谢家麟：没有终点的科学旅程

文/阿澄

谢家麟：没有终点的科学旅程

文/阿澄

翻开中国现代科技史，中科院院士、享誉世界的加速器物理及技术专家谢家麟，与以下科技成就连在一起：世界第一台能量最高的医用加速器、中国首台可向高能发展的电子直线加速器、北京正负电子对撞机、北京自由电子激光、国际合作“前馈控制”、新型辐照应用加速器……其中三项为世界首创，三项填补国内空白……2012年2月14日，谢家麟院士获2011年度国家最高科学技术奖。

突破封锁，报效祖国

1920年，谢家麟出生于冰城哈尔滨，祖籍天津。身为律师的父亲，与李大钊同窗三载，曾诗词唱和。

谢家麟的童年，是在动荡中度过的，辗转黑龙江、天津、湖北等地，后来进入北京汇文中学，尤对物理感兴趣，动手能力强，课余时间，喜欢鼓捣无线电，能自制短波收音机。

1938年，谢家麟被保送进燕京大学物理系，该学府涌现出许多大师巨匠：袁家骝、黄昆、张文裕等。燕大校训“因真理、得自由、以服务”，对谢家麟一生产生深远影响。

北平沦陷后，谢家麟辗转来到武大借读。毕业后，在桂林中央无线电器材总厂参加工作。抗战胜利后，谢家麟回到天津，在企业工作一年多，觉得前途无望。恰逢教育部举办留美考试，他觉得是改变命运绝佳机会，遂赶紧复习应考，没想到考试顺利通过。1947年8月，谢家麟远渡重洋，踏上赴美留学之路。

在加州理工学院，谢家麟就读该校物理系。这所大学师资力量雄厚，科研成果斐然，单拿物理系来说，就有密里根和安德森两位诺奖大师执教。常言道，名师出高徒，谢家麟如鱼得水，再加上勤奋刻苦，一跃成为系里佼佼者。就在这时，他听说斯坦福大学的微波物理与技术国际领先，而他亦更倾向于这种实际物理应用。在加州理工完成硕士学位后，谢家麟进入斯坦福大学读博。

谢家麟（1920～2016）

在斯坦福大学求学期间，谢家麟非常注重培养自己的动手能力。“我的学习与有些人是不同的，除了上课学习基础知识外，还花很多时间学习有些人不屑学习的实际动手能力，我从实验室技术人员身上，学会多种焊接技术、真空检漏技巧、金属部件的焊前化学处理、阴极材料的激活方法等。”谢家麟说，他这样做有两个原因，“一是考虑回国后，脱离了美国实验室环境，自己不掌握它们恐怕难以开展工作；二是我有爱动手的习惯。”

1949年，新中国成立，百废待兴，急需人才，怀揣一腔报国热血的谢家麟，想中途辍学，回国效力。金兹顿教授极力挽留：“你的爱国热情我能理解，但很快就会完成学业得到学位，何必半途而废昵？因为学位是能力的表现，得到学位，才能证明你具有更好的为国家服务的能力。”谢家麟遂打消回国念头，坚持完成学业，再回国参加新中国建设。

1951年9月，谢家麟通过博士论文答辩，办好一切手续，乘坐克利夫兰总统号邮船，踏上回国之旅。

一想起即将回到祖国怀抱，贡献所学，谢家麟心潮起伏，激动不已。然而事与愿违，船到檀香山，忽然上来几位联邦调查局官员，手拿名单，逐一核对船上乘客。查到谢家麟，被告知：美国法律规定，禁止交战国学习科技专业的学生离境，违者将受到惩办。

突如其来的变故，令谢家麟震惊愤怒，据理力争，但无济于事。同时他们声称要检查谢的箱子，打开其中一个，里面全是书籍。谢一共带了8只箱子，另外几只装着打算回国建立微波实验室的器材，如果被查到，后果不堪设想。好在船长向他们抗议，说轮船不能误点，得赶紧起航。那几个官员商量后决定，让船长把谢的箱子从香港返航时，带回美国再例行检查。无奈，谢家麟只得重返美国，他赶紧修书一份给海关，称自己因事不便前往，委托朋友张念智把箱子从海关仓库提出，终于化险为夷。谢家麟随后致电美国白宫，提出强烈抗议！

归国梦碎，在长达4年多的滞留岁月中，谢家麟没有虚度光阴，而是锲而不舍，研制成功当时世界首台医用加速器，打磨出一位优秀的粒子加速器专家。

医用加速器设计原理：是用产生的高能量电子束流，打入人体内部剿灭癌细胞。“那时的医学界，觉得这是治疗癌症的最好办法，但如何建造这种医用加速器，却是一个创新难题。”谢家麟说。

