靜水流深處,篤行學問間——記我國高能實驗物理學家葉銘漢院士

發(fā)表日期:2015-04-01

或許有一天走在中關(guān)村的大街上,你會碰到這樣一位背著雙肩包的白發(fā)老人,或許你并不知道他在中國科學發(fā)展中的功績,也不知道老人鬢發(fā)白霜里近一個世紀的歲月沉淀,他是為我國核物理實驗研究和高能物理實驗研究在國際上占有一席之地作出了重要貢獻的高能實驗物理學家、粒子探測技術(shù)專家,中國工程院院士葉銘漢。?

葉先生長我半個世紀,伴隨中國高能物理的發(fā)展,先生已走過90個春秋。盡管我在高能物理所的院子里也會時不時的碰見先生,但是直到今天與先生面對面交談時,我像是發(fā)現(xiàn)了埋藏近一個世紀的寶藏。先生談吐之間始終保持著一種儒雅與平和,在他看來“真理的聲音高于一切”,了解先生的人都熟悉他那種散淡與不爭的處世方式,當然也能感受到那份儒雅背后的智慧,散淡之間的力量。伴隨著先生的講述,我仿佛穿越了時空,成了那個世紀之初躊躇滿志、立志報國的熱血青年。?

行健不息:莘莘學子來遠方

1949年9月的一個早晨,清華大學科學館前擠滿了學生,大家都在急切的等待一個年輕學者的出現(xiàn),科學館的大教室座無虛席,好多人只能站在兩邊,演講人是剛從法國歸來的錢三強。“中國必須發(fā)展自己的核物理”,受當時國際環(huán)境的影響,原子核物理成為熱門的學科,錢三強直人快語的演講給清華園帶來了一股清新空氣,同時一種積累了許久的“原子核熱”,被錢三強的演講引爆了。在眾多學生聽眾中,有一位面帶微笑、目光有神的年輕人,他就是后來的著名物理學家葉銘漢。?

懷著“科技報國”的熱情,葉銘漢最終決定繼續(xù)留在清華物理系,錢三強成了他的碩士生導師。事實上,這位來自遠方的學子到清華求學的道路并不順暢。?

1925年,葉銘漢出生于上海一個知識分子家庭。小學初中時,葉銘漢的成績常處于中下水平,“我舅舅在過年時候總會祝我順利升級,那時候我的學習很一般,能升級就是好事” 。?

1942年,葉銘漢離開了處于抗戰(zhàn)前沿的上海,幾經(jīng)輾轉(zhuǎn),歷時4個月到了重慶。兩年后,他考取西南聯(lián)大土木系學習水利。盡管校外烽煙連月,但“科學救亡”的豪情在西南聯(lián)大師生胸中激蕩,“千秋恥,終當雪;中興業(yè),須人杰”,炮火伴讀的經(jīng)歷更加激發(fā)了青年葉銘漢的求學志向。抗戰(zhàn)時期的西南聯(lián)大集中了國內(nèi)大批知名學者,保存了中華民族教育的精華。當時,他的叔父,被譽為“中國物理學教父”的葉企孫先生正在西南聯(lián)大任教。葉銘漢自幼將叔父視為人生楷模,他在學業(yè)和人生方面做出的選擇,叔父總是默默地支持,卻并不干預(yù)。?

進入大學不久,正趕上國民政府當局“一寸河山一寸血,十萬青年十萬軍”的從軍動員,經(jīng)過反復(fù)考慮,葉銘漢覺得“先打兩年鬼子,然后再回來讀書也不遲”,1945年1月,葉銘漢隨聯(lián)大的三百多名學生被編入青年遠征軍赴印度藍伽抗日。當時,戰(zhàn)爭已近尾聲,葉銘漢發(fā)現(xiàn)抗日并非當初想象的那樣要去陷陣殺敵,只是接受駕駛訓練等無關(guān)緊要的操練而已,于是在抗戰(zhàn)勝利后不久他便返?;氐铰?lián)大。?

