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2023 年2 月1 日是中国科学院高能物理研究所建所五十周年,高能所今天的辉煌成就凝聚着几代人的奋斗和努力,特别是高能所的创建者和学科领域的开
中国科学院高能物理研究所文献信息部《现代物理知识》2023 年2 月1 日是中国科学院高能物理研究所(简称高能所)建所五十周年,高能所今天的辉煌成就凝聚着几代人的奋斗和努力,特别是高能所的创建者和学科领域的开拓者们,他们的名字在高能所的发展史上熠熠闪光。
让我们讲述院士的故事,弘扬科学精神,激励青年一代踔厉奋发,勇毅向前(一)张文裕院士张文裕(1910.1.9-1992.11.5),著名高能物理学家,中国共产党党员1931 年燕京大学物理系毕业后留校任教,1935 年赴英国剑桥大学卡文迪什实验室,在诺贝尔奖获得者E.卢瑟福教授的指导下从事核物理研究,1938 年获博士学位。
抗日战争爆发后,他怀着救国救民的满腔热忱于1938 年秋回国,先后在四川大学、西南联大任教1943 年再度出国,1943 年至1949 年在美国普林斯顿大学巴尔摩实验室任研究教授,1949 年至1956 年任普渡大学教授。
图1 张文裕院士1956 年张文裕冲破重重障碍回到祖国回国后,在中国科学院原子能研究所(简称原子能所)任研究员、宇宙线研究室主任、副所长等职,1957 年当选为中国科学院学部委员(院士)1959 年至1964年,他被派往苏联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。
为发展我国的高能物理事业,根据周恩来总理的指示,1973 年成立了高能所,张文裕自1973 年至1984年任所长张文裕是我国宇宙线研究和高能实验物理的开创人之一他主要从事高能物理、核物理和宇宙线等方面的实验研究并取得突出成就。
张文裕在早年的研究中,验证了N.玻尔的液滴模型,并发明了多丝火花计数器20 世纪40 年代后期,他用云室开展宇宙线研究,进一步研究确定μ子和原子核没有强作用,并在μ子吸收的研究中确证了μ子原子的存在,国际上称之为“张原子”和“张辐射”,从而开拓了奇异原子物理研究领域。
张文裕在超子与核子散射研究、筹建高山宇宙线实验站、北京正负电子对撞机(BEPC)建造等方面做出了奠基性的重要贡献心声和寄语“全国科学大会号召我们向科学技术现代化进军这样的大好形势给了我莫大的鼓舞,愿再一次申请加入党组织,希望能更好地把余生献给党,为实现科学技术现代化,听从党的调配而竭尽全力。
”“青年人要有强烈的求知欲,要勤奋、有毅力,要讲究治学方法”“即使在欧美国家,基础研究也不容易受到重视,需要耐心地说服政治家和出资人”“既要保持热情,又要有耐心,不要过于着急”1972 年8 月,张文裕等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。
周总理9 月11 日回信:“这件事不能再延迟了……”1973 年2 月,中国科学院高能物理研究所成立1981 年,张文裕等89 位学部委员联名给党中央、国务院写信,建议国家设立中国科学院科学基金,以资助全国的基础科学研究。
把遗产化为希望支持祖国的教育事业1992 年,张文裕家人遵照先生的遗愿,将其存款10 万元捐献给“希望工程”(是当时“希望工程”的最大一笔个人捐款);3 万元捐给母校福建泉州培元中学,用于奖励学习优秀的学生;余下存款和利息2万多元全部交党费。
藏书捐给了高能所图书馆1993 年中国青少年发展基金会决定在西藏萨迦县建一座“希望小学”,定名为“萨迦县文裕希望小学”
图2 张文裕在美国普林斯顿大学巴尔摩(Plamer)实验室科学家伉俪科学家伉俪大都携手于同一研究领域,在科学长空,他们的名字互相辉映是执着的追求使他们发现了彼此,在他们的情感世界里,不仅有爱,还有共同的理想。
