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謝家麟:“中國加速器物理之第一人”


謝家麟(1920.8.8—2016.2.20),中國科學院院士,國際著名加速器物理學家,2011年度國家最高科學技術獎獲得者。謝家麟祖籍河北省武清縣,1920年8月出生于哈爾濱市。1943年畢業于燕京大學物理系。1951年在美國斯坦福大學獲博士學位。1955年沖破重重阻力回國。謝家麟的一生是與我國高能物理和加速器事業緊密聯系在一起的,他是我國粒子加速器事業的開拓者和奠基人之一,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重要的作用,對我國高能物理實驗基地的建設作出了卓越貢獻。諾貝爾獎獲得者李政道稱他為“中國加速器物理之第一人”。

  謝家麟一生愛國奉獻,求實創新,淡泊名利。他不僅為我國高能物理和粒子加速器事業的持續發展作出重大貢獻,還培養了一大批加速器技術專業人才,為我國粒子加速器從無到有并躋身世界前沿發揮了至關重要的作用。
  鐵心歸國
  1951年,剛剛獲得美國斯坦福大學物理系博士學位,謝家麟就準備啟程回國??紤]到要為祖國的微波研究事業繼續作貢獻,謝家麟和同學便寫信給時任中國科學院秘書長的錢三強,詢問是否要帶些關鍵器材回國。得到肯定回復后,謝家麟開始悉心準備。因為這些器材當時是禁運的,謝家麟只能將8大箱器材作為隨身行李帶回國。當時的美國,麥卡錫主義盛行,對中國留學生監視和迫害的情況時有發生?;貒耙煌?,美國聯邦調查局的工作人員找到謝家麟,質詢他是否要回國、回去后是否愿意為共產黨政府工作。謝家麟回答:“我的妻子、孩子都在中國,我當然要回去。共產黨政府是主張建設國家的,而我留學的目的正是要求得學識來建設祖國?!?/font>
  1951年9月20日,謝家麟終于登上了回國的游輪“克利夫蘭總統號”。當游輪抵達夏威夷檀香山時,突然遭到特工檢查,宣稱美國政府有權禁止交戰國學習科技專業的學生離境,包括謝家麟在內的8名中國留學生被限制離開美國。大家憤怒不已,謝家麟給白宮打電話以示抗議,不過他也意識到這是徒勞。他寫詩抒發對家國的思念之情:“峭壁夾江一怒流,小舟浮水似奔牛。黃河橫渡混相似,故國山河入夢游?!?/font>
  謝家麟被迫返回美國后,沒有正式的工作,靠打零工維持生計,一度到卡片廠當組裝工人。后來,他回到斯坦福大學的微波與高能物理實驗室擔任助教,并被實驗室派到芝加哥麥卡瑞斯醫學中心,獨立負責研制以高能電子治療深度腫瘤的加速器。兩年后,謝家麟研制出了世界上第一臺高能醫用加速器,開拓了電子束治療癌癥的新領域,引起美國物理學界的轟動。隨后美國移民局來信,邀請他成為美國永久公民,允諾他一流的研究條件和豐厚的生活水平,謝家麟斷然拒絕。
  1955年7月,經過精心策劃,謝家麟再次踏上歸國旅程。抵達日本橫濱時,美國移民局官員又找到他,欺騙說他的家人正在國內遭受迫害,邀請他重返美國工作。謝家麟早已收到家人平安的電報,他堅持回國,終于回到了日夜思念的祖國懷抱。
  “想吃饅頭,先種麥子”
  回國后,謝家麟面對的是非常艱苦的科研和工作條件,他勇挑重擔,選擇建造可向高能發展的電子直線加速器,為我國以后發展高能物理實驗研究打下了基礎。
  謝家麟常稱自己是實驗工作者,他把自己的工作比作“想吃饅頭,先種麥子”,他認為實驗物理學家最重要的就是要有解決具體困難的能力,把一個世界先進的尖端科技裝置在現實條件下研制出來,變成實實在在能夠使用的實物。
  當時,中國還生產不出來加速器的核心部件調速管。面對這種情況,要么放棄加速器的研制,要么自己想辦法。大功率調速管的研制屬于國際前沿,謝家麟手中僅有的參考資料是斯坦福大學發表的一篇論文和一張調速管的照片。謝家麟白手起家,他下定決心自己研制關鍵部件。他組織了一個不到10人的小組進行攻關,晝夜不休、加班加點地工作。為了加工一個部件,他們常常要抱著材料轉5趟公交車,到北京東郊電子管廠進行工藝處理。組裝、排氣、烘烤、激活、老化,加速器的研制過程涉及多個領域,有的還需要特殊的技術,謝家麟通過自己的實驗和研究逐一解決。每一項工作謝家麟都身體力行,甚至手把手地教焊工師傅使用氬弧焊來密封高真空系統。
