谢家麟

谢家麟（1920年8月8日-2016年2月20日），九三学社社员，^[6]出生于黑龙江哈尔滨，祖籍河北武清（今属天津），^[注1]1943年，谢家麟从燕京大学（今北京大学）毕业后到中央无线电器材厂桂林总厂的研究室工作。^[7]1948年摘得美国加州理工学院硕士学位，1951年又获美国斯坦福大学博士学位，^[1]系著名物理学家、中国科学院院士。^[8]曾任中科院高能物理研究所副所长、“八七工程”加速器总设计师、北京正负电子对撞机工程经理、中国带电粒子加速器学会理事长、中国高能物理学会副理事长、国家863高技术主题专家组顾问等职。^[1][9][10]

谢家麟长期从事高能加速器技术研究，是中国粒子加速器事业的开拓者和奠基人之一。^[1][11]他主持研制了世界上首台高能医用电子直线加速器，领导建成了中国首台高能量电子直线加速器，领衔创制了中国首台大科学装置——北京正负电子对撞机，主导研发了世界首台紧凑型新型加速器样机，牵引推动了中国高能粒子加速器事业实现跨越式发展，培养了一大批加速器研究应用领域的技术型人才。^[9][11]

谢家麟曾以两项世界原创、三项填补中国技术空白的科研成就，先后摘得国家科学技术进步特等奖、国家最高科学技术奖等十余项国家级大奖，颇受学术界称誉。^[8][12]2016年1月，国际编号第32928号小行星被永久命名为“谢家麟星”。^[13][14]

1920年8月8日，谢家麟出生在哈尔滨的一个知识分子家庭，父亲谢绍贤曾是当地一位知名的律师。^[注2]1931年东北沦陷后，谢家麟随父母迁居北平（今北京），后就读于北平汇文中学，师从早一辈物理学家张佩瑚，继而对无线电产生了浓厚兴趣。^[15][16][17]

1938年，谢家麟考入燕京大学物理系读书。大四那年，太平洋战争爆发，日军随即进占关闭燕京大学，谢家麟被迫辗转前往内地借读。1942年夏，在“航空救国”思想感染下，转入武汉大学航空系继续学业；半年之后，燕京大学在四川成都复校办学，谢家麟遂再次回到燕京大学物理系学习。^[15][17]

1943年，大学毕业的谢家麟，前往资源委员会桂林中央无线电器材总厂研究室工作；翌年夏天，与同班同学范绪篯jiān结为夫妻。^[15][17]

1946年初，谢家麟调任天津中央无线电器材厂工作后，顺利考取了官价外汇赴美留学资格；次年7月，时年27岁的谢家麟赴美留学。1948年夏，加州理工学院硕士毕业之际，他又转学至美国斯坦福大学物理系，继续攻读博士学位。^[15][17]

1951年，谢家麟博士毕业时，正值朝鲜战争时期，回国受阻的他被迫应聘至美国俄勒冈州立大学任教；^[10][15]翌年重返斯坦福大学，先后出任为微波与高能物理实验室助教、副研究员；时隔半年后，谢家麟接受学校委派前往美国芝加哥，担任麦卡瑞斯医学研究中心直线电子加速器项目负责人，开始主持研制用以治疗肿瘤的高能电子加速器。科研攻关阶段，谢家麟带领团队创造性解决了加速器总装调试、设备元器件自制、照射电子束均匀分布等一系列难题，成功研制和建造了世界上首台高能医用直线电子加速器，一时引发全美轰动。^[15][18]

1955年，谢家麟放弃国外优越条件回国，随即出任中国科学院近代物理研究所（今称“高能物理所”）研究员、清华大学教授，开始正式介入中国的高能加速器研究；^[5][19]翌年加入九三学社。他带领团队从学习加速器理论知识、搭建微波实验室、建立精密金工车间、自研基本关键部件着手，历经八年攻关即成功研发出中国首台可向高能发展的电子直线加速器，直接推动了中国电子加速器研制工作实现跨越式发展，并继而掌握了大功率速调管、加速管和微波管等一系列先进技术。与此同时，1960年前后谢家麟还曾一度临危受命领导国防任务中子管的研制工作，这一事迹至今鲜为人知。^{[6][8][15][20]}

1972年，谢家麟与张文裕等人联名致信国务院，力倡建造一台适用于中国高能物理研究的质子同步加速器，得到国家重视。^[4]1978年，谢家麟受邀出席全国科学大会，其间三项科研成果荣膺yīng全国科学大学奖；^[1][21]同年，奉命出任“八七工程”总设计师，正式开始主持设计建造50GeV质子同步加速器。1980年，谢家麟当选中国科学院首批学部委员（院士）。^{[4][22][23][24]}

