我的高能加速梦（方守贤）.pdf

我的高能加速器梦方守贤 1951 年秋，我以高分考入上名教授，如卢鹤绂、谢希德、周同成的》等优秀的苏联文学作品。所海交通大学物理系。入学之初，数庆、周世勋等，不但学识超群，而有这一切都对我的人生观的确立起学、物理两系一共才有 20 多个学且讲课时物理图像清晰，逻辑推理到了决定性作用，使我认识到，一生，是合并上课的。我发现，与我严谨，诸多重点、难点，经过这些个人活在世上不能只是索取，应该喜爱的数学相比，物理学是一门有名师指点，顿然融会贯通，这进一首先讲奉献；使我懂得了，学习的血有肉，看得见、摸得着，内容丰步加深了我对物理的理解和兴趣。最终目的是报效祖国；“为祖国，富多彩，并与人类实际生活紧密联院系调整初期，教学大纲和各科教作贡献”成为我后来从事科学研究系的学科。对于人们观察到的物理材均不完备，连讲义也没有，除了活动的原动力。现象，依靠数学进行描绘、分析和课堂笔记，还需靠课外自学，去啃推理，然后再回到实践中加以验少数翻译成中文的俄文或英文原版 1955 年 10 月，我以优异的证，使理论得到进一步的升华，这参考书，这不仅加深了我对课程内成绩从复旦大学毕业，服从国家分正是我所追求的探索自然的完美容的理解，也增强了我的自学能力。配，来到了中国科学院近代物理研途径。从此，我和物理学结下了“不大学期间，我的学习成绩，经常名究所。当时，国家正在制定“十二解之缘”。列班级前茅。年科技发展规划”，这既给科技工 1952 年，全国进行教育改革，激情入梦大学的 4 年 , 是不平静的 4 年，作者提供了施展才华的大舞台，也在院系调整中，我被调到复旦大学经历了“三反、五反”、“思想改物理系。当时，物理系一个班有造”和“肃反”等政治运动。同时，科学殿堂作出贡献。 60 多个学生，师资力量很强，著我也阅读了不少像《钢铁是怎样炼殷切期盼他们能为创建祖国璀璨的进所后，我很幸运地被安排在王淦昌老师门下，从事高能加速器的设计及研究工作。在徐建铭先生的直接指导下，学习电子同步加速器理论设计，这是一项既有理论又有实际的研究工作，也是我一直追求的目标。对我来说，真可以说是如愿以偿。我热爱自己这项研究工作，立志要通过自己的努力为祖国建造高能加速器。近物所本来只有几十个人，我们这批人进所后，一下子增加了一百多人，王淦昌、梅镇岳、朱洪元等老专家对我们这批“精英”特方守贤院士 25 卷第 1 期 ( 总 145 期 ) 别重视，待若“天之骄子”，都来 • 11 • 给我们补与原子能有关的课程。此列别捷夫帮助我补习所缺的一些数刻，我才深深感到自己物理知识的学和物理基础知识。通过这段时间贫乏，于是便和大家一起如饥似渴的磨练，我不但数理基础更扎实了，地学习，那时，整个物理大楼不到独立思考解决问题的能力也大大提晚上 12 点是不会熄灯的。高了。为了发展我国原子能事业，那时候，苏联还没有电子计 1957 年春，国家经过精心挑选，算机，一次国际会议后，有关加速在王淦昌教授带领下，包括我在内器的文件要好几个月才能打出来，的十多人在通过外语突击培训后被而我的导师在会后很快就能在自己公派到苏联列别捷夫物理研究所实建立的理论体系内，用自己熟悉的习和工作，我被分配学习与加速器方法，把国际上的新成就、新结果相关的知识并负责初步的理论设计重复出来，可见功底之深，其学术工作。虽然在出国前已经学习了大造诣可以说是已经达到了炉火纯青量有关高能同步加速器的论文，还的地步。经过刻苦努力，我也逐渐做了详细的推导和笔记，应当说，学会了用自己最熟悉的方法，在自要为祖国建造世界一流的高能加准备还是充分的，但是，进入列别己的“体系”内，推导出加速器领速器。捷夫物理所后，我立即发现自己在域中相关研究的结论。由于掌握了国内打下的数学、物理基础远不足这种行之有效的科学方法，我终于我曾有机会亲身参与我国高以适应工作的需要；同时，我的导学会把死的书本知识变为活的实践能加速器建造所经历的“七上七下” 师考洛门斯基也发现，我原先在所操作，并能在具体的研究工作中博坎坷、曲折的艰辛过程：里学过的加速器专业知识本应已经采众长、融会贯通，取得事半功倍 1. 在苏联杜布纳联合核子研具备初步设计能力，但事实上我却的实效。我还曾目睹我的导师如何究所（以下简称“联合所”）工作不会从事设计。