  從研制基礎部件做起,謝家麟奮斗了8年。功夫不負有心人,我國第一個大功率調速管終于自行研制成功,1964年我國第一臺30MeV高能量電子直線加速器成功建成,跨越式地趕上國際先進水平。
  創造國際加速器建設史上的奇跡
  第二次世界大戰結束后,高能物理成為物理學科中的熱點,各國爭相開展以高能電子直線加速器的建造和應用為核心的研究工作。
  20世紀80年代,中國也開始啟動北京正負電子對撞機(BEPC)的設計和建設,謝家麟被任命為北京正負電子對撞機的總設計師。
  面對各方面的艱巨挑戰,謝家麟提出正負電子對撞機方案設計的“六條”關鍵原則,指導完成了速調管、加速管、能量倍增器、正電子源和高頻腔等加速器關鍵核心技術的創新性研制,創造了國際加速器建設史上的奇跡。謝家麟掛帥攻關,最終確定2.2 GeV正負電子對撞機“一機兩用”的方案,既為高能物理研究提供實驗裝置,也為同步輻射應用提供應用平臺,填補了兩項國內空白。1988年10月16日,北京正負電子對撞機首次實現正負電子對撞,宣告建造成功。這是中國高能物理發展史上極其重要的里程碑,也創造了國際加速器建設史上的奇跡,受到國內外的廣泛贊譽?!度嗣袢請蟆吩趫蟮肋@一成就時稱“這是我國繼原子彈、氫彈爆炸成功,人造衛星上天之后,在高科技領域又一重大突破性成就”。我國從此在τ-粲物理研究領域占據了國際領先地位。
  謝家麟在每一項重大項目中,都極力提倡選擇符合中國具體條件的技術路線和設備,他強調應該重視核心技術的實質問題,把人力、物力、財力集中在與最終性能有直接關系的關鍵環節上,抓住主要矛盾,好鋼用在刀刃上。有些人認為從國外直接購買裝置更快更省,一個大科學實驗裝置,常常是分片從國外廠家購買,國外做出來、安裝好、調試完,我們只會去按電鈕。謝家麟指出:“我們沒有經歷它在研制中遇到的問題和解決問題的過程,也就難以做出原創的,無例可循的或性能優于國際水平的新儀器、新設備來進行新實驗。除了必要的情況外,我們應該盡量自制儀器、設備,培養制造業創新能力,給我國儀器制造業一個通過實踐、改進提高、突破國際性能水平的機會?!?/font>
  慶幸做了正確選擇
  謝家麟經常說:我們那一代人,最大的愿望就是做一個對國家、對人民有用的人,從未考慮過自己要取得何等成就,成為什么人物,獲得多少報酬。幾十年來,時常有人問謝家麟,是否后悔當年作出回國的決定,因為如果留在美國,他可能獲得更大的成就。他的回答永遠是:我不但不后悔,而且感到非常慶幸,做了正確的選擇,使我有機會施展自己所學的知識,為祖國建設服務。我留在美國工作只是“錦上添花”,而回到祖國則是“雪中送炭”。
  謝家麟一生桃李滿天下,十分關注青年人的成長。他寄語青年人要相信“天生我才必有用”,要樹立堅定的自信。資質超人當然占有優勢,資質差些也可以用加倍努力來補償,“成就”并不是天才者的專利。他還提出:人才,人才,貴在德才兼備,其中又以德為最重要。要立志做一個正直的人,一個正派的人,一個有良好素質的人,然后才是在科技領域作出偉大的貢獻,推動我國社會的發展。這樣,自己才會幸福,別人才會因你的存在而幸福,社會才會因你的知識而更美好。
  謝家麟晚年多次呼吁,要建立鼓勵原創性研究的體制與機制,擺脫長期模仿的習慣束縛,擺脫實驗設備“引進、落后、再引進”的惡性循環,在“改、創”上下苦功。他提倡堅持實事求是的態度,避免研究項目低水平的重復,鼓勵為了達到同一目標而采取不同技術路線的方案競爭,從小處突破,推動科技創新。
  2016年1月,國際天文學聯合會將一顆國際編號為32928號的小行星正式命名為“謝家麟星”,這顆閃耀在蒼穹中的“謝家麟星”,激勵我們繼續為建設創新型國家和科技強國努力奮斗。
(來源:學習時報)
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