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张维和好友魏士贵（1930年在唐山交大）
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在张维、陆士嘉潜心读大学期间，积贫积弱、内忧外患中的祖国所发生的大事使他们心急如焚。1931年9月18日，日本关东军在沈阳制造了爆炸“南满铁路”事件，并借此突然袭击沈阳北大营的中国军队，由于事先东北军司令张学良训令东北军不得与日军发生冲突，致使驻沈阳的一万多东北军竟被500人的日军击溃。当时的国民政府坚持先“安内”后“攘外”的不抵抗政策，将军队撤出东北，在不到5个月的时间内，日本帝国主义占领了东北的主要城镇与铁路沿线。1932年3月9日，日本人将满清末代逊位皇帝溥仪拉出来成立了伪“满洲国”。尽管国际上从不承认“满洲国”的合法性，标明它是日本文武官员控制下的傀儡，但美丽富饶的中国东北大地从此被日本占领了14年；几千万东北的父老乡亲被屠杀、驱赶或掳掠为奴隶，土地、财产和矿藏被掠夺。日本帝国主义占领东北后，首先在各学校大肆逮捕爱国师生，镇压教育界的反日爱国运动，并封闭了学校。大批东北的学生流落到关内，唐山交大也和平津、上海等地的大学一样，为东北学生开办了专门的班级。许多东北流落入关的同学给张维讲述“九一八”事变的原委，张维不禁为日本帝国主义对祖国的狼子野心和国民政府的无能而义愤填膺。
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9月25日，北京师范大学教职员召开大会，通过决议，致电批评南京国民政府的不抵抗政策。学生也在校园里集会，支持学校的这一行动。陆士嘉所在的物理系，成立了系学生联合会，并以此名义给校方写信，表明他们坚决要求政府抗日的态度。陆士嘉被日军的侵华野心所激怒，虽然平时她是个用功的学生，总是抓紧一切时间念书，但这些日子，她每天和同学们一起，讨论局势，讨论他们能够为国家做些什么。晚上回到宿舍，就给张维写信，告诉他北平学生的动向和自己对日军的愤怒。
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张维身在唐山，距离东北比北平近多了，当然对局势的发展更为关切。但唐山不是一个学生运动活跃的城市。张维满腔的忧愤之情，除了向同班的好朋友魏士贵等发泄外，就是要求陆士嘉多写信，报导北平的时局。9月27日，北平学生抗日救国联合会发表《为东三省事件告全国民众书》，批评国民政府的不抵抗主义是软弱无效、坐以待毙的政策与行动；呼吁全国的工农兵学商联合起来、武装起来。他们喊出了“打倒日本帝国主义”、“打倒勾结日本帝国主义的走狗”等口号。
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1933年，日军侵占山海关，唐山交大被迫南迁，借上海交大的校园，唐山交大的师生们继续完成学业。以后，唐山交大仍旧迁回唐山校园。1933年7月，张维以优异的成绩毕业于唐山交通大学。毕业后他被派到正在建设中的陇海铁路实习。辗转于陇海铁路潼西（潼关-西安）段工地，在华阴、灞桥协理铁路施工。这段实习生活虽然非常艰苦，但使他得到了许多书本上得不到的工程实践知识。而陆士嘉以北师大物理系第一名的成绩拿到了学位后，先后在河北大名第三女子师范学校和北京志成中学教书。陆士嘉在志成中学，每月能拿120块大洋，比一名普通大学教授还多。当然，这是她任教课时多，还带实习课的缘故。除了供养母亲外，自己每月还富余一些钱。她把钱存在了母亲那里，并说明这是自己以后留学用的。
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张维的大学毕业照（1933年）
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张维在陇海铁路上（1933年）
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1934年4月，张维应母校主持结构工程专业的顾宜孙教授之邀，回唐山交大任结构力学与结构工程助教。1933—1934年期间，美国公布了新版的铁路桥梁规范，张维查阅大量力学著作和文献，撰写对该规范内容力学理论依据的探讨论文，该论文以其独到见地，后来在中英庚子赔款留学的报考与录取过程中，受到主审教授的高度评价。
