梁百先

梁百先

（1911-1996）

梁百先，空間物理學家。中國電離層電波傳播與空間物理研究領域開拓者與奠基人之一。1985年5月加入中國共產黨，1951年10月加入中國民主建國會。他參加了1936年6月19日上海日偏食電離層效應的觀測，其研究結果發表於《中國物理學報》(1936年)。這是我國科學家首次研究電離層的成果。1946年他協助桂質廷教授創建了我國第一個電離層實驗室。在對武昌及世界各地電離層垂測記錄進行了分析研究后，1947年11月在著名學術期刊《Nature》 發表論文《F2層電離程度與地磁緯度的關係》。英國著名科學家、諾貝爾獎獲得者Appleton爵士評閱了該論文，並附註贊成用地磁緯度代替地面磁傾角作自變數。這就是現在所熟知的電離層赤道異常現象。這一自然現象由Sir Edward Appleton爵士與梁百先教授各自獨立地發現，先後都發表於《Nature》，所以也稱作Appleton-Liang異常。這是在電離層研究領域我國科學家作出的第一個受到國際學術界認可的重大發現。

梁百先，1911年10月11日生於湖南省長沙市北門，祖籍山西靈石縣。清中後期其曾祖父戰死新疆邊關，祖父自幼被叔曾祖父收養，並隨同叔曾祖父遷至湖南長沙經商。父梁振華早年官費留學日本早稻田大學，回國後作為鐵路工程師，曾追隨我國鐵路建設先驅詹天佑、顏德慶先生，在粵漢鐵路工程總局（現中鐵第四設計院所在地）從事鐵路勘測工程，因此舉家於上世紀二十年代從長沙搬遷至武昌徐家棚，直至抗日戰爭爆發，人員遣散。1927年國共第一次合作破裂，時局混亂，武漢陷於白色恐怖，學校被迫停課，他獨自返回長沙。經過兩個月補習，1928年9月插入剛剛複課的雅禮中學第二班（即高二）。雅禮是由耶魯大學畢業生組成的耶魯協會創辦，學風嚴謹，崇尚科學、文明、自由，德智體全面發展。在西學東漸、中西文化交融的環境里，他獲益匪淺，兩年中進一步夯實了國文、英文及自然科學堅實的基礎，也堅定了科學、愛國的信念。受到物理學教師桂質廷博士的影響，他立志獻身於中國的物理科學，因成績優良1930年被保送到同為耶魯學會在武昌辦的私立華中大學物理系。因與父母在就業和繼續上大學問題上意見相左，家裡在經濟上不再支持，他下決心自力更生讀完大學，四年中他的學費依靠雅禮獎學金，而膳食、住宿、書籍等費用靠在補習學校、中學代課及做家教來維持。1934年他畢業后便受聘於母校雅禮中學任物理教師，同時兼任雅禮協會所辦的湘潭醫學院講師。1935年秋考入上海中央研究院物理所攻讀研究生，之後參加了1936年上海日偏食對電離層影響的觀測和研究，當年發表的《關於1936年6月19日上海日偏食對電離層效應的觀測結果》是我國科學家首次用脈衝垂測儀研究電離層的成果。1936年7月任練習助理員。同年南京國民政府招考英國庚子賠款中國赴英留學生，他以湘籍考生身份參加考試，並以總成績第二名入榜，當年即赴英國帝國理工學院物理系研究生部學習，1938年獲倫敦大學理學碩士學位。1938-1939年留在帝國理工學院做研究工作，協助L.C. Martin教授搜集電子顯微鏡像差及電子光學理論方面的資料工作，同時還協助P.B. Moon教授對放置在高山上的感光膠片中高能粒子所留痕迹做系統測量，邊工作邊旁聽一些新課程。在此期間又獲帝國理工學院D.I.C文憑。(由英國帝國理工學院頒發的文憑Diploma of Imperial College )。

