魏寶文 重離子加速的先行者

張惠清

上世紀(jì)50年代的陽(yáng)光和土壤造就了一批科研領(lǐng)域中的實(shí)干家。他們吃苦耐勞，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)新中國(guó)的科研工作有著強(qiáng)烈的責(zé)任感和濃厚的愛國(guó)情懷，并為之付出一生的努力。

魏寶文院士就是其中的一位。

魏寶文，核物理學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院院士。曾擔(dān)任中科院蘭州分院院長(zhǎng)和近代物理研究所所長(zhǎng)，蘭州重離子加速器國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主任，研究員。長(zhǎng)期從事核物理和加速器物理研究。他完成的9—12MeV中子對(duì)鋰的非彈性碰撞截面測(cè)量，在峰位區(qū)澄清了世界各國(guó)數(shù)據(jù)的分歧；他是我國(guó)第一臺(tái)大型重離子加速器的主要組建者之一，該加速器于1988年建成，為在我國(guó)開展中能重離子物理研究創(chuàng)造了條件；提出了在蘭州重離子加速器上續(xù)建冷卻儲(chǔ)存環(huán)的計(jì)劃，并主持了概念性設(shè)計(jì)和立項(xiàng)論證。

在中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所見到魏寶文院士時(shí)，他坐在辦公桌前聚精會(huì)神。雖已即將步入耄耋之年，但魏院士看起來(lái)仍然十分硬朗，身材高大，舉止儒雅。他告訴記者，自己目前有一部分時(shí)間待在北京，還有一多半時(shí)間在蘭州，為所里的活動(dòng)獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，同時(shí)也參加一些學(xué)術(shù)會(huì)議。

談起他的科研人生，魏院士說(shuō)，他所做的一切都源于他對(duì)物理學(xué)的熱愛，對(duì)科學(xué)孜孜不倦的追求。

“我所成長(zhǎng)的年代經(jīng)歷了抗日戰(zhàn)爭(zhēng)和解放戰(zhàn)爭(zhēng)。讀高中時(shí)新中國(guó)已經(jīng)成立，算是有了一個(gè)穩(wěn)定的學(xué)習(xí)環(huán)境。從那時(shí)起我逐漸愛上了物理學(xué)，愛上了科研工作，一生與其不可分割?！?/p>

不惑之年的機(jī)遇

20世紀(jì)70年代，對(duì)核物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，是一個(gè)充滿期望的年代。

重離子束在核物理中的應(yīng)用開辟了一系列新的學(xué)科領(lǐng)域，國(guó)際上一些先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室先后對(duì)原有加速器進(jìn)行改造，開展重離子物理研究，并做出了一系列成績(jī)。一批大型重離子加速器研制計(jì)劃相繼提出。人們期盼通過對(duì)重離子核反應(yīng)的觀察，能夠得到更多的關(guān)于原子核的信息，對(duì)原來(lái)的理論框架進(jìn)行修改或補(bǔ)充。

蘭州重離子加速器就是物理學(xué)家楊澄中等人在這樣的發(fā)展趨勢(shì)下提出來(lái)的。

楊澄中是位于蘭州的中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所創(chuàng)始人、中國(guó)原子核科學(xué)事業(yè)的開拓者之一。1958年魏寶文調(diào)到蘭州從事核物理研究，師從楊澄中，成為了他的“得意門生”。

魏寶文在楊澄中的悉心指導(dǎo)下勤奮努力，刻苦學(xué)習(xí)。20世紀(jì)60年代初，他完成了伽馬射線和快中子閃爍探測(cè)方法研究，在近代物理研究所早期核物理實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用。1963年，他作為蘭州1.5m回旋加速器建成后的第一個(gè)使用者，研制出2～9MeV單能中子源，用于重要的國(guó)防科研任務(wù)。隨后，他又主持完成了9～12MeV中子對(duì)鋰-6和鋰-7的非彈性碰撞截面測(cè)量，為在峰值區(qū)澄清世界各國(guó)數(shù)據(jù)的分歧起了很好的作用，為氫彈的研制提供了中國(guó)自己的核數(shù)據(jù)。70年代初，他還對(duì)聚變反應(yīng)堆材料進(jìn)行了群截面計(jì)算，在此基礎(chǔ)上用快中子輸運(yùn)理論的Sn方法，對(duì)聚變反應(yīng)堆再生區(qū)的中子分布與核發(fā)熱進(jìn)行了研究。

一心撲在核物理研究工作中的他并沒有料到在跨進(jìn)不惑之年的時(shí)候，一次談話竟為他的人生與事業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇。

