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长眠于对撞机之侧的物理学家
2018-01-16 |文章来源: | 浏览次数:  |

  生活清苦没什么,重要的是有所追求;人间的冷眼也没什么,关键在于要有志气。为了科学,我经历了人间的种种苦楚;正是科学,使我尝到了无穷的乐趣。

  ——张文裕

  他靠教小学读完中学;他错过燕京大学的考期,却被破格录取,后来成为英国剑桥大学博士;他发现了μ子原子,所以μ子原子也叫“张原子”;他是我国宇宙线和高能物理研究的奠基人、物理学家张文裕,中科院高能所的首任所长。

▲ 坐落在北京正负电子对撞机东侧的张文裕先生塑像

  1992年冬,久于病榻之上的张文裕先生已十分瘦弱,弥留之际,他留下遗愿,希望身后葬于北京正负电子对撞机旁。那里有他最最钟爱的事业,他为之倾尽半生心血。

  张文裕先生辞世后,遵照他的遗愿,亲属、同事和学生们一致决定,把他的骨灰埋在北京正负电子对撞机附近的苍松翠柏之下。

  今天,每一位来到高能所对撞机实验区学术报告厅的人,都能够看到张文裕先生的塑像。二十几度寒来暑往,他伫立在那里,在苍松翠柏之间,背靠北京正负电子对撞机,面朝太阳升起的方向,仿佛仍在默默关注和守护着他所奠基的高能物理事业。

  我是知道中国贫穷落后才回国的

  人的一生会遇到很多关键的选择,抉择之间,不仅考验智慧,更鉴照着品格。张文裕先生早年在国外留学、执教,两度放弃优渥生活条件,怀着至诚报国之心回到祖国。

  张文裕少年时代求学十分艰难。中学毕业后,由校长支持并向燕京大学物理系主任谢玉铭推荐,考入了该大学物理系学习。他半工半读,大学毕业后又读了三年硕士,之后考取英庚款留学生。1935年夏,他来到剑桥大学,师从卢瑟福,在卡文迪什实验室攻读博士学位。

▲ 留英时期的张文裕

  仅仅两年后,抗日战争全面爆发。张文裕看到英国报纸刊登的有关报道后,决心回国参加抗日。

  不顾导师卢瑟福的挽留,他写信给“英庚款”董事会申请提前回国,并向剑桥大学研究生院申请提前考试。几经周折,张文裕取得博士学位后于1938年10月底结束留英生涯,抱着参加抗日救亡的强烈愿望,迫不及待地回到国内。

  他先后在四川大学、西南联大任教。因报国无门,他深感失望。1943年张文裕应邀再度出国,先后在美国普林斯顿大学、普渡大学担任实验室教授,继续从事核物理研究和教学。

▲ 在美国普林斯顿大学帕麦尔(Palmer)实验室

  在美国普林斯顿大学帕麦尔实验室工作期间,他与S.罗森布鲁姆合作发明制造了多丝火花室,能够精确定位α 粒子。世界上把这种多丝火花室命名为“张室”(Chang Chamber)。1948年,他通过自己设计制造的一种能够自动控制、选择和记录宇宙线稀有事例的多层金属箔云室作为探测器,研究发现当带负电荷的μ子通过云室的金属箔逐渐慢化后,在强大的核的正电荷的吸引下,原来围绕原子核沿定态轨道旋转的电子被负μ子取代了。世界物理学界把这种μ子原子称为“张原子”(Chang Atom)。

  张文裕的这一发现促进了物理学家要尽快建造μ子工厂来深入研究原子核。1953年,第一台μ子工厂在哥伦比亚大学建成,第一个实验就是检验张文裕的宇宙线实验结果。

  1949年中华人民共和国成立后,当时担任旅美中国科学家联合会主席的张文裕再次点燃了报国梦想,他急切地想要回国投入祖国建设,但受麦卡锡主义横行的迫害和限制,费尽周折,直到1956年10月才终于回到祖国的怀抱。

