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是谁在改变我们的世界,告诉你一位不为人知的大师
科学事物,必须不断研究,认真实验,得寸进尺地深入、扩展,通过韧性的战斗,才能可能获取光辉的成就。——陈佳洱(个人简历)
陈佳洱,著名物理学家,中科院院士,原北京大学校长,原国家自然科学基金会主任。北大校长是陈佳洱最为公众熟知的角色,这几乎掩盖了他作为著名核物理专家的学术成就,而北大校长之后,他的工作和生活情况鲜为人知。本期“大师”访谈将由晓虹带您聆听陈佳洱教授的娓娓讲述,揭示他围绕北大这个人生最重要的驿站所演绎的精彩故事和学者情怀。
小亡国奴的经历永生难忘
陈佳洱:我1934年10月1日出生在上海。因父母忙于维持一个七口之家的生计,就把我送到家乡宝山(现上海宝山区)罗店镇,跟祖母一起过。1937年,日寇扩大侵华战争,我和祖母一起逃难到了上海和我父母住在一起。
儿时的陈佳洱
日军攻占上海后,开始还未进驻租界。我父亲就在租界里面一边教书,同时写点文章。他曾写过一本叫《火线上的孩子们》书。歌颂中国孩子们的抗战活动。后来租界被日本人收管了,我父亲实在待不下去,就只身到了后方的国立编译馆,编写教科书。我和母亲留在上海,就这样我成了日本军国主义统治下的小亡国奴了。
那时候日本宪兵,对中国人很残忍,骂我们是支那猪,根本不把我们当人。我每次上学都要经过日本人的岗哨。那时凡是中国人经过,都要脱帽行礼,他们一不高兴就要打人耳光,有时还要拳打脚踢。我上小学时,他们不让我们念原有的“国定教科书”,强迫我们学他们汪伪政府的教本,还强迫我们学日文。我们老师爱国,就让我们偷偷把原来的国定教科书抄下来。只要那些日本学监和狗腿子不在,我们就念国定教科书。
那一段时间里,日本军国主义分子给我印象最深的是凶残,他们高唱什么“大东亚共荣圈” ,实际上中国人连最起码的人权、人格都被他们践踏了。根本不把我们中国人当人,公园门口写得清清楚楚,“华人与狗不得入内”,实际上甚至连他们的狗都不如。小的时候在日伪统治下,我们中国人都活得很惨。这使我从小就懂得,没有一个独立、强盛的民族和国家,就根本谈不上个人的尊严和前途。
父辈影响树立对科学的憧憬
晓虹:你父亲陈伯吹先生是著名的儿童文学作家,你为什么没有选择当一个作家,到最后反而选择了现在这条道路呢?
陈佳洱:我小的时候当然也想去当作家。我在家里面看他孜孜不倦地编《小朋友》、《常识画报》,写各种儿童故事等,于是也模仿他,自己裁纸订成小本,再写几句想说的话,就起名为《小小画报》。抗战胜利,我爸爸回来以后(抗战期间,陈伯吹因参加抗日爱国行动被迫离开上海),为了训练我的英文,他找来一些适宜儿童学习的英文书籍让我阅读,还让我翻译。甚至还在华美晚报上发表过我的译作。那时候他曾想培养我成为一个翻译家或者文学家,我也有过这样的愿望。但是同时我父亲也跟我讲,他之所以以写作为职业,实际上是因为生活所迫。他真正最喜欢的是数学,假如有条件的话,他最想上大学学数学,他相信一定能够成为一个好的数学家。所以,他也经常给我讲科学故事,在我幼小的心田里种下了爱科学的种子。
我曾写过一篇文章纪念我父亲,名字叫做《难忘的游戏》。就是我父亲跟我讲电是怎么回事。有一天礼拜六,他一直埋头写东西,但是那天下午天黑得可怕,我因害怕,就跑到他写作的房间里去了。忽然天上打起很亮的忽闪,后接着哗啦啦地打雷。那时候我年纪小,吓得哇的一声哭了起来。他一看我哭了,赶快停下笔来,把我搂在他怀里面。他说你别怕,你知道为什么会打雷吗?我说我知道啊,隔壁老奶奶跟我讲过,雷公是要劈不孝之子,天下有谁不孝,雷公要劈他,所以就打雷了。
我父亲听了笑了起来,摇摇头说不是这样。他说打雷是一些云带正电、一些云带负电,合在一起的时候就要放电。闪光和雷声都是放电引起的。为了让我容易听得懂,他伸出左手说比如这个手带正电,右手带负电,两手拍在一起时就响起了掌声。那么电又是什么呢?为了说清楚,他把我妈妈找来帮忙。他利用办公桌上的一些书,就在这里放三本书,那里放三本书(用手比划着),找了一个玻璃板搁在书上面,然后拿我的积木上面包上一块绸布,叫我妈妈剪几个小纸人放在这个玻璃板下面。上面绸布与玻璃一摩擦,玻璃就带电了,电就把纸人吸上来,电中和掉了之后,纸人又掉下去了。只要不停摩擦,纸人就一直在跳,所以这个游戏叫跳舞人形。
接着我爸爸就跟我讲摩擦生电,磁感应发电以及电有那些用处。电灯也好,出行坐的无轨电车也好,都需要电来工作。他平常很爱科学,所以能跟我讲这么多道理。
