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来源： 发布时间：2018-04-08
——记中国粒子加速器事业的开拓者、著名物理学家谢家麟
文 肖 丹
谢家麟生于1920年，1947年留美，1955年归国，他经历了那一辈归国科学家的三个“大时代”：35岁到60岁，培养高能物理人才、开启加速器事业；60岁到80岁，专注研究事业；晚年继续在加速器的科学研究上发光发热。
回顾自己走过的人生道路，他说：“如果一个人不能成为一个伟大的人，这是可以原谅的，因为存在机遇和能力的问题，但是如果不能成为普通的‘一砖一瓦’，这是不能原谅的，因为只要把精力放到一件事上，就不会无作为。”
在“添砖加瓦”的人生中，五十余载，2项世界原创、3项填补国内空白的科研成果，他为我国高能粒子加速器从无到有并跻身世界科技前沿，做出了杰出的贡献。
“理论”与“实践”的统一
1920年，谢家麟出生在哈尔滨，兄弟姐妹一共9人，本不太宽裕的家庭更是无力抚养，加之婶母一直没有生育，谢家麟被口头过继给婶母。当年，父辈们为了谋生不得不离开老家打拼，婶母有几年寄居在伯父家。谢家麟跟着婶母在河北武清县（现划为天津武清区）康裕庄的伯父家度过了幼年和童年时光。当地没有正规的小学，生活也不安定，谢家麟没有按部就班地念小学，而只是间断地在私塾读些四书之类的古书，13岁时谢家麟跟着叔父全家搬到湖北，就读于襄阳中学。
叔父家有一杆双筒猎枪，允许他打鸟玩耍。进口的子弹用完了，苦于没有子弹来源，谢家麟就尝试着拿使用过的弹壳自制子弹。他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。
两年后，考虑到可以接受更好的教育，谢家麟回到北平父母身边，并在一个教会学校继续读书。那时的谢家麟被物理课深深吸引，而且对无线电和电器产生了浓厚的兴趣。他平时沉湎于摆弄无线电，从最原始的矿石收音机做起，到后来的电子管收音机，每一种机器性能的不断提高都给他带来极大的愉悦和满足。谢家麟的老伴、大学同班同学范绪
说，谢家麟痴迷于无线电，在大学同学中就以实验和动手能力强而闻名。
临毕业那年即将面临升学考试，谢家麟集中精力钻研书本。很幸运，1938年，他被保送进入燕京大学物理系深造。自此，谢家麟与物理结下一生之缘。
物理是一门以观察和实验为基础的学科，从大学到留学，谢家麟学的都是物理，并且这一生都做着技术性很强的工作，当然也包括他参与的几项规模较大的科学工程。“理论与实践”的统一，一直是他强调并践行的。
从1947年开始，长达8年的艰苦留美生涯中，在斯坦福大学的求学经历无疑在谢家麟的人生道路上具有里程碑意义，在这里，他领悟到动手的重要。
谢家麟在斯坦福大学有机会选修到很多高能物理学巨擘的课程，在他们的带领下亲历了很多前沿项目的研究过程并得到很多为人为学的启示。
世界著名加速器专家威尔逊教授在《核物理评价》一书中曾提出，加速器工作者应像“补锅匠”那样工作，在总体的理论设计的指导下进行研制，但最后则是从实践中发现不足之处，加以修改，使其性能得以提升。
尽管谢家麟在美国读书时，未必就意识到高能物理科学的开展应该如此，但从小喜欢动手的他还是希望自己不仅学习到有关理论，了解其中的原理，而且能亲自动手，知道如何实践它，如何把思想中的事物变成现实的东西。他回忆说：“我的学习与有些人是不一样的。除了上课学习基础知识外，用了相当的时间学习有些人不屑学习的实际动手的能力。”实验室里科学家亲自动手的作风深深感染了他，他向实验室技术人员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。
