謝家麟(1920年8月8日-2016年2月20日),九三學社社員,出生于黑龍江省哈爾濱市,祖籍河北武清(今屬天津市),1943年,謝家麟從燕京大學(今北京大學)畢業后到中央無線電器材廠桂林總廠的研究室工作。1948年摘得加州理工學院碩士學位,1951年又獲美國斯坦福大學博士學位,系著名物理學家、中國科學院院士。曾任中科院高能物理研究所副所長、“八七工程”加速器總設計師、北京正負電子對撞機工程經理、中國帶電粒子加速器學會理事長、中國高能物理學會副理事長、國家863高技術主題專家組顧問等職。
謝家麟長期從事高能加速器技術研究,是中國粒子加速器事業的開拓者和奠基人之一。他主持研制了世界上首臺高能醫用電子直線加速器,領導建成了中國首臺高能量電子直線加速器,領銜創制了中國首臺大科學裝置——北京正負電子對撞機,主導研發了世界首臺緊湊型新型加速器樣機,牽引推動了中國高能粒子加速器事業實現跨越式發展,培養了一大批加速器研究應用領域的技術型人才。
謝家麟曾以兩項世界原創、三項填補中國技術空白的科研成就,先后摘得國家科學技術進步特等獎、國家最高科學技術獎等十余項國家級大獎,頗受學術界稱譽。2016年1月,國際編號第32928號小行星被永久命名為“謝家麟星”。
人物生平
早年經歷
1920年8月8日,謝家麟出生在哈爾濱市的一個知識分子家庭,父親謝紹賢曾是當地一位知名的律師。1931年東北地區淪陷后,謝家麟隨父母遷居北平市(今北京),后就讀于北平匯文中學,師從早一輩物理學家張佩瑚,繼而對無線電產生了濃厚興趣。
1938年,謝家麟考入燕京大學物理系讀書。大四那年,太平洋戰爭爆發,日軍隨即進占關閉燕京大學,謝家麟被迫輾轉前往內地借讀。1942年夏,在“航空救國”思想感染下,轉入武漢大學航空系繼續學業;半年之后,燕京大學在四川成都復校辦學,謝家麟遂再次回到燕京大學物理系學習。
1943年,大學畢業的謝家麟,前往資源委員會桂林中央無線電器材總廠研究室工作;翌年夏天,與同班同學范緒結為夫妻。
海外求學與工作
1946年初,謝家麟調任天津中央無線電器材廠工作后,順利考取了官價外匯赴美留學資格;次年7月,時年27歲的謝家麟赴美留學。1948年夏,加州理工學院碩士畢業之際,他又轉學至美國斯坦福大學物理系,繼續攻讀博士學位。
1951年,謝家麟博士畢業時,正值朝鮮戰爭時期,回國受阻的他被迫應聘至俄勒岡州立大學任教;翌年重返斯坦福大學,先后出任為微波與高能物理實驗室助教、副研究員;時隔半年后,謝家麟接受學校委派前往芝加哥,擔任麥卡瑞斯醫學研究中心直線電子加速器項目負責人,開始主持研制用以治療腫瘤的高能電子加速器??蒲泄リP階段,謝家麟帶領團隊創造性解決了加速器總裝調試、設備元器件自制、照射電子束均勻分布等一系列難題,成功研制和建造了世界上首臺高能醫用直線電子加速器,一時引發全美轟動。
歸國投身建設
1955年,謝家麟放棄國外優越條件回國,隨即出任中國科學院近代物理研究所(今稱“高能物理所”)研究員、清華大學教授,開始正式介入中國的高能加速器研究;翌年加入九三學社。他帶領團隊從學習加速器理論知識、搭建微波實驗室、建立精密金工車間、自研基本關鍵部件著手,歷經八年攻關即成功研發出中國首臺可向高能發展的電子直線加速器,直接推動了中國電子加速器研制工作實現跨越式發展,并繼而掌握了大功率速調管、加速管和微波管等一系列先進技術。與此同時,1960年前后謝家麟還曾一度臨危受命領導國防任務中子管的研制工作,這一事跡至今鮮為人知。
1972年,謝家麟與張文裕等人聯名致信國務院,力倡建造一臺適用于中國高能物理研究的質子同步加速器,得到國家重視。1978年,謝家麟受邀出席全國科學大會,其間三項科研成果榮全國科學大學獎;同年,奉命出任“八七工程”總設計師,正式開始主持設計建造50GeV質子同步加速器。1980年,謝家麟當選中國科學院首批學部委員(院士)。
1980年代,隨著國民經濟的調整,旨在建造質子同步加速器的“八七工程”擱淺下馬,一時間學界關于建造何種加速器議論紛紛。時任中科院高能物理所副所長的謝家麟,在廣泛征求國內外科學家意見的基礎上,反復組織研討權衡開展質子打靜止靶和正負電子對撞研究的優劣態勢后,最終決定吸收美國專家潘諾夫斯基“建造2.2GeV正負電子對撞機”的建議,提出了建設集“高能物理研究實驗裝置、同步輻射研究應用平臺”于一體的正負電子對撞機“一機兩用”的開創性方案。
