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北京正負(fù)電子對撞機(jī)是中國第一臺高能加速器。
何為正負(fù)電子對撞機(jī)?科學(xué)的解釋:即是把正電子和負(fù)電子分別加速到接近光的速度,使它們具有很高的能量,在磁場的約束下讓它們迎頭對撞的裝置。根據(jù)愛因斯坦相對論的著名公式E=mc2,正電子和負(fù)電子湮沒后,會產(chǎn)生其他的新粒子。
著名畫家吳作人先生曾用他的畫筆對北京正負(fù)電子對撞機(jī)做出闡釋,正負(fù)電的粒子之間的相互作用,形成了原子分子乃至世界萬物;而正負(fù)兩極的對偶結(jié)構(gòu),在中國古代哲學(xué)里稱之為“陰陽”,吳作人就此畫了一幅變形太極圖《無盡無極》, 后來成為北京正負(fù)電子對撞機(jī)的標(biāo)識,同時成為中科院高能物理研究所的標(biāo)識。
北京正負(fù)電子對撞機(jī)的成功建造,反映了從一個貧弱的舊中國到新中國、從一個奮發(fā)向上的大國到世界強(qiáng)國的艱辛歷程。早在20世紀(jì)50年代,中國科學(xué)家們就萌生建造高能加速器的夢想,前后經(jīng)歷了“七下八上”,1984年終于破土動工,1988年成功建成投入使用,很快取得了最新科技成果,世界為之轟動,稱之為中國繼原子彈、氫彈、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星之后,所取得的又一偉大成果。中國為人類創(chuàng)造了一把揭開物質(zhì)微觀世界之謎的“金鑰匙”。在對撞機(jī)的建造中,風(fēng)云際會,英才輩出,人們忘不了中科院院士張文裕,這位信仰堅定、全心付出的世界著名物理學(xué)家。
張文裕的人生經(jīng)歷十分具有傳奇色彩,他1910年誕生于福建惠安,從小勤奮好學(xué),少年畢業(yè)于泉州培元中學(xué),后又念完燕京大學(xué),考取中英庚款留學(xué)生,到英國劍橋大學(xué)留學(xué)。留學(xué)生的招考頗為嚴(yán)格,除了要通曉國文、英文外,還須“身體強(qiáng)健,性情純正,相貌完全,身家清白”,每次招考均面向全國,從無數(shù)年輕學(xué)子中選拔,最后只錄數(shù)十人,能夠考取實屬不易。
張文裕立志報國,在劍橋大學(xué)師從著名物理學(xué)家E·盧瑟福,在名師指導(dǎo)下不斷取得科研成果。但不久得知國內(nèi)抗戰(zhàn)爆發(fā),南京失陷,無數(shù)中國同胞慘遭屠殺,張文裕與一群中國同學(xué)義憤填膺,當(dāng)即寫信給“管理中英庚款董事會”,申請?zhí)崆盎貒鴧⒓涌谷铡6麻L朱家驊回信說,回國可以,但必須完成學(xué)業(yè),取得博士學(xué)位。張文裕心急如焚,每天眼見著報紙上傳過來的消息,日軍占領(lǐng)了大半個中國,自己怎么能在書桌旁安心落座?
于是,張文裕又向劍橋大學(xué)研究生院提出,鑒于中國的戰(zhàn)事,能否讓他與一些中國同學(xué)提前考試、提前畢業(yè),以便回國報效祖國。導(dǎo)師盧瑟福對他的要求最初很不贊同,但在張文裕一再堅持下,不得不點了頭。經(jīng)過再三努力,校方終于同意了張文裕的請求,讓他和一些中國學(xué)生提前考試。1938年春天,張文裕提前完成博士學(xué)業(yè),急不可待地回到了祖國。
他先后在四川大學(xué)、西南聯(lián)大任教。在昆明的日子里,他講授的原子核物理課程得到學(xué)生的好評。但國民黨政府卻令人失望,物價飛漲,師生們食不果腹,教學(xué)和科研都難以進(jìn)行。張文裕報國無門,舉步維艱。1943年美國普林斯頓大學(xué)向他發(fā)出邀請,他悵然赴美。在普林斯頓大學(xué)帕爾麥實驗室(后改名為亨利實驗室),張文裕工作了7年,之后他又應(yīng)邀到了美國普渡大學(xué),指導(dǎo)研究生對宇宙線引起的高能核作用進(jìn)行研究,并利用高能加速器進(jìn)行粒子物理以及核物理方面的研究。
