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陳佳洱:徜徉微觀世界 成就“加速”人生

2024年12月13日08:47 | 來源:科技日報
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原標題:陳佳洱:徜徉微觀世界 成就“加速”人生

1996年,陳佳洱在北京大學校長辦公室。受訪者供圖

1996年,陳佳洱在北京大學校長辦公室。受訪者供圖

中國科學院院士、北京大學原校長陳佳洱今年已經(jīng)90歲。4年前,他和夫人住進了北京一家鬧中取靜的養(yǎng)老社區(qū)。

這挺契合陳佳洱喜靜的性格。

在接受記者采訪講述往事時,無論情節(jié)如何跌宕,陳佳洱的語速都是慢慢的,語氣也波瀾不驚。

這與他一直從事的加速器研究形成了巨大的反差。

加速器是一種人工加速裝置。它將帶電粒子加速到較高能量,為人類“撞開”微觀世界的大門。

作為我國著名核物理學家、加速器專家,陳佳洱研制了我國首個4.5MV靜電加速器,在北京大學籌建了我國第一個射頻超導實驗室,提出并主持研制出首臺國產(chǎn)純鈮超導腔,還以加速器助力中華文明探源……

然而,當聽到記者“您一直特別優(yōu)秀”的贊嘆時,陳佳洱連忙搖搖頭,直說:“我做得還不夠?!?/p>

走上物理研究之路

陳佳洱于1934年出生于上海。高中畢業(yè)后,他選擇了大連大學工學院(后更名為大連理工大學)的電機專業(yè)。

那時,王大珩先生認為,要培養(yǎng)高素質(zhì)的工科人才,必須要有理科基礎,就在大連大學工學院里成立了應用物理系,并擔任系主任。

在王大珩以“高要求”聞名的物理實驗課上,陳佳洱拿過3次滿分。這也讓陳佳洱被選入應用物理系,從此走上了物理研究之路。

1952年,全國院系大調(diào)整,陳佳洱又到了東北人民大學(以下簡稱“東北人大”,后更名為吉林大學)學習。在那里,他遇到了“一生的恩師”——朱光亞先生。

“朱光亞的課講得非常好。每一堂課都精心準備,講一堂課要準備一周?!标惣讯貞洠旃鈦啿皇侵v概念、講公式,而是像講故事一樣娓娓道來:對某個物理問題世界上有哪些爭論,物理大師又是怎么解決的……“我們都特別喜歡聽他講課?!?/p>

朱光亞是陳佳洱的本科畢業(yè)論文指導老師。他給陳佳洱出了題——研制探測β放射性粒子的計數(shù)管,并要求陳佳洱每周提交查閱文獻的筆記。如果陳佳洱理解得不深或者不正確,朱光亞就用紅線在筆記上標注出來。國內(nèi)根本沒有做計數(shù)管需要的一些材料,朱光亞就將從美國帶回來的珍貴材料拿給陳佳洱用。

陳佳洱還記得老師對他畢業(yè)論文的評價:比預期的還要好。

后來,北京大學的老師到東北人大招收研究生。他們看了陳佳洱的論文成果后感嘆:“北京大學還沒有人做這樣的研究?!?/p>

北京大學想招陳佳洱去讀研,但東北人大物理系系主任余瑞璜舍不得這個人才,讓陳佳洱留下當助教。雖然向往北京大學,但母校需要自己,陳佳洱還是留了下來。

肩上的擔子更重了

然而,陳佳洱和北京大學的緣分還在繼續(xù)。

1955年,中央作出發(fā)展中國原子能工業(yè)的戰(zhàn)略決策,成立我國高校中第一個核科學與技術人才培養(yǎng)基地——北京大學物理研究室(以下簡稱“物理研究室”),專門培養(yǎng)原子能人才。同年,朱光亞被調(diào)去參與物理研究室組建工作。