究其原因，是因为不迷信权威、勇敢地推翻了当时以期间，令我特别高兴的是，王淦昌我原先所学的知识是支离破碎的，莫斯科大学著名教授索科洛夫为代老师刚好也被请到联合所工作，而并不完整，并未融会贯通地理解它表的主流派关于“电子同步加速器且被指定为我们业务上的直接联系们之间的内在联系，只是一些死知中由于辐射的量子起伏引起的电子人，这使我有机会直接聆听王老的识，不会实际应用。导师的意见，运动不稳定是不可克服的”结论。教诲，学到了不少他的高贵品质。对我好似当头一棒，使我意识到：这件事，当时在苏联加速器物理学最初王老交给我的任务是，在苏联自己其实尚未入门，一切还得从头界引起了一场激烈的争论，后来因专家的指导下，设计一台能量为 2.2 开始。同时，也使我深刻认识到：得到美国著名加速器专家列文斯顿 GeV、周长约为 200 m 的电子同步书本上的知识，如果不与实际相结研究结果的支持，才算结束了这场加速器。实际上，它是 1956 年制合，是难以学深、学透的，只有将风波。导师的楷模，使我明白，不定的“十二年科技发展规划”中我其应用于解决具体问题，才能真正应满足已有结论，而应不断创新，国高能物理发展的第一步计划。应理解和掌握。导师对我很严厉，要这才是科学的灵魂；对学术权威既当说，这是一个既先进又符合国情求我读通他的一篇浓缩了的博士论要尊重，又不可盲目崇拜，真理终的方案。当我们完成设计方案时，文，把文章里删去中间过程的公式究是会出来讲话的。王老非常高兴，捧着方案说：“我和结论经过自己的独立思考逐个推导出来。他还为我请了一位副导师 • 12 • 留苏时代坎坷追梦通过留苏期间的实习和工作，们中国终于有了自己的设计了！” 我在心中萌生一个梦想，那就是但是，在 1958 年大跃进的形势下，现代物理知识王老回国汇报这个方案时，却遭到帮助下进行初步设计，一些人的批判，说它既保守又落后，我被分配负责工程的使其不得不搁置起来。理论设计。那时，我 2. 在“超英赶美”的思潮鼓已在列别捷夫物理所动下，国内有人提出要设计一台经过了 3 年的系统训比苏联当时已有的、能量为 7 GeV 练，有了一定的设计的最大加速器还要“先进”的 15 经验，随力一从国内 GeV 的质子加速器。王淦昌带着这到杜布纳后不久，我个方案回到莫斯科后，在向我们传便提出，苏联的等时达时，思想上还是很有保留的，因回旋加速器的设计有 1959 年，在杜布纳联合核子研究所参观为当时西欧及美国正在建造的世界 3 处考虑不周，并连（左 1 为王淦昌，左 2 为方守贤，左 3 为力一）上最大的强聚焦加速器能量也只有续写了 3 篇内部报告，使当时该加的 680 MeV 稳相加速器升级成等 28 GeV，国内的要求显然超过了速器组组长迪米特列夫斯基刮目相时性回旋加速器的方案在设计上存实际可能。面对这一不切实际的要看，主动提出把我由联合所的“初在错误。当时，中苏关系已开始恶求，苏联专家也感到惊讶与为难，级科学工作者”提升为“中级科学化，苏联政治上想拉印度来加入联虽然勉强同意帮助设计一个以他们工作者”。初步的成就鼓舞我在科合所以排挤中国，而经济上又想用已有的 7 GeV 加速器为基础的修补学道路上奋勇前进。升级方案来要挟中国增加投资，给方案，而设计能量最多也只能达到 1960 年底，中苏关系恶化，处于 3 年困难时期的中国施压。当 12 GeV。可想而知，这是一个什么设计组在完成初步设计后 , 草草收然，我们要找理由来反对。1962 年，样的凑合方案，我们设计组的人对场。回国后，我被分配到原子能所在联合所的全权代表会上，作为中这个方案都不满意，王老坦率地发 201 室继续从事等时性回旋加速器方全权代表的力一将我的上述论文表了自己的想法，认为这一方案超的理论研究，这给我提供了从事创分发给各国代表，作为我国拒绝增过了当时的国力，不可能成功，并新性工作的良好机会，也是我前半资的一个重要理由。一年后，迪米主张积极向上反映，争取把方案变生中工作最紧张、最出成果的一段特列夫斯基教授在 1963 年高能加回来。1959 年，我回国向钱三强时间。就在短短的两三年中，我领速器国际会议上发表的一篇论文中所长汇报了上述方案，他连连摇头，导的理论小组先后在《中国科学》故意用另一种数学方法推导出了我等杂志上发表了 7 篇论文。