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【人民日报】谢家麟:一生一个“加速”梦
        

谢家麟

北京正负电子对撞机上的大型粒子探测器北京谱仪。资料图片

【人物小传】

谢家麟,1920年生于黑龙江省哈尔滨市,1943年毕业于燕京大学物理系,1951年在美国斯坦福大学获博士学位。

他是国际著名加速器物理学家,中国科学院院士,我国粒子加速器事业的开拓者和奠基人之一,为我国高能粒子加速器从无到有并跻身世界前沿起到了至关重要的作用,对我国高能物理实验基地的建造作出了卓越贡献。

他带领团队研制成功我国第一台大科学装置——北京正负电子对撞机,曾获国家科技进步奖特等奖、何梁何利科技进步奖等。

音乐家使用音符组成美妙的音乐;诗人凭借字句的安排咏出千古绝唱;高能物理和加速器研究者,则利用电磁场和粒子运动的规律,向人类探索物质本源的终极梦想不断迈进。  

2012年2月14日,2011年度国家最高科学技术奖对92岁的谢家麟情有所钟,将这个最高荣誉颁给了这位国际著名的加速器物理学家。

对前来祝贺的众人,精神矍铄、声音洪亮的谢家麟院士诚挚地说,“最高科技奖是给个人的,也是给整个高能物理领域的。” 

世界上第一台以高能电子治疗深度肿瘤的加速器、中国第一台高能量电子直线加速器、北京正负电子对撞机……这些撬动粒子物理研究和造福人类的加速器,也成为这位自我评价“很一般,很平常,不聪明”的大科学家,向科学与人生的梦想无限逼近的“加速器”。

“十年磨一剑,锋利不寻常”

“在中国自己的高能粒子加速器上开展高能物理实验研究,曾经是中国物理学家梦寐以求的理想。”谢家麟回忆。 

最终将理想实现的正是北京正负电子对撞机,坐落于北京西郊玉泉路中国科学院高能物理研究所地下,被称为我国上世纪80年代继“两弹一星”后最重大的科学工程。

在形似羽毛球拍的北京正负电子对撞机内,正、负电子束流不断“冲浪”,最终加速到接近光速,并在相互碰撞中揭示微观世界的科学奥秘,如同一枚粒子物理领域的探针,不断挑起物质微观世界的神秘面纱。

1984年10月,北京正负电子对撞机动工兴建,谢家麟是总设计师兼工程经理。当时,高能加速器是尖端技术,对撞机技术又是高能加速器中的尖端,国际上认为中国这一步跳得太大。

“有人打了一个比喻,说我们好比站在火车月台上,想要跳上一辆飞驰而来的特别快车。如果跳上了就飞驰向前,如果没有抓住,摔下来就粉身碎骨。”叶铭汉院士说。

“中国当时和国际上高能物理研究差距有30年,电子对撞机实际上是直接来实现最先进的技术。如果还是一步一步来跟踪,可能永远没有出头之路。”陈森玉院士说。

正是在这个关键性的选择中,谢家麟大胆超前,又小心验证。他多次组织国内外科学家展开论证和调研,反复对比权衡两种路线的优缺点,以深入而细致的分析说服了持不同意见者,最终确定了正负电子对撞机的方案。

为了保证加速器按期按质完成,谢家麟又选择超高真空、磁铁、自动控制等八项关键技术开展预研,并提出一定要采取先进的又是经过验证的技术……

1988年10月,北京正负电子对撞机成功实现第一次对撞。此后,高能物理研究所跻身世界八大高能加速器中心。

“现在回想起来,那时候有点大胆。”谢家麟说,“但什么叫科研工作?就是解决困难。路都摆在那了,你顺着走,还叫什么科研工作?科研的根本精神就是创新,就是没有路可走,自己想出条路来走。” 

“十年磨一剑,锋利不寻常,虽非干莫比,足以抑猖狂。”成功之后,谢家麟赋诗一首,表达心情。

“春风蜜月谁为伍,火炭风箱度乱时”

从青年时代开始,谢家麟就习惯于赋诗抒怀。 

抗战期间,他和妻子登报旅行结婚,行李中还带着半箱临行时跑到城里中药铺买来的滑石,希望有机会还能继续研究无线电。在蜜月中,他居然还找到一个铁匠铺继续烧炼。对此情景,谢家麟以诗为证:“一心烧炼人笑痴,满箱密件是顽石。春风蜜月谁为伍,火炭风箱度乱时。”

