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20世纪50年代初，新中国迎来了一波留学生归国的热潮。回国是那时候留学生们心中的第一选择。数学家华罗庚用一封“致全体留美学生的公开信”表明了当时很多学有所成的科学家回国报效的决心。
1950年至1951年间，有大批的留学生回到中国。这个年轻、富有激情与创造力的群体以留美的理工科学生为主，他们当中的一些人后来成为中国原子能事业的领导者、高能物理领域的开拓者。然而其中有一个从英国曼彻斯特大学回来的中国学生稍有不同。1949年，他因为美国的接受涵迟迟未到而选择了留英。在获知中国大陆解放时，还没有取得博士学位的他就立即决定返回，历经三个多月的海上颠簸之后，终于在1951年抵达故土，他就是后来被誉为“中国晶体学之父”的吴乾章。回国后，吴乾章全身心地投入晶体学研究事业当中，培养和扶持了国内一批优秀的晶体学科技人才，为晶体学、凝聚态物理在中国的发展铺下了坚实的路基。
家乡父老的骄傲
吴乾章祖籍海南。他青年时期跨海求学的故事，在故乡广为流传。
他出生在海南岛的一个贫困乡村，那时候他还叫“吴宗朱”。宗朱的父亲是村里的私塾先生，但收入微薄，全家生活时常还要靠开药铺的外祖父接济。1928年，18岁的吴宗朱初中毕业了，而当时全海南竟没有一所高中，他便与一群同乡学子结伴去南京求学，父亲因不放心儿子而陪同前往。在大城市读书费用很贵，他想跳过高中，直接考进大学，这样就能早日毕业找个工作糊口了。于是，他用族人“吴乾章”的高中文凭直接报考了中央大学，为了保险起见，又用自己的初中文凭报考了当时南京最有名的高中——安徽中学。没想到竟被两所学校同时录取了。进入中央大学时，吴宗朱从此改名吴乾章，而他的本名也只有家乡人才知道。
在南京读书开销很大，父亲不得已返回了海南，在家乡求职资助吴乾章的生活开支。那一段时间，吴乾章的经济状况很不好，父亲的汇款不能按期到达时，伙食费常常要找富裕的同乡帮忙解决。
1933年，吴乾章从中央大学物理系毕业，去当年录取他的安徽中学当了一年教员，然而这个工作只是作谋生之计。1934年，恰逢中央研究院物理研究所开始招收研究生，吴乾章成功录取，成为了物理所的第一批研究生，师承潘承皓先生。当时的课题是参与制定全国的标准时间系统，为此吴乾章需要经常跟随老师去野外测绘定经纬度。由于当时没有全国标准时间，去野外要带四五个精密机械钟，出发前进行校准，到了目的地再取几个钟的平均值定时。潘承皓从国外引进了石英钟，比机械钟精确了好几个数量级。在老师的带领下，吴乾章学会把石英钟组装起来，并用无线电传出标准时间信号。同时，他们装一个部件就绘图仿造一个部件，希望能造出国产的石英钟。在长期的实践中，吴乾章渐渐培养了很强的动手能力，这为他后来从事复杂的晶体实验研究、解决一个又一个技术难题，打下了很好的基础。
吴乾章初中考大学，又成为中央研究院物理所的第一批研究生，他的事迹在乡里广为流传，成为佳话，同时也感染了吴乾章的三个儿子。在文革十年动乱时期，三兄弟吴光恒、吴建永和吴进远都没有上过高中，却通过自学上了大学，如今分别在各自的科研领域里工作。他们受父亲的影响之大可见一斑。
逃难中的“地磁人”
于1928年6月9日正式成立的中央研究院物理所，位于上海霞飞路899号，丁西林是首任所长，专任研究员有胡刚复、杨肇镰、严济慈，助理研究员潘孝硕等4人，全所才10个人。自1934年，物理所先后招收了吴乾章、柴祖彦、梁百先、张煦、陈哲人等研究生，他们后来成为中国早期地球物理科学的开拓者。
物理所确定的主要研究方向为：无线电通信，重力测定，地磁测定，大气力学研究等问题。首任所长丁西林选择了“新摆”和“重力秤”课题，研究地球重力测定，旨在“建造一个大地物理观测台”。1936年，南京紫金山地磁台建成，陈宗器、陈志强、吴乾章、周寿铭等中国第一代“地磁人”组成了中国早期地磁科学队伍。就在这一年，吴乾章研究生毕业，并留在了中央研究院物理所，担任助理研究员，专职研究地磁学。
1937年，抗日战争全面爆发。物理所接到通知，要从南京西迁至广西、贵州和重庆等地。此时，身患肺结核的吴乾章正在地磁台驻地养病，国家蒙难，身患重病，他心情十分压抑。西迁路途艰险，天上有日军飞机的狂轰滥炸，地面有日寇和土匪的追袭。吴乾章拖着病体，跟随陈宗器、陈志强、周寿铭等人，一起负责保护和运送科研仪器与图书资料。从南京到重庆，迁移过程前后历时几年，他们乘过火车，河船，汽车等各种交通工具，有时还要步行，期间的困难难以想象。
吴乾章后来回忆，当时乘坐的火车时开时停，车厢里不断涌进逃难的人群，挤得水泄不通，常常连车厢顶上都坐滿了人。有时通过的山洞洞顶太矮，很多车顶的人就被撞死或挫伤，惨不忍睹。铁路两边都是拖儿带女的难民队伍，遇到敌机轰炸，常常是硝烟过后，死伤无数，这种惨烈景象给吴乾章等人留下了深刻的印象。