隨后,一紙調(diào)令送達東北人大,要求調(diào)陳佳洱去北京大學。

臨別時,東北人大的領導拍了拍陳佳洱的肩膀說:“你去了北京,肩上的擔子就更重了?!?/p>

1955年,21歲的陳佳洱來到北京,成為參與物理研究室組建的6個人中最年輕的一位。

培養(yǎng)核物理人才這件事要保密?!拔覀兊男畔涫恰?46信箱’,所以,對外只講在‘546信箱’工作?!标惣讯貞浾f。

在“546信箱”工作的日子,陳佳洱肩上的擔子果然更重了。他協(xié)助教授們招生,遴選適合搞核事業(yè)的優(yōu)秀人才,還要排核物理實驗課。

陳佳洱記得很清楚,每一個實驗都要用計數(shù)管,其中研制α計數(shù)管最難。α射線射程最短,只能穿透非常薄的薄膜。但這么薄的膜一抽真空,就被大氣壓壓碎了。

陳佳洱想了個辦法:在β計數(shù)管的薄膜上開一個小洞,把更薄的云母膜粘在上面,讓α射線通過這個小洞進去。就這樣,他們做出了國內(nèi)第一個α計數(shù)管。

后來,他們還建立了計數(shù)管車間,把八門實驗課都摸索著開了起來。

因為任務繁重,陳佳洱每天要干到半夜三四點。他干脆把床搬進了實驗室,困了就在床上瞇一會兒,醒來再繼續(xù)干。

盡管物理研究室名義上屬于北京大學,辦公地卻在中國科學院物理研究所,實驗和教學則在中國科學院化學研究所進行。因此,陳佳洱一直沒機會也沒時間去北京大學看看。

1958年,“546信箱”解禁,被命名為北京大學原子能系,后來改名為技術物理系。

陳佳洱這才第一次騎著自行車去北京大學逛了一圈?!鞍?,真漂亮啊。”說到這,他臉上露出笑容。

要給中國人爭口氣

發(fā)展原子能事業(yè),離不開反應堆、加速器等重大設施。要開展教學和研究,也離不開加速器。

20世紀50年代末,陳佳洱開始研究加速器。他負責安裝調(diào)試從蘇聯(lián)引進的25MeV電子感應加速器,還對照它“照貓畫虎”地自主研制出一臺能量達到30MeV的電子感應加速器,以滿足當時的科研要求。

20世紀60年代,陳佳洱去英國留學,參與了當時牛津大學的串列靜電加速器安裝調(diào)試工作。

在英國時,陳佳洱常覺得“要爭一口氣”。

“英國人總會跟我說,你回國后,把磁鐵拿回去,把變壓器拿回去。我說,我們中國能做出來,他們就是不信?!标惣讯偨Y(jié):英國人看似對你好,但那是一種同情弱者的“好”。

當時,發(fā)展等時性回旋加速器遇到一個困難,離子束從離子源出來以后會衰減近90%。

這些離子去哪了?在盧瑟福實驗室,陳佳洱接到了解決這一難題的任務。他設計了一個微分探針裝置,探測微觀空間里離子的運動規(guī)律?;私?年時間,陳佳洱終于搞清楚了離子損失的一個重要原因——越隙共振。

這種共振,理論上有人提過,但沒有人通過實驗證明過。陳佳洱提出了越隙共振的判據(jù),還給出了把越隙共振“治”下去的方法——沿著它滑的方向放置一次諧波,讓它往另外一個方向滑,把共振抵消。他的方法將實驗室中心區(qū)束流傳輸效率提高到4倍以上。

盧瑟福實驗室加速器磁體組組長約翰·庫普蘭見到陳佳洱所用方法的效果后,豎起大拇指說:“你是諧波加速之王!”

