操秀英
他曾成功研制世界上第一臺以高能量電子束治療腫瘤的醫(yī)用加速器、中國第一臺高能電子直線加速器、中國第一臺對撞機——北京正負電子對撞機、亞洲第一臺實現(xiàn)飽和振蕩的自由電子激光裝置,以及新型電子直線加速器等多項站在世界前沿的項目。其中,有兩項是世界首創(chuàng),另三項填補了國內(nèi)重要空白。
作為我國著名加速器物理學家、中國科學院院士,粒子加速器事業(yè)的開拓者和奠基人之一,他為我國高能粒子加速器從無到有并躋身世界前沿起到了至關(guān)重要的作用。
這是一個再普通不過的可愛老人。在自家溫暖的客廳里,穿著半舊的毛衣坐在有些年頭的沙發(fā)上,微笑著給孫兒輩的記者,講述他的故事。
“我就是個普通人,不聰明,也不能干,我能得獎,證明即使資質(zhì)一般的人,只要努力,就能成功?!边@就是謝家麟院士獲得國家最高科技獎的獲獎感言。
他的成功其實無需這一獎項來證明。院士、粒子加速器事業(yè)的開拓者和奠基人之一、包括科技進步特等獎在內(nèi)等11項獎勵,這些外界給予他的榮譽和頭銜,他說均是“過譽之詞”。
他最看重的,是為祖國的發(fā)展發(fā)揮“一磚一瓦”的作用。
“我努力做到了?!彼f,自己是個幸福的人。
跳上高能加速器的“列車”
從二十世紀50年代后期開始,中央就曾幾度籌劃、醞釀建造高能加速器,發(fā)展高能物理實驗一事。高能物理屬于基礎(chǔ)研究的范疇,表面看來,無關(guān)眼前的國計民生。實際上它們的研究結(jié)果直接奠定了人類今天的文明、文化和高生活質(zhì)量的基礎(chǔ),而作為高能物理、核物理基礎(chǔ)研究的手段,加速器是人類認識微觀世界的主要方式之一,高能物理及加速器的發(fā)展已經(jīng)成為衡量一個國家科技發(fā)展水平的標志之一。
1972年,由著名物理學家張文裕牽頭,謝家麟等18位科學家給周恩來總理寫信,建議建造一臺高能加速器,開展高能物理實驗研究。當時身患重病的周總理批示:這件事不能再延遲了。
那一年,謝家麟52歲。
1973年初,在周恩來總理的指示下,在原子能研究所一部的基礎(chǔ)上,中國科學院高能物理研究所成立。此后,加速器的建設(shè)進展得并不順利。時至1980年,由于基建收縮,中央決定下馬這一工程。
一時間,高能事業(yè)如何繼續(xù)發(fā)展這一嚴峻的問題擺在人們面前。決策成為關(guān)鍵。謝家麟與朱洪元等多次組織國內(nèi)外科學家展開論證和調(diào)研,反復對比權(quán)衡各種路線的優(yōu)缺點,最終,一個建造2.2GeV正負電子對撞機的方案浮出水面。該方案有明確的物理目標,雖然能量不是很大,但規(guī)模適中,可做國際上前沿的物理工作,而且有兼顧同步輻射應(yīng)用的特點,這是我國在當時高能經(jīng)費收縮的條件下,仍能在高能物理方面迎頭趕上世界先進科研行列的極好方案。謝家麟又進行了非常詳細慎重的研究,參考美國相近裝置的造價以及銀行資料,估算出了造價。
但是,對撞機技術(shù)難度很大,需要冒較大風險,“以至于當時有人說,我們好比站在鐵路月臺上,要想跳上一輛飛馳而來的特快列車。如果跳上了就飛馳向前,如果沒有抓住,就會摔下來粉身碎骨。”葉銘漢院士回憶說。
而謝家麟等人堅信2.2GeV對撞機雖難度大,但造價適合我國國情,可以使我國在粲能區(qū)的研究居于國際前沿水平。在這一關(guān)鍵性的選擇中,謝家麟?yún)⑴c組織數(shù)十次研討,反復權(quán)衡這兩種裝置的優(yōu)缺點,通過深入細致的分析,說服了持不同意見的同志,在研究所取得了一致認同,并向領(lǐng)導和有關(guān)方面匯報,解釋疑問,爭取支持。1981年5月初,由中國科學院學部與“八七工程”聯(lián)合召開了有多數(shù)國內(nèi)知名物理學家參加的“香山會議”。會議結(jié)果基本肯定了對撞機方案。
