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【三联生活周刊】逝者|谢家麟:没有终点的旅程
来源:三联生活周刊

    中国科学院院士、国际著名加速器物理学家、2011年度国家最高科学技术奖获得者,九三学社社员,中国科学院高能物理研究所研究员、原副所长谢家麟先生因病于2016年2月20日8时12分在北京逝世,享年96岁。这篇报道载于2012年第9期《三联生活周刊》,以此缅怀。 

  归 国  

  1951年9月20日,美国斯坦福大学物理系的留学生谢家麟登上了“克利夫兰总统号”游船,驶离旧金山,踏上几年来日思夜想的归国旅程。 

   谢家麟(摄于2012年2月) 

  船上有几十名回国留学生,不料中途被移民局和联邦调查局官员手持名单截留,被告知根据美国1918年的一项立法,美国政府有权禁止交战国学习科技专业的学生离境,违者将被惩办。大家愤怒不已,但也无能为力,最终有8名留学生只好重返美国,谢家麟也在其中。下船后,谢家麟气愤地给白宫打电话以示抗议,不过他也意识到“这只是幼稚地浪费电话费而已”。为此他还写了一首小诗:“峭壁夹江一怒流,小舟浮水似奔牛。黄河横渡混相似,故国山河入梦游。” 

  回美国后,谢家麟在俄勒冈州立大学执教了一年,之后回到斯坦福大学的微波与物理实验室任助教。半年后,他被实验室派到芝加哥麦卡瑞斯医学中心,独立负责研制一台当时世界上能量最高的医用加速器,用它产生的高能电子束来治疗癌症。经过两年多的日夜忙碌,谢家麟带领的研究小组克服了一个个技术难题,终于研制成功世界上第一台使用高能电子束治疗癌症的装置,在癌症治疗领域产生轰动。从这个角度来说,此番滞留美国,坏事变成了好事。 

 

  回国后,谢家麟(右)在中科院物理研究所工作。图为工作人员正在做微波实验 

  1955年,就在这台装置对一位患者进行临床使用后不久,谢家麟接到美国移民局的来信,要他在做永久居民和限期离境之间做出选择。谢家麟毫不犹豫地选择了尽早回国。那一年,美国允许中国留学生离境,钱学森等一批之前同样滞留美国的科技领军人物,纷纷加入了归国大潮。 

  1955年7月,谢家麟回国后进入近代物理研究所工作,这个研究所于1958年改为中国原子能研究所,1973年改为中科院高能物理研究所。 

  回国不久,他向所里建议,中国可向高能电子直线加速器方向拓展。第二次世界大战后的上世纪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(兆电子伏特)。 

  他带领不到10个人的一个小组,开始研制可向高能发展的电子直线加速器。除他之外,小组里都是刚出校门的年轻人,当时面临的情况可以用两个词形容——“一无所知”和“一无所有”。他们遇到的困难非三言两语能说清楚,谢家麟举了个例子,在自制世界上功率最大一级的调速管时,需要使用氩弧焊这种特殊技术来密封高真空系统,但是当时找不到掌握这种较高要求焊接技术的工人,幸好他在美国动手做过此事,于是请来所里最好的焊工,手把手教授操作要点。 

  谢家麟的学生、高能物理研究所研究员裴国玺告诉记者:“谢先生和别人最大的区别,大概在于他不仅能把握科学研究的大方向,也能关注到每一个细节,动手能力极强,总能在二者之间游刃有余。” 

  中国工程院院士叶铭汉记得,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在国际上禁运,研制此类加速器所需的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。“西方国家和苏联都对我们禁运,我们仅有的参考资料是斯坦福大学发表的一篇科技论文和一张速调管的照片。” 

  于是,从自行研制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,开始了“要吃馒头,先种麦子”的耕耘。经过8年奋斗,我国首台可向高能发展的电子直线加速器于1964年建成。这台仪器的第一个实验就是模拟核爆产生的辐射,以进行仪表的校正和电子学硬化的研究,在我国“两弹”的研制中发挥了重要作用。 