西迁中每一刻都是命悬一线。由于交通工具缺乏，乘坐卡车时，车内要装载仪器和资料，并把有限的地方让给年老体弱的同事坐，因此年轻的吴乾章就常常坐在车顶上。有一次，卡车行进在险要的山路上，途中遇到一辆翻在山沟里的客车，旁边躺着几具死尸，当地人说由于没有保护，死的都是坐在车顶的人。吴乾章回忆那段经历时说，坐在车上看着前面的崎岖山路，好像永远也走不到头。
也许是那种生死置之度外的悲壮心理的作用，吴乾章的肺结核反而在营养不良、缺医少药的恶劣环境下不治自愈了。但是，他身体的抵抗力却变得很差。在四川境内，一次饮食疏忽，他得了痢疾，腹泻不止，几乎被夺去了生命。但西迁路上都是穷乡僻壤，没有任何医疗措施。吴乾章后来采用了“饥饿疗法”，几天不吃饭，只吃炒成碳样的米，终于止住了腹泻。在吴乾章的心里一直存着这样的想法：治不好是死，掉队被日军追杀也是死，因此必须活下去，治好病就是一种胜利。 尽管在西迁中正常生活都已经无法保证，但同行的科学家们依然一路坚持地磁测量和普查。吴乾章和同事们一起，在广西和四川多地开展工作，并撰写了详细的报告。1941年12月，他们穿越日军占领区，从广西跋涉到福建崇安，完成了日全食影响地磁的测量，并发表了我国当时唯一的观测记录。在重庆北碚的测量工作中，吴乾章认识了李四光先生并参加了他的工作，这也成为建国后吴乾章兼职地质力学研究所研究员的渊源。
与晶体结缘
1945年8月，抗战胜利在望，时任西南联大理学院的院长吴有训担任了中央大学校长一职，与在中央研究院工作的同僚一起筹划返回南京。二战刚刚结束时，国民政府想留用在华日本科学家造原子弹，中央研究院的同僚们获知情况后，提出严肃抗议，在抗议书的签名中就有吴乾章的名字。国民政府迫于舆论压力只好作罢。
在这次回到故地时，吴乾章不仅结识了许多爱国的科学家，更碰巧认识了当时和吴有训一起做物理研究的张乐潓女士。
1949年至1951年，吳乾章远在英国曼彻斯特大学攻读X射线晶体学，与张乐潓始终保持着密切的书信联系，除了联络感情之外，张乐潓还为吴乾章提供经济支援。那时留学生活十分清苦，土崩瓦解的国民政府已经顾不上这一批“公费”留学生了。吴乾章在英国过着捉襟见肘的日子，因此在两人来往的书信中时常夹带着几张美元钞票，那是当时两人传达关爱之情的特殊形式。
吴乾章留学期间时常会遇到一些因为语言差异而造成的有趣插曲。他初到英国，坐公共汽车时，总是听见售票员对他讲“Outside！”，以为是不让他上车。等错过了很多辆车后才知道，原来英国双层公交车的顶层叫“Outside”，售票员一般让年轻人上顶层乘坐。又有一次，他坐火车去伦敦，返回曼彻斯特时对售票员说了一句“Return to Manchester！”，结果花了双倍的钱。原来“return”是往返票的意思。
1951年，吴乾章回到解放后的新中国，终于与张乐潓团聚。1952年，国家院系调整，两人同时迁到北京，进入中国科学院物理研究所工作。新中国成立初期，钢铁工业急需耐火材料，吴乾章运用所学X射线晶体学的方法，对耐火材料的特性进行了研究。同时期的陆学善、刘益焕等人也在做晶体学方面的工作。他们共同对中国晶体学的建立起到了奠基作用，也因此成为中国第一代“晶体人”。
晶体生长在中国一直是一个空白领域，从1958年起，吴乾章带头开展人工晶体生长研究，在较短时间内，国内红宝石、水晶和金刚石等重要单晶体的研制就获得成功，与此同时也形成了一支晶体生长的专业队伍，为深入开展我国的晶体生长学科研究奠定了基础。吴乾章也因此成为公认的中国晶体生长学科的开创者。改革开放后，吴乾章发起筹建晶体生长专业委员会的工作，希望以学术团体的形式促进学科的发展。当时的《人工晶体学报》被选为专业委员会的唯一学术刊物。吴乾章认为，只有唯一才能保证权威和学术文章的严谨。他亲自担任杂志的主编，在推动《人工晶体学报》公开发行、走出国门、向世界传播等方面作出了不可替代的贡献。
吴乾章做研究有两个特点，一个是随身带个小本子，无论是在家还是在单位，或者在公园休憩，只要忽然来了灵感，就随手记下来。另一个是家里墙上到处贴满了“大字报”，上面写的都是实验的结果。这种研究习惯后来竟也为他带来了一个重要的研究成果。
60年代，水晶开始成为中国重要的军用物资，天然水晶资源有限，质量也不够好，于是产生了人工水晶的需求。当时吴乾章的工作就是研究高质量大块水晶单晶的生长方法。然而生产大水晶会遇到一个“后期裂隙”的问题——即水晶生长到一定尺寸就会裂开，一旦断裂，晶体就报废了。这个问题严重困扰了当时的水晶生产，军工单位不时派人来找吴乾章探讨解决的办法。
生长水晶单晶有很多参数，比如温度、压力、温度梯度等等，研究中时常会把某个参数改变一下，但结果时好时坏，找不到规律。吴乾章就把每一次讨论和实验的结果都收集起来，写成大字报贴在墙上。他认为大字报能提醒大家经常看看想想。一天，他把温度和温度梯度两个参数作为纵轴和横轴画了一个图，再把实验中晶体开裂的参数用叉代表，不开裂的用圈代表，标在图上，结果忽然发现圈和叉的中间竟然有一条明显的分界，他把这一发现告诉军工厂，在实验中一试果然获得成功，水晶生长后期裂隙的难题就这样被彻底解决了。