谢家麟认为自己是一个资质普通的人,但也相信只要努力一定会有收获。

上世纪40年代,由于喜爱偏重应用基础研究的微波物理和技术,谢家麟从美国加州理工学院转学到斯坦福大学攻读博士,从此对粒子加速器产生了强烈的兴趣。 

兴趣驱动,让他在物理领域造诣日深。1952年博士论文答辩时,向谢家麟提问的教授要他对问题做出定性的解释,他却在黑板上即时推出了方程式,解决了问题。这完全出人意料,谢家麟被要求暂时回避。等再进屋时,教授们已伸手祝贺他博士答辩通过。

此时是新中国成立初期,留学生们摩拳擦掌,预备回国一显身手。然而,谢家麟在归国途中却被拦下并禁止离境,直到1955年才回到祖国。谢家麟说,当时的感受,分明就是“黄河横渡混相似,故国山河入梦游”。

而这次长达四年的滞留,促成了当时世界上唯一的使用高能电子束流治癌加速器的诞生,也打磨出一个优秀的粒子加速器专家。 

当时还有斯坦福4位教授级的专家也接了同样的研制工作,谢家麟作为他们的对手,无论资历还是可供调遣的人员和资源,都不在一个量级上。赤手空拳的他费尽周折找到一家化妆品工厂,承担加工任务的工程师从未接触过加速器和真空方面的工作。而两年之后,1955年的夏天,谢家麟的医用加速器率先建成,并应用于患者的治疗。他的成功也让对手放弃了继续研制。

“这件棘手的工作,使我得以从头到尾亲自解决电子直线加速器的研制和应用的全部过程中出现的问题,积累了经验,也建立了不懂可以学懂的自学信心,并懂得了培养年轻人要委以重任的‘压担子’的道理。”谢家麟回忆说。

1979年,谢家麟到美国芝加哥费米国家实验室,重访他当年做的那台医用电子直线加速器,时隔23年,加速器仍在运转之中。

正当医用加速器研制成功之时,美国移民局来信,要他在做永久居民和限期离境之间做出抉择。

“我当然毫不迟疑地做了尽早回国的决定。”谢家麟说,“我希望自己能对生我育我的祖国做出些贡献,这是我们这一代留学生的普遍的心声。” 

回国后他带领一批刚出校门的大学生,用8年时间建成了中国第一台30MeV的高能量电子直线加速器,为我国第一颗原子弹的研制提供了保障和检测手段。

研制这个加速器,当时所面临的情况是“一无所知”和“一无所有”。但谢家麟做的这件远远超前的研究工作,却为后来建造北京正负电子对撞机奠定了技术基础,培养了中国加速器的人才。

这也是他所说的“想吃馒头,先种麦子”。

“石室宝藏观止矣,跃登天马莫淹留”

如今,年逾九旬的谢家麟每周一都会到办公室看看信件,“我最感兴趣的事,是看看书、看看报,了解科学上有什么发展和新的创造。”

“谢先生一生有两个主题,一个是竞争,一个是超前。”熟悉谢家麟的冼鼎昌院士说,他所做的工作总是在与国际同行的竞争中进行,也总具有前瞻性。

70余岁时,谢家麟致力于一种新型光源——自由电子激光的研究,并在亚洲第一个研制成功。令人惊叹的是,新世纪初,已是耄耋之年的谢家麟尝试突破加速器设计原理,将电子直线加速器几十年沿用的三大系统精简为两个系统,大大降低制造成本,并研制出世界上第一台紧凑型新型加速器样机。

“石室宝藏观止矣,跃登天马莫淹留。”谢家麟的这两句诗,表达了他不愿满足现状,要持续创新的想法。

“创新是人的本性。”谢家麟认为,“我们要建设科技强国,必须强调培养高素质的创新科技人才,能够产生新思想,并能克服困难,把思想变为现实,这样才能攀登世界的顶峰。”

谢家麟常引用“要发现新东西,必先做出新东西”的科学谚语,鼓励学生们自己动手,边干边学。

他崇尚“细节决定成败”,“细节问题可能是由于设计、加工、调整的不当,也可能昭示新现象的存在。微波背景辐射是宇宙大爆炸理论的支柱之一,而这却是由于研究射电望远镜噪声时发现的。”

谢家麟长子谢亚宁也从事高能物理的研究。他说,父亲给他最深的印象,是对他说过这么一句话:“如果一个人不能成为伟大人物,可以原谅,那是机遇和能力的问题。但不能成为一砖一瓦,那是不可原谅的。”