其中，给出的结果，间接承认了我的论证 3. 挫折使人们清醒地认识到，最重要的一个工作，是我与魏开煜是正确的。40 年后，当我随周光当场就果断地否决了这个方案。脱离国力的方案是不可能实现的。合作发表的《等时性回旋加速器中召院长于 2002 年再次访问联合所那时，联合所研制成功了世界上第的不等时现象》。我在《矛盾论》见到迪米特列夫斯基时，他竟主动一台中能强流等时性回旋加速器。辩证思维的启发下，首次发现并指承认当时我的观点是正确的，并表在王淦昌领导下的物理组提出了建出：“等时”是相对的 , 只有在自示非常遗憾，那时因政治斗争的需造一台适合我国国力、能量为 450 由振荡为零时才成立 ;“不等时” 要而无法与我交流，现在双方终于 MeV 的中能强流加速器，开展介是绝对的 , 因为自由振荡的振幅实可以冷静下来恢复事实真相了。子物理研究。为此，1959 年，一际上不会为零，而正是“不等时” 正当我国加速器理论工作在个以原子能研究所（前身是近代物现象使得回旋加速器在向更高能量我的领导下走向国际前沿时，王淦理所）力一副所长为首的加速器设发展上受到了限制。基于这一认昌等提出的 450 MeV 等时性回旋计组被派到联合所，在该所专家的识，我发现联合所提出的将其原有加速器方案，却因 3 年“自然灾害” 25 卷第 1 期 ( 总 145 期 ) • 13 • 怎么能向前走直线呢？！地心吸力就可以使它掉下来”，谁不同意他们的方案，谁就是反对军管会领导，就是反革命，并将斗争矛头直指“八字方针”的两个主力：何和我，因为我们俩家庭出身都不好，压力很大，当时真可谓是“如坐针毡，度日如年”。幸亏二机部李觉部长洞察内情后坚决抵制了二部军管会的打压作法，以各回原单位参加运动的名义，把我们调回一部，总算逃过一劫。“698 工程”的论证，也 1973 年 5 月，由张文裕（前排右 3）率领的中国高能物理考察团访美前，在机场合影（后排右 3 为方守贤）后中央在困难时期执行“调整、巩者在困惑之余，想到了是否应该响固、充实、提高”八字方针而被“调应国家面向实际、面向应用的号召，整”掉了，所有的设计都成了一堆探索发展高能物理之路。1969 年 8 废纸。那篇论文：《等时性回旋加月，何祚庥等提出了一个“一举两速器中的不等时现象》，直到文革得”的方案（即“698 工程”），后，才于 1982 年获得了国家自然建议用加速器来生产核燃料。这既科学四等奖。可服务国防需要，又可为将来发展就此偃旗息鼓，高能加速器的建造再度陷入低潮。 6. 1972 年 8 月，文革还在继续，中国科学院张文裕、朱光亚等 18 位科学家联合致信周恩来总理提出“关于建设中国高能加速器实验基地的报告”，周总理于 9 月 11 日做了“这件事不能再延迟了” 的重要批示，极大地鼓舞了我们大高能物理储备技术和人才。当时，家的积极性。1973 年 2 月，高能裂。1966 年“文化大革命”开始后，我建议采用比较成熟的质子直线加物理研究所正式成立。1975 年 3 月，国内动荡不安，我们这批留苏人员我们提出了建造一台 40 GeV 质子 4. 1965 年，中苏关系彻底破速器来生产核燃料，这一主张后来本谈不上做什么研究工作。幸而，被简称为“强流、超导、质子、直线” 同步加速器的方案（即 753 工程），八字方针；原子能所二部的同志则国家计委计划拨款四亿元人民币。 1968 年，为加强基础研究，科学提出了更为“先进”的方案，即国但是，由于“四人帮”的破坏，这院决定在原子能所一部（即中关村际上尚在探讨中的轨道分离型加速个方案又再次夭折了。分部）筹建高能物理研究所，我被器和烟圈加速器来生产核燃料。为 7. 1975 年 11 月，“ 批邓、调去那里工作。当时，先提出要建此，原子能所行政上的领导、第二反击右倾翻案风”运动开始，在造一台 3.2 GeV 质子同步加速器，机械工业部党组决定将我们这批人 “四人帮”的操纵下，邓小平被撤后来又将能量提高到 6 GeV，我参从一部调回二部，在二部军管会的销了党内外一切职务。“批邓”运加了这台加速器的物理设计和选点的调研（拟建在革命圣地延安）。领导下，对上述三种方案展开论证。动使 753 工程建设再一次陷入停但是，在极左思潮的严重干扰下，顿。