回国后科研条件差，工作过程就是解决困难的过程，没有路可走也要想出路走。谢家麟在参与的每一项具体工作中，都会亲自动手。设备器材出现问题，上至车床，下至多种焊接，完全难不倒他。
无论是研制30兆电子伏电子直线加速器，还是后来负责北京正负电子对撞机，他一直在科学仪器制造领域钻研，他说这是创新研究的物质基础。“研究目标、检验对象、使用方法都不合常规，当然需要新的设计思想、新的装置、新的部件。”有些人认为从外国购买更快更省，一个大科学实验装置，常常是分片由国外厂家购买，人家给做出来、安装好、调试完，我们只要去按电钮。“我们没有经历它研制中遇到的问题和解决问题的过程，也就难以做出原创的、无例可循的或性能优于国际水平的新仪器、新设备来进行新实验了。”谢家麟说，“因此，除必要的情况外，我们应该尽量自制仪器、设备，培养制造业创新能力，给我国仪器制造业一个通过实践、改进提高、突破国际性能水平的机会。”当然，这对实验工作者的动手能力是个很大的考验。
在北京正负电子对撞机制作过程中，他更深刻地意识到，实践能力对当时白手起家的中国高能物理科研工作起到了至关重要的作用。
谢家麟从科研一线退出后，也经常告诫年轻的科技工作者，要学会自己动手、手脑并用。“如果自己不动手，犹如开车时由一人观看路面情况，再告诉掌握方向盘的人调整方向，这样是很难高效地前进的。”
“我就是胆子大，再难也不怕”
“核物理是研究原子核的物理学，而原子核是肉眼看不见的极小的微观粒子，为了研究其内部结构，需要用更小的高速‘子弹’来轰击它，因而设计出加速带电粒子的装置，这种装置就是加速器。”在斯坦福大学物理系，谢家麟第一次见到这个庞大的家伙就立刻被它吸引了，随后他一直围绕高能电子直线加速器的建造和应用开展研究工作。
1955年回国后，谢家麟看到新中国在科技方面远远落后，急切地想把自己所学贡献出来，为我国加速器事业乃至高能物理研究“雪中送炭”。
“吃馒头要先种麦子”，谢家麟是一个开拓者，需要有“同行者”和“接力者”。培养人才是当务之急，他深刻地意识到：“为了将我国变成一个真正的科技强国，我觉得我们除了头脑聪明的理论科学家之外，一只手脑并用、既能凭科学知识分析问题又能动手解决具体问题的人才队伍是非常需要的。”
他身兼数职，除了在中国科学院近代物理研究所（后改名为原子能所、高能物理研究所）上班外，还在中国科学院电子学研究所和清华大学工程物理系两处开课，更有一个严峻的挑战摆在他眼前，即“30兆电子伏电子直线加速器”的研制任务。
“研制一个刚刚出现的尖端科技装置的关键，并不在于你是否了解其工作原理，而在于是否能在现实条件下使之成为一个实实在在能使用的实物。”谢家麟回忆说。30兆电子伏电子直线加速器本应建立在国际已有的最尖端的科技水平的基础上，比如需要用世界上功率最大的速调管来产生微波，需要用当时刚刚发展的电子计算机进行设计，需要使用特殊的精密加工技术和材料等。但当时国家所能提供的条件非常有限，实验需求和现实条件近乎天壤之别，这项任务几乎成为“妄想”。
但研制30兆电子伏电子直线加速器十分必要，这个设备可以认为是高能加速器的预制，“超前实现这台加速器的研制，并不是没有经过艰难险阻就轻而易举成功的，我们要克服的困难也不是一言两语能说得清楚的。”谢家麟回忆说。尽管现实条件十分困难，但谢家麟没有被吓倒，“我就是胆子大，再难也不怕”，这也是他认为自己一生中值得自豪的事情。
为了根据当时的条件进行物理设计，谢家麟简化了设计过程，在可实现范围内“因陋就简”，包括使用手摇计算机；他对工作人员进行系统培训，大家边学边干；他组织建立了必要的实验室，自行研制多种微波元器件。
国家当时对这项工作非常重视。在谢家麟的要求下，中关村原子能所大楼东西两侧建起了两座加速器楼，成绩好的毕业生也优先分配到此，领导允许谢家麟对无法获得的器材随时开展自行研制，没有经费限制。