1981年起,謝家麟受命出任北京正負電子對撞機技術領導(后任工程經理),正式開始領銜設計研發中國首臺2.2GeV的正負電子對撞機。科研攻關期間,他提出了“首要確保高亮度、采用可靠先進技術、設計保留改進余地”等六條關鍵原則,與工程指揮部一道成功指導完成了速調管、加速管、能量倍增器、正電子源和高頻腔等關鍵核心技術的創新性研發。1988年10月16日,北京正負電子對撞機首次實現正負電子對撞,同比設備亮度性能測試優于美國SPEAR四倍,填補中國國內兩項技術空白的同時,也創造了國際加速器建設史上速度快、投資少、水平高的奇跡,直接推動中國一舉跨入τ-物理研究國際領先序列。屆時《人民日報》專題刊文稱譽其為“中國繼原子彈、氫彈爆炸成功,人造衛星上天之后,在高科技領域又一重大突破性成就”。這一時期,謝家麟還領導建成了對撞機配套實驗數據分析計算機中心,搭建了具有國際先進水準的加速器技術發展實驗室,樹起了中國大科學工程協同建構的典范。1989年,謝家麟籍此榮膺國家科學技術進步特等獎。
1986年,正值北京正負電子對撞機即將落成之際,謝家麟敏銳察覺到自由電子激光應用屆已成為新的戰略性發展方向,他旋即主動請辭北京正負電子對撞機工程經理職務,率先倡言中國亟需同步展開自由電子激光裝備研究,并力主將自由電子激光研究項目正式列入“國家國家高技術研究發展計劃”。擔綱項目研制期間,謝家麟主持制定了熱陰極微波電子槍注入器、波蕩器和光學諧振腔等一系列核心設備技術方案,提出以“前饋控制”路線優化改進中國首臺可向高能發展的電子直線加速器,繼而于1993年成功領導建成亞洲首臺產生激光并實現飽和振蕩的裝置——北京自由電子激光裝置,使得中國一舉成為繼美國、西歐之后實現紅外自由電子激光飽和振蕩的國家;這一突破性成果當年即入選中國十大科技新聞。
2000年,謝家麟突破加速器設計原理,從基本的物理圖像出發展開數學分析,原創性提出速調管同時作為微波源和電子源的緊湊型電子直線加速器設計構想,探索將其沿用數十年的微波源、電子源和加速管三大系統精簡為速調管、加速管兩大系統,繼而進一步簡化加速器結構、壓減制造成本。其間歷時短短四年,謝家麟領銜設計的世界首臺緊湊型新型加速器樣機即宣告研制成功,完成了從基本概念和原理分析到計算機模擬研究、再到實驗驗證和樣機研制的電子直線加速器簡化創新,并成功獲批國家專利。2010年10月,謝家麟參加粒子加速器學會成立30周年暨謝家麟院士90壽辰報告會。2012年2月,謝家麟榮膺“2011年度國家最高科學技術獎”。
逝世
2016年2月20日8時12分,謝家麟因病在北京逝世,享年96歲。
主要成就
謝家麟長期從事高能加速器領域研究,在醫用加速器、電子對撞機、自由電子激光裝備等設計研發層面多有建樹。
20世紀50年代至60年代,謝家麟受邀出任芝加哥醫學中心首席物理學家期間,開展了加速器優化設計和穩定度提升研究,創制了世界上第一臺高能醫用直線電子加速器,在國際上首開高能電子束治療深度腫瘤的先河。回到中國從事研究工作后,謝家麟帶領團隊從研制加速器基本關鍵部件做起,成功建造出中國第一臺可向高能發展的電子直線加速器,后被直接應用于新中國“兩彈”研制的核爆模擬標定研究,并籍此探索發展了大功率速調管、加速管和微波管等一系列先進技術,為后續建設北京正負電子對撞機儲備了人才和技術基礎。
20世紀70年代至80年代,謝家麟先后擔綱“八七工程”總設計師、北京正負電子對撞機工程經理,與決策團隊一道領導確立了中國高能加速器發展的正確路線,主持成功研制了中國首臺具有“一機兩用”功能的北京2.2GeV正負電子對撞機,造就了中國開展同步輻射技術研究和凝聚態物理、材料科學、地球科學、化學化工等多學科交叉前沿研究的重要基地。
20世紀90年代以來,謝家麟等人首倡發起開展自由電子激光研究的863項目,以世界同類研發項目十分之一的資金總投入,領導建成亞洲第一臺產生激光并實現飽和振蕩的自由電子激光裝置,繼而奠定了中國自由電子激光事業的發展基礎,成功摘得1994年度國家科學技術進步獎二等獎、中科院科技進步獎特等獎。晚年的謝家麟,在加速器研究領域更進一步,突破當年既有電子直線加速器的設計建構模式,率先創制出了世界首臺將速調管同時作為微波源和電子源的緊湊型電子直線加速器樣機,進而使得簡單、高效、低價的加速器建造成為可能。
主要論著
《速調管群聚理論》