1977 年 11 月，邓小平恢复工但好景不长，很快这一方案又变成不同方案之争，很快就演变成为一作，当时“四人帮”虽已倒台，但了一纸空文。场惊心动魄的“阶级斗争”：军管尚未拨乱反正。经过“文革”十年 5. “文化大革命”强烈冲击会主任居然亲自赤膊上阵说“直线浩劫，中国的高能物理研究水平与了我国基础科学的发展，科技工作加速器是落后的、不科学的，质子欧、美等先进国家拉开了更大距离。大多被当作“修正主义苗子”，根 • 14 • 现代物理知识不顾国情，急于求成的思潮在科技界滋长。我们提出一个更为激进的方案，即准备花 10 年的时间，到 1987 年，建成一台能量为 400 GeV 的质子同步加速器（即“八七工程”，其第一步为 50 GeV 质子同步加速器），规模可以与西欧核子研究中心（CERN）的 400 GeV 超级同步加速器（SPS）相比美。设计时，在采用何种注入器的方案上，又展开过一场争论。后来，经过充分论证，接纳了我所主张的、“采用增强器”的建议。随后两年，在工程选址 ( 十三陵 )、勘探和预研基地 ( 玉泉路 ) 的建设方面，有了实质性的进展。实际上，这一方案仍未 1973 年考察洛斯阿拉莫斯国家实验室（左 1 为方守贤，右 1 为张文裕 ) 能摆脱“极左思潮”的影响，预算大大超过了国家实际的经济能力。 1980 年底，在基本建设紧缩、国民经济调整的方针下，这个雄心勃勃的计划又被迫下马了。我国高能加速器的建造经历 “七上七下”的折腾，我参与了全部七次加速器方案的论证及理论设计。从 20 世纪 50 年代末到 80 年代初、从 20 多岁到近 50 岁，为了追逐我的高能加速器梦，经历了 20 多年的蹉跎岁月，有心报国，却难以建树，我国高能加速器的建造仍在起点徘徊。凭心而论，这并非全是坏事。虽然为设计这 7 台高能加速器浪费了我不少精力，但是，它们之中有直线的，有回旋的，有 1973 年，高能物理考察团在布鲁克海文实验室参观 ( 左 3 为张文裕，左 7 为朱洪元，左 8 为方守贤 ) 成功圆梦高能物理实验研究进入世界前沿质子的，有电子的，很少有人能有改革开放，迎来了科学的春的束流能量为 2.2 GeV 的正负电子这样的锻炼机会。它使我在磨难中天。1981 年，在李政道教授和美对撞机，即北京正负电子对撞机成长，在实践中积累、扩展、丰富国潘诺夫斯基教授等的帮助下，国 (BEPC)。同年 12 月 22 日，邓小平了加速器理论知识，为我国建造新内的加速器专家建议：在北京建造同志批准了这一方案。正在 CERN 的高能加速器蓄势待发。一台既适合我国国情又能使我国工作并已取得很好成绩的我，接 25 卷第 1 期 ( 总 145 期 ) • 15 • 到高能所张文裕所长动员我回国的这种情况，在工程建设过信后，毅然决定结束工作、立即回程中，我经常提醒自己，国，参加 BEPC 的建造，并回信对要谦虚谨慎，认真听取各张所长说：“建造高能加速器是我种建议，千万不可轻易否国几代科学家梦寐以求的项目，也定反面意见，一旦发现自是我一生的追求，是千年难逢的机己有错，要勇于承认并及遇。”当时的管理体制是工程经理时修正。这样，既可发挥制，1983 年，我回国后，立即被群体的积极性，也可减少任命为 BEPC 工程副经理，分工负决策的失误。为了加强工责加速器储存环的理论设计并协助程的管理，我还制订了相谢家麟经理工作；1986 年 5 月又应的规章制度，并以身作被赋予经理（兼高能所副所长）的则、严格执行。例如，为重任，全面负责领导 BEPC 工程。保证工程进度，需要控制 “人贵有自知之明”。我很出国。在整个工程期间，清楚，自己的长处是长期从事加速我很少出国访问。平时，器物理研究及理论设计工作，有较为人低调， “淡泊名利、宁静致远”，行道边上的、拉电线杆的钢丝上，好的数理基础和清晰的物理图像，一心扑在工程上，兢兢业业，唯恐因奔跑速度过快，冲力大，头破血且善于抓住主要矛盾；不足之处则出现疏漏，从不考虑工程建成后会流地昏倒在人行道上，幸好被两位是从未领导过大型工程建设，知识有什么好处。生活上，高标准、严未曾留下姓名的解放军救起，送面比较狭窄。那么，能否挑起这副要求，公私分明，从来不用公车办至医院，进行抢救，头部缝了好几重担呢？我知道，要建成这项宏大私事。