“加速器”北大老校长陈佳洱:我要对得起北京大学这四个字

2023-10-18 13:05:06来源:媒体滚动

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初秋,北大博雅国际酒店内的桌案上,一幅卷轴横向展开。张焕乔、钱绍钧、甘子钊、杜祥琬、赵光达、叶朝辉、柴之芳、陈和生、欧阳颀、詹文龙、王恩哥、张远航、张杰、谢心澄、万宝年、王贻芳、高原宁、夏佳文、马余刚、邵峰等二十余位院士和100多位学者,他们的名章次第落在纸上......宛如一场物理学流动的盛宴。嘉宾到齐,星光璀璨的签名汇集,整体形态显露“90”的图案,他们聚集在这里为一位老人庆祝90岁华诞。

一幕幕写满了北大与重离子物理情缘的场景,在现场来宾的心头掠过:

二十五年前,北京大学建校一百周年大会,时任北大校长的他,掷地有声地说出:面临新世纪的挑战,要努力使北京大学真正成为世界一流大学。

四十年前,北京大学重离子物理研究所成立,他整合力量,带领北大核学科继续向前,“第一台”“第一个”“国际水准”……让加速器再加速。

五十八年前,英国牛津卢瑟福实验室,西方科学家向他竖起了大拇指,称赞这位中国来的年轻人为“谐波加速之王”。

不过,众人脑海中,更多的是日常的场景——在加速器大楼的实验室、在学术研讨会、在走廊与课堂上,他身着白色衬衣、或是灰蓝色中山装,没什么架子地和大家讨论,笑得爽朗。

学术光环、诸多头衔、国际赞誉,厚厚的纪念册将这些记录下来。著名物理学家、曾任北大校长的陈佳洱此刻坐在现场,认真地听着应用物理人才培养的讨论,偶尔欠身向他的左邻右座,和缓地说上一两句“你们现在的工作怎么样?”“这个事情要团结起来,做下去。”

陈佳洱

九十载丰厚人生,陈佳洱对人、对事,都是持一颗赤子之心,皆求一份“对得起”。

01

“546信箱”的年轻人

1955年初夏,几位核物理学家身影匆匆进入燕园。胡济民、虞福春、朱光亚、卢鹤绂,他们都是来自不同高校的顶尖学者。其中,还有一位年轻人,21岁的陈佳洱。一项重要的国家任务将他们汇聚起来——筹建我国第一个原子能科技人才培养基地,北京大学物理研究室。

任务急重而绝密。起初,一间像样的办公室都还没收拾出来,“两弹一星”负责人之一的钱三强便把自己在中国科学院的办公室让出来。随后,北大的实验大楼落成,邮址为546,这便成了他们接下来那段岁月的“代号”,对外只能讲“在546信箱工作”。

与“梦中情校”相遇,陈佳洱还未从喜悦中缓过来,就立马转入了对工作的痴迷:他把床搬进了实验室,常常干到凌晨三四点,累了就躺一会儿。招生、筹备核物理教学实验室、编写教材……年轻人一头扎进了工作之中。

筹建原子核物理教学的实验室,排出教学实验成为首要的事情,这项任务的时限是8个月。从零开始,摸着石头过河。没有实验室,钱三强又把中国科学院化学所的一层房间腾出来给他们;搞不明白原理,虞福春就给一本英文的《实验原子核物理》;测量宇宙射线需要核乳胶,钱三强夫人何泽慧,这位中国最先做出核乳胶的科学家,全程手把手教他们制作过程;朱光亚更是全程“待命”指导……

“546”岁月是激情而专注的。一次,陈佳洱正在做核子计数管工作性能的实验,荧光屏上出现了预期的波形,身后传来一句:“真漂亮!”原来朱光亚已经在后面站了许久。“这句肯定,让所有疲惫一消而散。”这项看似“不可能完成的任务”,在小团队的齐心协力下,进展飞快。