他還領(lǐng)導確定了北京正負電子對撞機高能物理和同步輻射“一機兩用”的方案,既為高能物理研究提供實驗裝置,又開創(chuàng)了我國同步輻射的應(yīng)用研究,同時填補兩項國內(nèi)空白。
“功夫不負有心人”,謝家麟帶領(lǐng)團隊跳上了飛馳的特快列車。1988年10月,北京正負電子對撞機(BEPC)實現(xiàn)對撞,中國進入了能夠進行高能物理實驗研究的科技先進國家之列。我國幾代物理學家的夢想終于實現(xiàn)。
在科技水平大幅落后的年代,這一裝置的成功,更深層的意義在于,“使我們樹立了有進行國際尖端大科學工程建設(shè)能力的信心?!敝x家麟在回憶錄中寫道。
“雪中送炭”的成就感
1920年8月,謝家麟出生于哈爾濱,并在河北武清縣度過童年。占領(lǐng)東三省的日本人強橫跋扈、欺壓百姓,軍閥混戰(zhàn)給農(nóng)民帶來的痛苦,都深深烙在他年幼的心里。
“那時候想的,一個是抗日,一個是要復興國家?!彼f。1942年,因日軍開進燕京大學,學生被迫離校,謝家麟和部分同學來到成都這個大后方。本來在物理系只需半年就可畢業(yè),但在“航空救國”的思想下,選擇在樂山復校的武漢大學航空系就讀。
“這個行動很明顯地說明了我們那一代青年強烈的救國心情?!彼蘸蠡貞?。1947年,在天津中央無線電器材廠工作的謝家麟通過教育部舉辦的留美考試,赴美留學。
新中國成立初期,留學生大都摩拳擦掌,要回國貢獻所學,謝家麟也是其中一員?!扒啻鹤靼楹眠€鄉(xiāng)”,1951年,他搭上克利夫蘭總統(tǒng)號游輪,踏上幾年來日夜盼望的歸國之旅。不料,船到中途檀香山時,美國移民局和聯(lián)邦調(diào)查局官員根據(jù)美國1918年的一項立法,禁止學習科技專業(yè)的留學生離境,包括他在內(nèi)的8人只能重返美國。
氣憤之余,他下船后給白宮打了一個電話抗議,盡管他知道這種幼稚的行為只是浪費電話費而已。
意料之外的是,正是這次禁止離境,讓他走上加速器研制道路。1955年,他在芝加哥大學醫(yī)學中心研制成功第一臺以高能電子治療腫瘤的加速器,并將加速器的穩(wěn)定度提高到醫(yī)用水平。
不久,“我接到美國移民局來信,要我在做永久居民和限期離境之間做出抉擇,我當然毫不猶豫地做出了盡早回國的決定?!敝x家麟說,他終于踏上祖國的土地。那一年,美國做出允許中國留學生離境的規(guī)定,錢學森等一批之前同樣被禁回國的科技領(lǐng)軍人物,加入到建設(shè)新中國的行列中。
回國后,他帶領(lǐng)不到十個人的小組,開始研制可向高能發(fā)展的電子直線加速器。除謝家麟外,小組里都是剛走出校門的年輕人,很多人甚至都沒聽過加速器。當時所面臨的情況可以用兩句話形容,即“一無所知”和“一無所有”。除了要研制加速管外,還需要使用當時世界上功率最大的速調(diào)管和調(diào)制器。這兩個系統(tǒng)的技術(shù)難度不亞于加速管本身。
于是,從自行研制各種微波元器件開始,謝家麟帶著一批學生從零開始建造微波實驗室、調(diào)制器實驗室,開始了“要吃饅頭,先種麥子”的耕耘。經(jīng)過八年奮斗,我國首臺可向高能發(fā)展的電子直線加速器于1964年建成。
該儀器進行的第一個實驗就是模擬核爆產(chǎn)生的輻射,以進行儀表的校正和電子學硬化的研究,在我國兩彈的研制中發(fā)揮重要作用。
經(jīng)常有人問謝家麟,你后悔回國嗎?