张文裕和王承书应当时钱三强所长之邀同到原子能所工作,为中国的核科技发展和第一颗原子弹的成功爆炸做出了杰出贡献。
图3 张文裕和王承书在原子能所工作(整理:郑文莉)(二)赵忠尧院士赵忠尧院士,浙江诸暨人,中国著名核物理学家,中国科学院学部委员,我国近代物理学的先驱中国物理学会副理事长、名誉理事,中国核学会副理事长、名誉理事长。
何梁何利基金科学与技术进步奖获得者赵忠尧先生1902 年6 月27 日,出生于浙江省诸暨县,年少聪慧,1924 年南京高等师范学校毕业后任原国立东南大学助教次年,随恩师叶企孙北上,任清华大学助教,开启了他的科研报国之路。
1927 年,他赴美国加州理工学院攻读博士学位,师从诺贝尔奖金获得者R.A.密立根教授,也是当时加州理工学院的校长,在博士课程学习期间严格要求自己,主动要求更有难度的课题,希望学习到更多有用的知识,在研究课题的实验过程中从仪器操作、实验设计、测量和计算的全过程都进行得非常严谨,虽然当时的实验结果与密立根教授的预期不同,但是赵忠尧先生所完成的成果还是最终得到了他的认可。
1929 年与欧洲学者同时最先观察到γ射线通过重物质时除康普顿散射和光电效应外的“反常吸收”,并首先发现“特殊辐射”,最早观察到正负电子对产生和湮没的现象,对正电子的发现和物理学家接受量子电动力学理论起了重要作用。
图4 1929 年赵忠尧在美国加州理工大学留学时与导师合影(赵忠尧前排右四正后方)赵忠尧先生获得博士学位后,又先后在德国哈勒大学和英国剑桥大学卡文迪什实验室工作,1931年带着剑桥大学卢瑟福教授赠予的50g 镭元素回国,继续在清华大学任教,并在此期间在中国首次开设核物理课程,主持建立中国第一个核物理实验室。
抗日战争全面爆发后,赵忠尧先生离开北平,先后到云南大学、西南联合大学和中央大学任教,培养了赵九章、钱三强、何泽慧、彭桓武、王大珩、于光远、李政道、杨振宁、朱光亚、邓稼先等多位核物理领域的科学家
图5 1935 年清华大学物理系部分师生在科学馆前合影(赵忠尧第2 排左2)1946 年在中央大学物理系任教期间,美国在太平洋比基尼岛进行原子弹试验,赵忠尧被当时的国民政府指派赴美观摩,同时采购核物理实验设备及其他科学仪器。
但由于完整的静电加速器设备过于昂贵,因此他与友人商议自行设计一台规模小但结构比较先进的高气压型静电加速器,用有限的经费购买和加工国内难于买到的器件和核物理器材,回国组装为此他辗转麻省理工大学、华盛顿卡耐基地磁研究所等几个加速器、宇宙线实验室之间,一边采购、加工器材,一边学习新技术。
1948年,终于完成核物理及其他的科学设备采购任务,1949 年几经周折终于将这些器材装满三十多个大小箱子经海运托运回国1950 年,他在中美通航中止以及美方等重重阻挠下,历经11 个月的时间终于回到新中国。
他回国后不仅参与中国科学院近代物理研究所(简称近物所,后更名为物理所和原子能所)的创建和中国科技大学的筹建他带领团队先后于1955 和1958 年建成了我国最早的70 万伏和200 万伏高气压型的质子静电加速器,为我国核物理、加速器和真空技术、离子源技术的研究打下了基础,以静电加速器为基础,又主持建立了核物理实验室,具体领导和参加了核反应研究,为开创我国原子核科学事业做出重要贡献。
1972 年他参与高能所的筹建工作,还多次向有关部门提出了发展我国科学事业的许多具体建议他历任中国科学院物理研究所副所长、原子能所副所长、高能所副所长,并参与中国第一台电子对撞机的建设工作
图6 1957 年赵忠尧先生(中)到前苏联参观考察
图7 1958年赵忠尧主持研制成功250万电子伏的质子静电加速器
图8 赵忠尧给学生上课
图9 1989 年9 月15 日赵忠尧在北京正负电子对撞机、北京谱仪鉴定书上签字他所取得的成就使其获得了1995 年何梁何利基金科学与技术进步奖,他将奖金分为几份在国内多个高校和研究机构设立奖学金,用于支持青年一辈科研人员的工作。
