谢家麟 让粒子释放 中国能量

󰀡中国科学报󰀢'版!"%!年!月!"日谢家麟󰀢让粒子释放󰀣中国能量󰀤

中国科学报社󰀡王󰀡静

做研究工作的最大动力是强烈兴趣󰀣书本知识加上实

际经验是创新基础󰀣科研的敌人是浅尝辄止󰀤知难而退󰀥

󰀦󰀦󰀦谢家麟

!月%)日上午%"点󰀣对于中科院院士谢家麟而言󰀣可

谓生命最灿烂光辉的时刻󰀣北京人民大会堂为他奏响了中

国的欢乐颂󰀤在华光照射的主席台上󰀣国家主席胡锦涛微

笑着亲切地给他颁发鲜红的烫金证书󰀩󰀩󰀩国家最高科学技

术奖励证书󰀣以表彰他为中国和世界科学作出的杰出贡献󰀤

让美国人记住的中国人

在这一刻之前󰀣󰀡谢家麟󰀢对许多人来说或许还是个

陌生的名字󰀣但这个名字自!月%)日这一天开始在中国

家喻户晓󰀤事实上󰀣早在半个世纪之前󰀣󰀡谢家麟󰀢就已

经存于美国人的记忆中了󰀤

中科院院士冼鼎昌告诉记者󰀣上世纪#"年代󰀣中国

改革开放之初󰀣美国芝加哥大学医学中心负责人访问中

国󰀣曾专门到中国科学院高能物理研究所寻访谢家麟󰀣要

告诉谢家麟󰀣他*"年代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'"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作

出的先驱性的工作$

利用高能电子束治疗深度肿瘤的关键技术有哪些*

谢家麟回忆说#将高能电子束射入人体用于治疗#至少要满足)个基

本条件$

第一#加速器中的调速管能稳定地输出医学上应用所需的功率'第二#

要把从加速器引出的电子束流的尺寸从几毫米均匀地拓展到!"厘米#才能

满足照射人体肿瘤的需要'第三#要能控制不同能量下的电子辐射剂量及

其在人体内的分布'第四#要把加速器运行的稳定度由实验室水平提高到

医用水平$

所有这些#是谢家麟当年在美国斯坦福大学博士毕业后#归国受阻#重

返微波实验室的时候所面临的挑战$当时实验室的领导金兹顿#推荐他去承

担高能电子束的医学应用任务#但所有的设计只能由他自己去探索#没有任

何先例可供参考$主要的部件也需要自己动手研制#市场上没有相关产品$

面对挑战#风华正茂的谢家麟想%这是锻炼自己独当一面的绝好机会#

丝毫没有迟疑就允诺下来$

在随后两年的孤军奋战中#对于医用高能加速器从设计到研制#再进

入医学临床实验#谢家麟越过无数障碍#终于在%(**年享受到了成功的喜

悦$他在芝加哥医学中心研制成功高能电子束治癌装置#芝加哥媒体当即

给予大篇幅报道$不久#他便收到了美国移民局的函件#主动邀请他成为

美国的永久居民$而他#选择了回国$

如今#'"余年过去#后来者们把谢家麟研制的医用电子加速器在我国

大规模推广于医疗领域#并将高能电子束的应用推向社会生产的各个方面#

如材料改性&工业无损检测&海关集装箱检测等方面$

清华大学工程物理系主任唐传祥介绍#在一次医用加速器的庆典上#

当谢家麟看到各类高能粒子束应用产品后#用!琳琅满目"一词对该技术

在今天的发展给予了概括$

引导!中国粒子"向高能进军

!峭壁夹江一怒流#小舟浮水似奔牛$黄河横渡混相似#故国山河入梦文章作品三等奖!"&󰀡

游󰀤󰀢在美国留学󰀦工作了#年后󰀣谢家麟用这首小诗表达了自己的故国之

思󰀤就在完成高能电子束治癌装置这一年󰀣谢家麟回到了祖国󰀣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󰀤第二次世界大战后的上世纪*"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󰀣%(**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&"+,-󰀤