1980年，吴乾章提出“难长晶体”的单晶生长研究方向，这是一个具有挑战性的课题，已经70岁高龄的吴乾章还坚持亲自参加实验室研究工作。为了克服难长晶体的“包晶反应”和“组分过冷”等问题，他依然用大字报的形式收集研究的结果，不过这段时期大字报上的内容都变成了包晶反应的相图，他希望后来的“晶体人”能够融会贯通地把握各种晶体生长的规律，像艺术家一样在琢磨中创造。
退休后的吴乾章依然关注着单晶生长问题。他为晶体生长投入了大半辈子的时间。
“超声理论家”
60年代初，正是“大跃进”进行得热火朝天的时候，而有一段时期超声波成为了热门话题。有人说超声作用能帮助炼钢，缩短出钢的时间，又有人说它能提高煤的产热量，提高发电的效率等，甚至还能改变分子结构，将污水变汽水！一时间超声波被传为无所不能的“神力”。
那时的吴乾章正好参加了氢弹研制中的一个小课题，平时虽在物理所上班，却每隔一个星期就到“乡下”的原子能所去工作几天。去乡下要乘科学院的班车，那时乘车秩序很差，车一来大伙儿一拥而上，把车门堵得死死的。吴乾章总是站在后面，用浑厚的声音劝说大家不要着急，“越挤上车越慢，排好队上得才快”。有一次在热火朝天的上车过程中他突然灵感一现，认为在化学反应时超声的震动可以使分子一张一弛地接触反应点，就可能提高结合的机率，好像有秩序地上车速度快一样。这一想法对错且作别论，但当吴乾章在学术会议上一讲出口，竟然和者甚众。从此他也得到一个“超声理论家”的虚名，为此又引出了一段关于“超声波放射性”的故事。
原来，当时在原子能所的几位敢想敢干的年轻人，把铀矿石拿去“超”了一下，想借此提高铀235的分离效率。不料“超”过的铀矿石的放射性竟比没超过的高了不少。他们又用本无放射性的水晶来试验，竟发现水晶“超”过之后放射性也明显增强。这一观察意味着一个重大的新发现：超声能够打破原子核！能把铀238变成铀235！这一成果报到了上面，受到了高度重视。
后来某位国家领导人亲自点名，由一位权威的大科学家领头，带上吴乾章这个物理所的“超声理论家”到现场去确认这个成果。做实验的年轻人拿出一块铀矿石，在盖革计数器（一种测量放射性强度的仪器）下先测出放射性强度（就是“噼噼啪啪”的声音）。然后打开超生波发生器，把矿石“超”了一遍。之后再放到盖革计数前去测量，果然听见“噼噼啪啪”的声音增强不少，表明矿石在“超”后放射性增強了许多。几位年轻人又拿来一片水晶，先放在计数器下，只听见几声零星的“噼啪”，几乎没有放射性。然后再照样“超”了几分钟，再拿去测，“噼啪”声（放射性）也同样明显增强。
看完表演，两位科学家回到家里，做了不同的事情。那位大科学家以个人名义写了一封信，叙述了他的发现，并强调了这个发现的重要性。然后把这封信以其最大的能量投向国家决策的高层，并就此认为已经完成了国家交给他的任务。而吴乾章回来后却苦思冥想，超声的机械能和打碎原子核需要的能量相差很大，为什么会出现这种违反物理学常理的现象？第二天他重回现场，重复那蹊跷的实验。
吴乾章让那些年轻人把纸张、布料、树枝等凡是手头能找到的东西，都去“超”一下。结果也是同样的，凡被“超”者，放射性一律增强。但细心的吴乾章发现，凡是表面粗糙者都比表面光滑者效果更好。吴乾章突然明白了什么，马上叫他们在水晶片上涂了一层凡士林油膏，再拿去“超”。“超”完往计数器下一放，只听“噼噼啪啪”，好似青菜下油锅，计数器的指针打到标度之外，放射性强之又强。吴乾章又让他们用铀矿石重新做一次实验，“超”前测一测，“超”后再测一测。然后用水冲冲再测。结果，虽然“超”后的放射性明显增加，但用水一冲就回到了“超”前的水平。
这时，吴乾章胸有成竹地向大家道出了所谓超声加强放射性的秘密：原来当时的超声波发生器是土制的“簧片哨”，也就是用压缩空气强力吹过一个哨子样的装置，产生人耳听不见的超声波。当矿石放在哨子下时，不仅受到了超声震动，同时也被强烈的气流吹着。原子能所整天和放射性矿石打交道，灰尘中也有许多放射性微粒。往矿石上一吹，就在其表面沾上许多放射性微粒，当然可以增加矿石的放射性，也能让原来没有放射性的水晶染上放射尘埃，呈现出放射性来。
吴乾章大概在第一遍观看比较铀矿石和水晶时就有了这想法。水晶表面光洁，只能沾上很少的尘埃，放射性就弱；铀矿石表面粗糙，能沾上很多尘埃，也就显出较强的放射性。而涂上凡士林的水晶，油膏可以粘住大量灰尘，果然就出现比铀矿还高的放射性。而用水冲洗铀矿石可以洗掉尘埃，也就洗去了放射性。
整个过程也就是那么一会儿，一颗诺贝尔物理奖级的“大卫星”就陨落了。
后来，吴乾章经常把这个故事对自己的孩子们讲。他说，从物理的基本知识来说，超声波的能量和打破原子核所需的能量相差不知道多少呢。以平常心度之，那也实在有悖常理，不如先检查实验的可靠性。在吴乾章看来，科学家在遇到问题时，应该保持淡泊、冷静和严谨的基本素养。
