謝家麟：沒有終點的科學旅程

文/阿澄

謝家麟：沒有終點的科學旅程

文/阿澄

翻開中國現代科技史，中科院院士、享譽世界的加速器物理及技術專家謝家麟，與以下科技成就連在一起：世界第一臺能量最高的醫用加速器、中國首臺可向高能發展的電子直線加速器、北京正負電子對撞機、北京自由電子激光、國際合作“前饋控制”、新型輻照應用加速器……其中三項為世界首創，三項填補國內空白……2012年2月14日，謝家麟院士獲2011年度國家最高科學技術獎。

突破封鎖，報效祖國

1920年，謝家麟出生于冰城哈爾濱，祖籍天津。身為律師的父親，與李大釗同窗三載，曾詩詞唱和。

謝家麟的童年，是在動蕩中度過的，輾轉黑龍江、天津、湖北等地，后來進入北京匯文中學，尤對物理感興趣，動手能力強，課余時間，喜歡鼓搗無線電，能自制短波收音機。

1938年，謝家麟被保送進燕京大學物理系，該學府涌現出許多大師巨匠：袁家騮、黃昆、張文裕等。燕大校訓“因真理、得自由、以服務”，對謝家麟一生產生深遠影響。

北平淪陷后，謝家麟輾轉來到武大借讀。畢業后，在桂林中央無線電器材總廠參加工作。抗戰勝利后，謝家麟回到天津，在企業工作一年多，覺得前途無望。恰逢教育部舉辦留美考試，他覺得是改變命運絕佳機會，遂趕緊復習應考，沒想到考試順利通過。1947年8月，謝家麟遠渡重洋，踏上赴美留學之路。

在加州理工學院，謝家麟就讀該校物理系。這所大學師資力量雄厚，科研成果斐然，單拿物理系來說，就有密里根和安德森兩位諾獎大師執教。常言道，名師出高徒，謝家麟如魚得水，再加上勤奮刻苦，一躍成為系里佼佼者。就在這時，他聽說斯坦福大學的微波物理與技術國際領先，而他亦更傾向于這種實際物理應用。在加州理工完成碩士學位后，謝家麟進入斯坦福大學讀博。

謝家麟（1920～2016）

在斯坦福大學求學期間，謝家麟非常注重培養自己的動手能力。“我的學習與有些人是不同的，除了上課學習基礎知識外，還花很多時間學習有些人不屑學習的實際動手能力，我從實驗室技術人員身上，學會多種焊接技術、真空檢漏技巧、金屬部件的焊前化學處理、陰極材料的激活方法等。”謝家麟說，他這樣做有兩個原因，“一是考慮回國后，脫離了美國實驗室環境，自己不掌握它們恐怕難以開展工作；二是我有愛動手的習慣。”

1949年，新中國成立，百廢待興，急需人才，懷揣一腔報國熱血的謝家麟，想中途輟學，回國效力。金茲頓教授極力挽留：“你的愛國熱情我能理解，但很快就會完成學業得到學位，何必半途而廢昵？因為學位是能力的表現，得到學位，才能證明你具有更好的為國家服務的能力。”謝家麟遂打消回國念頭，堅持完成學業，再回國參加新中國建設。

1951年9月，謝家麟通過博士論文答辯，辦好一切手續，乘坐克利夫蘭總統號郵船，踏上回國之旅。

一想起即將回到祖國懷抱，貢獻所學，謝家麟心潮起伏，激動不已。然而事與愿違，船到檀香山，忽然上來幾位聯邦調查局官員，手拿名單，逐一核對船上乘客。查到謝家麟，被告知：美國法律規定，禁止交戰國學習科技專業的學生離境，違者將受到懲辦。

突如其來的變故，令謝家麟震驚憤怒，據理力爭，但無濟于事。同時他們聲稱要檢查謝的箱子，打開其中一個，里面全是書籍。謝一共帶了8只箱子，另外幾只裝著打算回國建立微波實驗室的器材，如果被查到，后果不堪設想。好在船長向他們抗議，說輪船不能誤點，得趕緊起航。那幾個官員商量后決定，讓船長把謝的箱子從香港返航時，帶回美國再例行檢查。無奈，謝家麟只得重返美國，他趕緊修書一份給海關，稱自己因事不便前往，委托朋友張念智把箱子從海關倉庫提出，終于化險為夷。謝家麟隨后致電美國白宮，提出強烈抗議！

歸國夢碎，在長達4年多的滯留歲月中，謝家麟沒有虛度光陰，而是鍥而不舍，研制成功當時世界首臺醫用加速器，打磨出一位優秀的粒子加速器專家。

醫用加速器設計原理：是用產生的高能量電子束流，打入人體內部剿滅癌細胞。“那時的醫學界，覺得這是治療癌癥的最好辦法，但如何建造這種醫用加速器，卻是一個創新難題。”謝家麟說。

