张焕乔院士:芯片之类的,我相信中国人能做出来
发表时间:2020-09-22 11:32:46

 

张焕乔(左一)与家人在一起

    “上中学时我喜欢看课外书,特别是一些科普小说。那时候,美国往日本扔了两颗原子弹,社会上到处流传着原子弹多么厉害。当时还公演了美国拍的科幻电影系列片叫《原子飞金刚》,我看得非常着迷,就觉得原子真的了不起。这些就是我的核物理启蒙了。”中国核工业功勋奖章获得者、中国科学院院士张焕乔回忆说。

 朴素的稚想

    “读高中时我在科学画报上看到了一篇介绍原子核嬗变的文章,里面的专业知识当时我也不完全懂,就记得说用这种办法可以把一种原子核转变成另一种原子核。我想那太好了,我们可以利用这个方法把普通金属转变成黄金,那老百姓有钱了,国家也富裕了。”

    就是年少时这个天真朴素的稚想,使张焕乔开始对核领域“一往情深”。在武大物理系三年级时,他自学了弗拉索夫著的俄文版《中子》。让他失望的是大三结束要分专业时,学校只有金属物理和电离层两个专业,没有核物理。他只好选了金属物理。

    运气似乎眷顾了有心人。刚上大四,学校就通知他和另外14名同学马上到北大去报到,去干啥也没说。到了北大才说是让他们去学核物理,国家要发展原子能事业。“我很高兴,那正是我梦寐以求的。”说到这儿,张焕乔呵呵笑起来。

    “那时候国家也集中各方力量支援核物理学科发展,从全国高校选调高水平专业老师来教我们,我们也真的是扎扎实实学了一年,很积极很努力地学。”

 

学生时代的张焕乔

迎新欢会上敞开心扉,第二天发现对方是自己的导师

    1956年9月的一天晚上,中科院物理研究所中子物理研究室召开了一个迎新晚会,新老同志汇聚一堂。作为新人,张焕乔对那个晚会终生难忘。

    “那天开场,钱三强作为室主任宣布了中子物理研究室成立,并说中子物理研究室担负了国家重任,希望新生力量和老同志们一起在国家原子能事业发展上多做贡献。然后大家就开始自由交谈,我就跟我旁边一位老同志谈起来了。我不认识他,也没有问他的名字,反正彼此谈得高兴。我很兴奋,就谈了很多我的想法,就是从工作以后对自己的设想、今后的打算,全跟他谈了。结果第二天干部处领我去组里报到,门一开发现昨天交谈的那位先生就是我的导师戴传曾先生。那时候他其实也才30多岁。”

 

张焕乔去看望何泽慧先生

小窍门赢来大收获

    张焕乔跟随导师戴传曾先生为我国建造了两台珍贵的中子晶体谱仪,他在物理所与长春光机所合作建造我国第二台晶体谱仪中一显身手。他们负责谱仪的结构选型和精度分析,对方负责技术设计和精密加工,双方一起组装和精度测试。

    “副室主任朱光亚先生找我谈话:‘这次最后去组装验收谱仪,就派你去了。’我那时候刚大学毕业才两年,听说让我一个人去,心里有点着慌。”张焕乔说。

    组装时遇到一个困难,探测器长臂与晶体台的转角要保持精确2:1的关系,就靠两个传动钢带轮的半径比成2:1来保证。但光机所车床返工了十来次也保证不了。这时的张焕乔展现了一个科研青年的勤奋与灵慧,用他的话叫“想窍门”——“当时在东北出差,我一个人也没有其它去处,就把我们测量的很多数据拿来反复分析。结果发现那个偏离2:1的角区是固定的,就想到一个窍门——不去返修转轮了,修钢带,采用金属箔局部补偿钢带的厚度”,终于使2:1联动精度达到当时国际最佳水平,与美国哥伦比亚大学在布鲁克海文国家实验室建造的中子晶体谱仪相当。

    1960年秋,在何泽慧先生的领导下,张焕乔参与到配合重要任务所需核数据的测量工作。“当时有个困难,测量绝对裂变截面必须知道中子通量,可是中子物理实验室刚成立,通量没人做,我就想到一个窍门——利用铀235热中子裂变的平均中子数来代替,最后得到了很好的结果。”张焕乔说。

    1970年代,张焕乔主持自发裂变和中子诱发裂变的瞬发中子平均数及其与碎片特性关联的研究,为核武器研制需要提供了所需要的精确数据,并提供了一项达到国际先进水平的基准数据。

 

张焕乔在做实验

正式实验没来得及做,遗憾!

    1982年,张焕乔受邀前往意大利里亚洛国家实验室访问,该实验室有一台串列加速器XTU-15。“这台加速器刚建成,我有幸参加了落成典礼,当时实验厅里还是空的,我在那两年参加熔合反应实验的起步工作,建立设备和开展预实验。”

    在那儿没多久,老板看这个中国人聪慧勤快,提出希望他再干一年,当时张焕乔正在老板家里做客,心直口快地回答说:“如果我还能在国外呆一年,就想到其它实验室。”

    那年夏天,老板送张焕乔到国际费米暑期学校去学习时,又提出希望他续期,盛情难却,他同意了。续期的那一年,他参加了用于熔合反应研究的静电分离器的建立,在调试测量中实现了将熔合产物与类束粒子分开,正准备做正式实验时加速器输电梯断了,送美国修理,在修好后等待加速器开机做实验的时候,他却被召回国了。“我如果能多待两个礼拜就能参加这个正式实验了,后来到日本开会,听到他们去报告那项成果时,我非常遗憾。”87岁的张焕乔说起这件事,语气里仍然满是遗憾。