“不后悔。在國外可能我會有一席之地,但只有在我們自己國家,我才有機會負責BEPC這樣的大工程。我留在美國只是‘錦上添花,而回到祖國則是‘雪中送炭?!彼傔@樣回答。
“搗鼓”國際前沿的研究
“科研就是不斷克服困難的過程,碰到什么困難解決什么,這是研究人員的本職工作。解決問題就是樂趣?!崩先苏f,他膽子大,從來不害怕。
除了勇氣,采訪中老人提到最多的,就是“興趣”,他幸運地從事了一份與自己志趣緊密結(jié)合的工作。
“我從小就喜歡自己動手搗鼓些東西?!彼f。他曾偷偷用家里電燈中磁砣的鉛砂、爆竹店買來的黑色火藥、剝下來的火柴頭和舊彈殼成功自制子彈,“射程可能不如進口的原裝子彈,效果卻沒有什么區(qū)別。”
這樣的“小聰明”總能給生活帶來驚喜。冼鼎昌院士曾與謝家麟同住一個單元房?!澳菚r候中午只有一個鐘頭的吃飯時間,但是點燃蜂窩煤就需要半個多鐘頭,有一天我發(fā)現(xiàn)廚房出現(xiàn)了新事物,謝先生用鬧鐘和電機做了個小裝置,到時間爐門自動打開,提前點燃蜂窩煤?!?/p>
中學畢業(yè)后,他回到父母身邊。不錯的家境使謝家麟得以進入當時北平有名的匯文中學。他回憶說,匯文中學設(shè)于地下室的物理課實驗室教學設(shè)備齊全。物理教師張佩瑚用英文講課,調(diào)理分明,深入淺出,很能引發(fā)學生對物理的興趣。
那時候他自覺成績時好時壞,是個中等生,除喜歡物理課外,業(yè)余時間都沉溺在擺弄無線電,從礦石機到單管機、雙管機,從低頻到高頻,在提高收音機性能的過程中獲得極大滿足。1937年,盧溝橋事變后,他自制的收音機成為全家了解戰(zhàn)事的惟一渠道。高三時,他“臨時抱佛腳”, 1938年以名列前茅的成績被保送到燕京大學物理系。
正是濃厚的興趣,和扎實的學習經(jīng)歷,讓他成為同事眼中的“工程師”。也才得以讓他在當時工藝難以保證制造需要的情況下,敢于拍板決定國際前沿的研究,并一切“因陋就簡”,創(chuàng)造奇跡。
時至今日,談到對年青科技工作者的期許,他也一再強調(diào)應(yīng)“手腦并用”。
沒有終點
謝家麟居住的是一套建于六七十年代的三居室。不大的客廳陳設(shè)樸素卻又不失情趣,墻上掛的條幅是謝老本人做的一首律詩。最打眼的,則是陽臺上各色茂盛的花草。
“他這個人不懂浪漫,節(jié)奏感差,老年人喜歡去公園跳操,但他跟不上節(jié)奏,也不愛運動。他比較喜歡看偵探和探險小說,孩子們小的時候,飯桌上是他們最快樂的時光,因為他總給他們講偵探故事?!敝x先生的老伴范緒篯打趣道。她是謝家麟燕京大學物理系的同班同學。號稱膽子大的謝家麟,在校時卻不敢和這位他心儀的女生說句話。直到去成都后,兩人才相熟并走到一起。
盡管都已不再貌美挺拔,但他們的幸福依然讓人嫉妒。因為同樣擁有“脫離現(xiàn)實主義的人生觀”,歲月并未奪走他們最初保有的簡單的快樂。
他所指的“脫離現(xiàn)實主義的人生觀”,即“淡泊名利,對世俗紛爭淡然處之”,“做有趣的研究對國家有所貢獻,就是人生最大的幸?!薄?/p>
因為這樣的人生觀,兵荒馬亂的年月,他們一起隨廠輾轉(zhuǎn)于桂林、貴陽、昆明等地,但是對工作的投入仍然“到了癡心的程度”,旅行結(jié)婚時隨身帶的行李中半箱是研制高溫真空電爐用的滑石。
同樣因為這樣的價值觀,在BEPC工程即將完成的1986年,謝家麟主動提出辭去工程經(jīng)理的報告。隨后,他一頭扎進實驗室。研發(fā)出亞洲第一臺自由電子激光裝置,創(chuàng)新提出“前饋控制”方法。2000年,已80高齡的謝家麟帶領(lǐng)一名博士生,研制出世界首臺新型電子直線加速器。
2011年,謝家麟指導的最后一個博士生畢業(yè)。至今,他仍然堅持每周一到中科院高能物理所上班?!翱纯磮螅私庖恍┛萍记把氐膭討B(tài)。我老了,干不了什么大事,就做一些力所能及的小事?!?/p>
他的學生高杰還記得,那是2005年3月的某個星期一?!爸x先生把我叫到辦公室,給我看了Nature雜志上的關(guān)于激光等離子體加速實驗的三篇文章。”這三篇文章所展示的實驗結(jié)果顯示了這一領(lǐng)域的里程碑式的進步和重要機遇。在之后的5年里,高杰的博士生當中有兩位從事激光等離子體加速物理與技術(shù)研究,開展了與美國伯克利國家實驗室等單位的合作研究。
“別人有的先進技術(shù),我們慢慢都有了,而且現(xiàn)在的年輕人一代比一代強?!敝谥x家麟,這或是最大的安慰。