1938年武漢淪陷后，日本侵略者的鐵蹄踐踏了中國的半壁江山，他在萬裡外的異國他鄉，耳聞國土淪喪。國難當頭之際，懷著科學救國、科技強國的願望，毅然決定放棄了在英國較好的研究條件和不菲的薪俸，於1939年9月遠渡重洋，輾轉數國從越南回到了昆明。在中央研究院等候安排近兩個月，當時很想去兵工署光學工廠，直接為抗戰軍備服務，后因兵工署留德派任人唯親而不能如願，直至當年12月由恩師桂質廷教授推薦，受聘於國立武漢大學物理系任教授，先後從事普通物理學和電磁學的教學工作，他授課清晰、推理嚴謹，深受學生愛戴。當時的國立武漢大學從武昌遷至四川樂山縣，教學和生活條件十分艱苦，日本侵略軍的飛機經常飛臨樂山上空，一次轟炸造成了師生多人死傷，但他和眾多同事一起堅守教學崗位，終於迎來了抗戰的勝利。1945年，桂質廷教授徵得美國華盛頓卡內基學院的支持和美國海軍的幫助，設立遊離層觀測站，由於是戰時狀況，決定由美海軍將一整套半自動電離層觀測設備運至樂山，正式啟動了中美間在電離層探測研究領域的國際合作項目，這也是中國首個地球空間探測的大型科研項目。當時從天、地線的架設到各組件的安裝調試，頭緒萬千，十分艱難，這一既容易出現失誤又不允許出現一點紕漏的重擔，落在了他的肩上。為了避免可能出現的失誤，他邀請工學院陳芳允、許宗岳等教授和理學院龍咸靈、王燊、李子高等教師和技術專家，協同隨設備一起來華的以Edwards上校為首的幾位美海軍技術人員，群策群力，精心組織，縝密安排，只用了兩個多月將設備安裝調試完畢。從1946年1月1日零時起正式開始對樂山上空電離層的垂直探測，（每天24次，每小時一次，正點前10分鐘開始，每次約10分鐘），這便是中國的第一個電離層實驗室（國立武漢大學遊離層實驗室）。從這時起，觀測數據按協議寄往美國國家標準局所屬中央無線電波傳播實驗研究所，由它集中全球百餘處觀測數據，進行彙編交流。國立武漢大學的這項觀測研究，在桂質廷教授和梁百先教授的主持下，成為我國科學家早期參與國際科研合作的一個成功典範。抗戰勝利后，武漢大學遷回武昌珞珈山，1946年該實驗室在武昌恢復了觀測研究，開展了持續多年的電離層常規觀測，並與世界多個國家交換電離層數據；此期間，在桂質廷教授的建議下，根據“世界電離層數據”所載各台站的數據，梁百先教授、龍咸靈教授等對武昌及世界各地電離層垂測記錄進行了分析研究，在國內外著名學術刊物上公開發表了多項研究成果。特別值得一提的是，梁百先教授分析了1946年兩分時全球foF2的分佈與地磁緯度的關係，發現foF2的分佈與地磁赤道很好地對稱，並在赤道南北有雙峰值，而午夜foF2分佈只有赤道上空一個峰值，研究結果撰寫成論文《F2層電離程度與地磁緯度的關係》，投寄著名學術期刊《Nature》，於1947年11月發表。英國著名科學家、諾貝爾獎獲得者Appleton爵士評閱了該論文，並附註贊成用地磁緯度代替地面磁傾角作自變數。這就是現在所熟知的電離層赤道異常現象。這一自然現象由英國著名科學家Appleton與梁百先教授各自獨立地發現，先後都發表於《Nature》，所以也稱作Appleton-Liang異常。這是在電離層研究領域我國科學家作出的第一個受到國際學術界認可的重大發現。

梁百先教授在1946年曾擔任對我國科學事業產生過重大影響的科技工作者組織—中華自然科學社物理組的負責人和武漢分社常務理事，積極推動物理科學普及並向社會大力推廣社刊《科學世界》。