1986 年中，有一次，我去针。有同志幽默地说：“对撞机还系统工程，就好似一位乐队指挥在医院看望住院动手术的爱人后，急未对撞，你老方的头却先与地球对指挥雄伟的交响曲，既要充分发挥于回所加班，为了追赶一辆即将进撞了！” 每个演奏者的精湛技巧，又要把整站的公共汽车，由于天黑，我又近参与 BEPC 工程的科技工作个团队活动协调到主旋律上。针对视，匆忙中头部撞到一根斜跨在人者，大多经受过“七上七下”的种谢家麟（右）和方守贤在调试 BEPC 装置种磨难，他们都渴望在加速器专业领域内实现自己的人生价值，都怀着一颗为祖国科学事业献身的赤诚之心。当时，他们的工资都很低，每月仅 100 多元。工程资金管理严格，专款专用，不能用来发奖金，我只能靠自己带头拼搏来鼓励大家，与同志们一起夜以继日地工作，不敢丝毫怠慢，经常住在办公室，以便工地一旦发生情况，立刻就能赶到现场。艰苦的生活、繁重的工作，使身高 1.8 m 的我，体重只有 1986 年 5 月 6 日，第一根加速管安装前，工程总经理方守贤正在作动员讲话 • 16 • 56 kg。后来，国务院总理李鹏特现代物理知识批了 6 万元奖金慰问我们，平均每劲，提高了我的精神境界。慢找，错了还可以改回来；如果是人每月 15 元，刚好够买两只老母尽管反复强调要努力做到“三鸡，但大家都很知足。那时，我们老四严”、一丝不苟，还是出了一 1988 年 10 月 16 日凌晨，想的是，国家还很穷，工程那么大，次纰漏：在上千根电源的导线中， BEPC 首次对撞成功，我的梦想终必需发扬艰苦奋斗的精神，勤俭创居然有一根正负极接反了，致使束于成真。10 月 24 日，邓小平同志业，多作贡献。流无法注入到储存环中去。我知道再次来到高能所，参加北京正负电出国问题，曾对队伍的稳定后，真如热锅上的蚂蚁，既紧张又子对撞机庆功典礼，在听取汇报后，形成严峻考验。正当 BEPC 开工烦恼，吃不好、睡不着，发动大家他发表了对确定我国科技发展路线之时，西德高能加速器（HERA）花了 1 个多月才找出毛病之所在。具有指导意义的重要讲话。对撞机工程也开始建造，正缺少人手，希当时，我对大家说：“还算幸运，建成后，很快达到了指标，它的亮望高能所能派二十多名技术骨干去好在搞的是加速器，可在地面上慢度超过美国同类加速器的 4 倍。搞导弹，放到天上就完了。” 帮助建设，生活待遇优厚且报酬较高。为了不影响队伍的情绪，确保 BEPC 的建设，我果断地决定：一个也不派 ! 对此，大家都十分理解，因为“人生能有几回搏”，谁也不为眼前利益而放弃为祖国事业作贡献的机会。为了严把质量关，我要求相关设计人员驻厂，发扬“ 三老四严”作风，严格监督从加工到组装等各个环节，把问题发现在现场、解决在现场；还要求某些关键部件及分系统在进入隧道前，尽可能在实践中先进行长达 1 个月的整机连 1987 年 12 月国家重大技术装备表彰大会上，叶铭汉和方守贤手捧李鹏总理颁发的奖状和证书续试运行，以考验其主要指标及稳定性。大家不辞辛苦，白天黑夜陪着机器转，正是这样，才大大缩短了 BEPC 建成后的调束时间。为了抢进度，有的同志带病工作，例如，上海先锋厂的老师傅，就因胃出血病倒在车间里；又如，高能所许多工作人员冒超 X 射线剂量的危险轮流进入直线加速器的隧道里，迅速找到了“打火”的地方，如果靠一般仪器，半个月也找不到。各种顽强拼搏的动人故事层出不穷，使我深受教育，进一步激励了我的干 25 卷第 1 期 ( 总 145 期 ) 1988 年 10 月 24 日，小平同志听取高能所所长方守贤的介绍 • 17 • 1990 年，北京正负电子对撞机工 BEPC 在稳定、高效地运行根据他们公布的研究结果，可使亮一段时间后，为了适应世界高能物度增加到 3×1032cm － 2.s － 1，即比 BEPC 建成后，面临继续发展理的发展，继续保持 BEPC 在科 BEPC Ⅱ 还大 3 倍，这使 BEPC Ⅱ 的抉择。随着时间的推移，同步辐学上的竞争力，我在 1993 年 7 月遇到了强有力的竞争对手。幸好，射用户迅速扩大，BEPC “一机两 t-c 工厂第三次工作会议上所作的受当时日本高能物理所 B 介子工用”的方针越来越难以更好地执行。