1998 年5 月28 日,赵忠尧院士因病逝世,享年96岁(整理:吴霞)(三)朱洪元院士朱洪元(1917.2.8-1992.11.4),江苏宜兴人,理论物理学家,九三学社社员1980 年当选为中国科学院数学物理学部委员。
图10 朱洪元院士1939 年毕业于同济大学,1945 年留学英国曼彻斯特大学物理系,1948 年获曼彻斯特大学哲学博士学位,同年任该校物理系帝国化学工业科学基金研究员1950 年10 月回国,历任近物所研究员,原子能所理论室主任。
1959 年在苏联杜布纳联合核子研究所任高级研究员1973 年起,任高能所研究员、理论物理研究室主任、副所长、学术委员会主任、中国高能物理学会副理事长等职,并当选为第三届全国人民代表大会代表1977 年,创办了《高能物理及核物理》学术期刊(现已改名为。
ChinesePhysics C),担任第一任主编在同步辐射应用的贡献朱洪元在留学英国曼彻斯特大学期间,在诺贝尔奖获得者物理系P.M.S.布莱克特教授的指导下,在同步辐射及基本粒子两方面进行研究他全面研究了高速荷电粒子在磁场中运动时所发出的电磁辐射的性质,于1947 年将结果写成题为《论在磁场中的快速荷电粒子放出的辐射》的论文,在英国皇家学会的会刊上发表。
率先计算了高能电子在磁场中的磁辐射相同的结果,并由美国物理学家J.S.施温格在研究加速器中的电子辐射的性质时得到,稍后于1949 年在美国发表他们的工作结果是同步辐射应用的基础文献,为国际上同步辐射的应用指出了方向。
60 年代他深入探讨了利用色散关系和么正条件建立低能强作用的理论问题,并对含有光子、电子、中子和原子核的高温高密度系统内部的输运过程等做了深入研究,取得多项重要成果“层子模型”带头人1965—1966 年,朱洪元与胡宁两位老前辈共同领导北京基本粒子理论组提出层子模型理论,开辟了强子内部结构理论研究的新领域,做出了具有国际水平的研究成果。
朱洪元、胡宁、何祚庥、戴元本等39 位科学家完成的层子模型理论获得1982 年国家自然科学二等奖推进中国物理研究事业、北京正负电子对撞机研制朱洪元院士在推进中国物理研究事业、北京正负电子对撞机论证和研制等方面做了重要贡献。
1972 年底,原子能所张文裕、朱洪元等科学家写信给周恩来总理,建议抓紧基础科学研究,建造中国的高能物理实验基地,此建议得到周总理的肯定及支持1973 年在原子能所一分部基础上成立了高能所同年张文裕、朱洪元等率团考察美国各地的高能物理研究中心及瑞士的西欧核子研究中心(CERN),其后逐渐提出建造高能加速器的方案的建议。
1978年,在年初的全国科学大会上,高能物理被列为全国八大重要科技领域和带头学科之一
图11 朱洪元手迹著书育人我国第一本《量子场论》教科书20 世纪50 年代中期国内仅有很少几位科学家懂得量子场论,1957 年,朱洪元在北京大学首次讲授“量子场论”1958 年,朱洪元在青岛和张宗燧先生合作办了一个粒子物理暑期讲习班,从场的量子化一直讲到费曼图的重整化等复杂问题。
这为全国当时年轻的粒子物理和量子场论理论工作者,清除了“拦路虎”班上听讲的不少人后来成为国内应用量子场论进行物理研究的重要带头人讲稿经整理于1960 年9 月由科学出版社出版,此后成为国内青年人学习量子场论的主要教科书,以至于成为中国几代粒子物理学者的标准教科书及参考书。
他的这本书结构严谨,逻辑严密,推导严格,不仅讲述了量子场论的入门基础,而且论述了量子场论中许多重要的问题他的《量子场论》书是国内学界公认和推崇的还著有《从古典物理学到量子力学》《群论和量子力学中的对称性》等专著。
图12 《量子场论》
图13 《从古典物理学到量子力学》
图14 《群论和量子力学中的对称性》敏锐而准确的科学批评家朱洪元曾说:“理论来源于实践,但在理论终于掌握了现象深处的本质,发现了客观世界的基本规律以后,就将反过来引导实验”朱洪元具有丰富的实验知识,他对粒子物理各有关实验新结果的“评论”,对BEPC面临的实验形势的“分析”,对国内有关实验的“讨论”等等,都对实验工作者及后学者以很大启发。