实验结果引起国际上很大兴趣

    这次去意大利之前,领导对他说:“你出去跟人家干活,做好工作以外,还要想想自己回来做什么题目。”身在意大利的张焕乔一边工作一边动脑筋想自己的研究题目。1983年,他想出了一个后来成为他毕生重要成果之一的题目——熔合裂变角分布提取复合核自旋分布二次矩。

    “我就计划等回国做这个实验。但当时我们的加速器老不出来,一直等到1987年秋加速器供速后才开始做实验,结果还是不错的。”

    这次实验背后还有个插曲。

    1984年,张焕乔在日本筑波遇到美国华盛顿大学范登博施教授,他们有一个月在同一办公室里,张焕乔没告诉对方自己要做的那个题目。

    1985年,原子能科学研究院召开北京串列加速器国际核物理会,张焕乔请范登博施教授参会,没想到他在报告中宣讲他们刚在美国做了熔合裂变角分布的实验,张焕乔感到很诧异,自己早想出来的题目,竟然他们先做了。好在对方急于发表,只做了近垒的两个能量点。张焕乔他们做更深垒下能量的测量,结果发现角异性的异常峰。

    “结果一出来,我很快就被邀请到国际会议上去作报告。当时我们实验数据刚出来,紧赶慢赶处理完数据就去讲了,引起了与会者很大的兴趣,特别是范登博士教授和兰道内教授。后来这项研究持续了8年时间,从现象的发现到物理原因的寻找再到理论的解释,我们做了一个完整的科学研究工作。”

 

在意大利LNL串列加速器上准备实验

实验室取经变成密切合作

    1992年,张焕乔再次去意大利访问,但这次,他已经不再是只去取经,而变成密切合作,受到了热情的接待。

    “1989年我再次受邀访问里亚洛国家实验室一年半,因为我们的科研工作他们也感兴趣,邀请我过去一起做垒下熔合反应研究,那时候我身体不好,得了肺炎,就一直拖着没去,但对方一直保留邀请有效,催了我好几次。”

    1991年,英国理论物理学家瑞勒发表了一篇文章,提出可以从实验上抽取熔合势垒分布,给出了一个解析公式。张焕乔针对熔合势垒分布实验立即提出自然科学基金申请,未能获得批准。1992年张焕乔去里亚洛国家实验室访问,建议他们开展熔合势垒分布测量,对方没有考虑。正好这时理论家瑞勒在那里访问,张焕乔将想法告诉瑞勒,他立即把全组人邀集起来讨论,最后确定开展熔合势垒分布的实验。该实验成果的文章发表在物理评论快报上,成为这方面的一个经典工作,有150次以上的它引。

    张焕乔还开创了国内垒下和近垒重离子熔合反应研究,提出转移反应角分布作探针,发现稳定核激发态中子晕等。

    热情促进勤奋、激发灵感。因为爱动脑筋、想窍门,张焕乔一路硕果攀上科研高峰。

    1997年,他当选为中国科学院院士,2019年,获中国核工业功勋荣誉。

科研的快乐,是金钱买不来的

    作为国内一些重要专业学术刊物的编委,张焕乔很关心专业领域的科研生态,并尽其所能地维护着学术环境:“科学的事不能马虎,不论国内国外的文章,我该改的要改,该提意见的要提,该退稿的退稿,就是希望把中国学术期刊的质量提高,这是关键。

    年轻人做研究要看得见国际上的发展,同时要脚踏实地,不能有任何的虚头,某个地方学问做虚了,将来也做不远做不深;写论文要客观,否则就不是做科学工作了。”

    被问及到北大等高校做兼职教学的初衷,张焕乔说出了两个理由:“一是我希望从这些高校培养博士研究生,到核科研领域来工作,我们自己培养,因为他们的生源质量较高。第二点是老年人有时候墨守成规的东西比较多,年轻人则思维活跃,在学校里能充分了解年轻人的想法。”

    为此,那时每年北大技物系的一些博士生硕士生答辩都请张焕乔去当组长,他都积极去。“通过答辩这个交流环节,可以了解学生们的学术深度和独立工作能力的程度,也能够知道国内培养的年轻人到底是什么样一个水平。”

    “现在这些芯片之类的,我相信我们中国人能做出来,中国人的智力是跟外国人一样的。我们的老师何泽慧先生‘总是鼓励年轻人,要相信自己,多动脑筋,不要迷信外国人,走自己的路,要在条件不足的现实情况下想办法做出高水平的工作’。外国人卡我们脖子,我们更应该自己努力突破,改变这个状态。那时候搞两弹,不就是自己搞起来了嘛。过去是这样,现在还是这样……充分利用你的智力去接收知识,放开你的眼界,看向自然,看向世界,掌握材料,发现问题,解决问题,你会成功,从而得到最大的快乐,那个快乐是别人给不了你、金钱也买不来的。”张焕乔如此寄语青年科研人。

 

张焕乔(前排左二)与学生们在一起

    他最关心的,还是核物理基础研究:“赶超核物理的世界前沿,需要重视支持基础研究,基础研究做不好,甭说到国际上竞争,在国内竞争都有问题。要问某项研究有什么用,短时间谁也说不好,但是不去做它,它的作用就永远看不见;只有做了,它将来才有推动整个核工业创新发展的可能。”

 

来源:今日头条