1975年春節(jié)前的一天晚上，楊澄中邀請(qǐng)魏寶文到家里談話，希望他能夠投身到重離子加速的科研工作中來(lái)。

“我能感覺到楊先生當(dāng)時(shí)求賢若渴的心情，在我眼中德高望重的老師、長(zhǎng)輩，在那次談話中一直真誠(chéng)地把我稱做他的朋友”，魏寶文院士回憶，“他當(dāng)時(shí)動(dòng)員我說(shuō)，你看美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯，他建造了世界上第一臺(tái)回旋加速器，因此獲得了1939年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)！”

在老一輩科學(xué)工作者精神的感召下，四十歲的魏寶文穩(wěn)步走進(jìn)了重離子加速的世界。在蘭州重離子加速器的研制工作剛剛起步時(shí)，魏寶文承擔(dān)了兩項(xiàng)預(yù)研任務(wù)：“分離扇回旋加速器離子軌道的非線性效應(yīng)研究”和“重離子束的空間電荷效應(yīng)研究”。在與理論物理學(xué)家羅詩(shī)裕同志的合作下，在不到一年的時(shí)間內(nèi)就完成了任務(wù)。

這一年年底，在加速器建造方案討論會(huì)上，魏寶文報(bào)告了他們的研究結(jié)果：在我們所要加速的能區(qū)內(nèi)，非線性效應(yīng)很小，軌道是穩(wěn)定的；當(dāng)束流強(qiáng)度為微安級(jí)時(shí)，空間電荷效應(yīng)可以忽略不計(jì)。

據(jù)此，他說(shuō)出了大家都愿意聽到的一句話：“理論基礎(chǔ)是可靠的，我們一定能建成自己的重離子加速器！”

1976年6月，國(guó)家計(jì)委、中科院和教育部在北京組織了加速器物理設(shè)計(jì)審查會(huì)。會(huì)上，魏寶文代表加速器設(shè)計(jì)總部作了束流動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算的報(bào)告。當(dāng)年11月，國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)了蘭州重離子加速器的建造計(jì)劃。至此，一項(xiàng)標(biāo)志著我國(guó)核物理研究領(lǐng)域重大進(jìn)展的“ 7611”工程誕生了。

“7611”工程的誕生，正是魏寶文向核物理研究領(lǐng)域進(jìn)軍的新起點(diǎn)。

三代人的結(jié)晶

工程的最初階段，國(guó)內(nèi)沒有這一方面的技術(shù)積累，也缺乏管理經(jīng)驗(yàn)。如果不解決，重離子加速的研究便會(huì)面臨“瓶頸”。因此，即便是在科研工作最忙的階段，楊澄中還是決定派魏寶文去國(guó)外學(xué)習(xí)先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)。

1979年6月，魏寶文到法國(guó)國(guó)家重離子研究中心（GANIL）學(xué)習(xí)。一踏上異國(guó)的土地，他無(wú)心觀賞旖旎的風(fēng)光，便全身心投入了研究工作。出國(guó)前，他對(duì)自己將要開展的工作進(jìn)行了極為充分的準(zhǔn)備，要解決的問題十分清楚。所以，一到GANIL，很快就進(jìn)入了角色。他覺得很累，但心里又很充實(shí)，因?yàn)樗麤]有辜負(fù)祖國(guó)的期望。GANIL 的弗赫梅教授曾對(duì)楊澄中說(shuō)：“你們派來(lái)的人很有用。”

“在國(guó)外工作，一想到自己是中國(guó)人，想到自己肩負(fù)的責(zé)任，渾身就有使不完的勁兒?！蔽簩毼脑菏空f(shuō)。

回國(guó)后，近物所任命魏寶文為重離子加速器工程總體組組長(zhǎng)兼磁鐵組組長(zhǎng)。他集中精力對(duì)加速器整個(gè)系統(tǒng)及各個(gè)主要部件的參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行了全面考察，并主持了被稱為加速器“三大件”之一的磁鐵系統(tǒng)的建造。

他告訴記者：“從當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)水平來(lái)看，要建造長(zhǎng)期穩(wěn)定的，空間分布嚴(yán)格對(duì)稱的、精度和重復(fù)性都在萬(wàn)分之一量級(jí)的加速離子約束磁場(chǎng)，不是一件輕而易舉的事情。不但要從材質(zhì)的冶煉入手，甚至連地基的下沉與傾斜、相關(guān)件如真空室不銹鋼的選擇等都有極為嚴(yán)格的技術(shù)要求?！?/p>

為了做到萬(wàn)無(wú)一失，魏寶文在葉美玲同志的四分之一模型磁鐵上親自抓了等時(shí)場(chǎng)的墊補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，取得了可靠的數(shù)據(jù)。他還請(qǐng)了一位多年從事核物理實(shí)驗(yàn)的物理學(xué)家，從物理要求上把關(guān)，并組建了磁鐵建造班子。

