謝家麟(1920年8月8日—2016年2月20日),出生于哈爾濱。加速器物理學(xué)家。1980年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1956年加入九三學(xué)社。
謝家麟生長在一個(gè)知識分子家庭。其父是一個(gè)文學(xué)修養(yǎng)很好的知名律師,曾與李大釗同志寫詩唱和。日本侵占東北之后,全家被迫入關(guān),定居北京。謝家麟在青少年時(shí)代,目睹祖國山河破碎,人民流離失所,迫切希望自己能對抗擊侵略、振興國家有所貢獻(xiàn)。他在讀初中時(shí),就喜歡自己動手操作。無線電是他極大的愛好。他從礦石收音機(jī)做起,逐步發(fā)展到做單管機(jī)、低放、高放,后來又發(fā)展做發(fā)射機(jī)。為做無線電設(shè)備,他時(shí)常是廢寢忘食。
謝家麟1938年考入燕京大學(xué)物理系。在大學(xué)四年級上學(xué)期,爆發(fā)了日美戰(zhàn)爭,日本侵略者入駐并關(guān)閉了燕京大學(xué)。他輾轉(zhuǎn)到了內(nèi)地。當(dāng)時(shí)凡從敵占區(qū)來的學(xué)生,都可選擇內(nèi)地大學(xué)借讀。由于受“航空救國”思想的影響,他轉(zhuǎn)到武漢大學(xué)航空系。半年之后,覺得該校當(dāng)時(shí)缺少實(shí)驗(yàn)條件,學(xué)習(xí)偏于空洞,又回到成都復(fù)校的燕京大學(xué)物理系。1943年在燕京大學(xué)物理系畢業(yè)。畢業(yè)后,到中央無線電器材廠桂林總廠的研究室工作。
1947年,謝家麟赴美留學(xué),1948年獲美國加州理工學(xué)院碩士學(xué)位。1951年獲美國斯坦福大學(xué)博士學(xué)位。1951—1952年在奧里根大學(xué)任教。1952—1953年在斯坦福大學(xué)微波與高能物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究。1953—1955年在芝加哥任直線電子加速器建造負(fù)責(zé)人,負(fù)責(zé)醫(yī)用直線電子加速器的研制和建造工作。在建造過程中他解決了許多特殊的、無例可循的設(shè)計(jì)和調(diào)試的問題:如加速器尾端全反射產(chǎn)生的駐波對粒子動力學(xué)的影響;將尺寸為毫米級的加速后電子束均勻地?cái)U(kuò)展為幾十厘米的方法;設(shè)計(jì)可旋轉(zhuǎn)的散焦的磁鐵輸運(yùn)系統(tǒng);解決在復(fù)合輻射場下不同能量的中子、γ射線和電子的測量和控制;高能電子50%致命劑量的測定等。經(jīng)過兩年的工作,他領(lǐng)導(dǎo)研制成功了當(dāng)時(shí)世界上能量最高的醫(yī)用直線電子加速器,當(dāng)時(shí)在芝加哥報(bào)紙上有大篇幅的報(bào)道。該加速器運(yùn)轉(zhuǎn)了約30年,直到80年代才退役。
謝家麟1955年回國。早在1950年,正在美國斯坦福大學(xué)攻讀博士學(xué)位的謝家麟就打算立即回國參加新中國的建設(shè),只是在導(dǎo)師的勸說下才繼續(xù)學(xué)業(yè)。次年,在取得了斯坦福大學(xué)的博士學(xué)位后,謝家麟迫不及待地登上了歸國的客輪。然而就在輪船中途停靠檀香山時(shí),卻被美方無理扣留,美國以“交戰(zhàn)國掌握與軍事資料有關(guān)的技術(shù)人員不得離開美國”為由,將其遣返美國。1955年,他又收到美國當(dāng)局的通知:要么加入美國國籍,要么立即回中國。謝家麟義無反顧地選擇了后者。就這樣,謝家麟終于回到了闊別已久的祖國。那時(shí),謝家麟在學(xué)術(shù)上已有一定的成就,繼續(xù)留在美國能取得更多成果,為什么要放棄國外優(yōu)裕的生活與工作條件,回到百廢待興的新中國呢?他在一篇當(dāng)年登載在《人民日報(bào)》的文章上表示,在美國取得科研新成果只是錦上添花,而回國工作才是雪中送炭。的確,謝家麟回國后,先后在中國科學(xué)院高能物理研究所(前原子能研究所)任室主任、加速器部副主任,“八七”工程加速器總設(shè)計(jì)師,高能物理所副所長,“北京正負(fù)電子對撞機(jī)”工程經(jīng)理,北京自由電子激光課題負(fù)責(zé)人,中國加速器學(xué)會名譽(yù)理事長等職。他前后承擔(dān)了三項(xiàng)規(guī)模較大的科研工程。
第一項(xiàng)大型科研工程是在20世紀(jì)60年代初,他領(lǐng)導(dǎo)研制成功了我國脈沖功率最大的速調(diào)管和可向高能發(fā)展的電子直線的加速器,均獲全國科學(xué)大會的重大貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。在研制過程中,他考慮到這個(gè)工作包括多種復(fù)雜的尖端技術(shù),而當(dāng)時(shí)國內(nèi)的情況則是在舊中國極端落后的基礎(chǔ)上現(xiàn)代工業(yè)剛剛起步,西方對我禁運(yùn),蘇聯(lián)對我保密,要用的許許多多的器材無法獲得。任務(wù)十分艱巨,他形象地比作如要吃饅頭,得先種麥子。