1964年，经过8年磨砺，在贫乏的物质条件下，30兆电子伏电子直线加速器由谢家麟团队自力更生地成功研制出来了。这一设备在辐射消毒灭菌保鲜、肿瘤治疗、集装箱检测、环境保护等方面得到广泛应用，大大推动了我国电子直线加速器的建造和应用。“30兆电子伏电子直线加速器的成功研制为20年后北京正负电子对撞机的建造奠定了基础，而且为国防建设做出了直接的贡献，同时在加速器领域培养了一大批有实际经验的人才。”谢家麟对此十分欣慰。
一项堪称奇迹的实践
搞基础研究的科学家知道，高能物理是研究物质微观世界最基本的科学，它的实验研究需要建造高能加速器，但当时国家一穷二白，而建造高能加速器需要巨大的投入，其建成后究竟意味着什么又不能被“外行人”所理解。上亿美元的投入，在对外汇储备还不到6亿美元的中国来说，无疑是一个天文数字，中国“建不起，用不起”。那么，是否应继续推进？当时，出现了很多不同的看法，反对的声音说：“它无关当前的国计民生，应该缓行。”
在论证的时候，大多数科学家对该如何建造几乎“一无所知”，许多技术在国内都是空白。担忧的人曾打过这样一个比喻：“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。”
这项提议经历了经济形势的变换，整整酝酿了10多年。亲历者深知，领导层面前期的论证、决策不易。高能物理领域流行一个说法，北京正负电子对撞机是“七下八上”——七次提出建设、立项、上马，却七次夭折，1982年中央最终决定建造。
1984年10月7日，邓小平来到中国科学院高能物理研究所，参加北京正负电子对撞机奠基典礼，他兴致勃勃地挥锹铲下第一锹土为对撞机奠基。他一边铲土，一边对周围的人说：“我相信，这件事不会错。”在高能加速器的发展史上，对撞机的发明是一项伟大的革命。它出现后，由于性能的优越，基本垄断了其后用于高能物理研究加速器的建造。
革命的意义伟大，过程却是劳苦艰辛的。这是一个规模宏大的科研工程，既有工程的规模，又有科研的性质；既要求满足科研需要，又要求投入应用。一般工程是有规范可循的，设计根据手册；科研加速器却无固定模式可循，强调性能灵活。所以设计起来就更加困难。同时在国内的条件下加工制造、检测、组装、调试，需要克服的困难更是难以想象。面对如此重任，作为国内当时唯一有加速器研制经验的专家，谢家麟义无反顾地接受了这项艰巨的挑战。为了保证这项复杂的科研工程的实施，谢家麟结合自己30年参与加速器研制的经验，不断补充完善方案，指导工程的进展。但不可能仅靠一人的智慧，这项庞大的科研工程需要高素质的技术队伍，谢家麟又联系美国五大国家实验室共同合作，请国外加速器方面的前辈给这些有加速器建造经验的技术队伍突击巩固知识。
尽管对可能出现的诸多困难，谢家麟早已有了心理准备，但一些险情还是让他始料不及。
建造正负电子对撞机有一个关键问题：如何获得进行高能物理实验和数据处理的快电子元件、先进的计算机系统和其他方面需要的特殊的尖端测试仪器？如果没有这些实验器材，对撞机制造绝不可能完成。这些器材国内不具备生产能力，需要进口，这就必须解决美国对我国禁运的问题。“当时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。”谢家麟的学生、曾参与这一工作的顾孟平研究员仍记得当时抱着所里加工的部件从中关村倒5趟公交车，到东郊电子管厂进行工艺处理的情景。
此外，地基下沉率对对撞机运行的影响、马路车辆和地铁引起的震动对粒子轨道的扰动、空调设施的使用范围等细节问题接踵而至。这些都需要全国各部门通力合作，一同协商解决。
“我们的理论和技术队伍，尽管以前缺少直接经验，但能很快成长，创造出世界水平的成果。同样，我们的工厂也能做出世界水平的部件。”谢家麟对这支队伍表示肯定。