“春風化雨樂未央,行健不息須自強”,從上海到重慶,從西南聯(lián)大上學到印度藍伽抗日,后又返校復(fù)課,正是在那個時局動蕩的環(huán)境下,葉銘漢下定決心“好好念書,做個學者,不過問政治”。經(jīng)歷國難當頭與從軍救亡坎坷的葉銘漢從西南聯(lián)大來到清華園,進入堪稱為中國物理學家搖籃的清華理學院。可想而知,錢三強先生在清華的演講對在中國發(fā)展核物理有多大的影響,在當時國內(nèi)發(fā)展核物理的熱潮的推動下,以及老師的感召下,葉銘漢選擇了核物理專業(yè),并以此為起點投身中國加速器技術(shù)研究,最終為高能物理實驗的科學發(fā)展作出巨大貢獻。?

從零起步:發(fā)展中國加速器技術(shù)

1950年7月,位于北京東皇城根甲51號的兩座灰磚樓看上去很破舊,剛剛組建的中科院近代物理所就設(shè)立在這里,就在這兩座破舊的樓里,聚集著趙忠堯、王淦昌、何澤慧、彭桓武、鄧稼先等后來震動了東方大地的人。根據(jù)老師錢三強的建議,尚未完成碩士學業(yè)的葉銘漢在這個時候來到了這些大師中間。?

錢三強曾對葉銘漢說,“中國要發(fā)展核物理就需要有加速器,需要有探測器,更需要有一流的科學團隊?!北M管當時國內(nèi)的科學團隊堪稱一流,但卻面臨著“要想吃面包,先需種麥子”的困局,在基本的設(shè)備基礎(chǔ)缺乏和關(guān)鍵部件遭受國際禁運的雙重挑戰(zhàn)下,中國的加速器技術(shù)從零起步了。?

剛到近代物理所的葉銘漢加入了由趙忠堯主持的靜電加速器組,在科研條件簡陋,經(jīng)費也很有限的條件下,他開始了靜電加速器的研制,一干就是20余年。?

一開始,葉銘漢負責0.7兆電子伏特質(zhì)子靜電加速器的離子源和加速器的后期總裝。當時國內(nèi)器材奇缺,加工條件也很有限,僅依靠趙忠堯從美國帶回來的加速器部件,最終在1955年建成了我國第一臺帶電粒子加速器,并開始穩(wěn)定運行。令葉銘漢欣慰的是,隨后,何澤慧和陸祖蔭等人通過加速器測量了? 的α粒子角分布,進行了我國第一個加速器核反應(yīng)實驗。?

第一臺靜電加速器的建成給了葉銘漢極大的鼓舞。之后他參加了由趙忠堯領(lǐng)導的2.5 兆電子伏特質(zhì)子靜電加速器的研制工作,歷經(jīng)三年,于1957年底初步建成出了質(zhì)子束。1958年葉銘漢擔任靜電加速器組副組長,負責加速器的改進和運行,改進后的靜電加速器穩(wěn)定性大大提高,各項指標均達到了當時國際上同類型加速器的水平。與此同時,葉銘漢也在摸索探測器技術(shù),鉆研實驗研究,1962年,通過自行研制的加速器,葉銘漢選用了合適厚度的靶發(fā)現(xiàn)了24Mg 的一條新能級,這一發(fā)現(xiàn)表明,我國當時的加速器技術(shù)和探測器的水平都達到了一定水平,這讓葉銘漢對未來充滿了希望。?

“當時國家雖然困難,但對近物所的支持力度很大,對核物理的支持力度很大?!?,然而就在這個時候,肅反、反右、大躍進、長達十年之久“文革”相繼開始,國內(nèi)“運動”頻發(fā),科學家受各種運動牽連影響,科學研究發(fā)展緩慢。當初那個本不希望過問政治的葉銘漢,那時卻要反復(fù)被“政治”過問,尤其是青年遠征軍的經(jīng)歷成了一個不斷被過問的歷史。“盡管環(huán)境是那樣,但大家整體的學習氣氛是很不錯的,白天參加運動,晚上吃過飯就到所里看書、研究?!币咽遣换笾甑娜~銘漢從來沒有忘記過自己當初的追求。?

立足“高能”:主持正負電子對撞機建設(shè)

1978年3月18日,來自全國的五千多名科學代表齊聚北京,全國科技大會在人民大會堂召開,標志著“文革”結(jié)束后被長期滯緩的科技事業(yè)開始復(fù)蘇,早在1956年就提出建造高能加速器的國家規(guī)劃被重新提上日程,這讓葉銘漢感到“科學的春天”到來了。?