把高能電子束射入人體內部，涉及多種科技領域問題，包括高能物理與臨床醫學的結合。沒有現成的原件、如何保證病人安全、加速器的穩定性如何由實驗室的要求，提高到醫用水平等等，一系列棘手問題都必須逐一解決。

與此同時，芝加哥醫學院也決定進行這項領域研究，他們投入的科研與技術實力非常雄厚。謝家麟作為他們的科研競爭對手，無論資歷還是可供調遣人員和資源上，都毫無優勢可言。“這件事以前沒人做過，無章可循，只能自辟蹊徑。”謝家麟回憶說，“因為是醫用，人命關天，不能出醫療事故，因此，要求格外高，除了功率要穩定，電子束的尺寸要合適，強度要均勻等技術要求，還要測算出安全的輻照劑量在人體內的分布。”

倔強而不服輸的謝家麟，并未被困難嚇倒，而是勇敢應戰，迎難而上。他帶領團隊精心設計和制作零部件，反復修改實驗方案，憑著一腔勤奮堅韌，克服重重艱難險阻，歷時兩年時間終大功告成。在進行臨床應用時，一位名叫荷西的醫生朋友，半開玩笑地問他：“你睡眠好嗎？你知道我們美國的病人，是喜歡告狀的！”謝家麟說：“現在回味起來，我那時年輕氣盛，敢想敢干，也許確實有些莽撞了。”

1955年，謝家麟發軔之作——醫用加速器率先問世，很快應用于醫療領域，效果顯著。他的捷足先登，也讓競爭對手的研制工作半途而廢，淪為“科研爛尾”。

“科研的敵人，是淺嘗輒止，知難而退。”謝家麟說，“看到工作中的難題，通過自己不懈努力得到解決，我也甚感欣慰。這件棘手工作，使我得以從頭至尾，親自解決電子直線加速器的研制和應用的全部過程中出現的難題，積累了實戰經驗，也建立了不懂可以學懂的自學信心，從而奠定了我一生科研事業基礎。回國之后，我之所以能在加速器領域為祖國做點事，應該說是那時打下的基礎。”

這臺填補“歷史空白”的科研成果，成為芝加哥重大新聞，轟動了美國高能物理界，一時間謝家麟聲譽鵲起，名揚美國。雖然在美國取得了令人矚目的科研成就，但他報效祖國的赤子之心從未改變。

就在這時，謝家麟收到美國移民局信函，讓他在做美國永久居民還是限期離境兩者選一。歸心似箭的謝家麟，閱信后，真有些“漫卷詩書喜欲狂”，毫不猶豫放棄美國優裕舒適生活，選擇回國效力。“我覺得留在美國是錦上添花，而回國效力則是雪中送炭。”謝家麟說，“我希望能為生我養我的祖國，作出些貢獻，這是我們那一代留學生普遍心聲。”

歷盡艱辛，終成大業

“黃河橫渡混相似，故國山河入夢游。”謝家麟吟詩一首，抒發歸國情懷。回國后，他立即投身到新中國的建設和科研之中。

建國之初，國家一窮二白，科研人才匱乏，科研條件簡陋。謝家麟所從事的加速器科研項目，連最基礎的技術、設備和材料都不具備，再加上西方的技術封鎖和元器件禁運，使得加速器研究步履維艱。面對如此窘迫科研環境，謝家麟不等不靠，迎難而上，“沒有條件創造條件，也要把加速器搞成功不可，以此證明中國人的科研能力，并不比外國人差。”

“要想吃饅頭，就得先種麥子。”自己動手，自力更生。“我這個人很喜歡自己動手，我的很多成果，之所以能因陋就簡研制成功，與我的動手能力是分不開的。”謝家麟掌握多種焊接技術，會熟練使用車床，每當實驗設備器材出現故障，他總是自己動手解決排除。“在實驗領域搞研究，要自己能夠動手，才能掌握第一手情況，知道關鍵問題癥結所在。”謝家麟對此深有感觸。

有一次，謝家麟跑遍南京無線電廠等國內企業，也未找到加速器必備的微波源，便自己動手研制速調管的工作。他在科研中做過許多這樣的元器件，如高檔無氧銅波導管、加速腔、電解槽等，成為“手腦并用”全才型的科技強人。“如果自己懶得動手，就像開車時，一人觀看路面情況，再告訴握方向盤的人如何行進，這樣很難全力以赴的。”因此，他告誡年輕科技者，要學會自己動手：“懂得了并不等于做出來了，其關鍵就在于掌握和解決技術的細節。只有‘手腦并用’，才能解決實際問題，推動科研事業開展。”

