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荒胜文策

日本核物理學家

荒胜文策（日语：荒勝 文策／あらかつ ぶんさく Arakatsu Bunsaku ?，1890年3月25日—1973年6月25日），日本高能物理学家。他出生于日本兵库县印南郡，毕业于东京高等师范学校数物化学科[4]，为京都帝国大学理学部物理学博士[5]。他也曾短暂留学德国，跟随阿尔伯特·爱因斯坦进行研究[3]:4[6][7]。

荒胜文策
あらかつ ぶんさく
出生(1890-03-25)1890年3月25日
 大日本帝国兵库县印南郡的形村（日语：的形村）（今姬路市）
逝世1973年6月25日(1973岁—06—25)（83岁）
 日本兵库县神户市东滩区
国籍 日本
母校御影师范学校（日语：兵庫師範学校）
东京高等师范学校
京都帝国大学
知名于在台湾做出亚洲第一次人工撞击原子核实验[1]:102[3]:21
配偶荒胜益（妻）
儿女荒胜岩（长男）、荒胜晔（二男）、荒胜丰（三男）、荒胜百合子（长女）
父母长田重（生父）、荒胜得次（养父）
奖项紫绶褒章（1961年）
勋三等旭日中绶章（1965年）
勋二等旭日重光章（1973年，追授）
科学生涯
研究领域原子核物理学
机构台北帝国大学
京都帝国大学
甲南大学
学术指导者阿尔伯特·爱因斯坦、保罗·谢乐（英语：Paul Scherrer）
博士生植村吉明[1]:96[2]
受影响自阿尔伯特·爱因斯坦

1928年，荒胜文策出任台北帝国大学首任物理学讲座教授。他领导建造直线粒子加速器，于台湾做出亚洲第一次人工撞击原子核实验[1]:102[3]:21[8]。1936年，他转任京都帝国大学教授，并曾吸引汤川秀树回母校旁听其课程。后者于1949年成为日本首位诺贝尔物理学奖得主[1]:108。二战期间，荒胜文策曾为大日本帝国海军的原子能研究计划服务[9]，并于其后不久成为京都大学名誉教授[10]。他在二战后期被委任调查广岛市原子弹爆炸的受害区域，以了解原子弹的影响力[11]，其调查报告数据之精确震惊世界[12]。

联合国军最高司令官总司令部（GHQ）于战后下令拆除京都大学荒胜研究室的回旋加速器[13]，使大量荒胜文策的报告与其制作的仪器因此而流失。该次拆除行动也引来国际的批评[1]:116。此外，中华民国国民政府为发展核子技术，曾派遣教育部次长前往日本访问荒胜文策等人，希望他们能协助发展原子科学研究，然未成功[14]。荒胜文策于晚年曾参与创办私立的甲南大学，并成为其首任校长[15]:575。1973年，他于神户市逝世，享寿83岁[10][16]。

生平

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早期

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荒胜文策获聘任为台湾总督府高等农林学校教授之公文。

荒胜文策1890年（明治23年）3月25日出生于日本兵库县印南郡的一个小渔村，生父为长田重（日语：長田しげ）。在童年时期，他成为了赤穗郡的荒胜得次的养子。荒胜家经营著将当地盛产的盐运往大阪的船运业，夫妻俩仅接受过寺子屋式的教育，但对他们的孩子非常信赖与尊重[17]:6,7[5]。 小时候的荒胜文策经常在山里狩猎绿绣眼和莺，在海边和鱼类贝类玩耍。虽然难免会遭父母责骂，但他和父母亲之间的关系是相互尊重的[17]:7。

在从御影师范学校（日语：兵庫師範学校）与东京高等师范学校毕业后，荒胜文策一度在佐贺县担任教职，后来在1915年选择进入京都帝国大学物理学系就读[15]:574[17]:7。1918年（大正7年）7月，荒胜文策从京都帝国大学物理学系毕业，并旋即担任该校讲师。当年正逢旧量子论的全盛时代，他在毕业后便开始使用X射线来进行原子结构的研究[17]:5。1921年8月，荒胜文策升任助理教授，并于两年后的4月转任甲南高等学校教授[18][19]。 后来到了1926年6月，他被台湾总督府选上，任命为台湾总督府高等农林学校（尔后并入台北帝国大学）的教授[20]。不过在此时，荒胜文策并未直接就职，而是以台湾总督府在外研究员的身份，前往欧洲留学直到1928年10月[19]。 在这段期间，他曾经短暂留学于德国的柏林大学（今柏林洪堡大学），跟随阿尔伯特·爱因斯坦作研究，尔后并自认受到他很大的影响[1]:97。后来他到瑞士苏黎世联邦理工学院师从保罗·谢乐（英语：Paul Scherrer），并进行有关锂原子中自由电子分布的研究[15]:574[18]。在此之后，荒胜文策到英国剑桥大学卡文迪西实验室，师从约瑟夫·汤姆森、欧内斯特·卢瑟福、詹姆斯·查德威克等人共二年半的时间[15]:574[21]。此外，在这段期间，荒胜文策也于1928年8月获得京都帝国大学理学博士学位[19]。在欧洲的留学经验，也使原先立志从事理论物理研究的荒胜文策，对核物理实验产生相当大的兴趣[1]:97。

