作者:郝俊 来源:中国科学报 发布时间:2013-2-22 8:00:35
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记谢家麟院士:没有终点的旅程

谢家麟 1920年8月8日出生于哈尔滨,祖籍河北省武清县康裕庄。中国科学院院士,加速器物理及技术专家。1943年毕业于燕京大学物理系,1951年在斯坦福大学获博士学位。1955年回国,先后在中国科学院原子能研究所和高能物理所工作。曾任高能所副所长、“八七工程”加速器总设计师、北京正负电子对撞机工程经理等职。荣获2011年度国家最高科学技术奖。
 
原创是科研的精髓。在谢家麟的创新之道中,正是那些被认为是微不足道的“雕虫小技”构成了科技发达国家机体中的血肉基础。
 
■本报记者 郝俊
 
对于科学家而言,一生的职业所求无外乎“创新”二字,这也是他们的梦想所托。
 
在中国高能物理学界,有一位老者在半个多世纪的岁月里不断圆梦,又不停追梦,至今仍在继续这“没有终点的旅程”。
 
于是,他的名字与诸多“第一”相关联:世界上第一台医用电子直线加速器、中国第一台电子直线加速器、中国第一台高能加速器——北京正负电子对撞机、亚洲第一个实现饱和振荡的北京自由电子激光装置、世界上第一台束调管同时作为微波源和电子源的高效加速器。
 
不难猜出,他就是被称为“传奇”的创新者、中国科学院院士、我国粒子加速器事业的开拓者和奠基人谢家麟。
 
“技术控”的乐趣
 
加速器是基础研究的大科学装置,其研制理论与实验有明确分工,谢家麟却始终要求自己“手脑并用”,认为书本知识加上实际经验才是创新的基础。
 
“我从大学到留学,都是学习物理的,但一生所作所为又大都是技术性很强的工作。”谢家麟很早就有自己动手的爱好和习惯,养成了“说”与“做”统一的倾向。
 
13岁时,谢家麟在湖北襄阳读初中,叔父家有一支双筒猎枪,允许他打鸟玩耍。进口的子弹用完了,苦于没有子弹来源,他就尝试着拿使用过的弹壳自制子弹。从爆竹店买了黑色火药做炸药,将剥下来的火柴头做引信,老式电灯磁砣中的铅沙做弹头,自制子弹竟十分成功。
 
在当时北平小有名气的汇文中学读高中时,谢家麟对物理产生了浓厚兴趣,平时则沉迷于摆弄无线电。卢沟桥事变之后,他自制的短波收音机,成了全家人每天了解抗日战争情况的唯一渠道。
 
“事实上,收听并不是目的,而主要是从机器性能的提高上得到极大的满足。”用今天的时髦话来讲,当时的谢家麟是个“技术控”,享受着DIY带来的无穷乐趣。
 
1938年,谢家麟被保送进入以注重实验为特色的燕京大学物理系。忆当年,他说自己也只是一个中等学生,虽然学的是理科,但对文学颇为爱好,曾为当时的《北平晨报》副刊写过几篇稿子。得到了稿费就到东安市场内的西点铺,买些糕点请弟妹们共同享受。
 
大学期间让谢家麟印象至深的另一件事,则是在一个暑假,他托人介绍自己到位于广安门外的一个小翻砂厂实习了一个夏天。“成天蹲着与工人们一起干活,虽是汗流浃背,灰黑满面,但看到铁水倒入沙盘就生产出一个个成品,也颇有掌握了一点技艺的快慰。”
 
在科学技术史上,历来有“智者”和“工匠”两种传统的区分,谢家麟则力图将二者集于一身。
 
留学美国加州理工大学和斯坦福大学期间,谢家麟的学习也显得有些“独特”。除了上课学习基础知识外,他还用了相当多的时间去学习有些人不屑于学习的实际动手能力。
 
“从实验室的技术人员身上学习了多种焊接技术、探漏技巧、金属部件的焊前化学处理、阴极材料的激活方法等。”除了自己喜爱动手,谢家麟关注实际工作中会遇到的技术问题亦有更深的考虑:“回国以后,脱离了美国实验室的环境,自己不掌握它们就恐怕难以推动工作。”
 
把思想变为现实
 
1951年9月,留学美国4年的谢家麟搭上克里夫兰总统号游船驶离旧金山,踏上日夜盼望的归国之旅,船到檀香山却遭遇意外之事。
 
“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,违者将受惩办。”在美国方面的阻拦下,谢家麟只得无奈返回美国。
 
度过一年窘困的生活,谢家麟才得以重回斯坦福大学微波与高能物理实验室担任助教。不久之后,芝加哥麦卡瑞斯医学中心的肿瘤专家乌卢曼教授来到实验室,提出要求请斯坦福大学帮他研制一台能产生高能电子束用来治疗肿瘤的加速器。
 
“虽然使用电子束治癌的优越性在道理上是很明显的,但实现起来却远非易事。实验室领导希望我能前往负责此项工作。”考虑到这是独当一面、锻炼自己的绝好机会,谢家麟毫不迟疑地同意了。
 