研究室规模初具,新的一批人才也学成毕业,留在系里或前往国内其他核物理研究机构工作。经过此次任务的“压担子”,陈佳洱已然有了几分成熟的模样。

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1964年,在卢瑟福高能物理研究所从事回旋加速器研究

北大核科学的种子,由此种下。1958年,“546”正式“解禁”,被命名为北京大学原子能系,后又改为技术物理系。1983年,重离子物理研究所获批成立,北大核物理力量汇聚起来。几十年来,从北大核学科走出了近万名高级专业人才,其中包括陆埮、王世绩、张焕乔、钱绍钧、冼鼎昌、王乃彦、魏宝文、黎乐民、潘自强、刘韵洁、陈和生、张远航、朱彤、邹冰松、俞飚、徐红星、邵峰等十七位院士,为国家培养了源源不断的核物理及其交叉学科人才。

1964年,中国向英国派出第一批共四名访问学者,中国科学院二人,高校二人,陈佳洱正在其中。他被派往牛津大学、卢瑟福实验室访学。著名的英国皇家学会会员威尔金森和劳森,为了考验一下新中国培养的青年科学家能力究竟如何,交给陈佳洱一个他们自己都难以回答的问题:当时等时性回旋加速器这种新型加速器发展的一大难点是,离子束从离子源出来以后衰减近90%,这些离子去哪里了?

陈佳洱心里憋着一口气,想着“一定要给中国人争气”。为此,他设计了一个微分探针装置,探测微观空间里离子的运动规律,花了近一年时间,他终于搞清楚了离子的损失。

“我发现了卢瑟福实验室做的那种三个扇形的加速器有一种共振叫越隙共振,这种共振现象使得一部分离子是肯定要损失的,但是实验上却没有人证明过。”

在此基础上,陈佳洱调整方法,终于使中心区束流传输效率提高了三倍以上。卢瑟福实验室加速器磁体组的组长约翰·库普兰到实验室看到他的工作,竖起了大拇指,称赞这位中国来的年轻人是“谐波加速之王”。

02

科学的春天

1978年3月18日,中共中央、国务院在北京召开全国科学大会。会上,邓小平同志强调要“把尽快地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”。

会堂里,陈佳洱那一排的科学家都哭了。

科学的春天,携来和煦的风与雀跃的光,像是未名湖畔拂动草木的微风,抚平曾经苦痛的褶皱。透过泪光,无数的瞬间划过陈佳洱的眼前。

那是华夏大地满目疮痍的童年,被日本人逼着用汪伪政府的教科书,他和老师、同学把原来的教科书抄下来,等日本学监离开后偷偷上课;

那是儿时的雨夜,父亲冒雨带自己去看电影《居里夫人》,勉励自己“中国和居里夫人的祖国一样,因科技落后而遭欺凌,要像她一样,献身科学,做对社会有用的人”;

那是在英国卢瑟福实验室访学期间,传来中国第一颗原子弹爆炸成功的消息,那一刻,一下子觉得“自己的脊梁骨挺得很直很直”;

那是面临学成回国和留任海外的选择时,想起大连劳动公园里矗立的一块刻着“劳动创造世界”的石碑,毅然决定回国,下定决心要“做劳动人民的知识分子”;

一次次灵魂的震颤,汇聚成与国家民族同频共振的回响,与科学之春的暖意融合,迸发不竭求索的力量。

1978年的陈佳洱已经44岁。一直以来,数理领域中最瑰奇的奥秘,似乎总是留给那些思维能力处在巅峰时期的年轻人。陈佳洱也曾因此心生忧惧。

在那次科学大会的分组讨论中,陈佳洱所在的北大、北医小组里还有周培源、张龙翔、侯仁之等著名学者,而他是其中年龄最小的。听闻陈佳洱对年龄的忧虑,同为物理学家的周培源先生打趣道:“你看他还说自己老了,那我们该怎么办?”