《速調管群聚理論》由謝家麟與趙永翔合著成書,曾于1978年榮獲中國科學院重大成果獎。該書全面討論了線型束群聚現象的有關理論問題,包括運動學理論、去聚理論、空間電荷波理論和大信號理論等內容,著重闡明了各種理論的物理圖象和實驗驗證,指出其優缺點和局限性,最早在1966年由科學出版社刊印發行,現已成為中國加速器領域的經典著作。
其它著述
據公開可查信息顯示,謝家麟還公開發表有以下學術著作:
學術論文
謝家麟一生發表學術論文40余篇,現摘選部分內容載錄如下:
人才培養
謝家麟長期注重人才培養工作,早在歸國初期即已兼任清華大學教授,后續投身加速器領域研究和建造期間,他積極組織人員在研究所內開班授課,派遣青年工作人員赴國內外有關單位學習深造,為中國培養了一大批加速器技術專業人才。直至91歲高齡,謝家麟仍在指導他的最后一位博士研究生畢業。
謝家麟在專注自身科研工作的同時,還不忘支持提攜后學,鼓勵北京大學學術團隊建造出中國第一個射頻超導加速腔,指導中科院近代物理所相繼完成重離子分離扇回旋加速器(“7611”工程)和重離子冷卻儲存環工程項目的立項論證。此外,謝家麟還熱心從事科普工作,曾專門著有科普圖書《加速器-創造發明的故事》;所著《速調管群聚理論》業已成為中國加速器研究領域的經典著作。
獎勵與榮譽
社會職務
人物評價
中科院高能所前所長、中國工程院院士葉銘漢認為:“謝家麟是中國高能物理粒子加速器事業的開拓者和奠基人。正是他的分析和推動,促使中國高能物理研究走上了一條正確的發展道路,這是非常重要的一步,是高能物理的一大步?!?/p>
謝家麟逝世后,其治喪委員會在告別大廳高懸大幅挽聯:“十年磨一劍? 北京正負電子對撞機建奇功,畢生獻科技? 中國高能粒子加速器鑄輝煌。”
北京大學原校長、中國科學院院士陳佳洱在接受媒體采訪時表示:“謝家麟院士一輩子潛心研究粒子加速器,推動國家加速器事業的發展,是我們學習的楷模。”
諾貝爾物理學獎李政道稱譽謝家麟為“中國加速器物理之第一人”。
后世紀念
2016年,為致敬謝家麟在粒子加速器科技領域的突出貢獻,IPAC(國際粒子加速器大會)首次設立了四個常年頒發的冠名獎項,其中第一項即為“謝家麟獎”;謝家麟逝世當年,亞洲未來加速器委員會決定將其頒發的國際粒子加速特別貢獻獎命名為“謝家麟獎”;中科院高能物理所也決定將其設立的一項青年創新基金命名為“謝家麟基金”,以激勵后學持續注重和專注于高能物理事業的發展。同年1月4日,國際天文學聯合會確定將國際編號第32928號小行星正式命名為“謝家麟星”,以紀念他在粒子加速器科學技術領域的不凡造詣。
延伸閱讀
參考資料 >
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“謝家麟星”閃耀蒼穹——緬懷國家最高科技獎獲得者、著名加速器物理學家謝家麟院士.今日頭條.2023-04-21
永遠的楷模.中國科學院高能物理研究所.2023-04-24
粒子加速器學會成立30周年暨謝家麟院士90壽辰報告會在京召開.中國科學院.2024-08-21
謝家麟:八十高齡譜寫“創新四部曲”.學習強國.2023-04-23
【訃告】謝家麟院士逝世.中國科學院高能物理研究所.2023-04-20
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科學之路沒有終點——懷念謝家麟院士.科普中國網.2023-04-21
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致敬新中國成立杰出海歸代表:“中國海歸70年70人”榜單發布.環球網.2023-04-24
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學會簡介.高能物理分會.2024-10-12
第二屆理事會組織機構(1984年10月-1988年9月).中國科學院高能物理研究所.2023-04-27
第一屆理事會組織機構(1980年10月-1984年9月).中國科學院高能物理研究所.2023-04-27
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李政道教授寫給謝家麟的賀信.中國科學家博物館.2023-04-24
千人揮淚送別謝家麟院士.今日頭條.2023-04-21