梁百先

梁百先

（1911-1996）

梁百先，空间物理学家。中国电离层电波传播与空间物理研究领域开拓者与奠基人之一。1985年5月加入中国共产党，1951年10月加入中国民主建国会。他参加了1936年6月19日上海日偏食电离层效应的观测，其研究结果发表于《中国物理学报》(1936年)。这是我国科学家首次研究电离层的成果。1946年他协助桂质廷教授创建了我国第一个电离层实验室。在对武昌及世界各地电离层垂测记录进行了分析研究后，1947年11月在著名学术期刊《Nature》 发表论文《F2层电离程度与地磁纬度的关系》。英国著名科学家、诺贝尔奖获得者Appleton爵士评阅了该论文，并附注赞成用地磁纬度代替地面磁倾角作自变量。这就是所熟知的电离层赤道异常现象。这一自然现象由Sir Edward Appleton爵士与梁百先教授各自独立地发现，先后都发表于《Nature》，所以也称作Appleton-Liang异常。这是在电离层研究领域我国科学家作出的第一个受到国际学术界认可的重大发现。

梁百先，1911年10月11日生于湖南省长沙市北门，祖籍山西灵石县。清中后期其曾祖父战死新疆边关，祖父自幼被叔曾祖父收养，并随同叔曾祖父迁至湖南长沙经商。父梁振华早年官费留学日本早稻田大学，回国后作为铁路工程师，曾追随我国铁路建设先驱詹天佑、颜德庆先生，在粤汉铁路工程总局（现中铁第四设计院所在地）从事铁路勘测工程，因此举家于上世纪二十年代从长沙搬迁至武昌徐家棚，直至抗日战争爆发，人员遣散。1927年国共第一次合作破裂，时局混乱，武汉陷于白色恐怖，学校被迫停课，他独自返回长沙。经过两个月补习，1928年9月插入刚刚复课的雅礼中学第二班（即高二）。雅礼是由耶鲁大学毕业生组成的耶鲁协会创办，学风严谨，崇尚科学、文明、自由，德智体全面发展。在西学东渐、中西文化交融的环境里，他获益匪浅，两年中进一步夯实了国文、英文及自然科学坚实的基础，也坚定了科学、爱国的信念。受到物理学教师桂质廷博士的影响，他立志献身于中国的物理科学，因成绩优良1930年被保送到同为耶鲁学会在武昌办的私立华中大学物理系。因与父母在就业和继续上大学问题上意见相左，家里在经济上不再支持，他下决心自力更生读完大学，四年中他的学费依靠雅礼奖学金，而膳食、住宿、书籍等费用靠在补习学校、中学代课及做家教来维持。1934年他毕业后便受聘于母校雅礼中学任物理教师，同时兼任雅礼协会所办的湘潭医学院讲师。1935年秋考入上海中央研究院物理所攻读研究生，之后参加了1936年上海日偏食对电离层影响的观测和研究，当年发表的《关于1936年6月19日上海日偏食对电离层效应的观测结果》是我国科学家首次用脉冲垂测仪研究电离层的成果。1936年7月任练习助理员。同年南京国民政府招考英国庚子赔款中国赴英留学生，他以湘籍考生身份参加考试，并以总成绩第二名入榜，当年即赴英国帝国理工学院物理系研究生部学习，1938年获伦敦大学理学硕士学位。1938-1939年留在帝国理工学院做研究工作，协助L.C. Martin教授搜集电子显微镜像差及电子光学理论方面的资料工作，同时还协助P.B. Moon教授对放置在高山上的感光胶片中高能粒子所留痕迹做系统测量，边工作边旁听一些新课程。在此期间又获帝国理工学院D.I.C文凭。(由英国帝国理工学院颁发的文凭Diploma of Imperial College )。