台北帝国大学时期

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建成于1931年（昭和6年）5月3日[22]的台北帝国大学理化学教室校舍，即台大二号馆，物理学讲座即设于其中。内有台大物理文物厅，即为当年荒胜文策建造加速器处。

荒胜文策于1928年（昭和3年）12月成为台北帝国大学物理学讲座的首任教授，并开设普通物理与原子论等相关课程[1]:128。就任后的他最初着手于氢原子光谱的相关研究[17]:6。在1932年4月《自然》杂志里有一篇论文专门描述英国剑桥大学卡文迪西实验室怎样用考克饶夫-瓦尔顿加速器（英语：Cockcroft–Walton generator）制造快速质子来促成锂蜕变[23]。在阅读这篇论文之后，他向助手木村毅一说：“这是个大变动之事，我们也来试看看吧！”[1]:101于是荒胜文策立即决定改变研究方针，投入物理学讲座全部资源，建造直线粒子加速器以追试此实验[1]:101[15]:574。当时日本本土另有两个实验室作同样的原子核实验：一个是东京理化的仁科芳雄研究团队，另一个是大阪大学的菊池正士研究团队[24]。荒胜文策在台湾的研究团队资源最少，设备最差，而且人是最少的，仅四人[1]:106。

 
目前展示于台大物理文物厅的考克饶夫－瓦耳顿型直线粒子加速器

1934年（昭和9年）7月25日晚间（因为白天太热[15]:578），荒胜文策在木村毅一与植村吉明的协助下[21][25]，在台北帝大二号馆101室建造考克饶夫－瓦耳顿型加速器[26]，成功完成人工撞击原子核实验[8]。此为亚洲第一次，世界第二次成功实验[3]:21。当时，实验结果由木村毅一首先进行观测，荒胜文策则于其后再度观测之[15]:578。该次实验重现并证实了1
1H
 + 11
5B
 → 34
2He
反应，并发现用高速氘离子撞击锂也能使锂同位素产生2
1H
 + 6
3Li
 → 24
2He
反应[27]:156。

为了纪念实验的成功，众人推举木村毅一之提案，决定在加速器下的水泥小屋的木制门上，由木村毅一用白色油漆留下此实验成功的日期[15]:578。当时日本的物理学界为此实验之成功感到震惊[1]:106。尔后，该加速器之主设备尔后被荒胜文策携回日本内地，但留下了相关的次要设备，成为台大日后重建该加速器的重要基础[1]:121。

此后，该次实验的加速器在战后由台大物理系首任系主任、与荒胜文策同为京都帝国大学毕业的戴运轨筹设重组，并由留任台大的荒胜团队成员河田末吉[28]与太田赖常教授，协同许云基、周木村、林松云、许玉钏，于1948年再次完成人工击破锂原子的实验[3]:4[29]。目前被国立台湾大学校方展示于台大物理文物厅，即原物理学讲座原子核实验室[29]。

荒胜文策很重视对于物理师资的培养工作。1935年7月，在台北帝大校方所举办的以历史与物理学为主轴，针对中小学教师的的夏季讲习会中，他以“原子人工变转”为主题发表演说[30]。荒胜文策也曾和应用化学教室合作，采集北投石并利用它提炼钋元素，做为核子实验的α射线源[15]:574，作为加速器比对能量[12]。并且曾经利用X射线照射甘蔗以改良品种，获得台湾盐水港制糖株式会社资助[15]:575[31]。此外，荒胜文策亦曾于1934年担任台北帝国大学评议会的评议员[32]。