朴素的实验物理学家
中国传统医学和武术中，气功是一种神秘的治疗方法，虽在民间流传甚久，却还未经科学的检验。没有人会想到，作为物理学家的吴乾章也曾有一段与气功有关的小插曲。
1958年，吴乾章因为突然伤了腰，躺在床上动弹不得，十分痛苦。多日以后还不能下床，有人就推荐了一位民间的按摩师秦重三先生。秦先生给吴乾章按摩了一次，疼痛竟然去了一半，几天后再按摩数回，就完全好了。秦先生一介布衣，谦虚地说自己在按摩时加进了一点气功罢了。这可引起了吴乾章的兴趣，两人就围绕着“气功”聊开了。秦重三称自己为强身健体拜师练功，得益于汉口雷祖庙中的老道士，还编了自己的一套功法。吴乾章就开始向秦先生学习气功，并用自己的小本本把秦老师说的都记下来。据说这个秦先生不识字，但想把自己的功法传给后世，便托付吴乾章以秦重三的名字出了一本书，由上海科技出版社1959年出版。
气功为何具有强身健体、促进伤口愈合的功效，现代科学还无法给出明确的解释。在秦先生的书里，气功的精髓在于“以意领气”，强调人的意志对生理的干涉过程，从现代医学的角度来看，这其实并非完全没有道理。
这个故事后来被吴乾章的儿子写在纪念的文章里。在儿子们眼中，父亲一直是一位实验物理学家，他敢于尝试新事物，探索其中的科学道理，同时动手能力极强。
据说抗战期间，有一次与吴乾章随行的西迁队伍电台坏了，没法和总部取得联系，一时间大家都束手无策，因为没有人是学无线电的。结果吴乾章把电报机拿去摆弄了摆弄，竟然神奇地修好了。这件事过了很多年后，在80年代的“科学大会”上还被吴乾章的老同事回忆起来。吴乾章讲给儿子们听时说，像这样突然出现的电子设备故障，多半是简单的问题，比如电线脱落、接触不良或者保险丝烧掉等等，检查和维修要从这里入手。
在家时，吴乾章也鼓励孩子们做一些科学试验，增强动手能力，从拆开手电筒到组装晶体管收音机等。吴乾章喜爱看书，自己会用砖头和床板搭建简易书架，买来的胶装书常常拆了改成易于翻阅的线装书，订书的线用的是废弃的鞋带。如今在中国科学院物理所新建的D楼里陈列着一批老仪器，其中有一台老式的ZEISS相差显微镜，镜架上还有用胶布贴上的纸做的标尺，儿子们一看就能识别出是父亲用过的旧物。朴素是这个实验物理学家最贴切的标志。 言傳身教的长者
1956年，物理所来了一个从北京大学毕业的学生，他在大学里师承过唐祐琪、吴光宪和周光召等人，如今也来研究晶体了。吴乾章满怀欣喜地迎接了这个难得的高材生。他就是后来获得中国最高科学技术奖的范海福。
导师和学生第一次见面，吴乾章兴致勃勃地拿出从旧货摊上买来的一对光学透镜（据说原是装在一个小型天文望远镜上的），让范海福搭建一个光学衍射仪。X射线衍射的光学模拟，这是范海福来到物理所做的第一项研究。吴乾章还把自己珍藏的一本《Chemical Crystallography》（作者是C.W. Bunn）借给范海福，让他系统地学习晶体学方面的知识。
1957年，范海福在全所学术会议上报告研究结果。据范海福回忆，当时吴乾章对他的工作给出了很高的评价，但对于自己所起的作用却只字未提。
在学生和同事们心中，吴乾章就是这样一位谦逊而温和的长者。物理所还流传着吴乾章很晚才晋升研究员的事情。那是因为文革而被耽误了，后来吴乾章干脆就不去申请了，以至于每次召开的晶体生长年会，与会的同事常拿着名单批评会务人员打字马虎：“把吴老的职称弄错啦！”回忆起这件事，吴乾章总是乐呵呵的，没有一点抱怨。
文革期间，吴乾章与所里的一些高级研究人员被关进“牛棚”隔离“审查”。牛棚里24小时不间断地有人看守，集体住宿，睡觉不关灯，并随时记录每个人的一举一动。因此，几乎所有人都有失眠的记录，唯独吴乾章没有。这还被作为一种“特殊情况”汇报给当时的宣传队，他被找去讯问为什么如此“不正常”。这件事只能说明吴乾章胸怀的坦荡。
住在“牛棚”里，有些人往往想不开，自杀的事情时有发生。每次出现这种事情，吴乾章立马写个条子，通过看守向家里要生活用品。意在告诉家人：出事的不是他。后来，吴乾章被“放”出来，有人问他牛棚里的遭遇。他总是笑着说：“那有什么，我住牛棚又不是第一次了。”这里说的是抗战西迁期间，吴乾章和同事穿过敌占区来到福建崇安观测日全食对地磁影响时，住在当地的一个畜牧场里，那是真正的牛棚。
对于普通的劳动人民，吴乾章总是流露出自然的亲和力，这也许和他的成长环境以及抗战时期长时间艰苦的历练有关。他和什么人都聊得来，见到单位里的木匠瓦匠总是不吝称赞他们技术高超。1994年，吴乾章的长子吴光恒回国来到物理所工作，一个在所里做过瓦匠的农民工偶然认出了他，并说自己认识他父亲。农民工回忆到：几年前，他在物理所拆一个废弃的工棚，有个人走过来提醒他们，用于保温的石棉碎末被吸入身体后会得矽肺，这个人说他当年在鞍钢研究耐火材料，很多小伙子几个月就矽肺严重，并一再让他们站到上风向去。吴光恒没想到，父亲的这样一个小小善举，竟让人铭记了这么长时间。