  张文裕先生在晚年回忆说:“我是知道中国贫穷落后才回国的”,“回国的目的是要建立中国自己的粒子物理实验基地。只要中国有了自己的设备,经过几代人的奋斗,中国人肯定会做得比外国人好”。

  做一颗铺路的硬石子

  张文裕先生曾以铺路来比喻做科研:铺路也要硬石子,道路才能通畅,政治上要硬,业务上也要硬。他愿自己成为中国科学事业发展道路上的一颗铺路的硬石子。

▲ 张文裕与云南站工作人员合影

  1956年回国后,张文裕积极推动云南落雪山宇宙线实验站的扩建,与萧健先生共同领导建造了当时世界上最大的云室组,做出了高水平的物理工作,培养了一代宇宙线研究者。

▲ 张文裕与在杜布纳联合核子研究所工作的中国同事

  1960年代初,张文裕受我国政府委托,前往莫斯科杜布纳联合核子研究所工作,担任中国组组长,并领导一个联合研究组的研究工作。

  他利用加速器进行高能物理实验,把当时已知的重子共振态归纳成核子和超子的激发态,提出了一个重子能级跃迁图,并在Λ°超子和核子散射研究方面做出了重要贡献。

  张文裕非常重视理论和实验相结合,强调要大力发展实验科学。多年来他孜孜以求的是要建立我国的高能物理实验基地,培养和形成我国的高能物理研究队伍。

  1972年,以他为首的18位科学家写信给周恩来总理,建议建造高能加速器,开展高能物理研究,得到周恩来总理的批示。次年,中国科学院高能物理研究所成立,张文裕任所长。

▲ 1973年张文裕率高能物理代表团访美

  我国高能加速器的建造方案经历了“七上七下”。

  1975年周总理亲自批准玉泉路高能加速器预制研究工程上马,张文裕为此呕心沥血,贡献了自己的全部精力和健康。到1981年,高能所建设了一批实验室和一座实验工厂,加速器和探测器部件的预制研究也取得进展,为建造高能加速器和探测器打下了良好的基础。

▲ 张文裕主持召开“高能物理玉泉路研究基地调整方案论证会”

  1981年春,国家调整高能物理实验基地建设方案。张文裕主持论证,他广泛听取国内外专家学者的意见,从我国国情出发,最后确定了建造2.2GeV正负电子对撞机的方案,获得国家批准。

▲ 在北京正负电子对撞机工程的开工典礼上,张文裕对邓小平说:“我多年的心愿终于实现了。”

  1984年10月,北京正负电子对撞机工程在西郊玉泉路动工建设,邓小平等党和国家领导人亲自为工程奠基。

  这是我国第一台大科学装置。1988年10月建成后投入高能物理实验运行。张文裕先生听到消息,无比兴奋。他说,“后半辈子回到中国,只做了一件事,建造中国自己的加速器,建立中国自己的粒子物理实验基地”。

▲ 对撞机建设期间,张文裕先生多次坐着轮椅到加速器隧道了解工程进展

  捧着一颗心来,不带半根草去

  张文裕先生常说一个国家科学不发达就要落后,全民族的素质不提高不行,没有很好的教育,科学事业就会后继无人。

  他青少年时期艰苦求学的经历,使他对贫困学生寄予了无限的同情,多次表示要将自己一生的积蓄捐献出来支持祖国的教育事业。

  1992年张文裕先生去世之后,夫人王承书先生和儿子张哲遵照他的遗愿,将他的存款10万元捐献给“希望工程”,这是当时“希望工程”收到的最大的一笔个人捐款;3万元捐献给母校泉州培元中学;余下存款和利息2万多元全部交党费。

  张文裕先生的藏书全部捐给了高能所图书馆。

  先生曾经说:“无数事实证明,我们中国人是行的。有正确的指导思想,给他一个环境,可以作出好成绩来!”

  如若先生能够看到我国高能物理与高能加速器事业的飞速发展,结出的丰硕成果以及在那些在世界科技前沿铭刻下的中国人的足迹,定会感到欣慰。


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