“這些人在一起常常發(fā)生爭(zhēng)論，一方說(shuō)物理要求太高不現(xiàn)實(shí)，另一方說(shuō)加速束流指標(biāo)要保證。但是一旦定下來(lái)，大伙兒都能心往一處想，勁往一處使?！泵裰饔懻摰膶W(xué)術(shù)風(fēng)氣在這里得到充分體現(xiàn)。

與此同時(shí)，魏寶文還騰出時(shí)間和精力，組織了兩項(xiàng)攻關(guān)任務(wù)——一項(xiàng)是高精度計(jì)算機(jī)控制多探頭磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的建立，另一項(xiàng)是高穩(wěn)定大功率直流穩(wěn)流電源的研制。高精度磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的建立，為等時(shí)場(chǎng)的建造提供了一雙敏銳的眼睛。在后來(lái)的墊補(bǔ)實(shí)驗(yàn)、一扇原型實(shí)驗(yàn)和四扇磁場(chǎng)測(cè)量中，都發(fā)揮了重要的作用。整個(gè)磁鐵系統(tǒng)需要近60臺(tái)大小不等的電源，當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)找不到合適的生產(chǎn)廠家。國(guó)外倒是有，但價(jià)格昂貴。長(zhǎng)期穩(wěn)定度為十萬(wàn)分之一和萬(wàn)分之一的大功率直流穩(wěn)流電源的研制成功，滿足了工程的需要，為國(guó)家節(jié)約了大量外匯。

1988年，蘭州重離子加速器建成，主要指標(biāo)達(dá)到80年代國(guó)際先進(jìn)水平，為在中國(guó)開展中能重離子物理研究創(chuàng)造了條件。然而，在這個(gè)項(xiàng)目中發(fā)揮重要作用的魏寶文并沒有陶醉，他認(rèn)為，重離子加速器的建成是一個(gè)群體的事業(yè)，是三代人努力的結(jié)晶。

“在這個(gè)群體中包括了三代人：老一代的科學(xué)家和熱心科學(xué)事業(yè)的黨政領(lǐng)導(dǎo)，中年一代的科技人員、管理人員和工人師傅，年輕一代的科技人員。作為所長(zhǎng)，作為這項(xiàng)大科學(xué)工程的總工程師，我想我做的事情可歸納為兩點(diǎn)：第一，把一個(gè)個(gè)課題分解出來(lái)，落實(shí)到一個(gè)個(gè)科技人員的肩上，不漏項(xiàng)；把一個(gè)個(gè)科技人員的成果，鑲嵌在總體參數(shù)的框架上，隨時(shí)調(diào)整。第二，用學(xué)術(shù)活動(dòng)把大家的思想統(tǒng)一起來(lái)，用手中的權(quán)力掃清科技人員工作中的障礙，并為科技人員的失誤承擔(dān)責(zé)任?！?/p>

重離子加速器的建成獲得了中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和國(guó)內(nèi)外科技界的賀電、賀信紛紛飛向近代物理所。而全身心投入這項(xiàng)事業(yè)的楊澄中先生卻在1987年去世了，最終沒有等到加速器建成的這一天。魏寶文院士告訴記者，這件事也成為了他心頭永遠(yuǎn)的遺憾。

再攀科學(xué)高峰

1995年，魏寶文當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。他認(rèn)為，這是對(duì)自己過去工作的一種肯定。對(duì)共和國(guó)的科研工作者來(lái)說(shuō)，愛國(guó)主義不是空洞的，是千百年來(lái)凝聚中華民族、推動(dòng)中國(guó)發(fā)展的偉大精神動(dòng)力，是每一個(gè)有志之士用實(shí)際行動(dòng)去努力攀登科學(xué)高峰的展現(xiàn)。

上世紀(jì)90年代，魏寶文提出了在蘭州重離子加速器上續(xù)建冷卻存儲(chǔ)環(huán)的國(guó)家大科學(xué)工程計(jì)劃。

魏院士告訴記者，重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)的科學(xué)目標(biāo)是放射性核束物理研究，高離化態(tài)原子物理研究，超重元素合成的探索性研究，以及相關(guān)交叉學(xué)科和重離子束應(yīng)用研究。

“當(dāng)時(shí)的想法是，讓重離子加速再往前走一步，提高束流強(qiáng)度、束流能量，并拓展束流品種?！?/p>

“在回旋加速器的后邊裝配冷卻存儲(chǔ)環(huán)，在美國(guó)印第安那大學(xué)有一個(gè)例子，我專門去看過，但他們是小型裝置，而且只加速輕離子?！毕襁@樣的大型重離子回旋加速器后邊配冷卻存儲(chǔ)環(huán)，究竟能不能成？