1997年，一位美国科学家来华参观时发出惊叹：“他们在这么简陋的条件下，建成这么精尖的装置，简直是个奇迹。”
1988年10月，北京正负电子对撞机成功实现对撞，这项成绩被评价为是我国继原子弹、氢弹爆炸成功和人造卫星上天后，在高科技领域又一项重大突破性成就。事实胜于雄辩。从1990年开始运行到2005年改造升级的15年间，北京正负电子对撞机累计稳定高效运行约8万小时，总运行效率高于90%。更难能可贵的是，北京正负电子对撞机实现了“一机两用”的目标，在进行高能物理实验的同时产生同步辐射，成为我国重要的同步辐射技术研究基地和开展凝聚态物理、材料科学、地球科学、化学化工等多学科交叉前沿研究的重要基地。2003年，它首次获得了具有重要生物学意义的SARS冠状病毒蛋白酶大分子结构。
愿为科研“九死不悔”
当年谢家麟在斯坦福大学时，亲眼看到自由电子激光发明人麦迪博士多年来从来没过周末，就连足球大赛期间校园万人空巷的情况下，他依然在实验室工作。另一位自由电子激光的先驱开拓者尼尔教授告诉他，在调试装置时，自己三个昼夜没离开控制台。对工作强烈的好奇和兴趣是驱使科学家们废寝忘食地工作的推动力。
三年经济困难时期，谢家麟感染了肝病，经过治疗休养后虽然痊愈，但却落下了严重失眠的后遗症。睡眠就靠吃安眠药维持，那段时间，谢家麟正在负责北京正负电子对撞机的研制，压力更大，有时晚上吃三次药才能入睡。
进入新世纪时，谢家麟已80岁高龄了，要让他停下这份倾注50多年心血的事业，谢家麟是怎么也无法割舍的，何况他从来没想过要停下来。谢家麟说自己的一生是“没有终点的旅程”，这也是他的自传选用的书名。
一个人在科研上越投入，越能接近这项科研的真谛，找到科研服务人类的结合点。低能电子直线加速器在科研和生产中的应用是加速器中最广泛的，但它结构复杂、价格高昂、需要较高水平的维护人员。所有的直线加速器都可用于治疗癌症、食品、医疗器械消毒、大型机械透视检查等领域。谢家麟心中一直藏着由此引发的一个问题：“我们能否简化结构和使用要求，减小装置的体积和重量，降低它的造价，以便能扩展它在国民经济和科技研究中的运用？”
耄耋之年的谢家麟，可供自己支配的时间越来越多，他萌发了将设想变为现实的愿望。查阅文献后，谢家麟有了自己的计划。根据设想的思路，进行简单的数学分析，开展计算机模拟计算，最后进行实验检验。为了证明这台新型加速器的性能，他研制了一台实验室内的样机。实验成功了，还需应用推广，这是创新的最后环节，然而却并不简单。
为了推广自己研制的这个简单、高效、低价的加速器，谢家麟填表参加了第12次中国科学院院士大会期间举办的院士创新成果推介活动。借着这个机会，推介被安排在2004年在深圳市举行的中国国际高新技术成果交易会，同时向社会推介的还有另外6个项目。
91岁时，虽然已远离重大科研项目，所带的博士弟子也陆续毕业，谢家麟依然还是“闲不住”。认识他的人都知道，每周一他都会到位于北京玉泉路的中国科学院高能物理研究所“上班”，他要去工作了大半生的所里转转，跟年轻人聊聊天，听大家讲讲科研进展。
乐享生活
“先由成都望江楼码头乘小木船航行两天到达乐山，再乘车到峨眉山底下一个在林业保护单位的朋友处。他替我们找了一位背东西的老乡，我们做了够几天吃的干粮，就向金顶进发了，上山用了三天，下山用了两天。每天边赶路边欣赏这自然界的种种奇观，真使人心旷神怡，更何况我有爱人绪
陪伴。”谢家麟以诗记之，“偕游遇雨峨眉巅，路边酒舍旁飞泉。贩夫走卒同进酒，身暖心热忘秋寒。”真性情一览无遗。
1951年，谢家麟回国受阻后写下小诗：“狭壁夹江一怒流，小舟浮水似奔牛。黄河横渡混相似，故国山河入梦游。”受父亲的影响，诗词是谢家麟一生的爱好。在燕大学习时，他选读了一门文学院的课程“苏（苏东坡）、辛（辛弃疾）词”，由国学大师郑因伯授课，“郑先生夸我写得好，只可惜没念中文系”，谢家麟还在当时的报纸副刊上发过文章。