我上中学后,住在学校里。但只要上映有关科学家的电影,他都接我去看。如《发明大王爱迪生》怎么发明电报,发明电灯的故事,到现在我还有印象。有一天下午下着大雨,他冒着雨带我到电影院里面去看《居里夫人传》。看后,我很受感动。当时居里夫人在非常简陋的条件下,历尽艰辛,用手工处理放在缸中的 8 吨沥青矿石渣。她经历了无数次的失败,最后经过 5600 次结晶,提炼出了0.1毫克的镭!我看了非常感动。我父亲就鼓励我要学习居里夫人,做一个对科学有贡献的人。
中学趣事:钱绍钧叫“面包” 田长霖叫“大头”
陈佳洱:当时我上的学校是位育中学,这个中学有一批非常优秀的数理化老师。我的班主任是清华化学系毕业的,叫李玉廉老师,他的为人和讲课都非常好,深受同学们的爱戴。物理老师叫周昌寿,是复旦大学前身的物理学讲师,他讲的物理深入浅出,概念清楚。学校还用各种示教实验启发同学们对科学的兴趣,鼓励学生课余研究。在这样好的环境下,我当时就跟我们班的四个同班同学组成一个小组,起名叫“创造社”。主要研究怎么做无线电收音机,进行无线电的实验。我们还专门给学校做了一台大功率扩音器,每天早上用它来放广播体操的音乐。
位育中学培养出来不少科技界的名人和大学校长。如我的同班同学钱绍钧是邓小平同志表扬的人民解放军科技模范,当时跟我一起坐在第一排。因为那时候他的脸长得圆呼呼、胖胖的,我们就叫他“面包”。 钱绍钧现在是工程院院士,将军。还有坐在我后面的田长霖,曾经是美国著名的伯克利大学的校长,著名的热物理科学家。他那时候头长得大,所以他的外号叫“大头”。他坐在我后面,上课时大家都专心听课,听得高兴,他就轻轻捅我一下跟我开玩笑。他很聪明,数学考试老是第一名,谁也考不过他。
朝气蓬勃的青年时代
那些人 那些事 几个难忘的五分
陈佳洱:考大学的时候,我既想上北京大学,也想上海上交通大学,心里也没有想好。我父亲有几个朋友是地下党的党员,他们建议我应该到老解放区去上大学,结果我就报了一个大连大学。我报的不是物理系,是电机系。因为那时候对电有兴趣,而且我觉得解放了国家要强大,需要发展工业。
王大珩
著名物理学家王大珩老师当时在大连大学任教,他跟学校工学院屈伯川院长建议,你要办好工科,没有理科不行。他建议工学院里建一个应用物理系,由他当系主任,学校就同意了他的意见。王老师刚从英国回来,他对学生要求非常严格。他最擅长于光学物理。那时候一做光学实验他就来了。做实验之前,他都得问我们,你准备做什么实验?为什么要做这个实验?这个实验你准备怎么做?都回答清楚了,并把实验的数据表设计好了之后,才让你进去做。做完了以后,所有的数据要经过他的审核,通过了以后才能走,而且还要打分。那时候实行五分制。他的分打的很严,想在他那里得到一个代表优秀的五分非常困难。
晓虹:那时候你在他考核中得了几个五分。
陈佳洱:那个学期得了三次。请了三次吃花生米。我们同学间规定,谁得了五分,谁请吃花生米(笑)。
在王老师手里得五分实在太难了。那时候我因为对做物理实验有兴趣,所以同学们就选我做物理课代表了。
为了在工学院里建立物理系,平时总成绩四分、五分的,经过选拔,可以到物理系去,而且还有奖励 “工分”。我们上学的时候,政府包我们吃,包我们住,每个月还有“工分”可在食堂买好菜吃。大学二年级时我有幸被选到学校的物理系去了。后来又因全国院系调整,去长春东北人民大学(吉林大学)学习。
我这辈子也很幸运,中学的老师非常好,每一堂课都听得引人入胜。到大学呢又碰到一些好的老师,王大珩老师,朱光亚老师、余瑞璜老师,吴式枢老师……
晓虹:你说的这些老师全都是现在咱们中国特别有名的大学者、大科学家。
陈佳洱:余瑞璜院士是X光晶体物理专家,中国第一只X光管也是他做出来的。他是当时东北人民大学物理系的系主任。教研室主任郑建宣老师,教我们热力学,鼓励我组织课外研究小组,是后来广西大学的校长。教我分子物理的霍炳权教授,是原清华大学的教务长,后来郑州大学校长。教我们量子力学的吴式枢老师是有名的理论物理学家、中科院的院士。听他们的课实在是一种享受。
余瑞璜
1952年全国院系调整,我和大连大学物理系的同学们全部调到东北人民大学(后来的吉林大学)。当时我们系主任余瑞璜先生提出,“我们要赶超北京大学”。上大学的时候只知道北大好,但是没有那么清楚的概念,但是他喊出了这样的口号,反而知道北大很强了。
余瑞璜先生课讲得很好,但是他出的考试的题目是很难捉摸的。还有像吴式枢老师考量子力学,有好多同学进了考场出不来,我们还得把午饭给他们送进去。
晓虹:为什么呢?