要做加速器還要做世界上脈沖功率最大的速調(diào)管來產(chǎn)生微波;還要做性能指標(biāo)超過工業(yè)部產(chǎn)品幾十倍的調(diào)制器來做速調(diào)管的電源;還要做調(diào)制器的關(guān)鍵部件脈沖變壓器;還要做脈沖變壓器鐵心的繞制、鍍膜機(jī);如此等等。不但工作量巨大,更重要的是它們有許多我們還未掌握的關(guān)鍵技術(shù)。大功率速調(diào)管在幾十萬伏高壓下工作,最初是高壓擊穿關(guān);解決之后產(chǎn)生了微波,又出現(xiàn)了微波輸出窗擊穿關(guān),每次擊穿,管子都會暴露大氣,在分析原因、改進(jìn)設(shè)計(jì)之后,要經(jīng)過幾個(gè)月的辛勤勞動才能恢復(fù)試驗(yàn)。他由衷感謝那時(shí)剛由大學(xué)畢業(yè)與他合作的青年同志們,他們的無私奉獻(xiàn)、百折不回的精神和對他的信任與支持,終于使這臺加速器在1964年建成出束,當(dāng)即投入國防使用。
這臺加速器建成的意義是重大的,它體現(xiàn)了自力更生、科學(xué)促進(jìn)工業(yè)的思想。事實(shí)上,它也是我國高能加速器的預(yù)研,為后來的北京正負(fù)電子對撞機(jī)的順利建成奠定了人才和技術(shù)的基礎(chǔ)。謝家麟認(rèn)為,推動加速器事業(yè)在我國的發(fā)展,人才培養(yǎng)是根本的問題。所以在這個(gè)時(shí)期,他還在清華大學(xué)任兼職教授,講加速器課程;并在中國科學(xué)院電子所講授速調(diào)管課。后來他與合作者趙永翔出版了《速調(diào)管群聚理論》一書。
第二項(xiàng)大型科研工程是高能加速器的建造。在“文化大革命”末期,我國開始了一個(gè)以建造50GeV質(zhì)子同步加速器為中心任務(wù)的“八七”工程,他被任命為加速器總設(shè)計(jì)師,領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)工作。后因多種原因改建“北京正負(fù)電子對撞機(jī)”。從1981到1986年,他擔(dān)任對撞機(jī)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)(后任工程經(jīng)理)。這是中美科技合作協(xié)定中的第一個(gè)重大項(xiàng)目。他在這個(gè)崗位上完成的主要任務(wù)是:在設(shè)計(jì)工作中對決定對撞機(jī)性能的一些物理參數(shù)做出決策,如儲存環(huán)磁鐵的孔徑,高頻加速系統(tǒng)的頻率,電子的注入能量,正電子的產(chǎn)生能量等等;在幾個(gè)大系統(tǒng)中確定少數(shù)必須進(jìn)行預(yù)先研究的項(xiàng)目;調(diào)整各大系統(tǒng)在總經(jīng)費(fèi)預(yù)算中的合理份額和提出保證工程進(jìn)度的技術(shù)措施。
在領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和工作人員的奮力拼搏下,對撞機(jī)終于在1988年順利建成。它的亮度是美國同類機(jī)器的4倍,證明了設(shè)計(jì)決策的正確性?,F(xiàn)已用它完成了幾個(gè)重要的高能物理研究課題,其中陶質(zhì)量測定是1993年世界上最重要的高能物理成果之一。從此,我們在國際高能物理界占據(jù)了一席之地,與其他國家享有平等的伙伴關(guān)系了。另外,在建器之初,設(shè)計(jì)中就強(qiáng)調(diào)了“一機(jī)兩用”的考慮,結(jié)果它產(chǎn)生的同步輻射,為多種科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域所使用,促進(jìn)了我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。該項(xiàng)科研工程獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng),謝家麟在獲獎(jiǎng)人員中排名第一。
第三項(xiàng)大型科研工程是在紅外區(qū)工作的“北京自由電子激光裝置”。自由電子激光出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代末期,與常規(guī)激光完全不同,它是利用加速器產(chǎn)生的電子的康普頓散射的原理工作,具有波長連續(xù)可調(diào)、短脈沖、高功率等特點(diǎn),有十分重要的科研和生產(chǎn)應(yīng)用的潛力,被稱為第四代的同步輻射。因此,世界上科技先進(jìn)國家紛起研制。但它對電子束品質(zhì)的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般加速器所能達(dá)到的水平,國際上建成的裝置中只有大致半數(shù)可以出光。而波長愈短,難度也就愈大。北京自由電子激光經(jīng)過六七年的研制,克服了一系列的技術(shù)難關(guān),終于在1993年建成,出光達(dá)到飽和,成為繼美歐之后亞洲的第一臺紅外自由電子激光裝置,說明我國在這個(gè)領(lǐng)域已進(jìn)入國際先進(jìn)行列。開展應(yīng)用之后,必然會對多種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起重要的推動作用。“北京自由電子激光裝置”獲1994年中國科學(xué)院科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),謝家麟院士是第一獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>