如果不是忙于科研，谢家麟一定是个资深的“驴友”。他曾因工作先后走访欧、北美、亚、南美洲等11个国家。在这些国家的所见所闻和学术心得，谢家麟在个人自传中专门辟出“交游散记”章节留念。
有人曾说，人生就是一场匆匆的旅行，不要因为着急赶路而错过沿途的风景。这一路风景，谢家麟从未错过，世界上有加速器的角落都定格了“谢式微笑”。
“人应该有广泛的兴趣，世界上有那么多美好的东西，你一点不知道是很遗憾的。我现在读小说，听音乐，浏览诗词，连好的电视剧也不放过。不管怎么，读些闲书扩大视野总是需要的。”接受采访时，他的桌上还摆着摊开的《史上被封杀的秘闻逸事》。获得国家最高科学技术奖后，谢家麟的生活还如往常，诗词、小说、音乐等众多爱好为他的晚年生活增加了无尽的乐趣。
年轻时谢家麟在运动方面不是很擅长，老了后更“懒得动”，老伴范绪
说：“他的确很少运动，但是性格非常好，无论遇到什么事，从不着急上火。”谢家麟很认同，他说自己是“乐天派”。他说，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。他曾评价自己一生“只顾埋首拉车，拙于人事交往”。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。
2008年，谢家麟88岁时出版了自传《没有终点的旅程》。他在书中告诉年轻人，要相信“天生我材必有用”，要树立坚定的自信；他特别强调，“原创”是科研的精髓，是我国持续发展的关键。
在他92岁高龄时，获得国家最高科学技术奖。这是他人生中最珍贵的奖励，也是他以毕生精力做出的贡献最好的评定。
参考文献
[1] 谢家麟.谢家麟自传[M].北京：科学出版社，2012. 科
专家简介：
谢家麟，1920年8月出生于黑龙江省哈尔滨市，中国科学院高能物理研究所研究员。先后在中国科学院原子能研究所和高能物理研究所工作。曾任高能物理研究所副所长、“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。1980年当选为中国科学院院士。
贡献
谢家麟，中国科学院院士、我国著名物理学家。我国粒子加速器事业的开拓者和奠基人之一，为我国高能粒子加速器从无到有并跻身世界前沿起到了至关重要的作用，对我国高能物理实验基地的建造做出了卓越贡献。
他善于把握国际加速器发展动向，不断拓展新领域，带领团队成功研制我国第一台大科学装置北京正负电子对撞机，亚洲第一台自由电子激光装置，我国第一台可向高能发展的电子直线加速器，世界第一台以高能电子治疗深度肿瘤的加速器和世界第一台紧凑型新型加速器样机。其中，亚洲第一台产生激光并实现饱和振荡的装置，多项技术指标达到国际先进水平，使中国成为继美国及西欧之后实现红外自由电子激光饱和振荡的国家，奠定了我国自由电子激光光源发展的基础。这一重大突破受到国内外科技界的广泛重视，被列入当年全国十大科技新闻。
他发表科研论文40多篇并出版数部专著，其中《速调管聚束理论》已成为我国加速器研究领域的经典著作。他兼任清华大学等多所大学教授，培养了一大批加速器技术专业人才，极大地提升了我国加速器研究水平，为相关技术在我国国防和科学工程中的应用做出了重大贡献。
荣誉
1987年 全国科学大会奖
1989年 国家科学技术进步奖特等奖
1990年 国家科学技术进步奖
1995年 国家科学技术进步奖二等奖
胡刚复实验物理奖
何梁何利基金科学与技术进步奖
2011年 国家最高科学技术奖
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