新浪科技

谢家麟:物理学家的“加速”梦

中国高新技术产业导报

关注

编者按

2月14日,2011年度国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。大会颁发了2011年度国家最高科学技术奖,获奖者为谢家麟、吴良镛两位院士。

两位德高望重的老人,一位加速了我国的粒子研究,另一位改造了城市的衰落面貌。心系国家前途,埋头钻研创新,他们已入耄耋之年却仍在不懈追求,扭转了我国在相关研究领域的落后局面,其科研成果也成为经济社会发展的支撑和引擎。作为自主创新的领军者,他们的故事令人回味无穷。

本报记者 解佳涛综合报道

世界上第一台以高能量电子束治疗肿瘤的医用加速器、中国第一台高能电子直线加速器、中国第一台对撞机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,也成为谢家麟这位国际著名加速器物理学家、我国粒子加速器事业的开拓者和奠基人之一、2011年度国家最高科学技术奖获得者向科学与人生的梦想无限逼近的“加速器”。

十年磨一剑

“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。”谢家麟表示。

最终将这一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。

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8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,中科院高能物理研究所跻身世界八大高能加速器中心。

辉煌的科研人生

1947年,毕业于燕京大学物理系的谢家麟怀抱着科技救国的理想赴美国留学,1948年在美国加州理工学院物理系获硕士学位,1951年在斯坦福大学物理系获博士学位。在美国留学期间,谢家麟主要从事加速器物理和技术方面的研究,领导过数项加速器建造工程,取得了一些重要成果。上世纪50年代初,他在美国领导建成当时世界上能量最高的一台医用电子直线加速器。

1955年回国后,谢家麟历任中国科学院原子能研究所、高能物理所研究员,加速器研究部副主任,高能物理所副所长,八七工程加速器总设计师,北京正负电子对撞机工程经理。

上世纪60年代初,谢家麟带领团队研制成功中国脉冲功率最大的速调管和中国最早的一台可向高能发展的30MeV电子直线加速器、国内第一台电子回旋加速器等,并在这一时期领导中子管的研制。1980年谢家麟当选为中国科学院院士,1981-1986年领导北京正负电子对撞机工程的设计、预研和建造。

1990年,北京正负电子对撞机工程获得国家科学技术进步奖特等奖,谢家麟作为这项工程的主要领导者和总设计师,在获奖人员中排名第一。1995年,谢家麟获胡刚复实验物理奖及何梁何利科技进步奖。

有胆有识

“什么叫科研工作?就是解决困难。路都摆在那里了,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。”谢家麟如此评价自己一生中的无数次“创举”。也许正是他身上这种不怕困难、不怕压力的精神最终成就了他的事业和人生。

建国初期,谢家麟刚刚回国没多久,面对“一穷二白”的科研条件,他几乎是在极端落后的条件下,研制世界上最先进的前沿科技装置。他的第一个目标是建造一台可向高能发展的电子直线加速器,而当时国内几乎没有人了解加速器。面对一个又一个困难,谢家麟坚信“没路可走”是搞科研的人常遇到的,没路就找路,总有踏出来的路。于是,从自行研制出各种微波元器件开始,谢家麟带着一批学生从零开始建造微波实验室、调制器实验室。在谢家麟的带领下,这支队伍先后成功研制出国内第一台电子回旋加速器、脉冲功率最大的速调管。

1979年,已年过花甲的谢家麟作为中国研究加速器首屈一指的物理学家,全身心投入到北京正负电子对撞机工程的研制。正负电子对撞机是世界高能加速器的一次革命,是当时世界上最先进的科技,难度非常大。有人说,以当时中国的薄弱基础要想建成北京正负电子对撞机,就好比站在铁路月台上,要想跳上一辆飞驰而来的特快列车,如果跳上了就飞驰向前,如果没有抓住就会摔下来粉身碎骨。然而,由谢家麟带领的团队最终是克服了一个个难关,跳上了飞驰的列车。