把高能电子束射入人体内部，涉及多种科技领域问题，包括高能物理与临床医学的结合。没有现成的原件、如何保证病人安全、加速器的稳定性如何由实验室的要求，提高到医用水平等等，一系列棘手问题都必须逐一解决。

与此同时，芝加哥医学院也决定进行这项领域研究，他们投入的科研与技术实力非常雄厚。谢家麟作为他们的科研竞争对手，无论资历还是可供调遣人员和资源上，都毫无优势可言。“这件事以前没人做过，无章可循，只能自辟蹊径。”谢家麟回忆说，“因为是医用，人命关天，不能出医疗事故，因此，要求格外高，除了功率要稳定，电子束的尺寸要合适，强度要均匀等技术要求，还要测算出安全的辐照剂量在人体内的分布。”

倔强而不服输的谢家麟，并未被困难吓倒，而是勇敢应战，迎难而上。他带领团队精心设计和制作零部件，反复修改实验方案，凭着一腔勤奋坚韧，克服重重艰难险阻，历时两年时间终大功告成。在进行临床应用时，一位名叫荷西的医生朋友，半开玩笑地问他：“你睡眠好吗？你知道我们美国的病人，是喜欢告状的！”谢家麟说：“现在回味起来，我那时年轻气盛，敢想敢干，也许确实有些莽撞了。”

1955年，谢家麟发轫之作——医用加速器率先问世，很快应用于医疗领域，效果显著。他的捷足先登，也让竞争对手的研制工作半途而废，沦为“科研烂尾”。

“科研的敌人，是浅尝辄止，知难而退。”谢家麟说，“看到工作中的难题，通过自己不懈努力得到解决，我也甚感欣慰。这件棘手工作，使我得以从头至尾，亲自解决电子直线加速器的研制和应用的全部过程中出现的难题，积累了实战经验，也建立了不懂可以学懂的自学信心，从而奠定了我一生科研事业基础。回国之后，我之所以能在加速器领域为祖国做点事，应该说是那时打下的基础。”

这台填补“历史空白”的科研成果，成为芝加哥重大新闻，轰动了美国高能物理界，一时间谢家麟声誉鹊起，名扬美国。虽然在美国取得了令人瞩目的科研成就，但他报效祖国的赤子之心从未改变。

就在这时，谢家麟收到美国移民局信函，让他在做美国永久居民还是限期离境两者选一。归心似箭的谢家麟，阅信后，真有些“漫卷诗书喜欲狂”，毫不犹豫放弃美国优裕舒适生活，选择回国效力。“我觉得留在美国是锦上添花，而回国效力则是雪中送炭。”谢家麟说，“我希望能为生我养我的祖国，作出些贡献，这是我们那一代留学生普遍心声。”

历尽艰辛，终成大业

“黄河横渡混相似，故国山河入梦游。”谢家麟吟诗一首，抒发归国情怀。回国后，他立即投身到新中国的建设和科研之中。

建国之初，国家一穷二白，科研人才匮乏，科研条件简陋。谢家麟所从事的加速器科研项目，连最基础的技术、设备和材料都不具备，再加上西方的技术封锁和元器件禁运，使得加速器研究步履维艰。面对如此窘迫科研环境，谢家麟不等不靠，迎难而上，“没有条件创造条件，也要把加速器搞成功不可，以此证明中国人的科研能力，并不比外国人差。”

“要想吃馒头，就得先种麦子。”自己动手，自力更生。“我这个人很喜欢自己动手，我的很多成果，之所以能因陋就简研制成功，与我的动手能力是分不开的。”谢家麟掌握多种焊接技术，会熟练使用车床，每当实验设备器材出现故障，他总是自己动手解决排除。“在实验领域搞研究，要自己能够动手，才能掌握第一手情况，知道关键问题症结所在。”谢家麟对此深有感触。

有一次，谢家麟跑遍南京无线电厂等国内企业，也未找到加速器必备的微波源，便自己动手研制速调管的工作。他在科研中做过许多这样的元器件，如高档无氧铜波导管、加速腔、电解槽等，成为“手脑并用”全才型的科技强人。“如果自己懒得动手，就像开车时，一人观看路面情况，再告诉握方向盘的人如何行进，这样很难全力以赴的。”因此，他告诫年轻科技者，要学会自己动手：“懂得了并不等于做出来了，其关键就在于掌握和解决技术的细节。只有‘手脑并用’，才能解决实际问题，推动科研事业开展。”