40多年來,謝家麟通過加速器有關(guān)領(lǐng)域的研究,設(shè)備建造和人才培養(yǎng),對我國實(shí)驗(yàn)物理、加速器物理和技術(shù)的發(fā)展起了重要的推進(jìn)作用。
謝家麟院士是一位德高望重的前輩、知識淵博的學(xué)者和平易近人的領(lǐng)導(dǎo)。現(xiàn)在,他雖已步入高齡,但他仍在積極地進(jìn)行科研工作。他的信念是:生命的意義在于不斷地學(xué)習(xí)、探索和進(jìn)取。他說:“在研究工作中每一點(diǎn)滴的奉獻(xiàn),都使我得到莫大的快慰,‘老驥伏櫪,志在千里’就是我用以自勉的座右銘。”
2012年2月,謝家麟榮獲2011年度國家最高科技獎(jiǎng)。
主要論著
1謝家麟,負(fù)阻Transitron振蕩器研究,全國工程師學(xué)會年會論文集, 1943。
2Xie Jialin,45-MeV Medical Linear Electron Accelerator,AIEE/EE,1955.
3Xie Jialin,Experimental Evaluation of the Physicl Characteristic of a 45 MeV Medical Linear Electron Accelerateor,Radiology,1956,67.
4謝家麟、顧孟平、秦玖等,10cm 波段三腔大功率速調(diào)管,第二屆全國真空電子 學(xué)年會會議錄,1965。
5謝家麟等,30 MeV 電子直線加速器,高能物理參考資料,高能物理研究所,196 5。
6謝家麟、周立農(nóng),一種雙周期加速結(jié)構(gòu),高能物理與核物理,1979,3。
7謝家麟等,北京正負(fù)電子對撞機(jī)初步設(shè)計(jì)提要,內(nèi)部資料,1982。
8Xie Jialin,On the Choice o PositronProducing Energy in Linacinjected e ± Collider,IEEE Trans.,Nuclear Science,1982,32.
9Xie Jialin,BEPC Project and Its Main Technical Featurse,The Second China Jap an Joint Sposium on Accelerator for Nuclear Science and Their Application,1983 .
10Xie Jialin,etal,Design Considerations of the Beijing Free Electron Laser Project,Nuc lInstand Meth,1988,A 272.
11Xie Jialin,Renshan Zhang,A Scheme to Compensate the Transient Beam Loading in TW Electron Linac,1990 Linear Accelerator Conf.,1990.
12Xie Jialin,J.Gao,RF Gun Development at IHEP for BFELP,NuclInstrand Meth,1991,A 304 .
13Xie Jialin,etal,The Undulator for the Beijing Free Electron Laser Project,NuclInstr and Meth,1991,A 304.
14Xie Jialin,YZHuang,Measures to Alleviate the Back Bombardment Effect of Thermionic Electron Gun,IEEE Particle Accelerator Conf.,1991.
15Xie Jialin,Renshan Zhang,An Selfadaptive RF Feed forward Control System for ATF,Center for Accelerator Physics,BNL CAPATFTech.,1991,(12).
16Xie Jialin etal,The Saturaation of the Beijing FEL,NuclInstrMeth ,1995,A358.
17謝家麟,微團(tuán)物理與技術(shù)及其應(yīng)用,粒子加速器學(xué)會第六次學(xué)術(shù)報(bào)告會論 文,1996。
18謝家麟,自由電子輻謝與北京自由電子激光,物理,1996,25。
19Xie Jialin,CXTang,Beam Loading Effect of RF Linac Based FEL with Thermionic Cathode Mi crowave Gun Injector,Procof Intemational FELConf,1996.
20謝家麟,一種新型、簡易、高效加速器,加速器學(xué)會成立20周年學(xué)術(shù)報(bào)告會, 2000。