陈佳洱:题难啊。你假如抓不住要点的话,一道题要算好久好久,所以到了吃午饭的时候,把午饭送进去给他们吃,一边吃午饭一边答题。
晓虹:这样的考试没有时间限制吗?
陈佳洱:没有时间限制。
晓虹:只要完成考题就行了是吧?
陈佳洱:是的。但每人的考题是由抽签决定的,你抽到什么题目就做什么题目,抽签以后还有口试。吴老师那个题大家都感到很难的。我可能运气比较好,抽到的那个题,相对不是那么难。
晓虹:据说您那个试题好像做得特别好?
陈佳洱:不是这样的,吴式枢老师的五分可能因为运气好,抽到的题目我觉得不算太难,我答对了,就给我五分。余瑞璜老师的考试时不抽签,却出了一个比较灵活的题,这个题你可以根据自己的理解很简单的回答,也可以尽情地发挥。幸亏我比较仔细地回答了,全班只给了一个五分,就是我。
朱光亚
1953年底我写毕业论文,那时候朱光亚是我们的指导老师,他教过我原子物理。朱光亚老师很细致,讲课也讲得很细。当时他是我们系最年轻的教授,29岁就当了正教授。
晓虹:这么年轻啊?
陈佳洱:他回来以后先到我们这里来,然后又到朝鲜战场上去做翻译,还在朝鲜抗美援朝战争上立了三等功。到我们这里教书的时候,大家都知道他是英雄,所以都很崇拜他。
1953 年吉林大学物理系举行原子物理课程学期考试,朱光亚教授正在对他的学生陈佳洱进行口试
“我在546信箱”
陈佳洱:我正在做这毕业论文实验的时候,北大派了吴全德先生,还有一位郑乐民先生来考察。 他们来看我们在做些什么论文,当他们看到我在做核子计数器研究时,就跟我聊了半天。当时北京大学还没有做这样的论文,他们觉得很有意思,很好。所以他们赞扬了一番,我也觉得很高兴。后来他们走了以后,我才知道实际上他们来是为选拔北大的研究生做准备。因此我也十分动心。但等到毕业时,余瑞璜先生就找我去谈话,他说系里党政都研究过了,我和宋家树两个人留在系里工作,不能报考北大的研究生。我一听以后,暗自一惊,但只能服从啊,既然是党员,党组织决定留下,就得留下来。
晓虹:又一次和北京大学擦肩而过了。
陈佳洱:因为要留下来嘛。
晓虹:当时失落吗,没有办法上北大了呀。
陈佳洱:当然了,特别是去北大的第一批研究生,都是我的老同学,过去大家都是好朋友,送他们走的时候我心里难免感到酸溜溜的。
陈佳洱:1954年毕业留校后,余瑞璜老师给我安排一个任务,要我和哈宽富老师一起从无到有地建立一个X射线金属物理分析实验室。那时候我是助教,他是讲师,我们两个配合很默契,在短短的一年里面硬是把这个实验室建了起来,开出了八个实验。因为工作量很大,我们每天都是日以继夜的干。开出的实验中包括了X光的单晶分析-劳厄斑点分析,X光的多晶分析等等。这些实验过去我们自己都未做过,都是一个个边学边干地排出来后,提供给四年级学生做专门化实验的。
到了1955年初,中央决定要搞“两弹一星”了,为此就要建立培育原子核人才的教育基地。于是朱光亚先生先调来北大。到了五月,教育部又下第二个文件要调我走,我相信这是朱老师要我去的。因为他指导我的毕业论文,对我很了解,知道我爱动手,对我做的论文工作也还满意。但余瑞璜老师不干了,他是我们系主任,说谁要调陈佳洱走,我就辞职。学校也没有办法,后来听说是中组部和中宣部下了调令,我才去的北大。
当时中央决定第一个原子核的教育基地设在北大,名称是 “北京大学物理研究室“,并决定依托中科院钱三强先生领导的近代物理所来建。钱三强先生是世界著名的核科学家,曾发现铀的三分裂,还到过东北人民大学(现吉林大学),跟我们讲过关于原子核的故事。我听到钱先生来指导我们,自然很高兴。
物研室建立之初,只有我们6个人,主任是胡济民院士,副主任有虞福春和朱光亚教授和韩增敏书记,还有卢鹤绂教授和一个助教就是我。当时没有办公室,就在钱三强先生的办公室办公,房间号码306。在近物所内我们叫“物理六组“ 对北大我们是“物理研究室”。那时候对外保密,我对我父亲、对朋友只说我在“546信箱”工作。
晓虹:您当时好像是最年轻的助教。
陈佳洱:我来报到的时候很有意思。那时候副主任虞福春教授在值班,他是核磁共振领域的著名物理学家。他刚看到我时,不知我是谁,就说哪来的小孩儿,快走吧,我们这里要来办公。等到他看到我报到的证件,知道我是朱光亚的学生,是来报到的,就十分高兴地接待了我。