谢家麟一切从零起步，从打基础开始，他要在“科研白纸上，画出最新最美的图画”。给新分来的大学生补“核物理”“电子学”“微波技术”“电子直线加速器理论”等课程。还到清华大学讲课，到各地做学术报告，通过科研项目，培养了大批相关人才。为后来我国高能粒子加速器领先世界，储备了高端人才，增强了科研实力和后劲。

从此，谢家麟焚膏继晷、辛勤开拓，在基础薄弱的加速器领域拓荒，自力更生、奋战八年，终于研制出我国功率最大的速调管和我国首台可向高能发展的30MeV电子直线加速器。该加速器问世后，极大推动了我国电子直线加速器的建造和使用，广泛应用于辐射消毒、肿瘤治疗、集装箱检测、环境保护等方面，在国民经济建设中大显身手。

接着，谢家麟趁势而上，又研制成功我国第一台电子回旋加速器，填补了国内空白，并荣获全国科学大会奖。该加速器问世后，很快投入国防需要，为“两弹”研制成功作出重要贡献，因此有人称谢家麟是位有战略眼光的科学家。

“研制加速器不是终极目的，而是要在高能粒子加速器上，开展高能物理实验研究，这是中国几代物理学家梦寐以求的理想。”谢家麟说。如此“终极目的”，很快在北京正负电子对撞机研究上得以实现。

“那时是在建质子加速器，还是正负电子对撞机上，学术界分歧很大，怀疑之声不绝于耳：对撞机技术难度大、风险高，中国能做得出来吗？其时国力还不富强，花这么多钱值得吗？”谢家麟回忆说，“为此，我从技术、管理、经费等各个方面，都进行了严密审计，认为这个项目是可行的。”

1984年10月，北京正负电子对撞机动工兴建，作为国内首屈一指的加速器专家，谢家麟担任总设计师兼工程经理。当时，高能加速器是尖端技术，对撞机技术又是高能加速器中的尖端，国际上认为中国这一步跳得太大，不可能研制成功。他们还打了个形象比喻：说我们好比站在火车站台上，想要跳上一列飞驰而来的特别快车，如果跳上去就飞驰向前，掉下来，就会粉身碎骨。“若按当时情况讲，中国这项尖端技术与国际高能物理研究至少落后30年，而电子对撞机实际上是直接来实现最先进的技术，如果按部就班的话，我们永远都不会有出头之路。”

正是在这个关键性的选择中，谢家麟大胆超前，又小心验证。他多次组织国内外专家，展开专题论证和调研，反复对比权衡两种路线的优缺点，以深入而细致的分析，说服持不同意见者，最终确定了正负电子对撞机最佳方案。

在研制正负电子对撞机过程中，谢家麟不仅要把握大方向，还要对细节精益求精。这位加速器物理学家，在解决技术问题同时，还是项目经理。他引入国外对大型科研工程使用的“关键路线方法”，组织专人到各相关研究室了解情况、估计进度。这一先进的管理方法，为我国此后大科学工程的实施，积累了丰富经验。为了保证加速器按期按质完成，谢家麟又选择超高真空、磁铁、自动控制等8项关键技术开展预研，并提出一定要采取先进的又是经过验证的技术。

巨大压力、繁重任务，令谢家麟积劳成疾，夜不成眠，为了坚持工作，每晚只能靠安眠药助睡。“有时一晚要吃三次安眠药，第二天去上班，发现自己走路不能掌握方向。后来去就诊，医生说是吃安眠药过量造成的。”谢家麟追忆往事时说，“即使这样，我一天病假也没请，对撞机工程千头万绪，我哪有闲心养病呢。”

1988年10月，北京正负电子对撞机成功实现第一次对撞。谢家麟带领科研团队，历经四载探索，终于跳上了“飞驰而来的特快列车”，创造出国际同类科研工程中建设速度快、投资省、质量好、水平高的科技神话。此后，中国高能物理研究所，跻身世界八大高能加速器中心。“十年磨一剑，辛苦不寻常。虽非干莫比，足以抑猖狂。”谢家麟欣然赋诗一首，抒发成就大业的满腔豪情。

冒着被“摔得粉身碎骨”风险的谢家麟，“现在回想起来，那时候很是有些大胆。”他说，“什么叫科研工作？就是解决实际困难。路都摆在那儿了，你顺着走，还叫什么科研工作？科研的根本精神就是创新，就是没有路可走，自己想出条路来走。”