核物理是新中國基礎(chǔ)科學研究的重點之一,高能物理是核物理向更高能方向的發(fā)展。從1956年參加蘇聯(lián)的聯(lián)合核子研究所開始,中國就開始發(fā)展高能物理。?

“高能物理被錢三強先生稱之為現(xiàn)代科學發(fā)展的‘前哨陣地’,只要有所突破,就會對工業(yè)技術(shù)、經(jīng)濟發(fā)展和社會進步起重大作用?!币呀?jīng)在高能物理所工作的葉銘漢很清楚,發(fā)展高能物理首先需要建造我們自己的大型加速器、探測器。?

中國高能加速器的建設(shè)從1956年首次提出到1983年最終批準,整個探索論證歷時近三十年,經(jīng)歷了“七下八上”的曲折過程,即八次提出方案,七次因方案改變或其他原因而停止。?

為了推動高能物理研究和高能加速器的研制,中科院于1973年在原子能研究所一部的基礎(chǔ)上成立了高能物理所,葉銘漢調(diào)入,并由此轉(zhuǎn)向高能粒子探測器的研究開發(fā)。?

1975年,葉銘漢和幾位研究人員決定先行一步,放棄國際上高能物理探測器以泡室、流光室為主流的方案,成立研究小組專門研究多絲正比室、漂移室,同時在所內(nèi)合作研制了新的電子學插件和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),在國內(nèi)首次實現(xiàn)了計算機在線數(shù)據(jù)獲取。當時的中國,計算機還是個“稀罕玩意兒”。?

1981年,國家決定建造2×2.2億電子伏特北京正負電子對撞機。一年后,葉銘漢開始負責北京正負電子對撞機的核心裝置——大型粒子探測器“北京譜儀”的研制。北京譜儀這個由多種探測器組成,重達四百多噸的龐然大物,對我國當時的技術(shù)水平和制造能力都形成巨大挑戰(zhàn),此外,通過兩萬多路數(shù)據(jù)通道輸出后的在線讀出和分析系統(tǒng),也對當時的電子學和計算能力提出挑戰(zhàn),但葉銘漢有信心。?

1984年,葉銘漢擔任高能所所長,帶領(lǐng)全所建設(shè)北京正負電子對撞機。“國家很重視,小平同志親自抓,工程領(lǐng)導小組具體抓,各方面配合的很好,對撞機的建設(shè)趕上了天時、地利、人和的好時候,我們很幸運”。?

1988年10月,對撞機工程完工,并實現(xiàn)了正負電子的對撞。?

對撞成功后,各界認為,這是“中國繼原子彈和氫彈爆炸成功、人造衛(wèi)星上天之后,在高科技領(lǐng)域又一重大突破性成就”,國際上的科學家稱,這是“中國科學發(fā)展的偉大進步,是中國高能物理發(fā)展的里程碑”,中國人自力更生、艱苦創(chuàng)業(yè)的精神再次被振奮,對撞機建設(shè)的成功遠遠超出了它本身的科學意義。?

葉銘漢在作述職報告時說,“回顧在1980年和1981年,八七工程剛下馬,不少人對于高能物理所的前途沒有信心,對于建造高能加速器沒有信心,懷疑我國是否有條件進行。四年多來,通過大量實踐,通過北京正負電子對撞機和北京譜儀的建造以及全所其他科技工作和各方面的進展,大家已深信不疑,中國科技人員、工人和管理人員是有能力趕超世界先進水平的。我們的工作為國爭了光!”?

再上新“高”:從高能所到高科技中心

“中國必須在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地?!睂τ谛∑酵驹趨⒂^北京正負電子對撞機時的那次講話,葉銘漢記憶猶新。?

從1994年起,葉銘漢“退而不休”,在李政道先生的建議下進入中國高等科學技術(shù)中心工作。作為中心學術(shù)主任,他通過建立學術(shù)交流平臺,推動了中國基礎(chǔ)科學研究的發(fā)展。在這一過程中,他最為關(guān)心的還是中國高能物理的發(fā)展。?