1955年,报到时我还不足21岁,其他都是老先生,就我一个年轻人。后来,又陆续从物理系调来孙佶,化学系调来刘元方,孙亦樑,从北师大调来张至善等讲师。我调来之后,给我的第一个任务是招生,叫我到其他学校去,从大学三年级里面挑一些好的学生来。那时的风气是全国一盘棋,所以拿了国家的文件,不论到了那个学校,学校都把最好的学生送来给我挑选,这个事情很快就做完了。学生好很重要。他们经过我们的培训,很快掌握了专业知识,我们56年第一届毕业生里面,后来有六位当选为院士。
第二个任务是接待苏联原子能专家代表团访华。我又从物理研究室的岗位借调到国务院的相关办公室上班,负责接待苏联专家。当时有幸住在北京饭店接待苏联专家。最难忘的是见到了周总理。总理接见苏联专家之前,办公室派我去中南海做准备工作,所以有机会第一次看到了敬爱的周总理和薄一波副总理等中央领导。你说我这么年轻就能见到敬爱的周总理,我心情能不激动吗?
晓虹:我听您这讲述,我就觉得那个时候对你来说一切都是新的。
陈佳洱:对,一切都是新的。
晓虹:特别充满生机啊。
陈佳洱:就是这样。所以特别怀念那个时候。
初到北大:招生和筹建原子核物理实验室
陈佳洱:从国办回来之后的任务就非常艰巨了。我把学生招来了,朱光亚先生要求我在一年之内,负责带领几位刚毕业的助教,筹建原子核物理教学的实验室,排出教学实验来。做实验需要有房间。钱三强先生就指定从中科院化学所腾出两层来给我们做实验室和教室。有好多仪器、器材没有,钱先生就让中科院的近代物理所的器材室向我们提供,只要他们有的就给我们领走。没有的,我们自己去买。
对于原子核物理实验,实际上我只在做毕业论文中学到一些有关制备盖格核子计数管的知识和技术,其他都不会做。当时虞福春先生就给了我一本英文的“实验原子核物理“。他说书上的几个实验都很基本,你就按照这个去筹备实验吧。
那时候大家都没有经验,只能摸索着干。好在我在吉大(东北人民大学)的时候,排过专门化实验,还有点基础。但因任务很重,大家都感到压力很大,所以也都是非常卖力。我记得那时候我在实验室里放了一张床,一天到晚拼命干到凌晨三、四点钟,实在睏了,就躺一会儿,醒来后接着再干。经过大家奋力拼搏,大概搞了整整七、八个月,终于准备出八个实验来。当时几乎每个实验都要用到核子计数管,所以我专门搞了一个小的车间,来生产核子计数管。当然各种实验对计数管的要求也不同,有的是探测a射线的,有的要探测b或g 射线,还有的要探测不同粒子的符合计数。 最难的是a射线的探测。a射线的射程很短,所以得用非常非常薄的云母窗,才能让它透过薄窗为计数管接受,产生计数。然而这么薄的云母窗,难以承受大气压,非常容易被大气压碎。当时我想了一个办法,在相对较厚的云母箔膜上面开个洞,再粘上一层非常非常薄的云母膜,两者合在一起,就既能承受大气压,又能接受 a射线。试验下来果真可以进行a粒子射线的计数,我也高兴极了。
还有一个实验是要做计数管的工作特性。因为计数管进行了大量放电计数之后,需要有一段恢复时间,在这段时间内,它是不灵敏的,称之为 “死时间“,那么这死时间是多长,怎么显示出来,怎么让学生知道计数管有这个特性呢?我专门设计一个电路,进行试验。 经过多次调试和调整后真能工作了。当示波器出现死时间的图形时,我非常高兴。正当我为首次得到的波形在自我欣赏时。蓦然听到一声 “这个波形很漂亮嘛”,我回头一看,没想到朱光亚老师早就不声不响地站在我后面看了多时了,我的这个实验得到朱老师的夸奖,感受到极大的鼓励。
晓虹:终于进入北大你是什么感觉呢?终于成为了一个北大人。
陈佳洱:你的问题很有意思。我们这个单位在创业初期因保密的原因,只有个别校领导了解我们。我们实验楼的地址也在北大校园之外,当时为了赶时间,按钱先生的意思,用中科院化学所的图纸一模一样的造了一幢实验大楼,邮址为“546”信箱。所以对校内外统称 “546”信箱。因此虽然1955年我就已经是北大人了,但与北大的联系并不多,受到北大文化的感染也不多。
真正作为北大的一员,是在1958年,陆平校长来了以后。他让我们系命名为北京大学原子能系,后来又改名为技术物理系。我那时有了一辆自行车,只要有点时间,就骑车到北大校园转一转。看到漂亮的未名湖、古式古香的四合院。非常兴奋,因为以前从来没有享受过这么漂亮的校园。
1956年党中央号召向科学进军。要大家破除迷信、解放思想,要在科学技术尖端上面做出一些成绩。为了响应号召,我们系里面要搞加速器,用加速器产生的高能量粒子轰击原子核、变革原子核。