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

&"+,-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#年奋战󰀣终于在上世纪'"年代建成了电子

直线加速器󰀤

为了这台直线加速器󰀣谢家麟曾手把手地教焊工如何操作󰀣自制了当

时世界上功率最大的调速管󰀤这是他在美国留学时󰀣独自练就的本领󰀤

󰀡留学美国加州理工大学和斯坦福大学期间󰀣我的学习与其他人有些不

同󰀣除了上课学习基础理论知识外󰀣还用了相当多的时间训练实际动手能

力󰀤󰀢他说󰀤

这一方面受到西方研究人员喜欢亲自动手风气的感染󰀧另一方面󰀣他

考虑到回国后󰀣脱离了美国实验室环境󰀣若不自己动手󰀣有些操作上的东

西很可能学不透󰀤自己动手不仅能了解有关理论知识󰀣还能弄明白如何实

现它󰀤对于一个学生而言󰀣动手能力并不能简单地理解为操作技能󰀣亲自

操作其实意味着对一个大系统所有硬件特性的全面掌握󰀤

叶铭汉介绍󰀣这台&"+,-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󰀤

今天󰀣当谢家麟回头再看时󰀣深感这台加速器的研制在当时有些不切

实际󰀤他说󰀥󰀡当时这个愿望完全没有考虑国情󰀣新中国刚成立󰀣在一穷二

白基础上起步实在太艰难了󰀤󰀢创新年轮󰀡攀登足迹中国科学院第十二届科星奖获奖作品选!"'󰀡决策中国高能加速器发展方向

!没有谢家麟#就没有今天的高能物理所#甚至没有中国现在的高能物理学科的发展$"中科院高能物理所所长王贻芳说$

!中科院高能所如今成为世界八大高能物理研究中心之一#谢家麟功不

可没$"中科院院士陈和生告诉记者$

中科院院士方守贤介绍#中国发展高能加速器的梦想源自上世纪*"年

代#前后几次上上下下#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讨论#作出了既符合中国国情&又保证在国际上技

术先进的决策#选择了粲粒子为着眼点来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$%(#!年#中国科学院向中央申请!亿元人民币的基础研究经费#不是没有人怀疑其效果$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$

当谢家麟征求国外专家对建设方案的意见时#发达国家的权威们表示#

!中国可能跳得太快"$当时#中国的科学基础与国际至少相差&"年$

决策#成为关键中的关键$在上世纪#"年代#中国高能粒子物理究竟

是走电子的道路#还是走质子的道路*选择十分艰难$

!谢家麟当时与朱洪元等多次组织国内外科学家展开论证和调研#反复

对比权衡两种路线的优缺点#最终确定了正负电子对撞机的方案$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+./01,的

方案$"叶铭汉说$

谢家麟选择在!2!3,-能量区域建设正负电子对撞机#在科学研究上

有明确的目标#既可进行前沿科学问题的研究#同时兼顾同步辐射的应用#

!一机两用"$这一选择#在中国科研经费并不充裕的情况下#规模适中#

国家经济能够承受$

创建大科学工程建设奇迹

!正负电子对撞机技术难度很大#许多技术在国内都是空白$当时国内外文章作品三等奖!"(󰀡

有不少好心人为我们担忧󰀤有人形容󰀣我们好比站在铁路月台上󰀣想跳上一

辆飞驰而来的特别快车󰀤如果跳上去了就飞驰向前󰀣如果没有抓住󰀣摔下来

就粉身碎骨󰀤󰀢叶铭汉曾担任中科院高能物理研究所所长󰀣对此记忆犹新󰀤

谢家麟不但在科学技术方面为高能物理发展作出了卓越贡献󰀣在管理

上也作了突出贡献󰀤

曾经担任过所长的陈和生介绍󰀣在北京正负电子对撞机建设过程中󰀣

谢家麟任总经理󰀤其间󰀣他确定了工程建设的'项基本原则󰀤如凡是发展

中的技术󰀣不成熟不采用󰀣等等󰀤谢家麟确定的大科学工程建设的基本原

则󰀣直到今天仍然在遵循󰀤只有遵循这些原则󰀣大科学工程才能既保持先

进性󰀣又不至于因某些环节上的不确定性影响整体工程󰀤

此外󰀣谢家麟当年确定的工程建设关键路径和管理方法目前仍在国家

大科学工程建设中沿用󰀤

󰀡领导是一门艺术󰀣很有讲究󰀤科学工程的领导󰀣既要懂科学和技术󰀣

还要懂国情和人情󰀣更要懂战略󰀤谢家麟就是这样一位各方面都能掌握和

了解透彻的科学家󰀤󰀢陈和生说󰀤

中国许多物理学家都记得󰀣%(##年%"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󰀣可中国仅用了)年时间󰀦!2)亿人民币󰀣

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󰀤

北京正负电子对撞机建成后󰀣其亮度是美国斯坦福直线加速器中心高能

加速器40/56的)倍󰀣为中国高能物理实验创造了优越条件󰀤自此以后󰀣中

国高能物理学家在对撞机上获得了󰀡轻子质量精确测量󰀦6值测量󰀦发现粒

子新共振态等一批高能物理的重要成果󰀤在国际权威的粒子数据表上󰀣如今

已有*""多项数据是由北京谱仪合作组在北京正负电子对撞机上测定的󰀤从

此󰀣中国在国际高能物理领域占据了粲物理实验研究的国际领先地位󰀤

随后󰀣北京同步辐射装置也成为我国众多学科的同步辐射大型公共实

验平台󰀣取得了包括4564病毒酶蛋白复合结构等若干重要蛋白质结构测

定在内的一批重要结果󰀣使中国在多个学科发展方面赢得先机󰀤创新年轮󰀡攀登足迹中国科学院第十二届科星奖获奖作品选