1949年武漢解放，新中國成立，他仍從事他鐘愛的電離層和電波傳播研究。在中蘇友好的年代里，他曾和蘇聯專家，莫斯科大學的古謝夫教授等人一起合作開展電波傳播的研究。1956年為迎接國際地球物理年，在中國科學院地球物理研究所趙九章所長、陳宗器副所長和武漢大學桂質廷教授等科學家倡議與積極支持下，決定雙方全面合作，在武漢大學校園內建立武漢地球物理觀象台。在電離層研究方面，聘請武漢大學梁百先教授和桂質廷教授兩人為中國科學院地球物理研究所兼任研究員，主持籌建了武漢地球物理觀象台(現中科院武漢物理所觀象台前身)。梁百先教授作為首任台長，主持電離層探測、研究工作。任職期間，增設了新研究課題—臭氧層研究和宇宙線探測，並更新設備，將地球物理研究所新購的匈牙利制自動式垂測儀替換原有的手動垂測儀，在我國首先開始自動垂測儀探測。後來還親自籌劃、選址、建立了武漢郊區的豹子澥地磁台(現國家地震局武漢地磁台)，配合上述電離層研究。中國科學院地球物理研究所與武漢大學的這種合作對武漢地區電離層與電波傳播研究的發展起了重要的推動和促進作用。

就在他躊躇滿志的時候，國內政治風向大變，左傾思潮佔據了主導地位，不少高級知識分子受到了不公平的待遇，他亦不例外。1958后他便離開了他所熱愛的研究工作，在普通物理教研室教授電學、電磁學、無線電基礎、電動力學等基礎課程，編寫了極受師生歡迎的普通高等院校理科普通物理《電學》上下冊和《電磁學》上下冊。1957年，前蘇聯發射了第一顆地球衛星，以後又發射了第一顆載人飛船，他受科普協會之約，撰寫了多份科普文章，簡明又通俗地介紹了發射宇宙飛船、火箭、人造衛星的科學理論和技術，向青少年普及空間科學知識，好評如潮。被不少學校單位邀請去作科普講座。1966年文化大革命開始，他首當其衝受到衝擊，被抄家、批鬥。后又下放到光化縣太平店武漢大學分校勞動。1977年激光專業成立，他分到物理系激光教研室。同時給工農兵學員和青年教師上激光理論基礎課，直至空間物理系和物理系分立。