1980年代，随着国民经济的调整，旨在建造质子同步加速器的“八七工程”搁浅下马，一时间学界关于建造何种加速器议论纷纷。^[25]时任中科院高能物理所副所长的谢家麟，在广泛征求国内外科学家意见的基础上，反复组织研讨权衡开展质子打静止靶和正负电子对撞研究的优劣态势后，最终决定吸收美国专家潘诺夫斯基“建造2.2GeV正负电子对撞机”的建议，提出了建设集“高能物理研究实验装置、同步辐射研究应用平台”于一体的正负电子对撞机“一机两用”的开创性方案。^{[5][25][26][27][28]}

1981年起，谢家麟受命出任北京正负电子对撞机技术领导（后任工程经理），正式开始领衔设计研发中国首台2.2GeV的正负电子对撞机。^[20]科研攻关期间，他提出了“首要确保高亮度、采用可靠先进技术、设计保留改进余地”等六条关键原则，与工程指挥部一道成功指导完成了速调管、加速管、能量倍增器、正电子源和高频腔等关键核心技术的创新性研发。^{[6][15][17][23][29]}1988年10月16日，北京正负电子对撞机首次实现正负电子对撞，同比设备亮度性能测试优于美国SPEAR四倍，填补中国国内两项技术空白的同时，也创造了国际加速器建设史上速度快、投资少、水平高的奇迹，直接推动中国一举跨入τ-粲càn物理研究国际领先序列。届时《人民日报》专题刊文称誉其为“中国继原子弹、氢弹爆炸成功，人造卫星上天之后，在高科技领域又一重大突破性成就”。这一时期，谢家麟还领导建成了对撞机配套实验数据分析计算机中心，搭建了具有国际先进水准的加速器技术发展实验室，树起了中国大科学工程协同建构的典范。1989年，谢家麟籍此荣膺国家科学技术进步特等奖。^{[4][15][17][26][27][30]}

1986年，正值北京正负电子对撞机即将落成之际，谢家麟敏锐察觉到自由电子激光应用届已成为新的战略性发展方向，他旋即主动请辞北京正负电子对撞机工程经理职务，率先倡言中国亟需同步展开自由电子激光装备研究，并力主将自由电子激光研究项目正式列入“国家863计划”。^[31]担纲项目研制期间，谢家麟主持制定了热阴极微波电子枪注入器、波荡器和光学谐振腔等一系列核心设备技术方案，提出以“前馈控制”路线优化改进中国首台可向高能发展的电子直线加速器，继而于1993年成功领导建成亚洲首台产生激光并实现饱和振荡的装置——北京自由电子激光装置，使得中国一举成为继美国、西欧之后实现红外自由电子激光饱和振荡的国家；这一突破性成果当年即入选中国十大科技新闻。^{[9][15][5][20]}

2000年，谢家麟突破加速器设计原理，从基本的物理图像出发展开数学分析，原创性提出速调管同时作为微波源和电子源的紧凑型电子直线加速器设计构想，探索将其沿用数十年的微波源、电子源和加速管三大系统精简为速调管、加速管两大系统，继而进一步简化加速器结构、压减制造成本。其间历时短短四年，谢家麟领衔设计的世界首台紧凑型新型加速器样机即宣告研制成功，完成了从基本概念和原理分析到计算机模拟研究、再到实验验证和样机研制的电子直线加速器简化创新，并成功获批国家专利。2010年10月，谢家麟参加粒子加速器学会成立30周年暨谢家麟院士90寿辰报告会。^[32]2012年2月，谢家麟荣膺“2011年度国家最高科学技术奖”。^{[9][15][17][5][33]}

2016年2月20日8时12分，谢家麟因病在北京逝世，享年96岁。^[34]

谢家麟长期从事高能加速器领域研究，在医用加速器、电子对撞机、自由电子激光装备等设计研发层面多有建树。^[15][28]

20世纪50年代至60年代，谢家麟受邀出任美国芝加哥医学中心首席物理学家期间，开展了加速器优化设计和稳定度提升研究，创制了世界上第一台高能医用直线电子加速器，在国际上首开高能电子束治疗深度肿瘤的先河。回到中国从事研究工作后，谢家麟带领团队从研制加速器基本关键部件做起，成功建造出中国第一台可向高能发展的电子直线加速器，后被直接应用于新中国“两弹”研制的核爆模拟标定研究，并籍此探索发展了大功率速调管、加速管和微波管等一系列先进技术，为后续建设北京正负电子对撞机储备了人才和技术基础。^[9][15][19]

20世纪70年代至80年代，谢家麟先后担纲“八七工程”总设计师、北京正负电子对撞机工程经理，与决策团队一道领导确立了中国高能加速器发展的正确路线，主持成功研制了中国首台具有“一机两用”功能的北京2.2GeV正负电子对撞机，造就了中国开展同步辐射技术研究和凝聚态物理、材料科学、地球科学、化学化工等多学科交叉前沿研究的重要基地。^{[4][8][15][20]}