他对科学工作的评审,一向以严格而准确著名“一经品题,便成定论”!这也是朱洪元在推动我国科学前进的一项贡献(整理:刘瑞荣)(四)萧健院士萧健院士是我国著名宇宙线、高能物理学家,中国科学院数学物理学部委员、中国高能物理学会理事,第六、七届中国民主促进会中央委员,第三世界科学院院士。
图15 萧健院士萧健在1920 年7 月19 日生于湖南长沙,1938年9 月转学四川合川国立第二中学,次年秋考入西南联大电机系学习;一年级时他对基础科学发生了兴趣,第二年开学时决定改学物理,由于转系时间已过,直到1941 年秋才转到物理系,至1944 年夏,毕业于西南联合大学物理系。
1947 年,他赴美国加州理工学院学习深造,1950 年,担任近物所宇宙线组副组长1953 年,加入中国民主促进会1978年,荣获全国科学大会奖,1980 年,当选为中国科学院学部委员1984 年2 月20 日,在北京逝世,享年64岁。
高山宇宙线观测的开拓者萧健到美国后,在1947 年转入加州理工学院,在C.D.安德逊教授指导下进行宇宙线研究1947年,宇宙线研究中发现了奇异粒子(介子和超子),萧健在安德逊指导下,和其他学生一起用云雾室获得了更多的奇异粒子事例,定量地测定了介子和超子的质量、寿命和主要衰变方式等性质。
这一工作为确认奇异粒子的存在和了解这些新粒子的性质做出了重要的贡献,是早期研究中经典性的成果在寻找奇异粒子的衰变事例中,充分显示了他在实验技术方面的独特才能在美国学习期间,萧健从《华侨日报》常可读到关于中国共产党的文章和解放区的消息。
这些消息给他以鼓舞,使他对祖国的前途看到了希望新中国一成立,他就立即筹备回国虽然当时他的博士论文已经基本完成,但他怕错过了时机回国要受到阻挠,于是毅然放弃即将获得的博士学位,于1950 年4 月12 日回到祖国。
回国之后,萧健主持并同我国第一批宇宙线工作者在云南东川海拔3180米的落雪山建立了我国第一个高山宇宙线观测站那时新中国刚刚诞生,国家百废待兴,物质条件艰苦,更何况是在海拔三千多米的高山上然而萧健会同一群宇宙线工作者们,在高山之巅上从无到有迅速地创建了我国第一个高能物理实验基地,科学家利用设置于这个高山站的云雾室,开展了一系列粒子物理实验。
图16 萧健(右2)与外国专家合影
图17 1980 年,萧健(右)与谢家麟在美国黄石国家公园数理统计应用于实验物理学科的引路人萧健先生最早系统地将现代数理统计学方法引入高能物理学科,并应用于实验设计和数据处理分析他很早就察觉到统计方法在现代物理实验中的重要性,六十年代初,他肩负着原子能所宇宙线和实验高能物理研究室以及大云室工程领导的重担,还挤出时间刻苦地钻研数理统计学。
当时国际上,系统地将现代统计数学应用于实验物理学科也才刚刚开始,物理学家还必须直接从数学文献中去寻找有用的工具作为这一领域的先驱,在中关村原子能所顶楼走廊的尽头一间用木板隔开的小小房间里,萧健先生在香烟和苦茶的陪伴下埋头耕读于统计数学的书堆之中。
赤子之心萧健在1950 年回国后积极参加社会活动,努力学习马克思列宁主义理论,担任了原子能所工会副主席,热心地为群众谋福利多年来他担任中国民主促进会中国科学院委员会的负责人,曾当选为北京市政协委员,为中国在中国共产党领导下的多党合作做了大量工作,在团结知识界为社会主义祖国科学事业的发展和振兴而服务方面做出了贡献。
他严于律己,诚恳待人,不说假话,真诚地关心和思索着祖国的大事1983 年底萧健病重住院,但在住院期间仍十分关心北京谱仪的研制和离线分析准备工作的进展,直到1984 年2 月18 日病危之际,还同前往探视的同志详细讨论工作和他所指导的博士研究生的论文。
萧健于1984 年2 月20 日病逝,他用自己诚实劳动的一生,实践了自己的意愿:为中国的实验科学打基础,为祖国的科学事业创业铺路(整理:边晓琳)待续#时事热点头条说#
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