没有任何先例可循,谢家麟承担的这项棘手工作只能依靠自己探索。他登报招聘到一名退伍兵和一位机械工程师,带领着小团队开始设计、制作零部件,设计实验方案,从头到尾亲自解决电子直线加速器的研制和应用过程中出现的各种问题。
 
手脑并重的学习积累开始显现出强大的优势,他不仅通过理论了解其中的道理,还能亲自动手知道如何实现,如何把思想中的事物变成现实的东西。
 
“应当指出,动手能力并不能简单理解为操作技能,它指的是对一个大系统中硬件的全面特性,包括生产过程,有一定的理解和掌握,这样才能在大系统出现问题时,有解决问题的实际能力。”追求创新的谢家麟,对“手与脑”的关系有了更深的洞见。
 
越过无数的障碍,世界上第一台使用高能电子束治癌的加速器于1955年在谢家麟的手中诞生。这项创新引起了芝加哥舆论界的广泛关注,当地日报曾大幅报道。
 
就在这台加速器对一位患者进行临床使用后不久,谢家麟接到了美国移民局的来信,要求他在做永久居民和限期离境之间作出选择。
 
“我留学期间学到了一点点本领,留在美国工作只是‘锦上添花’,而回到祖国则是‘雪中送炭’。希望自己能对生育我的祖国作出些贡献,乃是我们这一代留学生的普遍心声。”谢家麟毫不迟疑地再次踏上归国之路。
 
成败在细微之处
 
在中国建造高能加速器,开展高能物理实验研究,乃是我国物理学家长期以来梦寐以求的理想。然而,谢家麟则伴随着我国的“加速器之梦”走过了一段并不平坦的历程。
 
“做什么样的电子直线加速器?”回国后,谢家麟面前有两种选择:一是做一台使用磁控管的低能加速器,简单易行但无法向高能发展,能量只限于几兆电子伏;另一种选择,就是建造一台可向高能发展的电子直线加速器,它的能量在理论上没有实际限制,可为以后发展高能物理实验研究奠定基础。
 
两种加速器,不但能量上有较大差别,其未来意义更是大不相同。
 
考虑到自己在美国期间已有主持建造世界上能量最高的医用加速器的全面经验,谢家麟认为困难是可以克服的,因而选择了后一条技术路线。
 
然而,这一加速器代表了第二次世界大战以后微波技术的最高水平和一些最尖端的科技,1955年才发表全面描述这种加速器的论文。
 
“研制一个刚刚出现的尖端科技装置,关键并不在于你是否了解其工作原理,而在于你是否能把它在自己的现实条件下变成一个实实在在能够使用的事物。”谢家麟后来反思当初的选择,认为这多少有些“超前”,毕竟新中国成立初期,国内的加速器发展状况是“一穷二白”。
 
做成这样一个加速器,除了要研制加速管外,还要使用当时世界上功率最大的速调管和它的调制器,这两个系统的技术难度不亚于加速管本身。
 
因在美国时常常自己做焊接工作,谢家麟回国后就在研制中要求实验室做有关工作的同志到工厂把氢气和氧气瓶借来使用,以便解决焊接问题。一位同志听说要他学焊接,就大不以为然地说:“这是工人的工作,为什么我们研究人员来做呢?”
 
在谢家麟看来,这说明当时我们国人对“士”的“尊严”有根深蒂固的看法:“士”只能动脑,不能动手。这个思想与先进国家科技人员的习惯、作风,是有很大差距的。
 
明确了国情不同,谢家麟只好调整自己的思想方法和工作方法。后来,他要求在实验室安装了几台机床,目的是供研究人员快速地加工他工作中需要的小部件,但最终发现仍是无人使用。
 
这些阻力,来自中国科研人员从小缺少动手的条件,又有“劳心者治人,劳力者治于人”的传统思想遗留。
 
就这样,谢家麟带领一批刚参加工作的年轻人,经过长达8年的奋斗,终于在1964年成功建成我国第一台30Mev可向高能量发展的电子直线加速器,并提供束流给有关单位做了重要的国防应用工作。此项工作,也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。
 
“发展尖端科技,一个大的问题就是要有能解决研制中具体困难的能力。而具体问题又常出现于细节。换句话说,做一件实验工作,实际的成败、优劣常在于细微之处。”谢家麟说,这是真正成功的实验物理学家都会有的体会。
 
原创是科研的精髓。在谢家麟的创新之道中,正是那些被认为是微不足道的“雕虫小技”构成了科技发达国家机体中的血肉基础,“没有局部的细小成就,就没有伟大整体的出现”。
 
入读燕京大学之初,谢家麟见到了“因真理、得自由、以服务”的校训,他说自己当时谈不上有什么体会。60多年过去,他逐渐理解到这句话深刻的内涵,发现自己的人生轨迹在有意识或无意识中,是按着这几个字来描绘的。
 
《中国科学报》 (2013-02-22 第5版 人物周刊)
 
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