  据叶铭汉介绍,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。 

  方 向  

  “没有谢家麟,就没有今天的高能物理研究所,甚至没有中国现在的高能物理学科的发展水平。”中科院高能物理研究所所长王贻芳告诉记者。 

  高能物理属于基础研究的范畴,它是物理学的一个分支学科,研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质,以及在很高的能量下这些物质相互转化的现象,以及产生这些现象的原因和规律。许多基本粒子在大自然一般条件下不存在或不单独出现,物理学家只有使用粒子加速器在高能相撞的条件下才能生产和研究它们。 

  近年来,由于大型强子对撞机(LHC)开撞,人们对高能物理以及对撞机有了更多的了解,但是在更多人的概念里,这些概念不啻为天书,更和眼前的国计民生没有关系。“实际上它的研究结果直接奠定了人类今天的文明、文化和高生活质量的基础,而作为高能物理、核物理基础研究的手段,加速器是人类认识微观世界的主要方式之一,高能物理及加速器的发展已经成为衡量一个国家科技发展水平的标志之一。谢先生能够获奖,是中国高能物理界的一件盛事,会有更多的人关注我们的究竟在从事何种工作。”谢家麟的学生、高能物理研究所研究员高杰告诉本刊记者。 

  中国发展高能加速器的梦想源自上世纪50年代,前后几次上上下下,一直没能成功。直到1972年,由著名物理学家张文裕牵头,谢家麟等18位科学家给周恩来总理写信,建议建造一台高能加速器,开展高能物理实验研究。当时身患重病的周总理批示:这件事不能再延迟了。 

  1973年初,在周总理的指示下,在原子能研究所一部的基础上,中国科学院高能物理研究所成立。1977年11月,中央批准代号为“八七工程”的高能加速器的建造任务,53岁的谢家麟成为加速器总设计师。 

  此后加速器的建设进展并不顺利,至1980年底,由于国民经济调整,基建收缩,中央决定下马“八七工程”,但批准可在位于北京市海淀区玉泉路的高能所,利用“八七工程”预支经费1.2亿元的剩余部分,进行较小规模的高能建设。 

  一时间,高能事业如何继续发展这一严峻问题摆在人们面前。学界对建造何种加速器产生了争论:是电子还是质子?慢加速还是快加速?强流还是弱流?能量高些还是低些?谢家麟广泛征求了外国科学家的意见,1981年,美国斯坦福直线加速器中心所长潘诺夫斯基提出了建造2.2GeV正负电子对撞机的建议,经过讨论,一些人赞同了这个建议。最终,一个建造2.2GeV正负电子对撞机的方案浮出水面。 

  反对声音不是没有。当他征求国外专家对建设方案的意见时,有人表示,“中国可能跳得太快”,“中国第一个高能加速器就做技术很难的对撞机,风险是否太大了?”而他坚信2.2GeV对撞机虽然难度大,但造价适合我国国情。他参与组织数十次研讨,说服了持不同意见的同志,在研究所取得了一致认同。 

  回忆起当时的情景,中国工程院院士叶铭汉说:“当时国内外有不少好心人为我们担忧,说我们好比站在铁路月台上,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,从此走在世界前列,如果没有抓住,摔下来就粉身碎骨。”最终,他们不仅跳上了这辆快车,且开得更快。谢家麟领导确定了北京正负电子对撞机高能物理和同步辐射“一机两用”的方案,既为高能物理研究提供实验装置,又开创了我国同步辐射的应用研究。 

  1988年10月,北京正负电子对撞机实现对撞,中国进入了能够进行高能物理实验研究的科技先进国家之列,我国几代物理学家的梦想终于实现。 

  育 人  

  谢家麟一生桃李满天下。在学生高杰眼里,恩师身上有着永不衰竭的创新精神和无穷的自信。 

  高杰于1986年考取了谢家麟的博士研究生,他的博士论文是关于北京自由电子激光装置的微波电子枪的理论与实验研究。“里根时代‘星球大战’计划中的武器之一就是基于直线加速器的自由电子激光器,当时只有美国掌握这种技术。”他的研究工作是从谢家麟到斯坦福大学直线加速器中心访问时带回的一张草图开始的,他介绍:“除了理论设计,就是设计、画图纸、跑材料、找工厂、联系合作伙伴、安装、实验、失败、再实验、再失败、再实验……”经过努力,高能所的北京自由电子激光项目终于被国家定为“863”项目。 