1938年武汉沦陷后，日本侵略者的铁蹄践踏了中国的半壁江山，他在万里外的异国他乡，耳闻国土沦丧。国难当头之际，怀着科学救国、科技强国的愿望，毅然决定放弃了在英国较好的研究条件和不菲的薪俸，于1939年9月远渡重洋，辗转数国从越南回到了昆明。在中央研究院等候安排近两个月，当时很想去兵工署光学工厂，直接为抗战军备服务，后因兵工署留德派任人唯亲而不能如愿，直至当年12月由恩师桂质廷教授推荐，受聘于国立武汉大学物理系任教授，先后从事普通物理学和电磁学的教学工作，他授课清晰、推理严谨，深受学生爱戴。当时的国立武汉大学从武昌迁至四川乐山县，教学和生活条件十分艰苦，日本侵略军的飞机经常飞临乐山上空，一次轰炸造成了师生多人死伤，但他和众多同事一起坚守教学岗位，终于迎来了抗战的胜利。1945年，桂质廷教授征得美国华盛顿卡内基学院的支持和美国海军的帮助，设立游离层观测站，由于是战时状况，决定由美海军将一整套半自动电离层观测设备运至乐山，正式启动了中美间在电离层探测研究领域的国际合作项目，这也是中国首个地球空间探测的大型科研项目。当时从天、地线的架设到各组件的安装调试，头绪万千，十分艰难，这一既容易出现失误又不允许出现一点纰漏的重担，落在了他的肩上。为了避免可能出现的失误，他邀请工学院陈芳允、许宗岳等教授和理学院龙咸灵、王燊、李子高等教师和技术专家，协同随设备一起来华的以Edwards上校为首的几位美海军技术人员，群策群力，精心组织，缜密安排，只用了两个多月将设备安装调试完毕。从1946年1月1日零时起正式开始对乐山上空电离层的垂直探测，（每天24次，每小时一次，正点前10分钟开始，每次约10分钟），这便是中国的第一个电离层实验室（国立武汉大学游离层实验室）。从这时起，观测数据按协议寄往美国国家标准局所属中央无线电波传播实验研究所，由它集中全球百余处观测数据，进行汇编交流。国立武汉大学的这项观测研究，在桂质廷教授和梁百先教授的主持下，成为我国科学家早期参与国际科研合作的一个成功典范。抗战胜利后，武汉大学迁回武昌珞珈山，1946年该实验室在武昌恢复了观测研究，开展了持续多年的电离层常规观测，并与世界多个国家交换电离层数据；此期间，在桂质廷教授的建议下，根据“世界电离层数据”所载各台站的数据，梁百先教授、龙咸灵教授等对武昌及世界各地电离层垂测记录进行了分析研究，在国内外著名学术刊物上公开发表了多项研究成果。特别值得一提的是，梁百先教授分析了1946年两分时全球foF2的分布与地磁纬度的关系，发现foF2的分布与地磁赤道很好地对称，并在赤道南北有双峰值，而午夜foF2分布只有赤道上空一个峰值，研究结果撰写成论文《F2层电离程度与地磁纬度的关系》，投寄著名学术期刊《Nature》，于1947年11月发表。英国著名科学家、诺贝尔奖获得者Appleton爵士评阅了该论文，并附注赞成用地磁纬度代替地面磁倾角作自变量。这就是所熟知的电离层赤道异常现象。这一自然现象由英国著名科学家Appleton与梁百先教授各自独立地发现，先后都发表于《Nature》，所以也称作Appleton-Liang异常。这是在电离层研究领域我国科学家作出的第一个受到国际学术界认可的重大发现。

梁百先教授在1946年曾担任对我国科学事业产生过重大影响的科技工作者组织—中华自然科学社物理组的负责人和武汉分社常务理事，积极推动物理科学普及并向社会大力推广社刊《科学世界》。

1949年武汉解放，新中国成立，他仍从事他钟爱的电离层和电波传播研究。在中苏友好的年代里，他曾和苏联专家，莫斯科大学的古谢夫教授等人一起合作开展电波传播的研究。1956年为迎接国际地球物理年，在中国科学院地球物理研究所赵九章所长、陈宗器副所长和武汉大学桂质廷教授等科学家倡议与积极支持下，决定双方全面合作，在武汉大学校园内建立武汉地球物理观象台。在电离层研究方面，聘请武汉大学梁百先教授和桂质廷教授两人为中国科学院地球物理研究所兼任研究员，主持筹建了武汉地球物理观象台(现中科院武汉物理所观象台前身)。梁百先教授作为首任台长，主持电离层探测、研究工作。任职期间，增设了新研究课题—臭氧层研究和宇宙线探测，并更新设备，将地球物理研究所新购的匈牙利制自动式垂测仪替换原有的手动垂测仪，在我国首先开始自动垂测仪探测。后来还亲自筹划、选址、建立了武汉郊区的豹子澥地磁台(现国家地震局武汉地磁台)，配合上述电离层研究。中国科学院地球物理研究所与武汉大学的这种合作对武汉地区电离层与电波传播研究的发展起了重要的推动和促进作用。