粉碎“四人幫”后，我國迎來了科學的春天，儘管梁百先教授早已過了花甲之年，但在鄧小平同志“知識分子是工人階級的一部分”重要論述和全國第一次科學技術大會精神感召下，重新煥發了青春。為了把“文化大革命”十年的損失挽回來，重新建立武漢大學在電離層和電波傳播研究領域的優勢，他積極向校領導建議恢復基本陷於停滯狀態的電離層和地球空間、天線與電波傳播的研究，建立相關專業，招收本科生和研究生，開展國際間的學術交流和合作。在他和龍咸靈教授的努力下，經校方向教育部申報並經同意，1978年武漢大學空間物理系正式成立。他親自籌劃創建、領導了空間物理研究室，組織中青年教師開展適合我國條件的日地物理探測和理論研究。他在1980年3月作為教育部第二批赴美考察團成員，考察了美國伊利諾伊大學、斯坦福大學、加州大學伯克利分校、聖迭戈分校、美國中央電波傳播研究中心以及美國空間科學中心等著名學府和研究實驗室，了解他們的教學科研情況，探索加強中美教育、科研合作的途徑，建立學校之間、個人之間的聯繫和友好往來。21天行程4000多公里，從美國東部到西部，比較詳細地考察了美國高校教學體制、培養目標、專業設置、師資培養、科研課題、跨學科和邊緣學科建設，教學科研結合，科研與應用結合等方面的現狀，為教育部和武漢大學的高校教學和科研改革提供了可借鑒的經驗。於此同時，在與美高校和科研中心同行的座談中，了解到了他們的研究工作，包括國際領先的研究項目進展，對確立我國相同專業研究方向，拓寬研究領域，縮小與發達國家在前沿科學方面的差距等方面，有很重要的啟發和意義。在事先已有通信聯繫的基礎上，他面邀斯坦福大學A.V. da Rosa教授、D.L. Carpenter教授，伊利諾伊大學葉公節教授分別來武漢大學講學和交流。在加利福利亞州考察時，他受加州大學聖迭戈分校著名空間物理學家，國際無線電科學協會（URSI）名譽主席Henry Booker教授之邀，利用星期日獨自一人前往聖迭戈與Booker教授作了暢談，邀請他來華講學。次年Booker教授及Carpenter教授、葉公節教授、da Rosa教授均如約來到武漢大學講學和交流。自此，空間物理系與上述學者建立了長期的學術交往，他個人也與他們建立了深厚的友誼。此後又與日本名古屋大學早川正士教授、京都大學小川徹教授、松本紘教授（現為京都大學校長），美國馬里蘭大學吳京生教授等人建立了學者互訪、合作研究、講學等多種學術交流渠道。上世紀八十年代到九十年代他所在的空間物理研究室還多次邀請國外學者講學，是國際空間學術交流最活躍的地方。他也很重視與國內高校和科研院所的科研合作和學術交流，北大肖佑、中國科技大王水，中科院朱崗昆、中國電波傳播研究所呂保維、中國電子學會沙蹤等著名學者均來過武大進行講學或學術交流活動。除了請進來，還派出去，有多名教師和研究生赴美國、日本進修或參加合作科研項目。正是由於國際、國內的學術交流和科研合作，開闊了師生們的視野，研究項目逐步與國際接軌。在他的創議下，空間物理研究室建立了低緯哨聲、衛星信標接收及電離層閃爍、磁層、地磁微脈動、空間等離子體計算機模擬等研究組，並取得了世人矚目的一系列成果，例如：低緯哨聲組在他的親自指導和參與下，將地面可觀測哨聲的截止緯度向赤道方向推進了上千公里，受到國內外同行的重視。由於武漢大學自1946年以來四十多年間在電離層與電波傳播學科上的不懈努力、卓越建樹和學術貢獻，梁百先、龍咸靈等所主持的“中低緯電離層及電離層電波傳播的研究”獲得了1988年國家自然科學三等獎和國家教委科技進步一等獎。

從1979年開始他便招收研究生，1980年作為國務院第一批授予的博士生導師，開始招收博士生，他治學嚴謹、一絲不苟；提攜後學、誨人不倦，謙虛質樸、平易近人，嚴格律己、寬以待人，教書育人、言傳身教。他十分關心青年師生的成長，從思想上、學術上、生活上多方面關心關懷他們，儘力解決他們的實際困難，因而深受青年師生的尊重和愛戴，他常掛在嘴邊的一句話就是“我已經老了，但我願意當人梯，把你們推上去，爭取當好你們的後盾”。他在教育戰線上數十年如一日，勤勤懇懇，任勞任怨，精心耕耘，把整個生命貢獻給了我國的教育事業。他桃李滿天下，不少學生已成為我國教育和科研的骨幹力量。

他是中國民主建國會湖北省原常委、顧問，在黨的“長期共存，互相監督，肝膽相照，榮辱與共”的原則指導下，做了大量的統一戰線方面的工作，充分調動了有關黨外人士為現代化建設服務的熱情。特別是在撥亂反正後的時期，他多方奔走，竭盡全力，協助校黨委落實知識分子政策，糾正錯划“右派分子”的錯誤，受到校黨委的肯定。他在晚年實現了他多年的願望，成為了中國共產黨黨員，他把入黨當作他政治上的起點，珍惜黨員稱號，服從黨組織安排，積極參與黨的建設和組織活動，關切國事民瘼，自覺改造世界觀、人生觀。曾被武大黨委評為優秀共產黨員。