正在這時,新中國成立的消息傳到了大洋彼岸,身在美國的張文裕欣喜不已,他的第一反應(yīng)就是:回國去!可妻子臨近分娩,不得遠(yuǎn)行。而這時,一批朋友正籌建“全美中國科學(xué)家協(xié)會”,張文裕已取得多項科研成果,且為人寬厚,敢于擔(dān)當(dāng),大家一致推舉他為全美中國科學(xué)家協(xié)會執(zhí)行主席。
此事馬上引起了美國聯(lián)邦調(diào)查局的注意,張文裕不時遇到一些莫名其妙的問詢與糾纏。不少好心的朋友提醒他們夫婦要保護(hù)自己,最好的辦法是加入美國籍,這樣就會少好些麻煩。可張文裕毫不動心,他說:“要入美國籍,何須到今天?我們生為中國人,回國的信念是不會變的?!?/p>
1956年,張文裕夫婦克服重重障礙,帶著幼兒回到了祖國。他使出了所學(xué)到的十八般武藝,在中國科學(xué)院物理研究所(1958年改稱中國科學(xué)院原子能研究所)領(lǐng)導(dǎo)宇宙線研究。經(jīng)他的提議,在肖健、力一、霍安祥等人共同努力下,云南落雪山宇宙線高山站增建了一個大云室組。利用當(dāng)?shù)貎?yōu)越的自然條件,科學(xué)家們進(jìn)行了一系列研究工作,培養(yǎng)了一批宇宙線研究人員,使我國的宇宙線研究在國際上取得了領(lǐng)先地位。直到多年以后,這個大云室組仍然是國際上最大的云室組之一。
這之后,張文裕經(jīng)歷了3件令他終生難忘的事情。
一是1957年被選聘為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士),當(dāng)年12月受中國科學(xué)院委派,前往斯德哥爾摩參加諾貝爾獎授獎儀式。就在這次授獎儀式上,他目睹了楊振寧、李政道從授獎人的手中接過諾貝爾物理學(xué)獎獎?wù)?。張文??箲?zhàn)時期執(zhí)教過西南聯(lián)大,曾在那里就讀的楊振寧和李政道都可以算得上是他的學(xué)生。兩位年輕英俊的華裔物理學(xué)家獲得滿堂彩,世人一片驚嘆。張文裕內(nèi)心充滿了自豪,他握住楊振寧、李政道的手,說:“你們?yōu)橹袊藸幜斯?。?/p>
楊振寧說:“文裕師,謝謝您當(dāng)年的教誨?!崩钫勒f:“張先生,我們還會再見的?!?/p>
二是1958年,他作為中國代表,去日內(nèi)瓦參加第九屆國際高能物理大會。那次會上聚集了世界著名的物理學(xué)家,他見到了好些從前的導(dǎo)師和同事,眼看著國際高能物理發(fā)展的繁榮景象,張文裕內(nèi)心充滿了強(qiáng)烈的沖動,他只想大聲呼吁,要加快國內(nèi)物理發(fā)展的步伐。
三是1961年,他接受任務(wù),前往莫斯科杜布納聯(lián)合核子研究所接替王淦昌教授的工作,擔(dān)任該研究所的中國組長,領(lǐng)導(dǎo)一個聯(lián)合研究組,負(fù)責(zé)中國在該所的科研工作。他在杜布納一直干到最后集體撤出,好幾個加速器方案都是在他的領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計的。
張文裕一直心懷為祖國建造高能加速器的夢想,但從蘇聯(lián)回國后還沒來得及施展身手,加速器項目就因多種原因不得不停止了。他日思夜想,如何讓加速器的建造得以實現(xiàn)。1972年8月,他挑頭與朱洪元、謝家麟、何祚庥等18位科學(xué)家給周恩來總理寫了一封信,對我國要不要發(fā)展高能物理、要不要建造高能加速器、是否現(xiàn)在就造等做了懇切詳盡的分析,迫切地表達(dá)“近年來國際上高能物理發(fā)展的速度減慢,是我們趕上去的好機(jī)會。因此,預(yù)先研究要抓就必須快抓,爭取時間,反之,如果還像現(xiàn)在這樣任其自生自滅,那末幾年后一旦國際上高能物理加快了發(fā)展速度,我國就更只好瞠乎其后?!睆埼脑T谛派系谝粋€簽了名。
令人驚喜的是,百忙之中的周恩來總理接到此信后,不到一個月就寫來了回信,親切地稱“張文裕同志并轉(zhuǎn)朱光亞同志:文裕同志交來二機(jī)部四0一所一部十八位同志一信,已由郭老、西堯同志處轉(zhuǎn)到??戳撕芨吲d?!笨偫碓谛胖袕?qiáng)調(diào):“這件事不能再延遲了??茖W(xué)院必須把基礎(chǔ)科學(xué)和理論研究抓起來,同時還要把理論研究與科學(xué)實驗結(jié)合起來。高能物理研究和高能加速器的預(yù)制研究,應(yīng)該成為科學(xué)院要抓的主要項目之一。所見可能有誤,請你們研究?!?/p>