在形似羽毛球拍的北京正负电子对撞机内，正负电子束流不断“冲浪”，最终加速到接近光速，并在相互碰撞中揭示微观世界的科学奥秘，如同一枚粒子物理领域的探针，不断挑起物质微观世界的神秘面纱。一般普通人很难完全弄懂这个高精尖项目，但这却是我国继原子弹氢弹爆炸成功、人造卫星上天后，高科技领域又一重大突破性成就，为我国高能物理实验和同步辐射应用研究，开辟了广阔前景。

1990年12月7日，国家科技奖励大会上，北京正负电子对撞机荣膺“国家科技进步特等奖”，谢家麟作为这项科学工程的领导者和总设计师，位列获奖人员之首。

翻开新中国科技史，“北京正负电子对撞机”彪炳史册。不仅让我国高能物理研究领域一举跻身世界前列，还提升了我国精尖制造业水平。每年有近百个科研单位的400多个课题，利用北京正负电子对撞机产生的同步辐射光源，开展高水平的科研工作，涉及凝聚态物理、材料科学、生命科学、环境科学、地球科学等众多领域，产生了一大批高水平的研究成果，这一切谢家麟功勋卓著，不可磨灭。

硕果累累，成就斐然

“谢先生一生有两个主题，一个是竞争，一个是超前。”熟悉谢家麟的冼鼎昌院士说，“他所做的工作，总是在与国际同行的竞争中进行，也总具有前瞻性。”“石室宝藏观止矣，跃登天马莫淹留。”谢家麟的这两句诗，表达了他不愿满足现状，锐意创新的想法。

擅于把握国际加速器发展动向的谢家麟，不断拓展新领域。“创新是人的本性。”谢家麟认为，“我们要建设科技强国，必须强调培养高素质的创新科技人才，能够产生新思想，并能克服困难，把思想变为现实，这样才能攀登世界顶峰。”

纵观谢家麟的科研生涯，他的科研创新与“填补空白”，似乎有着不解之缘。他常引用“要发现新东西，必先做出新东西”的科学谚语，鼓励学生们自己动手，边干边学。“做研究工作的最大动力是强烈的兴趣，书本知识加上实际经验，便是创新基础。”

上世纪90年代，针对国内工业基础现状，谢家麟领导建成第一台自由电子激光装置，研制总投资只有国外同类装置的十分之一，多项技术指标达到国际领先水平，使中国成为继美国和西欧之后，实现红外自由电子激光饱和和震荡的国家。这一重大突破，令国外科技界瞩目，被列入当年全国十大科技新闻。

进入新世纪，步入桑榆晚景的谢家麟，仍奋战在科研一线。从事加速器研制几十年，他深感其局限性：结构复杂、操控、维修不易，而且造价昂贵。为此，他晚年最大心愿，就是简化它的复杂结构和使用要求，实现“大装置小型化”，从而降低造价。他突破了加速器设计原理，将电子直线加速器一直沿用的三大系统，精简为两个系统，简化加速器内部结构，降低制造成本。经过四年努力，研制成功世界第一台简易结构加速器样机，验证了设计理论的可行性，并申请了国际专利。

2008年，谢家麟出版自传《没有终点的旅程》。开篇自序中，他这样写道：“在人生旅途到站之前，觉得有责任把自己的足迹记录下来，这些可以作为他们（年轻人）人生道路的参考，或许可以增添他们前进的信心和勇气。”

谢家麟寄语青年科学家：要淡泊名利，耐得住寂寞与平凡，厚积薄发，潜心科研。他常说，青年人应该立志建大功、立大业，但也要能够耐得住“平凡”。“一个人没有成为伟大人物，是可以原谅的，因为他需要特殊的能力与机遇；但若没当好一块‘平凡’的砖瓦，却是不可原谅的，因为作为一个有道德的、勤奋敬业的优秀公民，是谁都应该而且可以做到的。”为此，耄耋之年的谢家麟，生命不息，科研不止，虽远离重大科研项目，但他仍带着一名博士生，研制创新课题，继续着“没有终点的科学旅程”。

为祖国“雪中送炭”的激情，成就了谢家麟的不凡人生。殊不知，除了抽象的物理学和为之奉献一生的加速器外，他爱好广泛，“我现在每天还在读小说、听音乐、吟诵诗词，看好的电视剧，临睡前，读几页英文小说……”

2012年2月14日，92岁高龄的谢家麟与建筑学家吴良镛，同获2011年度国家最高科学技术大奖。“我是很一般的人，既不十分聪明，也不十分能干。我能获奖，说明一个人不管资质如何，只要不断努力，就能取得成绩。这个奖虽然是颁给个人的，但我认为这是对我们整个加速器团队的肯定，是对几代人工作的褒奖。”谢家麟发表了意味深长的获奖感言。