在1935年于台北帝大举办的日本学术协会第10次大会的物理学会议中，荒胜文策报告其研究成果，受到当时应邀来台的仁科芳雄大力激赏，很快便邀请他回京都帝国大学任教[1]:107。后来，荒胜文策与木村毅一、植村吉明二人一同转任京都帝国大学[28]，专长为重水制造及分光学的太田赖常则留在台湾，物理学讲座由同为出身京都帝国大学的物理博士、专长于宇宙射线物理的河田末吉接手[1]:119[14]。

京都帝国大学时期

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荒胜文策自台北帝国大学转任京都帝国大学之公文。
 
荒胜文策与京都大学加速器的合照。

荒胜文策于1936年（昭和11年）11月转任京都帝国大学教授[25]，接任石野又吉的物理学第四讲座[1]:88，并继续进行其核子物理研究。他也在京大建造了考克饶夫－瓦耳顿型加速器，该加速器可将粒子加速至约50万电子伏特的能量[15]:575。除了利用加速器进行实验，荒胜文策也曾与木村和植村一同利用宇宙射线进行高能物理研究，并将其实验结果发表至1937年8月的《自然》杂志上[33]。另外，他也开设了实验原子核物理学与量子力学等课程，甚至连尔后于1949年成为日本首位诺贝尔物理学奖得主的汤川秀树也在毕业后特地回母校旁听其课程[1]:108。1939年，荒胜文策与萩原德太郎利用该加速器，测定出平均每次铀原子分裂会释出2.6颗中子，并证明核链式反应是可行的[34]。

原子能研究计划时期

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参见：日本核研究

1941年（昭和16年），荒胜文策成功利用锂原子与质子反应产生的伽马射线，使铀原子与钍原子产生核裂变反应[15]:575。同年，仁科芳雄开始思考原子弹实物化的可能性，并将他的结论告知当局。之后，东条英机下达研究原子弹的命令，代号为“仁计划”或“二号计划”[注 1][35]。仁科芳雄招集了他的老师长冈半太郎和在1965年获得诺贝尔物理学奖的朝永振一郎以理化学研究所（RIKEN）人员身份投入海军核子技术研发[36]。不过到了1943年后，当仁科芳雄告诉海军“理论上或许可行，但可能连美国也无法成功将原子弹实用于战争”时，海军便失去了兴趣。而仁科芳雄只好再找其他单位来继续支持其研究计划[37]。

此后，荒胜文策领导其他物理学者一同研讨核能之运用以及原子弹研发的可能性。大日本帝国海军并招集荒胜文策进行研究，成立了一个研发小组，成员包含汤川秀树[38]。该计划代号为“F计划”，其中“F”指的是核裂变（Nuclear fission）[3]:4[9][39]。原先他们主要探讨核能取代化石燃料能源的相关研究[34][38]。然而随着石油的普及，以及大日本帝国在战场上的接连失利，才开始将目标转向原子弹的研发，取代仁科芳雄的核子计划[40]。荒胜文策表示，他加入此计划的主因在于这可避免日本物理学家遭到强制征兵[34]。4月，荒胜文策加入日本学术研究会议，成为其会员[19]。

最初，荒胜文策曾表示日方将无法如期使核子计划实用于该场战事，但海军表示可使其作为下次战争的准备[41]。荒胜文策并不采用当时日本其他研究团队所使用的热扩散法，而是选择设计出一款超高速离心机将较重的铀238离心至外壁，以提取铀235[1]:110。他的研究成果，也曾被美国研究原子弹的曼哈顿计划作为数据计算上的参考[1]:111。根据荒胜文策的日记记载，当时他们的铀原料是从上海的黑市中取得的[42]。荒胜文策自言：

1945年初，由于麦克阿瑟率领的盟军逼近日本本土，荒胜文策所领导的F计划便迁往朝鲜咸镜南道的兴南区域[39][43][44]。由于迁移计划耗了约3个月的期间，美军因此得以在日方成功制得原子弹前抢先一步投弹于日本本土[43]。在兴南的计划主要是重水制造，但该计划后来被苏联侦测到[39]。但是直到日本投降，该计划皆尚未成功大量生产铀235[45][46][47]。根据美国历史学家约翰·W·道尔的观点，由于当时日本政府内部的混乱以及资源的相对缺乏，致使日本核计划未能如美国、英国与纳粹德国一样发展迅速[48][49]。

调查原爆灾害

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广岛原爆受灾范围示意图。

二战末期，美军在广岛投下原子弹，造成广岛市原子弹爆炸。为了明白灾情，荒胜文策被海军大臣米内光政委任原子弹爆炸受害区域的调查任务，与京大医学部的杉山繁辉教授共组原爆灾害调查班[12][50]，以了解原子弹的影响力[11][51]。为了取样，在毫无防护设备的情况下进入原爆灾区，其调查报告数据计算之精确，震惊世界[12]。经过计算，荒胜文策精确指出爆炸时的高度与位置，并得出闪光时间约在1/5秒至1/2秒之间[1]:116。