《BEPC 的下一步》的报告中指出：厂交叉角对撞成功的启示，我们为了选好下一步的发展方向，我先视国家投资的强度，有大、中、小发现有可能在现有隧道内采用双在 1990 年 11 月写的“粒子加速器三种可能性。根据当时国情，我主环方案。2001 年 4 月，高能所领十年发展”的报告中提出在高能所张采用“中”方案，即在 BEPC 原导确定改为双环方案，以提高亮度建造专用同步辐射光源的建议，后有的隧道内，对有关设备加以改造，到 1033cm － 2.s － 1。当然，在如此又在 1992 年 4 月在中科院数理学使其亮度提高 10 倍左右，达到部所作的学术报告：《BEPC 的现 1032cm － 2.s － 1。这样，可节省投资，度之大可想而知，但经过我与物理状及未来》中进一步阐明了高能所总共只要花费约 5 ～ 8 亿元。虽然组全体同仁的努力，最终找到了性的远景存在两种机遇，即建造一台这一方案在物理上不如 t-c 工厂有能良好的双环方案，这个方案的突高亮度的 t-c 工厂和一台 1.5 GeV 更强的竞争力，但是，在一段时期出优点是在狭小的隧道内既能满足的高性能同步辐射光源。但是，当内，同样可以保持世界领先地位。高亮度还能保持原有的同步辐射光时高能所主要领导担心同步辐射光经过长期热烈争论，最后，中科院束线站的位置不变，不但节约了投源的建造会妨碍高能物理的发展，领导决定选用我的这个方案。2000 资且加快了进度，为工程采用，走因此没有得到支持。1993 年，丁年 7 月 27 日，国家科教领导小组出了自己独创的道路。历经 5 年，大钊、我和冼鼎昌三位院士再一次第七次会议原则上同意对 BEPC 进初步实现了这一重大改造工程。其向有关领导和数理学部提交了“关行重大改造，即 BEPC Ⅱ。就在此后，在 2005 ～ 2009 年间，我担任于在高能所建设第三代同步辐射光时，美国康奈尔大学决定，用在环 BEPC Ⅱ重大改造工程顾问。源的建议”，全面地论述了国际形中长直线节内安置大量摇摆器的办我不仅重视基础研究与实际势及建设它的必要性，可惜仍然未法，对其对撞机 CESRc 进行改造。应用相结合，而且更为重视加速器程获得国家科技进步特等奖。狭小的隧道空间内安装双环，其难能得到所领导的支持。在这种情况下，上海杨福家院士闻讯后，联合上海的谢希德院士等科学家向上海市政府提出“在上海建造一台第三代同步辐射光源的建议”，却得到上海科技界热烈反响和上海政府的强有力支持，这就产生了今天的第三代上海光源。真可谓是 “北京开花，上海结果”。随后，我被任命为该工程科技委主任。2010 年 1 月中旬，胡锦涛同志特地考察了这一工程，充分肯定了工程对今后我国科技进步发展的重要作用。对于我，这可真是莫大的安慰。 • 18 • 1991 年 5 月，北京正负电子对撞机程建设表彰大会在中南海怀仁堂举行，宋平同志向中国科学院高能物理研究所的代表方守贤颁发荣誉证书现代物理知识的应用。1963 年诺贝尔物理学奖中立项，并将其重点从能源转向核冲强中子源” 项目建议书。2001 获得者鲁比亚提出能量放大器的新废料嬗变，项目名称也改为“加速年 3 月，丁与我还召开了以“21 概念后，“一石激起千重浪”，在器驱动核废料嬗变关键技术的研世纪中子科学的发展”为主题的香国际上引起了广泛的关注，它也究”，我被任命为该项目的顾问。山会议，对我国中子科学发展的意使我回想起过去的“698 工程”论根据我国核电发展计划，“快堆” 义及应采取的对策，进行了广泛的证，再次从强流质子加速器的应将是第四代核电中优先考虑的堆研讨。在此之前，2000 年 9 月 16 日，用出发，与丁大钊等六位院士一起型。由于快堆也能嬗变核废料，因科学院路甬祥院长批示“要求组织于 1996 年 3 月向数理学部提出建此两者谁优谁劣必须给予回答。对我国建设散裂中子源的必要性和议：“及早开展充分利用铀资源的 2008 年，受数理学部委托，我组可行性进行研究”，数理学部成立洁净核能系统的研究”，并先后召织了 21 位相关的两院院士及专家，了有 12 位院士组成，由我牵头的开了多次有关加速器驱动的次临界召开了 4 次院士咨询会，对我国咨询组，开展散裂中子源研究的咨系统（ADS）的研讨会，以推进 ADS 发展前景进行分析、评估，询工作。