1996年，吴乾章做完癌症手术身体虚弱，但出院后仍然让儿子用轮椅推着他到一家过去常光顾的乳品店，和那里熟识的售货员见个面，并且留下了一张珍贵的照片。
1950年至1951年间，有大批的留学生回到中国。这个年轻、富有激情与创造力的群体以留美的理工科学生为主，他们当中的一些人后来成为中国原子能事业的领导者、高能物理领域的开拓者。然而其中有一个从英国曼彻斯特大学回来的中国学生稍有不同。1949年，他因为美国的接受涵迟迟未到而选择了留英。在获知中国大陆解放时，还没有取得博士学位的他就立即决定返回，历经三个多月的海上颠簸之后，终于在1951年抵达故土，他就是后来被誉为“中国晶体学之父”的吴乾章。回国后，吴乾章全身心地投入晶体学研究事业当中，培养和扶持了国内一批优秀的晶体学科技人才，为晶体学、凝聚态物理在中国的发展铺下了坚实的路基。
家乡父老的骄傲
吴乾章祖籍海南。他青年时期跨海求学的故事，在故乡广为流传。
他出生在海南岛的一个贫困乡村，那时候他还叫“吴宗朱”。宗朱的父亲是村里的私塾先生，但收入微薄，全家生活时常还要靠开药铺的外祖父接济。1928年，18岁的吴宗朱初中毕业了，而当时全海南竟没有一所高中，他便与一群同乡学子结伴去南京求学，父亲因不放心儿子而陪同前往。在大城市读书费用很贵，他想跳过高中，直接考进大学，这样就能早日毕业找个工作糊口了。于是，他用族人“吴乾章”的高中文凭直接报考了中央大学，为了保险起见，又用自己的初中文凭报考了当时南京最有名的高中——安徽中学。没想到竟被两所学校同时录取了。进入中央大学时，吴宗朱从此改名吴乾章，而他的本名也只有家乡人才知道。
在南京读书开销很大，父亲不得已返回了海南，在家乡求职资助吴乾章的生活开支。那一段时间，吴乾章的经济状况很不好，父亲的汇款不能按期到达时，伙食费常常要找富裕的同乡帮忙解决。
1933年，吴乾章从中央大学物理系毕业，去当年录取他的安徽中学当了一年教员，然而这个工作只是作谋生之计。1934年，恰逢中央研究院物理研究所开始招收研究生，吴乾章成功录取，成为了物理所的第一批研究生，师承潘承皓先生。当时的课题是参与制定全国的标准时间系统，为此吴乾章需要经常跟随老师去野外测绘定经纬度。由于当时没有全国标准时间，去野外要带四五个精密机械钟，出发前进行校准，到了目的地再取几个钟的平均值定时。潘承皓从国外引进了石英钟，比机械钟精确了好几个数量级。在老师的带领下，吴乾章学会把石英钟组装起来，并用无线电传出标准时间信号。同时，他们装一个部件就绘图仿造一个部件，希望能造出国产的石英钟。在长期的实践中，吴乾章渐渐培养了很强的动手能力，这为他后来从事复杂的晶体实验研究、解决一个又一个技术难题，打下了很好的基础。
吴乾章初中考大学，又成为中央研究院物理所的第一批研究生，他的事迹在乡里广为流传，成为佳话，同时也感染了吴乾章的三个儿子。在文革十年动乱时期，三兄弟吴光恒、吴建永和吴进远都没有上过高中，却通过自学上了大学，如今分别在各自的科研领域里工作。他们受父亲的影响之大可见一斑。
逃难中的“地磁人”
于1928年6月9日正式成立的中央研究院物理所，位于上海霞飞路899号，丁西林是首任所长，专任研究员有胡刚复、杨肇镰、严济慈，助理研究员潘孝硕等4人，全所才10个人。自1934年，物理所先后招收了吴乾章、柴祖彦、梁百先、张煦、陈哲人等研究生，他们后来成为中国早期地球物理科学的开拓者。
物理所确定的主要研究方向为：无线电通信，重力测定，地磁测定，大气力学研究等问题。首任所长丁西林选择了“新摆”和“重力秤”课题，研究地球重力测定，旨在“建造一个大地物理观测台”。1936年，南京紫金山地磁台建成，陈宗器、陈志强、吴乾章、周寿铭等中国第一代“地磁人”组成了中国早期地磁科学队伍。就在这一年，吴乾章研究生毕业，并留在了中央研究院物理所，担任助理研究员，专职研究地磁学。
1937年，抗日战争全面爆发。物理所接到通知，要从南京西迁至广西、贵州和重庆等地。此时，身患肺结核的吴乾章正在地磁台驻地养病，国家蒙难，身患重病，他心情十分压抑。西迁路途艰险，天上有日军飞机的狂轰滥炸，地面有日寇和土匪的追袭。吴乾章拖着病体，跟随陈宗器、陈志强、周寿铭等人，一起负责保护和运送科研仪器与图书资料。从南京到重庆，迁移过程前后历时几年，他们乘过火车，河船，汽车等各种交通工具，有时还要步行，期间的困难难以想象。
吴乾章后来回忆，当时乘坐的火车时开时停，车厢里不断涌进逃难的人群，挤得水泄不通，常常连车厢顶上都坐滿了人。有时通过的山洞洞顶太矮，很多车顶的人就被撞死或挫伤，惨不忍睹。铁路两边都是拖儿带女的难民队伍，遇到敌机轰炸，常常是硝烟过后，死伤无数，这种惨烈景象给吴乾章等人留下了深刻的印象。
西迁中每一刻都是命悬一线。由于交通工具缺乏，乘坐卡车时，车内要装载仪器和资料，并把有限的地方让给年老体弱的同事坐，因此年轻的吴乾章就常常坐在车顶上。有一次，卡车行进在险要的山路上，途中遇到一辆翻在山沟里的客车，旁边躺着几具死尸，当地人说由于没有保护，死的都是坐在车顶的人。吴乾章回忆那段经历时说，坐在车上看着前面的崎岖山路，好像永远也走不到头。