就在他踌躇满志的时候，国内政治风向大变，左倾思潮占据了主导地位，不少高级知识分子受到了不公平的待遇，他亦不例外。1958后他便离开了他所热爱的研究工作，在普通物理教研室教授电学、电磁学、无线电基础、电动力学等基础课程，编写了极受师生欢迎的普通高等院校理科普通物理《电学》上下册和《电磁学》上下册。1957年，前苏联发射了第一颗地球卫星，以后又发射了第一颗载人飞船，他受科普协会之约，撰写了多份科普文章，简明又通俗地介绍了发射宇宙飞船、火箭、人造卫星的科学理论和技术，向青少年普及空间科学知识，好评如潮。被不少学校单位邀请去作科普讲座。1966年文化大革命开始，他首当其冲受到冲击，被抄家、批斗。后又下放到光化县太平店武汉大学分校劳动。1977年激光专业成立，他分到物理系激光教研室。同时给工农兵学员和青年教师上激光理论基础课，直至空间物理系和物理系分立。

粉碎“四人帮”后，我国迎来了科学的春天，尽管梁百先教授早已过了花甲之年，但在邓小平同志“知识分子是工人阶级的一部分”重要论述和全国第一次科学技术大会精神感召下，重新焕发了青春。为了把“文化大革命”十年的损失挽回来，重新建立武汉大学在电离层和电波传播研究领域的优势，他积极向校领导建议恢复基本陷于停滞状态的电离层和地球空间、天线与电波传播的研究，建立相关专业，招收本科生和研究生，开展国际间的学术交流和合作。在他和龙咸灵教授的努力下，经校方向教育部申报并经同意，1978年武汉大学空间物理系正式成立。他亲自筹划创建、领导了空间物理研究室，组织中青年教师开展适合我国条件的日地物理探测和理论研究。他在1980年3月作为教育部第二批赴美考察团成员，考察了美国伊利诺伊大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、圣迭戈分校、美国中央电波传播研究中心以及美国空间科学中心等著名学府和研究实验室，了解他们的教学科研情况，探索加强中美教育、科研合作的途径，建立学校之间、个人之间的联系和友好往来。21天行程4000多公里，从美国东部到西部，比较详细地考察了美国高校教学体制、培养目标、专业设置、师资培养、科研课题、跨学科和边缘学科建设，教学科研结合，科研与应用结合等方面的现状，为教育部和武汉大学的高校教学和科研改革提供了可借鉴的经验。于此同时，在与美高校和科研中心同行的座谈中，了解到了他们的研究工作，包括国际领先的研究项目进展，对确立我国相同专业研究方向，拓宽研究领域，缩小与发达国家在前沿科学方面的差距等方面，有很重要的启发和意义。在事先已有通信联系的基础上，他面邀斯坦福大学A.V. da Rosa教授、D.L. Carpenter教授，伊利诺伊大学叶公节教授分别来武汉大学讲学和交流。在加利福利亚州考察时，他受加州大学圣迭戈分校著名空间物理学家，国际无线电科学协会（URSI）名誉主席Henry Booker教授之邀，利用星期日独自一人前往圣迭戈与Booker教授作了畅谈，邀请他来华讲学。次年Booker教授及Carpenter教授、叶公节教授、da Rosa教授均如约来到武汉大学讲学和交流。自此，空间物理系与上述学者建立了长期的学术交往，他个人也与他们建立了深厚的友谊。此后又与日本名古屋大学早川正士教授、京都大学小川彻教授、松本紘教授（现为京都大学校长），美国马里兰大学吴京生教授等人建立了学者互访、合作研究、讲学等多种学术交流渠道。上世纪八十年代到九十年代他所在的空间物理研究室还多次邀请国外学者讲学，是国际空间学术交流最活跃的地方。他也很重视与国内高校和科研院所的科研合作和学术交流，北大肖佑、中国科技大王水，中科院朱岗昆、中国电波传播研究所吕保维、中国电子学会沙踪等著名学者均来过武大进行讲学或学术交流活动。除了请进来，还派出去，有多名教师和研究生赴美国、日本进修或参加合作科研项目。正是由于国际、国内的学术交流和科研合作，开阔了师生们的视野，研究项目逐步与国际接轨。在他的创议下，空间物理研究室建立了低纬哨声、卫星信标接收及电离层闪烁、磁层、地磁微脉动、空间等离子体计算机模拟等研究组，并取得了世人瞩目的一系列成果，例如：低纬哨声组在他的亲自指导和参与下，将地面可观测哨声的截止纬度向赤道方向推进了上千公里，受到国内外同行的重视。由于武汉大学自1946年以来四十多年间在电离层与电波传播学科上的不懈努力、卓越建树和学术贡献，梁百先、龙咸灵等所主持的“中低纬电离层及电离层电波传播的研究”获得了1988年国家自然科学三等奖和国家教委科技进步一等奖。