他曾兼任中國科學院地球物理研究所研究員、武漢地球物理觀象台台長、中國地球物理學會理事、中國電子學會電波傳播專業委員會理事、湖北省暨武漢市物理學會副理事長、名譽理事，武漢市科協常委、《武漢大學學報（自然科學版）》編委、《地球物理學報》副主編、《電波科學學報》名譽主編等職。1992年獲國務院政府特殊津貼。

1911年10月11日 出生於湖南省長沙市

1930-1934年 湖北省武漢市華中大學物理系學習

1934-1935年 湖南省長沙市 雅禮中學教員兼湘雅醫學院物理學講師

1935-1936年 上海中央研究院物理研究所研究生

1936-1938年 英國倫敦帝國理工學院物理系研究生部學習，獲得理學碩士學位

1938-1939年 英國倫敦帝國理工大學物理系光學實驗室做研究工作，獲帝國理工學院學位證書

1徠939-1949年 國立武漢大學教授，兼任北平研究院物理所通信研究員，中華自然科學社物理組負責人

1949-1978年 武漢大學物理系教授，中國科學院地球物理所兼任研究員、所學術委員會委員（1956-1958年），武漢地球物理觀象台台長（1956-1958年）

1978-1996年 武漢大學空間物理系教授，空間物理研究室主任（1979-1991年），博士生導師（1981-1996）

1996年11月17日 病逝於武昌

（1）梁百先，普通物理教材 《電學》上下冊，1964-1965年高等教育出版社

（2）梁百先、湯建國、張才國，《電磁學》上下冊。 1983年11月初版，1984年3月第二版，高等教育出版社

（3）梁百先、陳茂康、朱思隆，Measurements of ionization in the ionospheric layers during the partial solar eclipse of June 9，1936 at Shanghai，Chinese J. Phys. 2(1937)，169-177

（4）P.H. Liang(梁百先)，F2 ionization and geomagnetic latitudes. Nature， 160(1947)，642

（5）梁百先、龍咸靈、王燊，A study of the ionospheric data obtained at Wuchang，Sept. 1946，Thru Dec，1947，Chinese J. Phys.， 7-3(1948)

（6）P.H. Liang(梁百先)，Effects on F2 ionization of the partial eclipse of May 9，1948 as abserved at Wuchang. Proc. General Assembly， URSI，7(1949)，247

（7）梁百先、桂質廷、莫紀華，周煒等，The F2 region of the ionosphere at Wuchang during the Solar eclipse of May 9，1948，Chinese J. Phys.， 8-3(1951)，197

（8）徐繼生、梁百先、保宗悌，武昌哨聲色散特性及F2峰以上電子濃度與管電子含量的計算，武漢大學學報，No.1(1982)

（9）高孝銓、梁百先、侯傑昌，低緯鼻哨外推法，武漢大學學報，No4（1982）

（10）保宗悌、梁百先等，Characteristics of low-latitude whistlers and their relation with f0F2 and magnetic activity. Advances of Space Research，2-10(1983)

（11）徐繼生、梁百先、保宗悌，赤道異常區內非導管哨聲的射線跟蹤，地球物理學報。27-5（1984）

（12）李鈞、馬淑英等、梁百先等，武昌電離層F2區峰值上、下部電子含量觀測結果的分析研究，中國科學.No 2(1984);Scientia Sineca，Ser. A， 29-5(1984)

（13）徐繼生、梁百先、保宗悌，國際地磁參考場中哨聲模波的三維射線跟蹤演演算法。地球物理學報，28-5（1985）

（14）梁百先、保宗悌、徐繼生，Propagation characteristics of night-time whistlers in the region of equatorial anormaly. J. Atmos. Terr. Phys.47(1985)，999-1007

（15）梁百先、李鈞、馬淑英等，我國的電離層研究 地球物理學報 37（1994）51-73