周總理回信由他本人親筆書寫。信中可以看出,總理對科學(xué)研究有著深刻的了解把握,對張文裕等人的信讀得十分仔細(xì),在信中還創(chuàng)造性地提出了一個科學(xué)用詞,叫“預(yù)制研究”,給了當(dāng)時各方面不同意見一個互相包容、逐漸深入、達(dá)成一致的時段和空間。而前提是:這件事不能再延遲了。
總理的回信瞬間傳遍了科學(xué)院,震動了所有的人,張文裕心中更是充滿了激情。1973年2月,中國科學(xué)院高能物理研究所正式成立,張文裕成為第一任所長,他遵照總理指示,將高能加速器的建造作為研究所主抓項目。但反對的聲音也并沒有消停,方案之爭從一開始就存在,進(jìn)入研究階段更是針鋒相對。張文裕在錢三強(qiáng)的支持下,主持召開了“高能加速器方案論證會”和“基本粒子理論座談會”,兩個會議一起開,然后分開討論,在激烈的爭論中,張文裕不停奔走呼吁,力主既從中國實際出發(fā),又爭取盡快上馬。
雖然經(jīng)受了多次磨難,但張文裕報效祖國的決心反倒日益增強(qiáng)。1978年5月,這位年過六旬的科學(xué)家鄭重向黨組織遞交了一份入黨申請書,表達(dá)了心中的誓言:“全國科學(xué)大會號召我們向科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化進(jìn)軍,這樣的大好形勢給了我莫大的鼓舞,愿再一次申請加入黨組織,希望能更好地把余生獻(xiàn)給黨,為實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化、聽從黨的調(diào)配而竭盡全力?!?/p>
這已經(jīng)不是他第一次遞交入黨申請,他以始終不變的愛國志愿經(jīng)受了黨的長期考驗,終于得到批準(zhǔn),成為一名光榮的中國共產(chǎn)黨員。無論是在擔(dān)任高能物理研究所長位置上,還是從事核物理和宇宙線方面的實驗研究,以及推進(jìn)高能加速器項目的實施,他都如在入黨申請書中所寫,無不竭盡全力。
1981年12月22日,鄧小平在中國科學(xué)院關(guān)于建造2.2GeV正負(fù)電子對撞機(jī)建議報告上作出批示:“這項工程進(jìn)行到這個程度不宜中斷,他們所提方案比較切實可行,我贊成加以批準(zhǔn),不再猶豫。”
春風(fēng)化雨。中國的改革開放帶動了科學(xué)大踏步前進(jìn)的步伐。在北京建造一臺既適合國情,又能使我國高能物理實驗研究進(jìn)入世界前沿的、束流能量為2.2GeV的正負(fù)電子對撞機(jī),即北京正負(fù)電子對撞機(jī),終于得到批準(zhǔn)。1984年10月7日破土動工,鄧小平等中央領(lǐng)導(dǎo)來到高能所參加奠基典禮。鄧小平彎下腰為奠基石培上了第一锨土,他直起腰來,對著周圍的人神色堅定地說:“我相信這件事不會錯。”
現(xiàn)場一片歡騰??茖W(xué)家們也培上了一锨锨土,張文裕與李政道、錢三強(qiáng)、盧嘉錫、王淦昌、周培源等人并肩站在一起,他們臉上充滿了會心的笑容。張文裕喜悅地逢人就說:“我多年的心愿終于實現(xiàn)了?!?/p>
1988年10月16日,北京正負(fù)電子對撞機(jī)首次對撞成功,宣告建成。中國高能加速器技術(shù)一步跨越30年,直接進(jìn)入20世紀(jì)80年代國際先進(jìn)水平,中國高能物理的一個新時代終于到來!
1988年10月24日,金秋時節(jié),鄧小平來到北京玉泉路。他穩(wěn)步走進(jìn)高能所一個大廳,附近就是正在運轉(zhuǎn)的正負(fù)電子對撞機(jī),繼而他發(fā)表了一番講話,其中有一段名言,至今鐫刻在高能物理所的墻上:“過去也好,今天也好,將來也好,中國必須發(fā)展自己的高科技,在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地。”
這正是優(yōu)秀的物理學(xué)家張文裕為之奮斗一生的心愿,他和并肩同行的科學(xué)家們的夢想正在不斷得以實現(xiàn)。