也许是那种生死置之度外的悲壮心理的作用，吴乾章的肺结核反而在营养不良、缺医少药的恶劣环境下不治自愈了。但是，他身体的抵抗力却变得很差。在四川境内，一次饮食疏忽，他得了痢疾，腹泻不止，几乎被夺去了生命。但西迁路上都是穷乡僻壤，没有任何医疗措施。吴乾章后来采用了“饥饿疗法”，几天不吃饭，只吃炒成碳样的米，终于止住了腹泻。在吴乾章的心里一直存着这样的想法：治不好是死，掉队被日军追杀也是死，因此必须活下去，治好病就是一种胜利。 尽管在西迁中正常生活都已经无法保证，但同行的科学家们依然一路坚持地磁测量和普查。吴乾章和同事们一起，在广西和四川多地开展工作，并撰写了详细的报告。1941年12月，他们穿越日军占领区，从广西跋涉到福建崇安，完成了日全食影响地磁的测量，并发表了我国当时唯一的观测记录。在重庆北碚的测量工作中，吴乾章认识了李四光先生并参加了他的工作，这也成为建国后吴乾章兼职地质力学研究所研究员的渊源。
与晶体结缘
1945年8月，抗战胜利在望，时任西南联大理学院的院长吴有训担任了中央大学校长一职，与在中央研究院工作的同僚一起筹划返回南京。二战刚刚结束时，国民政府想留用在华日本科学家造原子弹，中央研究院的同僚们获知情况后，提出严肃抗议，在抗议书的签名中就有吴乾章的名字。国民政府迫于舆论压力只好作罢。
在这次回到故地时，吴乾章不仅结识了许多爱国的科学家，更碰巧认识了当时和吴有训一起做物理研究的张乐潓女士。
1949年至1951年，吳乾章远在英国曼彻斯特大学攻读X射线晶体学，与张乐潓始终保持着密切的书信联系，除了联络感情之外，张乐潓还为吴乾章提供经济支援。那时留学生活十分清苦，土崩瓦解的国民政府已经顾不上这一批“公费”留学生了。吴乾章在英国过着捉襟见肘的日子，因此在两人来往的书信中时常夹带着几张美元钞票，那是当时两人传达关爱之情的特殊形式。
吴乾章留学期间时常会遇到一些因为语言差异而造成的有趣插曲。他初到英国，坐公共汽车时，总是听见售票员对他讲“Outside！”，以为是不让他上车。等错过了很多辆车后才知道，原来英国双层公交车的顶层叫“Outside”，售票员一般让年轻人上顶层乘坐。又有一次，他坐火车去伦敦，返回曼彻斯特时对售票员说了一句“Return to Manchester！”，结果花了双倍的钱。原来“return”是往返票的意思。
1951年，吴乾章回到解放后的新中国，终于与张乐潓团聚。1952年，国家院系调整，两人同时迁到北京，进入中国科学院物理研究所工作。新中国成立初期，钢铁工业急需耐火材料，吴乾章运用所学X射线晶体学的方法，对耐火材料的特性进行了研究。同时期的陆学善、刘益焕等人也在做晶体学方面的工作。他们共同对中国晶体学的建立起到了奠基作用，也因此成为中国第一代“晶体人”。
晶体生长在中国一直是一个空白领域，从1958年起，吴乾章带头开展人工晶体生长研究，在较短时间内，国内红宝石、水晶和金刚石等重要单晶体的研制就获得成功，与此同时也形成了一支晶体生长的专业队伍，为深入开展我国的晶体生长学科研究奠定了基础。吴乾章也因此成为公认的中国晶体生长学科的开创者。改革开放后，吴乾章发起筹建晶体生长专业委员会的工作，希望以学术团体的形式促进学科的发展。当时的《人工晶体学报》被选为专业委员会的唯一学术刊物。吴乾章认为，只有唯一才能保证权威和学术文章的严谨。他亲自担任杂志的主编，在推动《人工晶体学报》公开发行、走出国门、向世界传播等方面作出了不可替代的贡献。
吴乾章做研究有两个特点，一个是随身带个小本子，无论是在家还是在单位，或者在公园休憩，只要忽然来了灵感，就随手记下来。另一个是家里墙上到处贴满了“大字报”，上面写的都是实验的结果。这种研究习惯后来竟也为他带来了一个重要的研究成果。
60年代，水晶开始成为中国重要的军用物资，天然水晶资源有限，质量也不够好，于是产生了人工水晶的需求。当时吴乾章的工作就是研究高质量大块水晶单晶的生长方法。然而生产大水晶会遇到一个“后期裂隙”的问题——即水晶生长到一定尺寸就会裂开，一旦断裂，晶体就报废了。这个问题严重困扰了当时的水晶生产，军工单位不时派人来找吴乾章探讨解决的办法。
生长水晶单晶有很多参数，比如温度、压力、温度梯度等等，研究中时常会把某个参数改变一下，但结果时好时坏，找不到规律。吴乾章就把每一次讨论和实验的结果都收集起来，写成大字报贴在墙上。他认为大字报能提醒大家经常看看想想。一天，他把温度和温度梯度两个参数作为纵轴和横轴画了一个图，再把实验中晶体开裂的参数用叉代表，不开裂的用圈代表，标在图上，结果忽然发现圈和叉的中间竟然有一条明显的分界，他把这一发现告诉军工厂，在实验中一试果然获得成功，水晶生长后期裂隙的难题就这样被彻底解决了。