周培源先生一语解开了陈佳洱心头的桎梏,打破年龄的魔咒,积蓄已久的激情与创造力得以复苏、生发。心里积蓄着“要打一场翻身仗”的劲头,新的征程开始了。

1983年,北大重离子物理研究所建立,陈佳洱带领团队完成4.5 MV静电加速器的设计和建造,使之成为北京大学核科学试验基地的第一个大型基础设施;

1984年,陈佳洱着手从无到有地在北大筹建我国第一个射频超导实验室;

1993年,他奠定了高平均功率自由电子激光的重要基础;

1994年,他提出并主持研制出首台国产纯铌超导腔,成功解决了国产铌材中杂质含量高等难题;

1996年起,陈佳洱与郭之虞共同主持并完成了国家科委重大项目“夏商周断代工程”的“加速器质谱法碳14测年技术改造与测试研究”专题,为夏商周年代框架的建立做出了重要贡献……

“人的价值就是要因自己的存在使人们的生活更加美好。”

这是陈佳洱终生践行的座右铭。儿时那个雨夜,银幕上居里夫人坚毅执着的目光,深深地刻在了陈佳洱稚嫩的心上。

在此后的时光里,他在无止境的前进与奉献中逐渐接近这至高的境界,并将生命汇入微风和煦、欣欣向荣的春天。

2003年,陈佳洱在北大物理学科90周年庆典签到簿上签名

在那个万象更新的年代,忙碌在春光里的身影,不止陈佳洱一人,还有千万正逢其时的人们,其中有勤耕不辍的老先生们,也有朝气蓬勃的年轻人们。

年轻人们的拳拳赤子心总能奏出这春天里最激越昂扬的旋律,1981年响彻燕园的“团结起来,振兴中华”,1984年天安门前的“小平您好”,数十年来,陈佳洱始终记忆犹新。

“所谓世界一流大学,就是要有核心价值的大学,就是对自己的文化和传统无比自信的大学。这才是大学的灵魂。我想北大的灵魂是爱国。”

春光融融,燕园草木勃发,未名湖的风吹拂起年长的与青春的吟唱,彼此融合交叠,汇成一支动人而有力的歌。

03

“加速要成器”

粒子关乎世界万物的本原,曼妙,迷人,但难解。关于它的认知,凡推进一小步,背后都是世界无数顶尖科学家的日夜苦思与实验。

加速器是人们对物质深层结构进行研究的重要工具。自世界上建造第一台加速器以来,人类对微观物质世界的认识逐步深入,基础物理研究取得了巨大的成就。20世纪以来约三分之一的诺贝尔物理学奖都与加速器及其应用有关。

在“546”的岁月,北大只有一台从苏联进口的25 MeV电子感应加速器。也从那时起,陈佳洱与此结缘。一年时间里,他和几位年轻师生“埋头捣鼓”,建成了中国第一台30 MeV电子感应加速器。

70年代末,国际上加速器进展迅速,此时,超导加速器方向方兴未艾。在杨振宁先生的安排下,陈佳洱赴美国纽约州立大学石溪分校核结构研究所和劳伦斯伯克利国家实验室访问工作。期间,他把对束流脉冲化的研究成果拓展应用于石溪分校直线加速器的聚束器、高能后切割器、后聚束器及各个束流输运元件组成的系统中,成功地将64 MeV的碳离子压缩到100ps,达到当时国际先进水平。

此外,陈佳洱还为加速器的用户编制了一套软件,可根据用户对加速离子的种类、能量等性能要求通过计算机自动操控整个加速器的各项相关部件参数,运行方便、精确、可靠,石溪的同事兴奋地称之为“陈氏模式”。

近三十年后,陈佳洱与昔日石溪同事Gene Sprouse教授重逢,Sprouse第一句便是:“陈氏模式现在仍在石溪运行着!”

“我们为何不能走在前沿?”从大洋彼岸到归国,陈佳洱心中暗自盘旋着这个念头。他着眼的不是眼前,不是跟随,是未来,是卓越。

甫一回国,陈佳洱着手建立北大的“超导力量”。搭平台,1984年,从无到有,筹建起了我国第一个射频超导实验室;建队伍,他先后派遣赵夔等人出国前往世界著名实验室参加射频超导研究;重教学,花心思主编《加速器物理基础》;筹力量,他大力争取学校和国家高技术计划在人力和经费上的支持。

“千万锤成一器”,这是陈佳洱以及重离子物理所相关团队始终秉持的信念。1 MeV RFQ(射频四级加速器)结构射频加速器、加速器质谱计、光阴极超短脉冲束电子枪……一项项达到国际先进水平的超导腔技术与超导加速器在这里研制出来,并成功应用于国家重大科技基础设施建设项目。近期,他领导的北大加速器团队成功研制了新一代直流射频超导电子枪,在100pC电量下发射度低于0.58μm,达到了国际最好水平,为下一代MW级高平均功率超导加速器大科学装置的建设提供了十分重要的基础。