1957年时我们只有一台从苏联进口的25兆电子伏电子感应加速器,这是胡济民先生到苏联去考察时,苏方推荐的。后来我们觉得它的加速能力太小了,并且还发现这台加速器本来是为了无损探伤而制造的,并不适合研究核物理。所以希望我们自己能够做一台适用核物理研究的,能量稍微高一些的电子感应加速器。
1958年全国搞大跃进,到处轰轰烈烈。北大师生的热情也都很高,因为中国的现代科学起步比西方落后了200多年,结果一百多年来受尽发达国家的欺凌,所以大家都渴望把中国的科学技术搞上去,使国家强大起来。在这样的形势下我们就把一些年轻教师和学生组织起来,照猫画虎地搞起30 兆电子伏电子感应加速器来。在大家的努力奋斗下,靠着三个臭皮匠顶个诸葛亮的精神,竟然把一台30 兆电子伏电子感应加速器建起来了。
牛津的留学生涯
晓虹:那1963年的时候是怎么去英国留学的呢?
陈佳洱:此前中科院与英国皇家学会达成了一个协议,就是互派学者、交流访问。1963年中国派往英国的第一批访问学者共有四人,中科院二人、高校二人。我是其中之一。解放以来,国家派出的都是到苏联或东欧各国去留学的,还没有人派到资本主义国家留学。所以开始时既感激领导的信任,又觉得心里面没有底。
1963年 伦敦
后来到了英国,驻英使馆的杭秘书用车子把我送到牛津大学的实验室里面,把我交给一个叫麦克?海德的教授,并与我们共进了午餐。吃完饭,他就和我们告别回伦敦了。他离开之后,起初我真有点举目无亲,不知所措的感觉。
牛津大学核结构实验室有一位英国皇家学会的会员,丹尼斯.威尔金森教授,负责照顾我的学习和研究工作。他是一个对中国很友好的著名科学家。后来是英国瑟萨克斯大学的校长。他发明了记录和分析原子核信息用的多道分析器,所以当时他得诺贝尔奖的呼声很高。
他了解到我在国内搞过加速器,就叫我参加他们正在安装、调试中的串级静电加速器上去工作。我一边工作,一边了解原有的设计计算,发现那个分析器的设计上,存在与加速离子的横向运动不匹配的问题。当时我想要不要告诉他呢,也真有点犹豫。后来他问我,你对实验进展怎么看。我便坦白地讲,我说你这个设计是有问题的,横向接受度太小不匹配。他听了很高兴,叫我写一个报告,作为实验室内部报告保存下来。直到1966年我离开英国回国的时候,他还把印好的报告作为礼物送给我,作为当时贡献的佐证。
所以我体会到搞科学十分讲究实事求是。你指出他的错误来,他不但没有不高兴。而且高高兴兴,这也为我树立了一个应该如何对待科学研究中出现的一些问题的好榜样。
当时我曾写信回来汇报我在做些什么。系里意思让我学习做一种新的等时性回旋加速器。这在当时是国际最前沿的一种加速器,英国也只有卢瑟福高能研究所在做。所以系里指示我要想办法到那去。于是我就和威尔金森教授说,我希望到那儿去工作。他看我前面一段工作很努力,态度也很诚恳,就说没有问题,他是那边的顾问,只要跟他们讲一讲就行了。他与负责等时性回旋加速器的J.D.劳森(也是皇家学会成员,核聚变领域著名劳森判据的发明人)讲好后,我就转到了英国卢瑟福高能研究所。我记得去的时候,劳森还亲自开车来接我。
晓虹:当时牛津大学,包括你后来去的地方,那时候中国人多不多。
陈佳洱:当时从中国大陆去的中国人只有我一个。所以他们也对我很好奇。中间还发生过一件事。我到了与英国哈威尔国家原子能中心为邻的卢瑟福高能研究所参加研究的时候,小报上有人称我是从“共产党中国”来的,当时美国的议员还向英国政府提出抗议,为什么接收“共产党中国”来的留学生?为此还有记者要求来采访我,我真不知该怎么应对?就请示使馆。使馆告诉我你就说,"我没有什么要讲的,谢谢!"就行了,英文就是"I have no statement,thank you!"。这件事就这样对付过去了。
在伦敦
在英国工作时,当时我国使馆有三个规定我也不得不严格遵守。第一个规定不许拿英方的钱。我为英方工作,做贡献,按道理他们要给我付劳务费的,差不多100英镑(月薪),他们也表示了要给我酬劳。但是我只能谢绝,我只能拿使馆提供的18 英镑,相当于一个月的伙食费。这一条我严格执行了;第二条规定不得读英国大学的学位。这一条我也执行了。第三条,最厉害了,反映研究成果的论文不得在国外发表。这一条很难得到英国朋友的理解。事实上改革开放后,我们也是在鼓励中国科学家在国际一流杂子上发表文章的呀!
