾与颜见面。因此，颜任光致胡适的信应该是作于1919年3月31日 (参见：丁文江，赵丰田 编.梁启超年谱长编. 上海：上海人民 出版社，1983. 874；胡大年. 爱因斯坦在中国. 上海：上海科技教育出版社，2006. 97)。1919-1920年间，颜任光很可能并未赴英国剑 桥进修，因为迄今尚未见到相关的证据，其次就在颜任光致函胡适的那个月，汤姆孙已正式辞去了卡文迪什教授一职，由卢瑟福继 任 (Crowther J G. The Cavendish Laboratory, 1874-1974. New York: Science History Publications，1974. 172-175)。

34) 参见：沈克琦，赵凯华 主编 . 北大物理百年, 1913-2013. 北京大学出版社，2013. 22；1920年秋颜任光入职北大的史料证据，见： 王学珍，郭建荣 主编. 北京大学史料，第二卷(1912-1937)，上册. 北京：北京大学出版社，2000. 140。

35) 参见丁佐成在芝大的成绩单(芝加哥大学注册处提供)。该成绩单还显示，丁佐成并未在芝大攻读过所谓的“电气工程专业硕士 学位”。

36) 钱临照. 物理，1982，11(8)：449。

37) 中国科学技术协会 编. 中国科学技术专家传略·理学编·物理学卷 I. 石家庄：河北教育出版社，1996. 67-75；第一批庚款学者见 第68页。

38) Spence J. The Search for Modern China, 2nd ed. New York: W.W. Norton & Company, 1999. 233。

39) Hunt M H. The Journal of Asian Studies，1972，31(3)：539-559。这句引文载于541-542页。

40) Hunt M H. The Journal of Asian Studies，1972，31(3)：539-559. 543-547。美国实际所分得的赔款总额为24440778.81美元。参见： 谢长法. 中国留学教育史. 太原：山西教育出版社，2006. 98。

41) 1908年美国首次退还的庚款数额实为11961121.76美元。参见：谢长法. 中国留学教育史. 太原：山西教育出版社，2006. 98。请 读者注意: 退还美庚款的时间和方式由美方决定；实际采用的退款方式为“先赔后退”，就是说在1908年之后，中方仍须根据原赔款义务所附的分期付款计划按时支付给美方，再由美方将计算好的年度减收金额用汇票存入美国花旗银行的专门账户，该账户不受中国政府支配，而是由美国政府监督使用。此后，每当中美两国有分歧时，美方便常常以停止退款来要挟中方，迫使后者让步。(见： 清华大学校史研究室 编. 清华大学史料选编，第一卷. 北京：清华大学出版社，1991. 102，109-114；中国近代史资料编辑委员会 编辑. 中国海关与庚子赔款. 北京：中华书局，1962. 160，163；Hunt M H. The Journal of Asian Studies，1972，31(3)：539-559. 558。

42) Hunt M H. The Journal of Asian Studies，1972，31(3)：539-559. 547-557。

43) Hunt M H. The Journal of Asian Studies，1972，31(3)：539-559. 554-555；清华大学校史研究室 编. 清华大学史料选编，第一卷. 北京：清华大学出版社，1991. 102-103。

44) 清华大学校史研究室 编. 清华大学史料选编，第一卷. 北京：清华大学出版社，1991. 107。

45) 谢长法. 中国留学教育史. 太原：山西教育出版社， 2006. 100-105，167-168。关于“600 余人”报考第一批庚款留美，引自：李守郡. 历史档案，1989，(03)：104；关于该考生人数，另外两位学者提出了更具体的数字，谢长法指出(脚注4 文献中的第101 页)，“报考者计640 余人”，而王天骏主张有603 人报考(见：王天骏. 文明梦：记第一批庚款留美生. 北京：清华大学出版社， 2012. 8)，然而二者均未注明其数据的来源。感谢姚蜀平老师告知笔者王天骏先生的专著。

46) 庚款留学总人数：47 (1909 年)，70 (1910 年)，63 (1911 年)，1109 (1912-1929 年)，25 (1933 年)，20 (1934 年)，30 (1935 年)，18 (1936 年)，16 (1940年)，22 (1943 年)；见：谢长法. 中国留学教育史. 太原：山西教育出版社，2006. 101-107，134-135，136，158-160，179-181。中国留美学生总数(1900-1950 年间)及其中攻读物理专业的人数引自：China Institute in America. A Survey of Chinese Students in American Universities and Colleges in the Past One Hundred Years: A Preliminary Report. New York， 1954. 26-27， 35. (笔者认为，该书统计表中所列5132 名入学年代不详的学生，属于1900 年以前和1950 年之后入学的几率很小，故将其计入20 世纪上半叶的留学生总数中)。

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