二战结束后

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正在被拆除中的荒胜研究室加速器。

战后，联合国军最高司令官总司令部（GHQ）于1945年9月28日下令禁止日本进行有关原子物理与航空学的研究[1]:111，并拆除京都大学荒胜研究室的回旋加速器，将之倾倒入琵琶湖[13]。荒胜文策的大量报告与研究笔记也遭到没收，为此他表达强烈抗议[52][53]，该次拆除行动也引来了国际间的一阵挞伐[1]:116。荒胜文策在日记中表示，该次拆除工作完全是非必要的，因为该设施是用作纯学术用途的，与原子弹制造毫无关系[42][54]。拆除工作由两位来自美国海军部的军官监视[55]。荒胜文策的大量报告与制作之仪器因此大量流失，但其中有部分被保留在广岛县西南部的吴市海事历史科学馆。在拆除作业中担任翻译员的柏克莱加州大学名誉教授托马斯·史密斯表示，他因为亲身参与了侵犯荒胜教授学术成就的工作，而感到黯淡无光[55][56]。拆除后，荒胜文策在日记中描述其研究室成为一片“惨淡的光景”[42]。除了京都大学之外，该次行动也拆除了东京大学与大阪大学的加速器，这引发了包含任职于美国麻省理工学院在内的科学家们对美国陆军的抗议，美国陆军长官并因此引咎道歉，承认拆除行动的错误[54]。

此外，中华民国国民政府为发展核子技术，曾于1946年2月25日派遣时任教育部次长顾毓琇前往日本访问荒胜文策、仁科芳雄与汤川秀树，希望他们能协助发展原子科学研究，然未成功[14][57]。3月20日，国民政府参军处军务局采用原上海自然科学研究所日籍专家七人所拟向日本延揽专家之建议，其名单中包含荒胜文策、仁科芳雄、汤川秀树、菊池正士、嵯峨根辽吉（日语：嵯峨根遼吉）与伏见康治（日语：伏見康治）等，并致电中央研究院。中研院初步认为可行，但认为当时“国际间关系微妙”，因此最好“于秘密中行之”，然而后来亦未成功[14][58]。

另外，荒胜文策曾在1946年7月13日到1948年7月13日这两年的期间，担任京都大学理学部部长[1]:111。之后在1949年1月，荒胜文策成为新成立的日本学术会议会员[19]。

晚年

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私立甲南大学校园，摄于2007年。

荒胜文策在1950年（昭和25年）时自京都大学退休，并于退休后参与创设私立的甲南大学，1951年4月成为其首任校长[15]:575[19][59]。 他以“人物育成的教育、个性尊重的教育与自育主义教育”的理念总结甲南学园（日语：学校法人甲南学園）创立者平生釟三郎（日语：平生釟三郎）的办学精神[60]。针对理工学部，他则以“加强自然科学的理论基础，融合纯科学和应用科学，培育具有创造力，能应对随时代变化产生的新科技发展的人才”作为教育方针[61]。

他在京都大学的核子物理研究室，也在1951年美国解禁日本核物理实验后重启，由木村毅一接手[15]:575[25]。此外，当京都大学为纪念汤川秀树获得诺贝尔物理学奖，而设立基础物理学研究所（日语：京都大学基礎物理学研究所）的时候，他也是核心人物之一[62]。另外，根据荒胜文策的学生、曾任职于日本原子力研究所竹腰秀邦表示，荒胜文策在甲南大学时期，曾自行设计快艇，并计划在濑户内海上航行[15]:576。

荒胜文策晚年居于神户市东滩区[10]，并于1961年获得日本紫绶褒章、1965年获勋三等旭日中绶章[注 2]。1973年（昭和48年）6月25日，荒胜文策于神户市逝世，享寿83岁[16]，去世当年被追赠勋二等旭日重光章[注 3][63]。

家庭

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荒胜文策的生父是长田重（日语：長田しげ）[注 4]，但荒胜文策后来成为荒胜得次的养子，并从其姓氏[5]。荒胜文策的妻子名为荒胜益（日语：荒勝ゑき），1896年生于佐贺，比荒胜文策小6岁。她是荒木郁一的长女，荒木稔的姐姐[5]。