离子跑到哪儿去了?
晓虹:那这个时候,像你这样去留学的这种性质该怎么样界定它呢?很尴尬的啊。
陈佳洱:很尴尬的。当时我去了卢瑟福实验室以后。劳森给我出了一个题目。说你研究研究,为什么从离子源出来的离子束流90%都没有了,最后加速出来的只有10%,到底这些离子飘逸到哪里去了?我一听这个题目就知道厉害了。这是一个极具挑战性的难题,因为在加速器的中心区里集聚了所有不同电荷态的各种离子,也是空间电荷效应最严重的地方,还存在着各种非线性的有害共振,情况极为复杂,研究很难下手。他给我这样的题目既是对新中国培养出来的青年科学家的一种信任和期待,更是对我的科学素养和研究能力的一次重大考验。因此我下定决心,一定要突破难关,为中国人争气。
1964年在英国卢瑟福高能物理试验室
1964年在英国卢瑟福高能物理试验室进行强聚焦回旋加速器中心区的研究。图上陈佳洱正在用微分靶测量束流轨道。
为了弄清情况,我就做了一个小的微分探针,来探测各种离子的运动轨道,从离子源开始依次一圈一圈地研究不同离子的轨迹和运动参数,再结合理论分析和模拟计算,逐圈的分析各个轨道上相关离子的高频相位分布、轨道曲率中心分布和自由振动包络的振幅与频率等。经过这一系列艰辛而细致的测量与分析,终于找出了加速离子严重损失的一个主要机制:在头上3-5个圈中, 离子自由振动的宏包络因与中心区的接收空间失配而大量丢失。此外,在分析离子轨道中心随能量变化中,我首次发现有一种不随高频电压变化的定向移动,如果不及时加以抑制,也是引起束流严重损失的原因。在试验和思考中,我突然意识到这就是实验上尚未证实的三扇磁极等时性回旋加速器所固有的越隙共振现象。
经过分析计算,我在国际上首次提出了诊断越隙共振的实验判据,并发展了用可控的局域性一次谐波有效地抑制越隙共振振幅增长的方法。把握了输运机制之后,经过种种努力,结果中心区束流传输效率提高了三倍以上。英国的同事们也为我的研究成果高兴。
1965年初正好要在荷兰召开国际回旋加速器大会,于是他们就要我写文章,去大会做报告。 但是根据使馆内部规定的第三条,我是不能写文章的。所以我只能说这个文章我就不写了。他们说你在我们这里做了贡献怎么能不写文章呢,你有责任向国际同行报告啊!我实在没有办法了,最后和他们达成一个妥协,我给他们写成两篇内部报告。由他们在会上散发。
晓虹:您当时有很多机会留在国外的,为什么没有留下来?
陈佳洱:我当然有机会了,但是国内要我回来啊。派我去的目的就是要我回来造一个先进的加速器,现在我既然把这些规律都掌握了,我当然要回来了。
晓虹:当时你去国外刚接触到西方的时候,你是什么感觉?包括那种科技之类的。
陈佳洱:我认为他们的科技很先进啊。他们对中国科学家也很友好。但里面包含着一种很矛盾的的心情。那时劳森差不多每一个礼拜都要请我去他家里做一次客,他家里展放着一些中国的瓷器、画卷等,作为自己文化品位素养的象征。因为中国的科学技术在四五百之前是世界第一。有一次还带我到他的朋友家里去。他们也同样拿出这些东西出来给我看,他说你看我对中国的文化很尊重。当然我听了也很高兴。但是另外一方面呢,由于中国现代科学落后。所以他们虽然都对我很好。但总给我一种同情弱者的感觉。
晓虹:还是带有一点怜悯的在里面的,这种怜悯往往令人心里不舒服。
陈佳洱:所里有一些好心的同事对我说,你在这里工作做得很好,需要的话将来回国时可以把这块磁铁和那些变压器带回去。听了以后真让我哭笑不得。我就坦白的说谢谢你们的好意,但磁铁、变压器等,我们自己都能做,我唯一有兴趣是的事所里唯一的一台液晶精密数字电压表。其他的我们国内都能造。
原子弹爆炸,中国人腰杆都硬起来了
陈佳洱:1964年10月16号,这一天我记得非常清楚。当时英国正在大选,茶歇(tea break)的时候同事们基本都看有关大选的电视新闻。可那一天的下午,大选的新闻在广播中突然全部中断,屏幕显示了“中国爆炸了原子弹” 一行大字。大家很惊讶,中国不是很落后吗,怎么爆炸原子弹了呢?我连夜赶回到使馆,问使馆是不是真的爆炸成功了。
1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸(资料图)
因为此前也不断有一些文章说我们原子弹试爆不成功等。使馆告诉我中国爆炸原子弹真的成功了,我高兴得跳了起来。第二天回到所里吃午饭时我成为餐厅的中心了,都来问我,你们中国是怎么做原子弹的,怎么做得这么快,用什么元素做成的原子弹,怎么爆炸的等等。对这些问题我一时也讲不清楚。我只说,中国政府已经声明:中国制造原子弹只是为了防御,中国决不首先使用原子弹。当时,不仅是在所里人家问我,我去看牙,牙医一边给我治牙,一边问我你是中国人还是日本人。我说我是中国人。他说你从哪来的,我说北京来的。北京来的,你们爆炸原子弹了,了不起啊!