我分别在 2001 年 5 月和 ADS 在我国的研究。经过中国原最后指出“就在我国核能可持续发 8 月召开了两次咨询会，并于 11 子能科学研究院和高能所相关专家展战略中的地位来说，快堆侧重于月 4 日完成了咨询报告。在报告中，的努力，1999 年“ 加速器驱动的核燃料的增殖，ADS 则侧重于核我们同意中科院物理研究所提出的洁净核能系统的物理和技术基础研废料的嬗变，也就是说，在核废料在第二期知识创新工程中建设一台究”终于在“973 计划”中立项，嬗变方面，ADS 优于快堆。因此，中等规模的散裂中子源（CSNS），我被任命为该项目的专家组成员。选择 ADS 比较合理。”这一结论其束流功率为 100 kW，投资约为为推动这一项目，我在高能所开展后来为中科院领导采纳。 5.5 亿元。2006 年 9 月，我还组织对射频四极场加速器（RFQ）进行脉冲散裂中子源是当今一些了一次主题为“同步辐射与中子散设计和研制。在我的坚持下，研制前沿学科及交叉学科发展的重要工射交叉的前沿科学问题”的香山会打破了国际上传统的做法，即跳过具，也是强流质子加速器的另一重议，以促进同步辐射应用与中子了“必需”的铝冷模研究阶段，直大应用。2000 年 8 月，丁大钊、我、散射研究之间的结合。我还参与接进入无氧铜样机的制造。这样，赵志祥和陈和生等联合向科技部上 CSNS 早期的物理设计工作，并在既节省了经费，又加快了进度。报了“多用途中子科学装置——脉推动该工程的设计研究和立项中起 2001 ～ 2004 年间，我首先提出并协助赵升初研究员建成了超导实验室，开创了研制强流质子加速器主要部件——超导腔的新局面。该实验室的建立为高能所开展各类超导腔研究打下了极为重要的基础。 2006 年，我国自主研制的第一台强流 RFQ 建成，其主要指标达到了国际先进水平。考虑到随着我国核电事业迅速发展，高放射性废料的处理将成为我国核能是否可持续发展的关键问题之一，ADS 的研发在 2007 年再次在“973 计划” 25 卷第 1 期 ( 总 145 期 ) 2005 年 7 月，北京正负电子对撞机一期完成历史使命，停止运行，二期工程开始储存环的升级改造。图为方守贤院士关闭运行开关 • 19 • 上海建成，为全国人民健康造福。不仅弄懂了其设计原理，还对其磁在 50 多年的科研生涯中，我场速器进行了分析，并在此基础上如何将高能加速器尖端技术有如下几项较为满意的研究工作，提出对原磁铁垫补进行改进的方直接转换为国民经济服务，也是我从中吸取到的主要经验是：根据实案。后来，建成的电磁分离器，其长期梦寐以求的。近十多年来，质际需要，结合具体情况，进行自主分离的浓度从原设计的 99.9% 提高子加速器已发展成为国际上最先进创新。到 99.99%。这是第一份令我感到过重要作用，现任该项目科技委主任。的放射治疗装备，是对付癌症的有在 1964 ～ 1965 年间，我接自豪的、理论结合实际的成功之作。效手段。但是，质子治疗装备是科受了一项硬任务。因苏联终止援助，关于加速器的发展，我认为，技含量极高、投资很大的大科学工从苏联运到原子能所的一台 180 度基于我国国情和经济实力，不可能程装置，一般企业无力研制，如国电磁分离器只有分散的磁铁部件，建造太多像发达国家那样的大型加家不大力投入、自主进行研制，没有附上任何的设计说明和图纸，速器，而应建造小型且实用的加速则中国的市场必将为国外的设备他们想使它成为一堆废铜烂铁。这器。鉴于那种大型加速器的设计原垄断。质子治疗装备在技术上与迫使原子能所必须组织力量，在没则、思路和方法都不一定适合小型 CSNS 相似，又是大科研工程，刚有苏联专家指导的情况下，弄清其加速器的设计，因此必须开创新的好可以发挥高能所的特长。因此，所以然。为此，所里成立了以我为思路来进行设计和研制。在实际工自 2007 年起，我就积极推动并领首的突击小组，成员包括孙庆仁、作中，这种新思路确实获得了好多导质子治疗加速器的研究。完成概魏开煜、茅乃丰和吕洪犹，要求从成果。念设计后，现已在上海立项。相信理论上彻底搞清其设计根据。