1980年，吴乾章提出“难长晶体”的单晶生长研究方向，这是一个具有挑战性的课题，已经70岁高龄的吴乾章还坚持亲自参加实验室研究工作。为了克服难长晶体的“包晶反应”和“组分过冷”等问题，他依然用大字报的形式收集研究的结果，不过这段时期大字报上的内容都变成了包晶反应的相图，他希望后来的“晶体人”能够融会贯通地把握各种晶体生长的规律，像艺术家一样在琢磨中创造。
退休后的吴乾章依然关注着单晶生长问题。他为晶体生长投入了大半辈子的时间。
“超声理论家”
60年代初，正是“大跃进”进行得热火朝天的时候，而有一段时期超声波成为了热门话题。有人说超声作用能帮助炼钢，缩短出钢的时间，又有人说它能提高煤的产热量，提高发电的效率等，甚至还能改变分子结构，将污水变汽水！一时间超声波被传为无所不能的“神力”。
那时的吴乾章正好参加了氢弹研制中的一个小课题，平时虽在物理所上班，却每隔一个星期就到“乡下”的原子能所去工作几天。去乡下要乘科学院的班车，那时乘车秩序很差，车一来大伙儿一拥而上，把车门堵得死死的。吴乾章总是站在后面，用浑厚的声音劝说大家不要着急，“越挤上车越慢，排好队上得才快”。有一次在热火朝天的上车过程中他突然灵感一现，认为在化学反应时超声的震动可以使分子一张一弛地接触反应点，就可能提高结合的机率，好像有秩序地上车速度快一样。这一想法对错且作别论，但当吴乾章在学术会议上一讲出口，竟然和者甚众。从此他也得到一个“超声理论家”的虚名，为此又引出了一段关于“超声波放射性”的故事。
原来，当时在原子能所的几位敢想敢干的年轻人，把铀矿石拿去“超”了一下，想借此提高铀235的分离效率。不料“超”过的铀矿石的放射性竟比没超过的高了不少。他们又用本无放射性的水晶来试验，竟发现水晶“超”过之后放射性也明显增强。这一观察意味着一个重大的新发现：超声能够打破原子核！能把铀238变成铀235！这一成果报到了上面，受到了高度重视。
后来某位国家领导人亲自点名，由一位权威的大科学家领头，带上吴乾章这个物理所的“超声理论家”到现场去确认这个成果。做实验的年轻人拿出一块铀矿石，在盖革计数器（一种测量放射性强度的仪器）下先测出放射性强度（就是“噼噼啪啪”的声音）。然后打开超生波发生器，把矿石“超”了一遍。之后再放到盖革计数前去测量，果然听见“噼噼啪啪”的声音增强不少，表明矿石在“超”后放射性增強了许多。几位年轻人又拿来一片水晶，先放在计数器下，只听见几声零星的“噼啪”，几乎没有放射性。然后再照样“超”了几分钟，再拿去测，“噼啪”声（放射性）也同样明显增强。
看完表演，两位科学家回到家里，做了不同的事情。那位大科学家以个人名义写了一封信，叙述了他的发现，并强调了这个发现的重要性。然后把这封信以其最大的能量投向国家决策的高层，并就此认为已经完成了国家交给他的任务。而吴乾章回来后却苦思冥想，超声的机械能和打碎原子核需要的能量相差很大，为什么会出现这种违反物理学常理的现象？第二天他重回现场，重复那蹊跷的实验。
吴乾章让那些年轻人把纸张、布料、树枝等凡是手头能找到的东西，都去“超”一下。结果也是同样的，凡被“超”者，放射性一律增强。但细心的吴乾章发现，凡是表面粗糙者都比表面光滑者效果更好。吴乾章突然明白了什么，马上叫他们在水晶片上涂了一层凡士林油膏，再拿去“超”。“超”完往计数器下一放，只听“噼噼啪啪”，好似青菜下油锅，计数器的指针打到标度之外，放射性强之又强。吴乾章又让他们用铀矿石重新做一次实验，“超”前测一测，“超”后再测一测。然后用水冲冲再测。结果，虽然“超”后的放射性明显增加，但用水一冲就回到了“超”前的水平。
这时，吴乾章胸有成竹地向大家道出了所谓超声加强放射性的秘密：原来当时的超声波发生器是土制的“簧片哨”，也就是用压缩空气强力吹过一个哨子样的装置，产生人耳听不见的超声波。当矿石放在哨子下时，不仅受到了超声震动，同时也被强烈的气流吹着。原子能所整天和放射性矿石打交道，灰尘中也有许多放射性微粒。往矿石上一吹，就在其表面沾上许多放射性微粒，当然可以增加矿石的放射性，也能让原来没有放射性的水晶染上放射尘埃，呈现出放射性来。
吴乾章大概在第一遍观看比较铀矿石和水晶时就有了这想法。水晶表面光洁，只能沾上很少的尘埃，放射性就弱；铀矿石表面粗糙，能沾上很多尘埃，也就显出较强的放射性。而涂上凡士林的水晶，油膏可以粘住大量灰尘，果然就出现比铀矿还高的放射性。而用水冲洗铀矿石可以洗掉尘埃，也就洗去了放射性。
整个过程也就是那么一会儿，一颗诺贝尔物理奖级的“大卫星”就陨落了。
后来，吴乾章经常把这个故事对自己的孩子们讲。他说，从物理的基本知识来说，超声波的能量和打破原子核所需的能量相差不知道多少呢。以平常心度之，那也实在有悖常理，不如先检查实验的可靠性。在吴乾章看来，科学家在遇到问题时，应该保持淡泊、冷静和严谨的基本素养。
朴素的实验物理学家
中国传统医学和武术中，气功是一种神秘的治疗方法，虽在民间流传甚久，却还未经科学的检验。没有人会想到，作为物理学家的吴乾章也曾有一段与气功有关的小插曲。