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这时，日本侵略者的铁蹄又踏向华北，1933年3月，占领了热河并进攻长城沿线，在喜峰口受到以宋哲元、佟麟阁将军为首的二十九军（由西北军改编）的顽强抵抗，但国民政府采取不抵抗政策，装备远比二十九军精良的中央军第十七军的三个师在古北口却相继被打残，造成二十九军腹背受敌，伤亡惨重，国民政府何应钦命令二十九军撤退。1933年5月，国民政府与日本签订“塘沽协定”规定中国军队撤出长城以南100公里，为日寇打开了通向华北的大门。这时，日寇已经实际占领了唐山交大周围的华北地区，唐山交大紧闭校门，校内高悬着中国国旗。
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1935年6月10日，国民政府又同日本签订丧权辱国的《何梅协定》，同意国民党中央军、东北军及党务、特务机关从河北及平津撤出。10月，日寇策动“华北五省自治运动”。11月25日，日寇指使汉奸殷汝耕成立“冀东防共自治政府”。国民党政府继续坚持不抵抗政策，竟准备成立“冀察政务委员会”以适应日寇“华北政权特殊化”的要求。在严重的民族危机面前，清华、燕京两校响应北平学联号召，准备组织大规模游行请愿。1935年12月9日，北平学生和市民2万多人在天桥和前门火车站广场分别召开市民大会，通过了反对冀察政务委员会、反对华北任何傀儡组织、停止内战、一致对外、收复东北失地、争取抗日和爱国自由等决议案。会后举行示威游行，至西单和东长安街时遭到军警木棍、鞭子、水龙、大刀的攻击，学生30多人被捕，400多人受伤。由清华大学学生蒋南翔满怀激愤和忧国之情、代表清华大学救国会所写出的《清华大学救国会告全国民众书》，在12月9日的游行队伍中变成传单，贴满了北平的大街小巷。文告中“华北之大，已经安放不下一张平静的书桌了”这句话，传遍大江南北，点燃了全国学生的爱国热情。
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张维与顾宜孙教授合影于唐山交大
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张维在实验室（1935年在唐山交大）
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面对日寇对我国的步步蚕食和政府的腐败无能，张维忧心忡忡。每天上午课间休息时，他就赶快到传达室去看当日的报纸，但从报上读到的消息一天比一天更坏。同宿舍的两位东北籍同事谈到日寇在家乡的暴行，更是常常痛哭失声。张维常常问自己：我该怎么办？我能怎么办？唉！真是“百无一用是书生”啊。当他夜不能寐时，想：这么多年的书就白念了吗？国家沦落到今天这一步，列强在中国横行霸道，根本原因是国力衰弱。要是我们有比日本强得多的国力，小日本敢如此猖狂吗。他想起叔叔张瑾的话，要用自己的所学，让中国强大起来。他写信给在北平工作的好朋友魏士贵。魏士贵回信说：“你不是一直想出国深造吗？赶紧出去，再晚了恐怕想走都走不成了。留在中国，像你这样的文弱书生也没什么用。学好技术，将来早晚能用得上。”想想也还真有点道理，都说“科技救国”，既然科技能救国，还是走考试、出国读书、学习国外先进技术这条路吧。
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自从有了出国读书的念头，就常听说某某朋友去某国留学的消息。张维和陆士嘉去哪里呢？暑假，陆士嘉去唐山看望张维，商量出国念书的事。张维的意见是去德国。为什么张维想去德国呢？一方面他自小就从二叔处了解到德国的工业和科学技术非常发达。另一方面，自从第一次世界大战德国成为战败国以后，中德之间重订新约，过去德国强加给中国的一切不平等条约率先废除，为中德两国文化交流清除了障碍；20世纪前期，德国在机械工程等学科方面处于世界领先地位，我国国人对德国科学十分推崇，中国有志青年渴望了解德国在战后的重建与复兴过程，以便仿效他们振兴自己的祖国。这是20世纪二三十年代大批中国学生留德的大背景，正如蔡元培坦言：“救中国必以学，世界学术德国最尊，吾将求学于德”。从那时起，张维就在唐山交大工作之余利用各种机会学习德语。
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张维和陆士嘉在唐山交大（1935年）
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第五届中英庚子赔款全体留英学生（1937年）第二排右起第二人是张维
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