我坐火车,火车上的老太太问我,你们中国现在已经有原子弹爆炸了,是不是要发动第三次世界大战呀?我说不是的,我们中国政府已经声明了,我们决不首先使用原子弹,我们有这个承诺。老太太听了放心了。
晓虹:这颗原子弹的爆炸当时给西方世界非常大的震动。
陈佳洱:是这样。所以这个时候中国人在实验室也好,在街上也好,一下子觉得脊樑骨更硬起来了。
晓虹:特别自豪。
陈佳洱:所以我在那个时候真正体会到一个国家的强盛的意义。在这个世界上没有国家、民族的强大,就谈不上个人的价值。尽管有人对你好,并不代表真正对你的尊重。没有国家,没有民族的强盛,就没有个人的价值和地位。只有国家强大了,民族强大了,个人在国际上才能得到应有的尊重。
晓虹:就像你说的那样,腰杆直了,特别直。
陈佳洱:后来1985年,我又到牛津大学去一次。并见到了第一次接待我的海德教授。他跟我讲,我们这台串级静电速器,就是你原来进行实验的那台,送给你要不要?我知道当时这加速器还在运行之中,还可以做许多核物理实验。我心想他不能拿这样一台价值200多万美金的加速器来开玩笑吧。便说Are you joking? 你不是开玩笑吧?他认真地说不是的。他说第一我们这里需要腾出空间来发展新的加速器。第二个我们相信你有这个能力把这个加速器利用好。
1985年在牛津大学物理系陈与牛津大学签订接受该校馈赠 2X6 MV串级静电加速器的协议
我当时听了很高兴,因为那时候我们也还需要大一点的加速器啊。于是立即报告学校,学校经过教育部同意收下。我就代表北京大学与代表牛津大学的副校长在双边合同上签了字。签字时,我驻英使馆的科技参赞罗修錦同志,牛津大学的系主任爱伦教授,还有海德教授都在场,并专门照了一张照片合影留念。之后,我们北大派了四个人到牛津去了,连拆卸带装箱,运回北大。在北大再把它安装、调试、升级改造,一共花了不到一百万就在北大重新运行起来了。我们就利用这台加速器建成了中国第一台加速器超灵敏质谱计,承担国家重大项目“夏商周断代工程”。不仅做出了重要成果,也培养了一批年轻教师和博士生。
为夏商周断代工程做出巨大贡献
1977年,科学的春天到了
陈佳洱:还有一件事情使我终身难忘。这就是在1977年,邓小平同志在中央三中全会上决定要召开全国科学大会,制定科学规划。为此让钱三强先生负责核科学的规划。钱先生没有忘记我,在他的领导下,把正在接受再教育的我从汉中褒城调到北京,住在友谊宾馆五号楼,制订原子核物理和加速设施的发展规划。我记得高能加速器(后来发展为高能正负电子对撞机)、兰州的重离子加速器装置、合肥的同步幅射光源以及北大的超导加速器等都是在那时候规划的。
1978年3月18 日中共中央、国务院在北京隆重召开的全国科学大会。这是中国在经历了十年文革浩劫之后的第一次科学大会,这是一次有着巨大历史意义的大会。我非常幸运有机会从汉中赶到北京参加了这一次使我的生命发生又一次转折的大会!我清楚地记得就在这次大会上,小平同志在 “树雄心,立大志,向科学技术现代化进军” 的大会报告中,以铿锵有力的声音,严厉驳斥了“四人帮”打击迫害知识分子、破坏我国科学技术事业的种种谬论,着重指出“现代化的关键是科学技术现代化”, 旗帜鲜明地指出“科学技术是生产力”这一马克思主义基本观点;重申知识分子是工人阶级的一部分,是“为社会主义服务的脑力劳动者,是劳动人民的一部分”,强调“必须打破常规去发现、造就和培养杰出的人才”,把“尽快培养出一批具有世界第一流水平的科学技术专家,作为我们科学、教育战线的重要任务”。
他的一席话不仅粉碎了“四人帮”对我国科学技术发展的种种禁锢和束缚,更摘除了“四人帮”强加于知识分子的“资产阶级”帽子,使知识分子从"臭老九"一跃而为"工人阶级的一部分"! 当我们这些在文化大革命中被“四人帮”剥夺了科学研究的权利,戴上了“资产阶级”的帽子“发配”到山沟里从事劳动改造的科技工作者在大会上亲耳聆听到这些无比亲切的话时,当时就情不自禁的流下了热泪,感到无比的激动,深深地感受自己获得又一次新的解放,我的科学生命恢复了,我的学术生涯又得到重生了!大家都欣喜万分地感受到科学的春天真的来了!中国有希望了!这是我毕生不能忘记的一件大事。