在一 1982 年 6 月，钱三强院士推不要太久，国产质子治疗装备将在无经验、二无资料的条件下，我们荐我去 CERN 的反质子组，参加国务委员刘延东、广东省委书记汪洋、中国科学院院长白春礼与参加 CSNS 奠基典礼的部分科学家（右 4 为方守贤）合影留念 • 20 • 现代物理知识新型强流反质子环聚焦结构方面的学习国外先进经验外，我还考虑如求得的结果，与我的推导结果相差设计工作。该项任务，难度极高，何在吃透人家设计思想的基础上加甚远。孰可信孰不可信 ? ！在重新不但要求该环能积累特大动量散度以改造、创新，采用更新、更好的推导的过程中，由于抓住了主要矛和特大发射度的反质子流，而且为办法来解决实践中的困难问题，以盾，我用简明的数学方法就判断出节约基建投资还希望能将该环镶嵌赶超世界水平。在具体的设计中， MAD6 程序在耦合运动的分程序块在原有的弱流反质子环与大厅围墙我大胆地进行了两项创新：其一、里有错误。后来，我询问了 CERN 之间的狭小空间内，这使环的形状鉴于 BEPC 是小环，可沿着以前的有关科学家，回答果然是 MAD6 和聚焦结构布局的选择受到了极大我在 CERN 工作时的思路，顺藤有错，并主动地把他们修正过的新的限制。为确保任务的完成，在摸瓜、跟踪追击，提出了用准周期版本 MAD7 寄给了我。由此可见， CERN，除我外，还派了两位有经聚焦结构“基体”代替大型对撞机掌握物理图像是多么重要。计算机验的名将，三人分别独立找解，这中消色散区与弧区严格分开的传统虽是强有力的运算工具，但它的运使我感到压力很大。经过仔细研究，布局，对美国专家莱特曼帮助设计算信息载体——程序，仍然是由人我认为反质子环的周长只有 200 多的聚焦结构加以改进，在环的周长来编写，人稍有疏忽就会导致程序米，属于小环。便针对小环的特点，不变的前提下，引入了四个长直线错误。如果没有清晰的物理图像，在设计中采用两项创新措施：一是节，为后来同步辐射应用创造了条一味盲目地相信计算机所得的结跳出通常大型储存环采用的保持严件；另外，我还改进了六极子布局，果，有时是很危险的。格周期的聚焦思路，而引入了准周使设计的动力学孔径大为扩大，在高能加速器的研制过程中，期结的思路，从而增加了可选择的改善了机器的整体性能。其二、在我始终关心青年教育，非常重视培参数，使设计变得更为灵活；另一 BEPC 调束的初期阶段，机器亮度养接班人。20 世纪 60 年代初，我是发展了一套适合于中小型环形加难以达到预期设计指标，主要原因在原子能所 201 室担任理论组组长速器消色散的特别方法，而且，在是，在原设计中，用来校正横向运期间，为了加强组员的基本功训寻找多维空间极值时，不光依靠计动耦合的斜四极子是参照大型对撞练，与魏开煜、孙松岚等同志一起算机程序，还要结合物理图像来判机而设计的，并将其安置在对撞点把我的导师考洛门斯基著的一部经断下一步的走向。经过半年多的日附近的长直线节中。我发现，对于典著作：《圆形加速器理论》从俄夜奋战，利用这种非常规的方法，像 BEPC 这样的小环，这种安置方文翻译成中文，可惜这份手稿因缺我终于找到了一个能全部满足上述法是无法减小横向耦合的。按照我乏经费未能出版，但一直被沿用到边界条件的解，被 CERN 采纳，的估算，应把斜四极子移到远离对 1973 年，高能所成立后，作为新使他们对我刮目相看。我为中国人撞点的注入点上。当时，作为工程来同志学习加速器理论的教科书，争了口气，感到十分自豪。一年后，经理，我果断地做出了这一决定，对提高他们的加速器物理水平也起环运行的性能优于设计。1989 年 6 从而使 BEPC 的亮度很快就达到并过较大作用；作为中科院高能所的月 9 日，CERN 还特地对我的贡献超过了原设计指标，并在世界上同博士生导师，并兼清华大学博士生表示感谢。能区的对撞机中取得领先地位。其导师，我在工作中为国家培养了许在担任 BEPC 经理期间，我间，还有一个值得一提的小插曲。多人才，其中博士生 10 多名，大从来没有忘记自己是一个科学研究就是在我做出决定时，加速器物理多已经成为国家大科研工程的主要工作者。每当工程忙碌之余，利用组的同事发现用世界上公认最先进骨干和领导。空隙时间，我都在冷静地进行思的、由 CERN 提供的计算大型对考。在研制 BEPC 的过程中，除了撞机聚焦结构的设计程序 (MAD6) 25 卷第 1 期 ( 总 145 期 ) （中国科学院高能物理研究所 100049） • 21 •