陳佳洱憑實力贏得了尊重。

但中國贏得尊重,還是在我國第一顆原子彈成功爆炸后。

1964年10月16日,中國成功爆炸原子彈的消息傳到英國,陳佳洱的英國同事大為震驚。陳佳洱連夜坐火車到倫敦,再從火車站騎自行車到了中國駐英辦事處,找參贊確認這個消息?!爱斨乐袊娴某晒Ρ嗽訌棧腋吲d得跳了起來!”陳佳洱回憶。

第二天再回到學校餐廳吃飯時,陳佳洱這個中國人成了焦點。大家紛紛過來打聽,為什么中國能這么快造出原子彈。

“這個時候,脊梁真的挺起來了!”陳佳洱感嘆。

后來他才知道,他的恩師朱光亞在原子彈研制中發(fā)揮了重要作用。當年物理研究室培養(yǎng)的學生里,有的還在試驗基地擔任司令員。

把錯過的時間補回來

1966年2月,陳佳洱回國。他本來得到了一筆500萬美元的撥款,在中國制造當時最先進的等時性回旋加速器。但在那個特殊年代,研究擱淺。

1978年3月,中共中央、國務院在北京召開全國科學大會??茖W的春天來了。

大會分組討論時,44歲的陳佳洱一度覺得,自己已經(jīng)不再年輕,不可能再有大的作為了。76歲的周培源先生聽了這話,對其他人說:“你們看,他還說自己老了,那我們該怎么辦?”

看到比自己年長的科學家都充滿干勁,陳佳洱心里升起一個念頭——要打翻身仗,把錯過的時間補回來。

翻身的第一仗,就是自主設計建造一臺電壓為4.5MV的靜電加速器。

陳佳洱和十幾位同事常駐上海先鋒電機廠,根據(jù)物理研究需要,從優(yōu)化物理參數(shù)入手,進行物理設計,又系統(tǒng)地對高壓電極形狀、高壓柱結(jié)構及各離子光學參量等進行優(yōu)化,并增加了脈沖化等功能。

團隊與工人、技術人員密切合作,歷時4年多,終于在1983年高質(zhì)量地建成了4.5MV靜電加速器。

陳佳洱認為,這是最讓他有成就感的加速器之一。該加速器填補了中國乃至亞洲單色中子源在3—7MeV和16—20MeV能量的空白,也是北京大學核科學試驗基地的第一個大型基礎設施,至今還放在北京大學加速器樓內(nèi)。

還有一臺加速器,也讓陳佳洱覺得很有意義。1985年,牛津大學將陳佳洱曾經(jīng)調(diào)試過的那臺串列靜電加速器送給了北京大學,但要求北京大學必須保證這臺加速器能繼續(xù)運行。

科研團隊依托它建立了我國第一臺面向用戶的高精度加速器質(zhì)譜計,為后來的“夏商周斷代工程”作出了重要貢獻。

1996年,陳佳洱與北京大學的情感羈絆更深了一步——他被任命為北京大學校長。

“沒有資格,也沒有能力,當這個校長?!痹诓稍L中,陳佳洱緩慢而鄭重地將這句話重復了三遍。

那時,陳佳洱心中,校長的最佳人選是當過中國科學院院長的周光召。他覺得,如果周光召當校長,能把科研和教育更好地結(jié)合起來。

然而,中央已經(jīng)作了決定,陳佳洱沒有辦法推拒,只好“硬著頭皮”當了校長。

當校長后,陳佳洱還是堅持給學生上課。他認為,只有上課,才能知道老師在想什么,同學在想什么。

“教育,最重要的是立德樹人;科學,最重要的是實踐創(chuàng)新。只有堅持立德樹人,才能培養(yǎng)出搞科學的人啊?!标惣讯龔娬{(diào),“科學家一定要履行好教學職責?!?/p>

1998年5月,在北京大學百年校慶上,中央正式提出我國要建“若干所具有世界先進水平的一流大學”。

陳佳洱認為,真正的一流大學,能在文化、科學和道德各個方面實現(xiàn)世界引領。要實現(xiàn)這種引領,需要培養(yǎng)能在各個方面引領未來的人才。

這是陳佳洱對“世界一流”的定義,也是一位老科學家、老教育工作者對大學沉甸甸的期待。(記者 張蓋倫 陳 瑜 吳葉凡)

(中國核學會對本文亦有貢獻)

(責編:李昉、孫競)

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