科学大会之后的一年之中,由高等教育部和中科院在北京大学联合建立的我国第一个原子能教育基地---北京大学技术物理系,就经小平同志的亲自批准,由汉中搬回北京。消息传到正在汉中接受再教育劳动的系里,整个系都沸腾了!大家庆贺我们的系从此获得新生!在小平同志“改革开放”思想的引领下,系里全体同志的多年来憋着的一股劲终于像火山一样爆发出来了!大家争先空后地要打“翻身仗”,群策群力,依靠自主创新进行原子能科研教育二次创业。
我和教研室的十几位同志就在这样春天里不仅到上海先锋电机厂,与产业相结合,建造了一台能量为4.5MV 的静电加速器,还依靠海外同行的帮助,在短短几年里创建了第一台射频效率达到国际前列的螺旋波导聚束器和整体分离环型 RFQ (射频四极场)重离子直线加速器、研制出我国第一只射频超导加速腔,并在牛津大学赠送的 2X6 MV 串列加速器的基础上建立了第一台面向用户的碳-14超高灵敏度质谱计,为后来的国家重大项目“夏-商-周断代工程做出了重要贡献!”
“夏-商-周断代工程” 当时是国家科委宋健主任直接下达的。全国成立了一个“夏商周战略工程领导小组”组长是科技部的副部长邓楠,今天的中国科协的党组书记。副组长由我担任。这个工程对年代的测量精度比国际上有名的测耶稣“裹尸布”的要求高得多。例如要求测定三千年前一个有甲骨文的骨片的年代的精度优于正负三十年。为此,我先到当年因测耶稣“裹尸布”的年代而出名的几个加速器质谱的权威实验室去请教。我去了英国牛津大学,瑞士的苏黎世高工,还去了加拿大多伦多大学,听取他们的意见。他们听了都摇头对我说,我们暂时还做不到,你们先试试吧。回来后,只能依靠研究小组集体的智慧,想尽一切办法降低本底、降低“分馏效应”,做到“平顶传输”,并做好数据分析和年轮校正,结果总算达到了目标。北京大学加速器质谱计的总体测量水平也因而升至国际前列。
战战兢兢地走上北大校长岗位
晓虹:接下来我们谈一谈你在北京大学当校长的经历吧。当这个位子摆在你面前的时候,你是一种什么样的感觉,压力大不大?
陈佳洱:当然大了。当时我战战兢兢、如履薄冰地走上这个岗位。因为我知道北大校长的一言一行,全国人民都在盯着。北大是一座敏感的墙,“北大无小事”。当时人事部、教育部公开宣布我担任北大校长的时候,我就跟全校中层以上干部说,我说感谢组织上对我的信任,但是我坦言作为一介书生我并没有担当北京大学校长的能力。我说,既然今天我已经受到任命,除了我要奋发努力之外,只有依靠我们全体教师、同学,依靠我们职工,我们大家共同努力,大家一起同心同德、尽心尽力才能把北大办好。
晓虹:你1996年到1999年期间,担任了三年校长。这三年是怎么过的?
陈佳洱:我想作为学校首先要把学科建设好放在第一位。这是学校“安身立命”的根本。一个学校好不好,首先看它有几个有特色、有亮点的学科;能培养多少有特色的代表性人才。如果一个学校有若干个这样的学科,能培养出一大批人品和学术上一流的人才,能为民族的振兴做出重大贡献,那她也就是一个一流的大学。
北大25周年的时候,所有世界有名的大学校长都来祝贺,为什么年轻的25周年这么值得祝贺呢。因为北大是新文化运动的发源地,五四运动的策源地,她对一个民族,一个国家的贡献是世界上没有其他大学能比得上的。
今天我们正在建设有中国特色的社会主义,我们只有在国家科教兴国战略的指引下,培育求真、求知、追求真理的良好风气,在培养具有高度人文素质和科学文化素养的高素质创造性的人才方面,并在知识创新、技术创新和理论创新方面做出一流的成绩,为民族的振兴和人类的进步做出卓越的贡献,才无愧于人民的期待。
所以我当校长以后,首先抓的事情就是了解各个系教师队伍情况和学科发展情况,特别是学科在国内外的地位和存在的问题。我仔细听取一线教师和有关领导的意见,研究学科建设的发展。 我始终认为要建设一流的学科,首要的关键是要建设一流的教师队伍。教师不仅在“传业、解惑”上起着主导作用,更在“传道”上,特别是学
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