20世纪90年代以来，谢家麟等人首倡发起开展自由电子激光研究的863项目，以世界同类研发项目十分之一的资金总投入，领导建成亚洲第一台产生激光并实现饱和振荡的自由电子激光装置，继而奠定了中国自由电子激光事业的发展基础，成功摘得1994年度国家科技进步奖二等奖、中科院科技进步奖特等奖。晚年的谢家麟，在加速器研究领域更进一步，突破当年既有电子直线加速器的设计建构模式，率先创制出了世界首台将速调管同时作为微波源和电子源的紧凑型电子直线加速器样机，进而使得简单、高效、低价的加速器建造成为可能。^{[4][8][17][20]}

《速调管群聚理论》由谢家麟与赵永翔合著成书，曾于1978年荣获中国科学院重大成果奖。^[35]该书全面讨论了线型束群聚现象的有关理论问题，包括运动学理论、去聚理论、空间电荷波理论和大信号理论等内容，着重阐明了各种理论的物理图象和实验验证，指出其优缺点和局限性，最早在1966年由科学出版社刊印发行，现已成为中国加速器领域的经典著作。^[6][36]

据公开可查信息显示，谢家麟还公开发表有以下学术著作：^[37]

出版时间著作名称出版社备注2000年《加速器与科技创新》清华大学出版社暨南大学出版社-^[38]1997年《1997自由电子激光国际会议论文集》-与杜祥琬合编^[21]1996年《北京正负电子对撞机与北京谱仪》浙江科学技术出版社谢家麟主编1957年《研究原子能的工具》科学普及出版社与萧健等合著^[39]以上未标注信息来自：^[4][20]

谢家麟一生发表学术论文40余篇，现摘选部分内容载录如下：^[4][17][20]

发表时间论文名称发表刊物2000年一种新型、简易、高效加速器加速器学会成立20周年学术报告会1996年Beam Loading Effect of RF Linac Based FEL with Thermionic Cathode Mi crowave Gun InjectorProc of Intemational FEL Conf1996年自由电子辐射与北京自由电子激光物理1991年Measures to Alleviate the Back Bombardment Effect of Thermionic Electron GunIEEE Particle Accelerator Conf1990年A Scheme to Compensate the Transient Beam Loading in TW Electron Linac1990 Linear Accelerator Conf1982年北京正负电子对撞机初步设计提要内部资料1979年一种双周期加速结构高能物理与核物理1965年10cm 波段三腔大功率速调管第二届全国真空电子学年会会议录1955年45-MeV Medical Linear Electron AcceleratorAIEE/EE1943年负阻Transitron振荡器研究全国工程师学会年会论文集以上信息均来自：^[4][17][20]

谢家麟长期注重人才培养工作，早在归国初期即已兼任清华大学教授，^[5]后续投身加速器领域研究和建造期间，他积极组织人员在研究所内开班授课，派遣青年工作人员赴国内外有关单位学习深造，^[15]为中国培养了一大批加速器技术专业人才。直至91岁高龄，谢家麟仍在指导他的最后一位博士研究生毕业。^{[8][20][40][41]}

谢家麟在专注自身科研工作的同时，还不忘支持提携后学，鼓励北京大学学术团队建造出中国第一个射频超导加速腔，指导中科院近代物理所相继完成重离子分离扇回旋加速器（“7611”工程）和重离子冷却储存环工程项目的立项论证。此外，谢家麟还热心从事科普工作，曾专门著有科普图书《加速器-创造发明的故事》；所著《速调管群聚理论》业已成为中国加速器研究领域的经典著作。^{[4][9][41][42]}

中科院高能所前所长、中国工程院院士叶铭汉认为：“谢家麟是中国高能物理粒子加速器事业的开拓者和奠基人。正是他的分析和推动，促使中国高能物理研究走上了一条正确的发展道路，这是非常重要的一步，是高能物理的一大步。”^[41]

谢家麟逝世后，其治丧委员会在告别大厅高悬大幅挽联：“十年磨一剑  北京正负电子对撞机建奇功，毕生献科技  中国高能粒子加速器铸辉煌。”^[49]

北京大学原校长、中国科学院院士陈佳洱在接受媒体采访时表示：“谢家麟院士一辈子潜心研究粒子加速器，推动国家加速器事业的发展，是我们学习的楷模。”^[41]

诺贝尔物理学奖获得者李政道称誉谢家麟为“中国加速器物理之第一人”。^[50]

2016年，为致敬谢家麟在粒子加速器科技领域的突出贡献，IPAC（国际粒子加速器大会）首次设立了四个常年颁发的冠名奖项，其中第一项即为“谢家麟奖”；谢家麟逝世当年，亚洲未来加速器委员会决定将其颁发的国际粒子加速终身成就奖命名为“谢家麟奖”；中科院高能物理所也决定将其设立的一项青年创新基金命名为“谢家麟基金”，以激励后学持续注重和专注于高能物理事业的发展。^[9][51]同年1月4日，国际天文学联合会确定将国际编号第32928号小行星正式命名为“谢家麟星”，以纪念他在粒子加速器科学技术领域的不凡造诣。^[6][49]

央视纪录片——谢家麟