陈佳洱先生的父亲、著名儿童文学作家陈伯吹先生曾将自己的毕生积蓄——5.5万元拿出,设立了“儿童文学园丁奖”。那是1981年,这笔钱在当时,相当于100个工人一年的工资总和,可以在上海淮海路一带买上一栋漂亮的小洋楼。陈佳洱全心全意支持。2008年,陈佳洱也将自己多次获得的科研奖金,共计约150万元人民币全部捐赠,用于支持从事粒子加速器相关工作的师生。

新世纪,欧美科学家提出用强激光进行离子加速的想法,这能使得加速精度和分辨率更高,但在原理上没有实现突破。

陈佳洱敏锐地捕捉到这一方向动态,又开始了布局,请团队重点关注激光等离子体加速的发展动向。他的学生、刚毕业工作不久的颜学庆提出借鉴“风帆原理”的稳相光压加速新方法。然而,在国际会议上,这个想法在技术层面却受到了许多质疑。

“因为科学理论没有任何问题,技术始终能赶上,我们都相信肯定会有方法把它造出来。”

陈佳洱一如既往地鼓励,带他到中国科学院上海光学精密机械研究所找到徐至展院士。两位院士一起细致研讨,对这一想法非常赞赏。

科学不负有心人,2008年他们探索出了可行的加速方法,此后颜学庆前往德国马普所访问开展合作实验研究。2010年,陈佳洱赴意大利开会,专门在慕尼黑转机逗留了半天,师生抽空见了一面。陈佳洱嘱咐道:“应该尽早回国,申请项目获取支持,在中国完成‘激光加速要成器’的目标。”

转年,北大一间不起眼的房间里,激光加速器实验室开始“动工”。六年后,陈佳洱、颜学庆团队制造出世界上第一台能量3-15 MeV、能散小于1%的激光质子加速器与辐照装置,为高能加速器和医用加速器的小型化开辟了道路。

加速,不断再加速。2019年,团队成功打破了国际上飞秒激光驱动加速碳离子的能量纪录;2021年,又将短脉冲激光加速金离子的能量纪录提高5倍,打破超重离子加速领域10余年来的沉寂局面,被认为是对重离子放疗潜在的革命性的加速方法……

怀柔科学城内,北京激光加速创新中心大楼已经落地完成。平台聚力量,未来,更具备交叉应用潜力的新型激光加速器将在这里研制。

在陈佳洱的眼中,加速器始终是通向世界之“美”的桥梁。从电子感应加速器、等时性回旋加速器、螺旋波导加速器到超导加速器、激光加速器,陈佳洱的眼光始终是战略性的,技术在变化,而不变的是,那里充满了新的物理和现象。

“科学事物,必须不断研究,认真实验,‘得寸进尺’地深入、扩展,通过韧性地战斗,才有可能取得光辉的成就。”

陈佳洱在许多场合,都向学界、向学生们强调这句话。

这似乎也是陈佳洱为加速器研究发展写下的注脚。

04

穿梭在燕园的自行车

车轮摩挲过地面,像是拨动了电影胶片,小园光影流转,携草木丰沛的生机,扑面而来。

“546”计划解禁,陈佳洱买了辆自行车,在燕园流连许久,终于有机会好好看看他“当初梦想的燕园”。

此刻,梦魂牵萦的湖光塔影,第一次映入他的眼眸。

而此后,陈佳洱骑着自行车的身影,会历经他六十余年的生命时光,深深嵌入这座小园。

1996年,陈佳洱担任北大校长,上任伊始,他便骑着辆破旧的“二八大杠”在校园里到处跑,去各个院系调查研究。

在忙碌的工作间隙,陈佳洱最喜欢的事情也是骑车穿梭在校园的各个角落,兴起之时,常常脱把而行,轻盈的风拂过斑白的鬓角,一如当年拂过青年意气风发的脸庞。学生们偶尔看见一个60多岁的老人弯着腰在路上给自行车打气,谁都想不到这是他们的校长。