  “这个项目在当时虽然很难,但是谢老觉得能做出来。他在斯坦福做过研究,知己知彼,他证明过自己不比外国人差,不怕美国这个对手。”高杰告诉记者,“他的背景,特别是斯坦福大学的背景让他具有了国际化的视野,北京正负电子对撞机就是采纳了斯坦福直线加速器中心对撞机的技术,持续到今天仍然有效。而且他在国外有很好的人脉关系,斯坦福直线加速器中心的潘诺夫斯基所长给了中国很大帮助。” 

  1989年4月,高杰到巴黎法国国家科研中心直线加速器研究所工作,后来成为法国国家科研中心的终身研究员。1996年夏,他到中国高等科学与技术中心做为期三天的报告。高杰说,报告第一天,谢家麟骑着旧自行车赶到会场,让他“有一种说不出的感动”。当年有记者问谢家麟为何回国,他说:“待在国外是‘锦上添花’,回国服务是‘雪中送炭’。”这句话一直在高杰心中回荡。2004年底,高杰放弃了在法国的工作,回到中科院高能所工作。 

  他深深铭记谢家麟的一句话:“人千万不能做‘井底之蛙’。”“有时候一想起这话就一身冷汗。所谓‘井底之蛙’,只能看到头顶上一片天。如果是没有觉醒的青蛙,会很可悲;如果是觉醒的青蛙,又很可怕。这句话在我的一生中有很大的警戒和推动作用。”高杰说。 

  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高能所上班。“看看报,了解一些科技前沿的动态。我老了,干不了什么大事,就做一些力所能及的小事。”他说。 

  谢家麟对科技前沿的关注令很多人惊讶。据高杰回忆,2005年3月的某个星期一上午,他接到谢家麟的一个电话。到了办公室,谢家麟给他看了2004年底英国《自然》杂志上关于激光等离子体加速实验的三篇文章,这三篇文章所展示的实验结果显示了这一领域里程碑式的进步和重要机遇。之后,根据谢家麟的建议,中国高等科学技术中心于2005年11月举办了第一届激光等离子体加速研讨会。在之后的5年里,高杰有两位博士生成为高能所第一批在激光等离子体加速前沿技术方面的博士毕业生。“我很佩服他的科研布局,他总能关注到最新的领域,而且还能得以落实,让中国的高能研究不会处于‘一条腿长,一条腿短’的不平衡状态。”高杰说。 

 

  1955年8月7日,由美国归来的谢家麟到达北京,与分别8年的妻子范绪篯和儿子谢亚宁团聚 

  谢家麟的大儿子谢亚宁也在高能物理研究所任研究员。他告诉本刊记者,从小到大,父亲没有给过他什么特殊指导,只是从小耳濡目染让他对物理学产生了浓厚的兴趣。“父亲回国时我8岁,他用铁片和其他材料搭成带电机的汽车、起重机,还做过一个矿石收音机,我第一次从里头听到广播台的时候真是兴奋。”在这样的家庭环境下,谢亚宁的弟弟谢亚宏也毕业于北大物理系,如今任加州大学洛杉矶分校材料系副主任。 

  对于种种赞誉和奖励,谢家麟并没有太多激动。谢亚宁告诉本刊记者:“父亲从不认为这是他一个人的成就。他认为,现代科学工程,不是一个人能完成的,需要成千上万人的参与,是大家共同劳动的结果。” 

  谢家麟则谦逊地说:“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。这个奖虽然是颁给个人的,但我认为这是对我们整个加速器团队的肯定,是对几代人工作的褒奖。” 

  (部分内容参考谢家麟自传《没有终点的旅程》) 

 
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