从1979年开始他便招收研究生，1980年作为国务院第一批授予的博士生导师，开始招收博士生，他治学严谨、一丝不苟；提携后学、诲人不倦，谦虚质朴、平易近人，严格律己、宽以待人，教书育人、言传身教。他十分关心青年师生的成长，从思想上、学术上、生活上多方面关心关怀他们，尽力解决他们的实际困难，因而深受青年师生的尊重和爱戴，他常挂在嘴边的一句话就是“我已经老了，但我愿意当人梯，把你们推上去，争取当好你们的后盾”。他在教育战线上数十年如一日，勤勤恳恳，任劳任怨，精心耕耘，把整个生命贡献给了我国的教育事业。他桃李满天下，不少学生已成为我国教育和科研的骨干力量。

他是中国民主建国会湖北省原常委、顾问，在党的“长期共存，互相监督，肝胆相照，荣辱与共”的原则指导下，做了大量的统一战线方面的工作，充分调动了有关党外人士为现代化建设服务的热情。特别是在拨乱反正后的时期，他多方奔走，竭尽全力，协助校党委落实知识分子政策，纠正错划“右派分子”的错误，受到校党委的肯定。他在晚年实现了他多年的愿望，成为了中国共产党党员，他把入党当作他政治上的起点，珍惜党员称号，服从党组织安排，积极参与党的建设和组织活动，关切国事民瘼，自觉改造世界观、人生观。曾被武大党委评为优秀共产党员。

他曾兼任中国科学院地球物理研究所研究员、武汉地球物理观象台台长、中国地球物理学会理事、中国电子学会电波传播专业委员会理事、湖北省暨武汉市物理学会副理事长、名誉理事，武汉市科协常委、《武汉大学学报（自然科学版）》编委、《地球物理学报》副主编、《电波科学学报》名誉主编等职。1992年获国务院政府特殊津贴。

1911年10月11日 出生于湖南省长沙市

1930-1934年 湖北省武汉市华中大学物理系学习

1934-1935年 湖南省长沙市 雅礼中学教员兼湘雅医学院物理学讲师

1935-1936年 上海中央研究院物理研究所研究生

1936-1938年 英国伦敦帝国理工学院物理系研究生部学习，获得理学硕士学位

1938-1939年 英国伦敦帝国理工大学物理系光学实验室做研究工作，获帝国理工学院学位证书

1939-1949年 国立武汉大学教授，兼任北平研究院物理所通信研究员，中华自然科学社物理组负责人

1949-1978年 武汉大学物理系教授，中国科学院地球物理所兼任研究员、所学术委员会委员（1956-1958年），武汉地球物理观象台台长（1956-1958年）

1978-1996年 武汉大学空间物理系教授，空间物理研究室主任（1979-1991年），博士生导师（1981-1996）

1996年11月17日 病逝于武昌

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

（2）梁百先、汤建国、张才国，《电磁学》上下册。 1983年11月初版，1984年3月第二版，高等教育出版社

（3）梁百先、陈茂康、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、龙咸灵、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、桂质廷、莫纪华，周炜等，The F2 region of the ionosphere at Wuchang during the Solar eclipse of May 9，1948，Chinese J. Phys.， 8-3(1951)，197

（8）徐继生、梁百先、保宗悌，武昌哨声色散特性及F2峰以上电子浓度与管电子含量的计算，武汉大学学报，No.1(1982)

（9）高孝铨、梁百先、侯杰昌，低纬鼻哨外推法，武汉大学学报，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） 徐继生、梁百先、保宗悌，赤道异常区内非导管哨声的射线跟踪，地球物理学报。27-5（1984）

（12） 李钧、马淑英等、梁百先等，武昌电离层F2区峰值上、下部电子含量观测结果的分析研究，中国科学.No 2(1984);Scientia Sineca，Ser. A， 29-5(1984)

（13） 徐继生、梁百先、保宗悌，国际地磁参考场中哨声模波的三维射线跟踪算法。地球物理学报，28-5（1985）

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

（15） 梁百先、李钧、马淑英等，我国的电离层研究 地球物理学报 37（1994）51-73