謝家麟一切從零起步，從打基礎開始，他要在“科研白紙上，畫出最新最美的圖畫”。給新分來的大學生補“核物理”“電子學”“微波技術”“電子直線加速器理論”等課程。還到清華大學講課，到各地做學術報告，通過科研項目，培養了大批相關人才。為后來我國高能粒子加速器領先世界，儲備了高端人才，增強了科研實力和后勁。

從此，謝家麟焚膏繼晷、辛勤開拓，在基礎薄弱的加速器領域拓荒，自力更生、奮戰八年，終于研制出我國功率最大的速調管和我國首臺可向高能發展的30MeV電子直線加速器。該加速器問世后，極大推動了我國電子直線加速器的建造和使用，廣泛應用于輻射消毒、腫瘤治療、集裝箱檢測、環境保護等方面，在國民經濟建設中大顯身手。

接著，謝家麟趁勢而上，又研制成功我國第一臺電子回旋加速器，填補了國內空白，并榮獲全國科學大會獎。該加速器問世后，很快投入國防需要，為“兩彈”研制成功作出重要貢獻，因此有人稱謝家麟是位有戰略眼光的科學家。

“研制加速器不是終極目的，而是要在高能粒子加速器上，開展高能物理實驗研究，這是中國幾代物理學家夢寐以求的理想。”謝家麟說。如此“終極目的”，很快在北京正負電子對撞機研究上得以實現。

“那時是在建質子加速器，還是正負電子對撞機上，學術界分歧很大，懷疑之聲不絕于耳：對撞機技術難度大、風險高，中國能做得出來嗎？其時國力還不富強，花這么多錢值得嗎？”謝家麟回憶說，“為此，我從技術、管理、經費等各個方面，都進行了嚴密審計，認為這個項目是可行的。”

1984年10月，北京正負電子對撞機動工興建，作為國內首屈一指的加速器專家，謝家麟擔任總設計師兼工程經理。當時，高能加速器是尖端技術，對撞機技術又是高能加速器中的尖端，國際上認為中國這一步跳得太大，不可能研制成功。他們還打了個形象比喻：說我們好比站在火車站臺上，想要跳上一列飛馳而來的特別快車，如果跳上去就飛馳向前，掉下來，就會粉身碎骨。“若按當時情況講，中國這項尖端技術與國際高能物理研究至少落后30年，而電子對撞機實際上是直接來實現最先進的技術，如果按部就班的話，我們永遠都不會有出頭之路。”

正是在這個關鍵性的選擇中，謝家麟大膽超前，又小心驗證。他多次組織國內外專家，展開專題論證和調研，反復對比權衡兩種路線的優缺點，以深入而細致的分析，說服持不同意見者，最終確定了正負電子對撞機最佳方案。

在研制正負電子對撞機過程中，謝家麟不僅要把握大方向，還要對細節精益求精。這位加速器物理學家，在解決技術問題同時，還是項目經理。他引入國外對大型科研工程使用的“關鍵路線方法”，組織專人到各相關研究室了解情況、估計進度。這一先進的管理方法，為我國此后大科學工程的實施，積累了豐富經驗。為了保證加速器按期按質完成，謝家麟又選擇超高真空、磁鐵、自動控制等8項關鍵技術開展預研，并提出一定要采取先進的又是經過驗證的技術。

巨大壓力、繁重任務，令謝家麟積勞成疾，夜不成眠，為了堅持工作，每晚只能靠安眠藥助睡。“有時一晚要吃三次安眠藥，第二天去上班，發現自己走路不能掌握方向。后來去就診，醫生說是吃安眠藥過量造成的。”謝家麟追憶往事時說，“即使這樣，我一天病假也沒請，對撞機工程千頭萬緒，我哪有閑心養病呢。”

1988年10月，北京正負電子對撞機成功實現第一次對撞。謝家麟帶領科研團隊，歷經四載探索，終于跳上了“飛馳而來的特快列車”，創造出國際同類科研工程中建設速度快、投資省、質量好、水平高的科技神話。此后，中國高能物理研究所，躋身世界八大高能加速器中心。“十年磨一劍，辛苦不尋常。雖非干莫比，足以抑猖狂。”謝家麟欣然賦詩一首，抒發成就大業的滿腔豪情。

冒著被“摔得粉身碎骨”風險的謝家麟，“現在回想起來，那時候很是有些大膽。”他說，“什么叫科研工作？就是解決實際困難。路都擺在那兒了，你順著走，還叫什么科研工作？科研的根本精神就是創新，就是沒有路可走，自己想出條路來走。”