纵观谢家麟获得过的奖项会发现有很多的“第一”,再看看获奖的项目就能发现,他的思想很有前瞻性。

1951年,在美国芝加哥一家医学中心,谢家麟和一个退伍雷达老兵、一位50多岁的机械工程师一起,经过两年多的日夜忙碌,在完全无例可循的情况下,研制成功世界上第一台使用高能电子束治癌的装置,成为当时芝加哥的大新闻,在美国物理界产生轰动。用电子束治癌,当时谁也没有料到谢家麟会想到,更没想到这会成功。

另外,正负电子对撞机对于中国是新鲜的;自由电子激光当时在亚洲没有,自由电子激光中的微波电子箱那时也没人敢做,只有美国人尝试做过。

“我感觉谢院士对压力一点不在乎,因为面对困难他都是具体分析,他会觉得‘我上次都克服了,这次也一定能克服’,所以他一直保有很强的信心,何况他的信心都不是盲目的,是经过深思熟虑的。”与谢家麟共事过的老院士叶铭汉说。

没有终点

年逾古稀的谢家麟并未停下科研的脚步。近20年来,他又研制成功多种尖端技术的“混血儿”自由电子激光;使用创新的“前馈控制”方法提高了直线加速器的性能;在80岁高龄后他还研制成功一种实用新型电子直线加速器,通过简化电子直线加速器的结构,既提高了性能,又降低了造价。

2007年,谢家麟感到“在人生旅途到站之前,有责任把自己的足迹记录下来”,给后来人“作为他们人生道路的参考,或许可以增添他们前进的信心和勇气”,于是躬身伏案写作,花了一年多时间,完成了自传《没有终点的旅程》,意为科学技术永远在发展中,没有终点。

2011年,谢家麟指导的最后一个博士生毕业。至今,他仍然坚持每周一到中科院物理所上班。谢家麟说,自己就是一个普普通通的人,他相信“天生我材必有用”,认为任何人只要朝着一个方向不懈努力,一定能取得一番成就。关键在于要有锲而不舍的精神,遇到困难时不放弃不自馁,要想办法克服和解决,当解决的困难多了,自己便会有更多的信心去解决更大的困难。他还特别希望未来有志于投身科技事业的年轻人,多注意“手脑并用”,因为在科技领域,理论与实验同等重要,缺一不可。

谢家麟这样总结自己的一生:第一,他们那一代人,最大的愿望就是做一个对国家、对人民有用的人,从未考虑过自己要取得何等成就,成为什么人物,获得多少报酬。对于荣誉,他看得很轻,一些重要的荣誉奖章或证书,他可能很随意地就不记得放在哪里了。第二,由于深受“德先生、赛先生”口号的影响,他一生“只顾埋首拉车,拙于人事交往”,当初担任北京正负电子对撞机工程经理是“国家需要,勉为其难”,当在工程建设中有更合适的专家涌现时,他立即提出辞呈,主动让贤。不过,或许正是得益于“思想简单”,所以他的生活简单而快乐。

几十年来,时常有人问谢家麟,是否后悔当年回国的决定,因为如果留在美国,他可能获得更大的成就。他的回答永远是:“我不但不后悔,而且感到非常庆幸,做了正确的选择,使我有机会施展自己所学的知识,为祖国建设服务。我留在美国工作只是‘锦上添花’,而回到祖国则是‘雪中送炭’。”

谢家麟1955年归国时说:“祖国伟大的建设刚刚开始,展示在我们面前的是一幅非常美丽的画面,每一个人都有无限的前途。我决心把自己的全部技能贡献于祖国的和平建设事业。”50多年来,谢家麟一直践行着他对祖国的承诺。

谢家麟,1920年生于黑龙江省哈尔滨市,原籍河北武清。1943年毕业于燕京大学。1951年获美国斯坦福大学物理系博士学位。现任中国科学院高能物理研究所研究员。在美国期间,曾领导研制成功世界上能量最高的医用电子直线加速器。1955年回国后,于上世纪60年代初领导完成一台可向高能发展的电子直线加速器、大功率速调管和电子回旋加速器等科研项目。上世纪80年代领导北京正负电子对撞机工程的设计、研制和建造,90年代初领导建成北京自由电子激光装置。 1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。

加载中...