布和苏道是当时的北大保安,一年中秋节前一天的傍晚,他从值班室走向岗亭换岗。一个老人骑着自行车从前面的斜坡上下来,经过自己面前时还朗声问候了一句“保安同志好”。布和苏道还未反应过来,愣怔片刻,转头却只远远望见在风中掀起的衣摆。回到屋里,发现多了盒月饼,一问,原来正是刚刚骑车的老人送的,再一问,才知道那位老先生竟然就是北大校长。

2010年,跟随陈佳洱攻读博士的周泉丰与导师一同到日本参加IPAC10学术会议,下了飞机,周泉丰想为年近八十的老师拉行李箱。陈佳洱婉拒了:“小周啊,人要自己能干才好!我还能自己拉行李,你不用管我。”

北大重离子物理研究所林晨研究员还记得实验室初建的几年中,年事已高的陈佳洱先生坚持每周来听组会,在会上与老师和同学们一同探讨问题,每次总是骑车来去,从不愿麻烦别人。

陈佳洱常常勉励新一代科研者,鼓励他们

“要沉得住气,踏踏实实做好科研,一步一个脚印,国家一定能实现科技强国。”

老一辈学者一生践行的准则,融入殷切的希冀与叮咛。

这位总是骑着自行车的老先生,正是在这样的言传身教之间,将平易、朴实、爱护后学的美好品质传递发扬。

十几年来,陈佳洱一直住在离北大不远的蓝旗营社区,婉拒了国家为他提供的条件更优的住宿楼,因为那里离北大太远。在蓝旗营,推上自行车,骑着便又到了燕园。

05

要对得起“北京大学”四个字

每每旁人谈及陈佳洱任北大校长的经历,他总说“我只是偶然当上校长的一介书生”。

1996年校长换届时,教育部让北大的中层干部民主推荐校长,陈佳洱排在第一。但陈佳洱没投自己的票,他认为自己“不合适,没这个能力”,并三次向教育部推荐周光召先生,坚持“如果他来当校长,教育和科学研究的有机结合肯定会做得更好”。

也许是为了弥补少时与北大的擦肩而过,缘分从陈佳洱踏入“546”的那一刻就悄然缔结了,而他与北大的情牵,注定要更深更紧几分。北大再次选择了陈佳洱,就像当年选择那个21岁的瘦弱青年一样。

最终“硬着头皮”上任的陈佳洱,因为“北大无小事”而战战兢兢辗转反侧,连着几夜都睡不着觉,但肩上的重担,他却是扎扎实实地接下了。

“我要对得起‘北京大学’这四个字。至少在我这一任上,能够朝着符合北京大学的地位相适应的方向有所发展。”

这位总说“从没把自己当校长”的老先生,把“对得起”三个字,演绎到了极致。

三年半的校长任期里,陈佳洱着力推动学科建设、引进学术人才。每次出国参加学术研讨,他都会准备一摞当地顶尖人才的资料,以花甲之躯一一亲自拜访,希望他们能够到中国来,到北大来。凭着这份“认真”,陈佳洱为北大凝聚了一批高水平的学术带头人,与众多著名学者建立了不同形式的合作关系,为北大的人才队伍注入了蓬勃的生命力。

筹划1998年的北大百周年校庆,也是陈佳洱任校长期间的重要事项之一。

1998年5月4日,北大在人民大会堂庆祝百年校庆。为了这天,陈佳洱忙了一年,写了长长的报告,还有一份改了又改的致辞。

在北大的百年校庆上,中央正式提出:我国要建若干所具有世界先进水平的一流大学。

陈佳洱和时任清华大学校长的王大中院士一起,签订了北大清华携手共同建设世界一流大学的协议书,规定两校学分互认、教授互聘、资源共享、后勤共建等八项规定,为两校学生的情感互连奠定基础。两位院士共同推动了985工程的建立,让更多的国内大学可以逐步进入世界一流大学的行列。

繁重的公务之外,陈佳洱仍然坚持承担教学任务,还会给本科生们上基础课。

“如果我不上课的话,我跟学生跟老师的共同语言就会少得多。我自己上课,才知道教师想什么,学生想什么,我理解他们,支持他们。”