荒胜文策夫妻一共生有三男一女：长子荒胜岩于1920年出生，后在京都帝国大学经济学部毕业，并曾任第三任水产厅长官与爱知用水公司（日语：愛知用水公団）的总经理[5][64][65][66]，他的妻子荒胜淑子（1922年－1999年[67]）对茶与茶道的历史颇有研究，并曾著书论述之[68][69]。二男荒胜晔在1921年出生，于京都帝国大学工学部毕业，并与北海道帝国大学总长今裕（日语：今裕）的二女儿今典子结婚[5]。荒胜晔曾对铜冶炼炉渣进行相关研究[70]。三男荒胜丰在1927年出生，于京都帝国大学理学部毕业，并曾任甲南大学教授[5]。荒胜丰主要致力于研究铜离子对酵母菌生长的影响，以此主题得到京都大学理学博士学位[71]，并在尔后成为甲南大学名誉教授[3]:15。荒胜丰也曾经在2013年时担任过日本兰协会的名誉审查员[72]。长女荒胜百合子于1925年出生，于京都第一高等女学校（日语：京都府立鴨沂高等学校）毕业[5]。

学术著作

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根据日本物理学会于1985年所做的统计，荒胜文策在截至1945年之前，在各科学期刊上共发表22篇论文。其中于日本国内的有19篇、海外则有3篇[9]。下列为部分荒胜文策曾发表之相关学术著作与论文：

  • 《力学》，1951年[19]。
  • 《近代物理学》，1968年[73]。
  • 《氢原子连续光谱与其位于巴耳末系之谱线》[注 5]，1932年[74]。
  • 《分子中的角动量守恒定律或总波函数之对称／反对称守恒（玻色统计或费米统计）》[注 6]，1932年[74]。
  • 《论无电极环形放电通过含氢气长管之一些特有现象》[注 7]，1932年[74]。
  • 《论反常伽马射线的吸收（电子静止质量的量子跃迁可能性）》[注 8]，1932年[74]。
  • 《无电极环形放电通过钾气体》[注 9]，1932年[74]。
  • 《无电极环形放电所导致的气体激发》[注 10]，1932年[74]。
  • 《朝鲜咸镜北道茂山含铁区的地质记录》[注 11]，1933年[74]。
  • 《关于自旋角动量守恒在锂原子人工衰变之适用性》[注 12]，1934年[74]。
  • 《原子人工迁变与电机工学的文化》，1935年[75]。
  • 《特定轻元素被氢离子与氘离子撞击的人工核迁变实验研究（锂-6与硼-11之两种不同衰变路径相对出现概率）》[注 13]，1936年[76]。
  • 《由宇宙射线引发的铅中子释出》[注 14]，1937年[33]。

参见

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参考资料

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注释

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  1. ^ 日本语中的“二”与“仁”发音相似
  2. ^ 旭日章第3级
  3. ^ 旭日章第2级
  4. ^ 请注意此人与长田重一并非同一人
  5. ^ 原文标题：The continuous spectrum of Hydrogen associated with each of the lines in the Balmer series
  6. ^ 原文标题：The principle of the conservation of angular momentum or the principle of the conservation of the symmetry or antisymmetry of the total wave function （Bose or Fermi Statistics） in molecules
  7. ^ 原文标题：On some peculiar phenomena of the electrodeless ring discharge through Hydrogen in a long tube
  8. ^ 原文标题：On the anomalous absorption of gamma-rays （The possibility of the quantum jump of the rest-mass of an electron）
  9. ^ 原文标题：The electrodeless ring discharge through potassium vapour
  10. ^ 原文标题：The activation of air by the electrodeless ring discharge
  11. ^ 原文标题：Geological notes on the Mozan iron-bearing district, N. Kankyô-dô, Chôsen (Kores)
  12. ^ 原文标题：Notes on the validity of the principle of the conservation of spin angular momentum in the process of the artificial disintegration of lithium atoms
  13. ^ 原文标题：Experimental Studies on the Artificial Transmutation of Certain Light Elements Bombarded by Ions of Hydrogen and Heavy Hydrogen. Ⅰ. （The Relative Probability of the Occurrence of the Two Alternative Types of Disintegration of 3Li6 and of 5B11）
  14. ^ 原文标题：Expulsion of Neutrons from Lead by Cosmic Rays

参考文献

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外部链接

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台大物理文物厅

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相关学校与科系

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家庭简介

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教育职务
台北帝国大学物理学讲座
首任 讲座教授
1928年12月 ~ 1936年8月 		继任：
河田末吉

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