1958年，吴乾章因为突然伤了腰，躺在床上动弹不得，十分痛苦。多日以后还不能下床，有人就推荐了一位民间的按摩师秦重三先生。秦先生给吴乾章按摩了一次，疼痛竟然去了一半，几天后再按摩数回，就完全好了。秦先生一介布衣，谦虚地说自己在按摩时加进了一点气功罢了。这可引起了吴乾章的兴趣，两人就围绕着“气功”聊开了。秦重三称自己为强身健体拜师练功，得益于汉口雷祖庙中的老道士，还编了自己的一套功法。吴乾章就开始向秦先生学习气功，并用自己的小本本把秦老师说的都记下来。据说这个秦先生不识字，但想把自己的功法传给后世，便托付吴乾章以秦重三的名字出了一本书，由上海科技出版社1959年出版。
气功为何具有强身健体、促进伤口愈合的功效，现代科学还无法给出明确的解释。在秦先生的书里，气功的精髓在于“以意领气”，强调人的意志对生理的干涉过程，从现代医学的角度来看，这其实并非完全没有道理。
这个故事后来被吴乾章的儿子写在纪念的文章里。在儿子们眼中，父亲一直是一位实验物理学家，他敢于尝试新事物，探索其中的科学道理，同时动手能力极强。
据说抗战期间，有一次与吴乾章随行的西迁队伍电台坏了，没法和总部取得联系，一时间大家都束手无策，因为没有人是学无线电的。结果吴乾章把电报机拿去摆弄了摆弄，竟然神奇地修好了。这件事过了很多年后，在80年代的“科学大会”上还被吴乾章的老同事回忆起来。吴乾章讲给儿子们听时说，像这样突然出现的电子设备故障，多半是简单的问题，比如电线脱落、接触不良或者保险丝烧掉等等，检查和维修要从这里入手。
在家时，吴乾章也鼓励孩子们做一些科学试验，增强动手能力，从拆开手电筒到组装晶体管收音机等。吴乾章喜爱看书，自己会用砖头和床板搭建简易书架，买来的胶装书常常拆了改成易于翻阅的线装书，订书的线用的是废弃的鞋带。如今在中国科学院物理所新建的D楼里陈列着一批老仪器，其中有一台老式的ZEISS相差显微镜，镜架上还有用胶布贴上的纸做的标尺，儿子们一看就能识别出是父亲用过的旧物。朴素是这个实验物理学家最贴切的标志。 言傳身教的长者
1956年，物理所来了一个从北京大学毕业的学生，他在大学里师承过唐祐琪、吴光宪和周光召等人，如今也来研究晶体了。吴乾章满怀欣喜地迎接了这个难得的高材生。他就是后来获得中国最高科学技术奖的范海福。
导师和学生第一次见面，吴乾章兴致勃勃地拿出从旧货摊上买来的一对光学透镜（据说原是装在一个小型天文望远镜上的），让范海福搭建一个光学衍射仪。X射线衍射的光学模拟，这是范海福来到物理所做的第一项研究。吴乾章还把自己珍藏的一本《Chemical Crystallography》（作者是C.W. Bunn）借给范海福，让他系统地学习晶体学方面的知识。
1957年，范海福在全所学术会议上报告研究结果。据范海福回忆，当时吴乾章对他的工作给出了很高的评价，但对于自己所起的作用却只字未提。
在学生和同事们心中，吴乾章就是这样一位谦逊而温和的长者。物理所还流传着吴乾章很晚才晋升研究员的事情。那是因为文革而被耽误了，后来吴乾章干脆就不去申请了，以至于每次召开的晶体生长年会，与会的同事常拿着名单批评会务人员打字马虎：“把吴老的职称弄错啦！”回忆起这件事，吴乾章总是乐呵呵的，没有一点抱怨。
文革期间，吴乾章与所里的一些高级研究人员被关进“牛棚”隔离“审查”。牛棚里24小时不间断地有人看守，集体住宿，睡觉不关灯，并随时记录每个人的一举一动。因此，几乎所有人都有失眠的记录，唯独吴乾章没有。这还被作为一种“特殊情况”汇报给当时的宣传队，他被找去讯问为什么如此“不正常”。这件事只能说明吴乾章胸怀的坦荡。
住在“牛棚”里，有些人往往想不开，自杀的事情时有发生。每次出现这种事情，吴乾章立马写个条子，通过看守向家里要生活用品。意在告诉家人：出事的不是他。后来，吴乾章被“放”出来，有人问他牛棚里的遭遇。他总是笑着说：“那有什么，我住牛棚又不是第一次了。”这里说的是抗战西迁期间，吴乾章和同事穿过敌占区来到福建崇安观测日全食对地磁影响时，住在当地的一个畜牧场里，那是真正的牛棚。
对于普通的劳动人民，吴乾章总是流露出自然的亲和力，这也许和他的成长环境以及抗战时期长时间艰苦的历练有关。他和什么人都聊得来，见到单位里的木匠瓦匠总是不吝称赞他们技术高超。1994年，吴乾章的长子吴光恒回国来到物理所工作，一个在所里做过瓦匠的农民工偶然认出了他，并说自己认识他父亲。农民工回忆到：几年前，他在物理所拆一个废弃的工棚，有个人走过来提醒他们，用于保温的石棉碎末被吸入身体后会得矽肺，这个人说他当年在鞍钢研究耐火材料，很多小伙子几个月就矽肺严重，并一再让他们站到上风向去。吴光恒没想到，父亲的这样一个小小善举，竟让人铭记了这么长时间。
1996年，吴乾章做完癌症手术身体虚弱，但出院后仍然让儿子用轮椅推着他到一家过去常光顾的乳品店，和那里熟识的售货员见个面，并且留下了一张珍贵的照片。