在形似羽毛球拍的北京正負電子對撞機內，正負電子束流不斷“沖浪”，最終加速到接近光速，并在相互碰撞中揭示微觀世界的科學奧秘，如同一枚粒子物理領域的探針，不斷挑起物質微觀世界的神秘面紗。一般普通人很難完全弄懂這個高精尖項目，但這卻是我國繼原子彈氫彈爆炸成功、人造衛星上天后，高科技領域又一重大突破性成就，為我國高能物理實驗和同步輻射應用研究，開辟了廣闊前景。

1990年12月7日，國家科技獎勵大會上，北京正負電子對撞機榮膺“國家科技進步特等獎”，謝家麟作為這項科學工程的領導者和總設計師，位列獲獎人員之首。

翻開新中國科技史，“北京正負電子對撞機”彪炳史冊。不僅讓我國高能物理研究領域一舉躋身世界前列，還提升了我國精尖制造業水平。每年有近百個科研單位的400多個課題，利用北京正負電子對撞機產生的同步輻射光源，開展高水平的科研工作，涉及凝聚態物理、材料科學、生命科學、環境科學、地球科學等眾多領域，產生了一大批高水平的研究成果，這一切謝家麟功勛卓著，不可磨滅。

碩果累累，成就斐然

“謝先生一生有兩個主題，一個是競爭，一個是超前。”熟悉謝家麟的冼鼎昌院士說，“他所做的工作，總是在與國際同行的競爭中進行，也總具有前瞻性。”“石室寶藏觀止矣，躍登天馬莫淹留。”謝家麟的這兩句詩，表達了他不愿滿足現狀，銳意創新的想法。

擅于把握國際加速器發展動向的謝家麟，不斷拓展新領域。“創新是人的本性。”謝家麟認為，“我們要建設科技強國，必須強調培養高素質的創新科技人才，能夠產生新思想，并能克服困難，把思想變為現實，這樣才能攀登世界頂峰。”

縱觀謝家麟的科研生涯，他的科研創新與“填補空白”，似乎有著不解之緣。他常引用“要發現新東西，必先做出新東西”的科學諺語，鼓勵學生們自己動手，邊干邊學。“做研究工作的最大動力是強烈的興趣，書本知識加上實際經驗，便是創新基礎。”

上世紀90年代，針對國內工業基礎現狀，謝家麟領導建成第一臺自由電子激光裝置，研制總投資只有國外同類裝置的十分之一，多項技術指標達到國際領先水平，使中國成為繼美國和西歐之后，實現紅外自由電子激光飽和和震蕩的國家。這一重大突破，令國外科技界矚目，被列入當年全國十大科技新聞。

進入新世紀，步入桑榆晚景的謝家麟，仍奮戰在科研一線。從事加速器研制幾十年，他深感其局限性：結構復雜、操控、維修不易，而且造價昂貴。為此，他晚年最大心愿，就是簡化它的復雜結構和使用要求，實現“大裝置小型化”，從而降低造價。他突破了加速器設計原理，將電子直線加速器一直沿用的三大系統，精簡為兩個系統，簡化加速器內部結構，降低制造成本。經過四年努力，研制成功世界第一臺簡易結構加速器樣機，驗證了設計理論的可行性，并申請了國際專利。

2008年，謝家麟出版自傳《沒有終點的旅程》。開篇自序中，他這樣寫道：“在人生旅途到站之前，覺得有責任把自己的足跡記錄下來，這些可以作為他們（年輕人）人生道路的參考，或許可以增添他們前進的信心和勇氣。”

謝家麟寄語青年科學家：要淡泊名利，耐得住寂寞與平凡，厚積薄發，潛心科研。他常說，青年人應該立志建大功、立大業，但也要能夠耐得住“平凡”。“一個人沒有成為偉大人物，是可以原諒的，因為他需要特殊的能力與機遇；但若沒當好一塊‘平凡’的磚瓦，卻是不可原諒的，因為作為一個有道德的、勤奮敬業的優秀公民，是誰都應該而且可以做到的。”為此，耄耋之年的謝家麟，生命不息，科研不止，雖遠離重大科研項目，但他仍帶著一名博士生，研制創新課題，繼續著“沒有終點的科學旅程”。

為祖國“雪中送炭”的激情，成就了謝家麟的不凡人生。殊不知，除了抽象的物理學和為之奉獻一生的加速器外，他愛好廣泛，“我現在每天還在讀小說、聽音樂、吟誦詩詞，看好的電視劇，臨睡前，讀幾頁英文小說……”

2012年2月14日，92歲高齡的謝家麟與建筑學家吳良鏞，同獲2011年度國家最高科學技術大獎。“我是很一般的人，既不十分聰明，也不十分能干。我能獲獎，說明一個人不管資質如何，只要不斷努力，就能取得成績。這個獎雖然是頒給個人的，但我認為這是對我們整個加速器團隊的肯定，是對幾代人工作的褒獎。”謝家麟發表了意味深長的獲獎感言。