即使是为百周年校庆各处奔忙期间,陈佳洱也从不吝惜指导学生的时间。一次,一位同学遇到一些难题,便给包括陈佳洱在内的教授们,发了几封探讨问题的邮件。没想到,第二天就收到了他认真亲切的回信。

谦和平易,恪尽职守。陈佳洱正是如此,将自己大半的生命,嵌入燕园的草木湖石之间。

06

“呆板但认真”

被问及“科学家做校长,有何利弊”时,陈佳洱淡淡一笑,答:

“会比较呆板,但一般会比较认真。”

“认真”一词用在陈佳洱身上恰如其分,而“呆板”则有点像是一种自我调侃。

陈佳洱主张一步一个脚印地做研究,但也不认可成为只追求数量而毫无新思想、新观点“paper machine”。在他看来,科学有时候也需要闲聊,需要思维不带目的性地交错碰撞的放松时刻。

任北大任校长期间,陈佳洱曾大力推动学科间的交叉融合。早在儿时,童话与科学便交融在他的生活与学习之中。父亲陈伯吹是著名儿童文学作家,但心中始终怀揣着一个“科学报国梦”。他注重小佳洱的阅读教育,也常常强调科学的重要性。儿时,父亲的书房是陈佳洱的乐园,在纸页与文字之间,仿佛总藏着无尽的趣味与奥妙。从《阿丽思小姐》到《波罗乔少爷》,从《华家的儿子》到《火线上的孩子们》,陈佳洱把父亲创作的文学作品读了个遍。中学时代的他和同学一起制作收音机、扩音器,组建“创造社”,此外,他们还发起创办了名为《创造》的刊物,发表自己的作品,翻译《大众科学》等外文刊物上的文章,并自己印发,是当时中学生创办科学类刊物的独一家。

“科学求真知,人文真善美”,陈佳洱如是感叹父亲对自己的影响,他常常强调,科学文化与人文文化同是人类文化的精髓,既相辅相成又密不可分。

陈佳洱在北大系联起科学与人文,缀连彼此的风景。他做出“理科生上语文课、文科生上计算机课”的决定,请最好的老师来教,规定文科学生至少修4个理科学分,理科学生也至少有4个文科学分。

科学的眼睛与人文的眼睛,共同映出世界的纷呈美好。

今天,“计算机概论”和“大学国文”课程依然是北大学生的必修课,陈佳洱所期望彰显的科学与人文之魅力,仍在为一届届北大学子所领略。

此外,为了促进学科之间的交融,陈佳洱开国内之先河,将很多同类学科划分为学部——文、史、哲归到人文学部,经济、管理和法律则是社会科学部,数学、物理和化学归为理学部等。

学界很多人都敬重陈先生,知道他惜才、爱才。七十多岁时,陈佳洱还担任了很多国家、民间奖项的评委,凡是挂他名字的事务,他一定“认真地操心”。在担任国家自然科学基金委主任期间,他关注科研人员的实际需求,依旧四处“化缘”,努力使科学基金的总量逐年有较大幅度的增加。在此基础上,他还积极推进科学基金管理和体制的创新,为科技工作者摒除了部分形式上的障碍,着力发现、培养和凝聚优秀青年人才,支持创造能力强的科研团队,营造有利于源头创新的环境。凡是担任奖项评委,他总会认真审阅厚厚的材料,常常一坐就是几个小时。

科学家、高等学府学者应为国家民族进步担任起的那份责任,陈佳洱原汁原味、踏踏实实地做了一辈子。

2022年,陈佳洱获得中国物理学会终身贡献奖。只不过,对他来说“研究还没做够”,早已是一种日常。

“照亮我的道路,并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想,是善、美和真。”

陈佳洱很喜欢爱因斯坦的这句话,健全的人格总是包容而鲜活的。

每逢有人要为陈佳洱照像,他总是尽量找带有未名湖、博雅塔的背景,他的生命与它们交融,才算拼合成一幅完整的图景。一如当年,那个目光澄挚、清瘦板正的身影,站在澈绿的春天前。

(原题:北大老校长,“让加速器再加速”)

好了,关于北大老校长陈佳洱:我要对得起北京大学这四个字就讲到这。


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