一个物理学家的“加速”梦

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  我是很一般的人,既不十分聪明,也不十分能干。我能获奖,说明一个人不管资质如何,只要不断努力,就能取得成绩。
  ——谢家麟
  2012年2月14日上午,91岁的谢家麟院士拄着拐杖,在人搀扶下走上人民大会堂的领奖台。国家主席胡锦涛微笑着向他颁发鲜红的烫金证书——国家最高科学技术奖励证书。
  让粒子释放“中国能量”
  上世纪80年代,美国芝加哥大学医学中心负责人访问中国时,曾专门到中国科学院高能物理研究所寻访谢家麟,他告诉谢家麟, 50年代他在美国研制的世界上第一台以高能电子束治疗深度肿瘤的加速器,仍在医院运行。如今,应用加速器产生高能粒子治疗癌症已经是普遍采用的技术,其奠基则是60多年前谢家麟在高能电子束治疗深度肿瘤的加速器研究方面做出的先驱性工作。
  就在完成高能电子束治癌装置这一年,谢家麟回到祖国,进入中国原子能研究所,即现在的中科院高能物理研究所。
  不久,他向所里建议,关于粒子物理的发展,中国可向高能电子直线加速器方向拓展。上世纪50年代,直线加速器代表了微波技术的最高水平和最尖端科技。1955年国际上刚刚发表了全面描述这种加速器的论文。在得到批复后,谢家麟把目标拟定在30MeV(30兆电子伏特)。
  国内当时科研条件十分落后,开展30MeV直线加速器所需的尖端器材,国际上禁运。研制此类加速器所需工艺,远远超出当时国内的工业水平,技术和器材都难以实现。但谢家麟带领一批新毕业的大学生,经过8年奋战,终于在上世纪60年代建成了电子直线加速器。这台30MeV电子直线加速器如加以延长,就成为高能加速器。此项工作,为后来建造北京正负电子对撞机奠定了相关的人才和技术基础,引领和带动了大功率微波电子元器件的研制,推进了国内电子直线加速器的建造和应用。
  此后,建设高能加速器的计划几上几下,一直没能成功。改革开放后,谢家麟抓住时机,经过与国内外专家充分论证,作出既符合中国国情、又保证在国际上技术先进的选择,即以粲粒子为着眼点建造北京正负电子对撞机。这条发展路线的选择,并非轻而易举之事。1982年,中国科学院向中央申请2亿元人民币的基础研究经费,不是没有人怀疑其效果。同时,在技术上,中国并没有多少基础,其关键技术,如磁铁的生产、超真空技术等均处于落后状态。
  谢家麟与朱洪元等多次组织国内外科学家反复对比权衡两种路线的优缺点。在这一关键性的选择中,谢家麟深入而细致的分析,说服了持不同意见的人,在高能物理界取得了一致认识,最终确定了北京正负电子对撞机(BEPC)的方案。
  中国许多物理学家都记得,1988年10月,北京正负电子对撞机成功实现对撞,成为我国在高科技领域的一项重大突破性成就。尽管中国之前从未进行高能物理科学工程的建设,可仅用4年时间、2.4亿元人民币,就建设成功国际同类工程,速度快、投资少、质量好、水平高。中国给世界呈现出“粒子”放射的奇迹。
  我国从此在τ-粲物理研究领域占据了国际领先地位。
  “雪中送炭”更有成就感
  1920年8月,谢家麟出生于哈尔滨,并在河北武清县度过童年。占领东三省的日本人强横跋扈、欺压百姓,军阀混战给农民带来的痛苦,都深深烙在他年幼的心里。
  1947年,在天津中央无线电器材厂工作的谢家麟通过教育部举办的留美考试,赴美留学。
  新中国成立不久,在美国斯坦福大学获得博士学位的谢家麟,就怀着报国之心,登上了归国客轮。途中,谢家麟被美国方面无理扣留,并以“交战国掌握与军事有关的科技人员不得离开美国”为由,遣返美国。
  意料之外的是,正是这次禁止离境,让他走上加速器研制道路。1955年,他在芝加哥大学医学中心研制成功第一台以高能电子治疗肿瘤的加速器,并将其提高到医用水平。
  不久,谢家麟接到美国移民局来信,要他在永久居民和限期离境之间作出抉择。他义无反顾地选择了后者,回到祖国怀抱,开始了他“没有终点的旅程”。那一年,美国作出允许中国留学生离境的规定,他和钱学森等一批之前同样被禁回国的科技领军人物,加入到建设新中国的行列中。
  谢家麟领衔的科技工程群体完成了一系列“第一”:我国第一台电子直线加速器,我国第一台高能加速器——北京正负电子对撞机,亚洲第一个实现自发辐射和饱和振荡的北京自由电子激光装置。
  经常有人问谢家麟:您后悔回国吗?“不后悔。在国外可能我会有一席之地,但只有在我们自己国家,我才有机会负责BEPC(正负电子对撞机)这样的大工程。我留在美国只是‘锦上添花’,而回到祖国则是‘雪中送炭’。”他总这样回答。
  秉持传统 崇尚科学
  在中科院高能所科研人员的记忆中,谢家麟最让大家敬佩的是他那永不停歇的探索精神。1986年,谢家麟已66岁,北京正负电子对撞机工程接近收尾。可谢家麟并未就此止步,他敏锐地注意到1982年被美国列为“星球大战”计划的首选战略武器研究——“自由电子激光”项目。谢家麟意识到,如果我国开展此项研究,即能跟踪世界战略性高科技发展态势,掌握最新关键技术。但在中国当时境况下,这项研究需要高品质电子束,即高流强、高稳定性、低发射度、低能散度等,其要求远远超过一般加速器的性能指标,对加速器技术提出了挑战。尽管困难重重,谢家麟没有犹豫,仍积极提出建议。这一建议最终纳入国家“863”计划。谢家麟领衔组织开展北京自由电子激光装置(BFEL)的研制。
  经过近8年努力,北京自由电子激光装置于1993年5月实现受激辐射,第一次输出激光,同年实现饱和振荡。中国率先在亚洲建成自由电子激光装置,使我国成为继美国及西欧国家之后又一个实现红外自由电子激光饱和振荡的国家。
  如今,谢家麟已是93岁高龄。他总结自己的一生说:“要立志做一个正直的人,一个正派的人,一个有良好素质的人,然后才是在科技领域作出伟大的贡献,推动我国社会的发展。这样,自己才会幸福,别人才会因你的存在而幸福。” (责编:萧茵)
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