2012年,高能物理所主持的大亞灣中微子實驗取得重大科學發(fā)現(xiàn),一種新的中微子振蕩讓全球科學界注目。在此成果的基礎(chǔ)上,江門中微子實驗作為中國中微子實驗研究的二期工程于2015年1月啟動建設(shè),有科學家評價,這是一項極有可能做出具有諾貝爾獎水平的研究,對此,葉銘漢微笑著說,“我有這個信心,我們國家的高能物理之所以能夠不落后于國際水平,能做出一流的成績,正是因為我們在并不寬裕的時候有了對撞機,有了一個正確的開始”。?

隨著中國高能物理不斷發(fā)展,科學家提出了新的規(guī)劃——環(huán)形正負電子對撞機(CEPC),這一規(guī)劃如得到實施,中國將成為繼歐洲核子中心之后的國際高能物理研究中心。葉銘漢認為,有了對撞機的成功,加之國家經(jīng)濟發(fā)展的勢頭,CEPC非常可行。?

“科學技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展要求基礎(chǔ)科學要有突破,高能物理在基礎(chǔ)科學研究中占有極為重要的地位,目前高能物理的發(fā)展空間仍然巨大。”面對外界關(guān)于“高能物理的黃金時代已經(jīng)過去”的說法,葉銘漢不這么認為,“二十一世紀面臨的重要的基本科學問題,比如暗物質(zhì)、暗能量等問題,需要通過高能物理突破,更重要的是,物理學的基礎(chǔ)研究一直為其他學科提供新的研究工具和方法?!?

葉銘漢先生雖已九十歲高齡,但走起路來經(jīng)常是一路小跑,高科技中心的年輕人從不認為他是個老人,李政道先生也曾把他喻為一頭具有巨大內(nèi)在力量的“BISON(野牛)”。?

“高科技中心的發(fā)展要重新考慮,也要轉(zhuǎn)型。”如今90歲的葉銘漢在科學追求的道路上從不止步。?

若水上善:“不爭”的樸素人生

“我不是個聰明人,記憶力也不好,但我最大的特點是做事情能堅持。”正如葉銘漢所言,從1949年師從錢三強一頭扎進核物理的科學世界到主持北京正負電子對撞機的建設(shè)并最終建成,葉銘漢一直在堅守,他相信“一個人如果能鍥而不舍地堅持,總能做出點什么來?!?

1984年至1988年是正負電子對撞機工程建設(shè)最為緊張的四年,葉銘漢正在此期間擔任高能物理研究所所長,全所上下近兩千人在他帶領(lǐng)下最終圓滿完成建設(shè)任務(wù)。在所里人們都稱他“老葉”,平易近人、溫和儒雅是他留給每個人的共同印象,在葉銘漢八十華誕的紀念活動上,已卸任的常務(wù)副所長張厚英說“老葉的特點就是特別不要權(quán)?!闭恰跋蛳路艡?quán)”這一領(lǐng)導方式,使得高能所在那一個時期涌現(xiàn)和歷練出一大批優(yōu)秀人才,成為后來對撞機升級改造工程以及其他國家重大科學裝置建設(shè)的中堅力量。在任期間,最令他為難的是每次主持職稱評定,在“老葉”看來,每個人都很優(yōu)秀,都有自己的特點,“我雖然是所長,但并沒比任何人高多少,要充分發(fā)揮大家的才能,所以工作的時候也并不是那么忙得不可開交” 。?

“我們這一代人,只知道老老實實地做事情,提高業(yè)務(wù)水平,對于名和利上的事情從來不計較、不爭搶?!痹?0年的人生歷程中,葉銘漢不管走到哪里總能跟周圍的人融洽相處,把大家團結(jié)起來,“真理不用強辯,只要把工作做好了,其他的事情不用太操心”。?

葉銘漢住在位于中關(guān)村的科學院家屬樓,距離他的工作單位兩站地,已進入耄耋之年的他,一直堅持步行上下班,“我不太計較生活上的,平時吃的很簡單,奢侈的東西不追求,衣服要很破了才換掉”。?

這就是我敬佩的葉先生,平凡而又高風亮節(jié)。?

(本文發(fā)表于民盟中央刊物《群言》雜志2015年第4期)



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