魏寶文帶領(lǐng)他的三個(gè)研究生，“不聲不響”地開始了研究?！爱?dāng)發(fā)現(xiàn)理論上走得通之后，我就把近物所的所級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和各處室領(lǐng)導(dǎo)，以及副研究員以上的科技人員請(qǐng)上，開了三天的近物所學(xué)術(shù)委員會(huì)擴(kuò)大會(huì)議。平時(shí)近物所的學(xué)術(shù)委員會(huì)會(huì)議大家都會(huì)各抒己見，爭(zhēng)論得很激烈，而在這次會(huì)議上，大家齊心一致：咱們要干這個(gè)事！從這以后，近物所又開始了新的征程。”

蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)（HIRFL-CSR）是國(guó)家“九五”大科學(xué)工程之一，2007年建成并投入運(yùn)行，2008年7月通過國(guó)家驗(yàn)收。技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，獲得2008年度甘肅省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、2009年度中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)。

這項(xiàng)工程的建成，是我國(guó)高技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大成果，成為國(guó)際上繼德國(guó)GSI之后又一個(gè)大型重離子冷卻儲(chǔ)存環(huán)裝置。在工程建設(shè)中，科技人員開拓創(chuàng)新、奮力攻關(guān)，掌握了主要的核心技術(shù)，自主研制的設(shè)備達(dá)到80%以上，高質(zhì)量完成了設(shè)備安裝和聯(lián)合調(diào)束，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新和突破。

“冷卻儲(chǔ)存環(huán)工程培養(yǎng)和鍛煉了一支能打硬仗的優(yōu)秀青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)造了極高的性能造價(jià)比，促進(jìn)了我國(guó)特別是西部相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)，也提高了我國(guó)有關(guān)科技領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力?！蔽簩毼脑菏空f(shuō)，“這個(gè)項(xiàng)目主要是靠一批優(yōu)秀的年輕人干的，但我一直肩負(fù)著很大的壓力，如果沒有完成，我怎么向國(guó)家交代，向我的老師、我的科技界的朋友交代？驗(yàn)收之后，我大大放松，感覺到肩上的擔(dān)子一下子卸了下來(lái)。”

“人生在世，為干一番事業(yè)”

魏寶文1935年出生于河南省禹州市，并在那里度過了他的童年。1953年他考入北京大學(xué)物理系，1956年調(diào)入剛成立不久的技術(shù)物理系，是新中國(guó)培養(yǎng)的第二批核物理專業(yè)的學(xué)生。1957年畢業(yè)，分配到中國(guó)科學(xué)院物理研究所（后改名為原子能研究所），1958年調(diào)到蘭州，從事核物理研究。1975年開始，一直在重離子加速的科研工作中拼搏至今，成為中國(guó)重離子加速的先行者。

在科學(xué)的世界里，他就象一臺(tái)開足馬力的機(jī)器，年復(fù)一年地高速運(yùn)轉(zhuǎn)著，在祖國(guó)的肥田沃土上取得了累累碩果，受到了黨和國(guó)家的褒獎(jiǎng)。可是，他在耕耘中所付出的艱辛卻很少有人知曉。

在三年經(jīng)濟(jì)困難時(shí)期，魏寶文仍然鐘情于自己的研究工作，經(jīng)常加班到深夜。肚子餓了，就跑到街上買個(gè)伊拉克蜜棗包子啃上幾口，然后繼續(xù)干，他非常感謝他的姐姐當(dāng)時(shí)給他寄了30斤糧票。“文革”開始后，他面臨著挨批的厄運(yùn)。好在當(dāng)時(shí)他正承擔(dān)著一項(xiàng)國(guó)防任務(wù)，才得以在一間地下室平安度過了三個(gè)春秋。晚上在家搞研究工作，一個(gè)三斗桌他和孩子各占一頭。有時(shí)兩個(gè)孩子搶先占了桌子，他就只好把五斗柜利用起來(lái)。直到50 歲的時(shí)候，他才有了一張屬于自己的寫字臺(tái)。

重離子加速器調(diào)束的關(guān)鍵階段，他經(jīng)常和工程技術(shù)人員日夜苦戰(zhàn)，夜里很晚才回家，天不亮又趕到現(xiàn)場(chǎng)，不知熬過了多少個(gè)日日夜夜。當(dāng)了領(lǐng)導(dǎo)以后，經(jīng)常忙于開會(huì)和各種組織管理工作，看書、搞業(yè)務(wù)的時(shí)間少了，他就把星期天和晚上都利用起來(lái)。愛人勸他：“已經(jīng)一大把年紀(jì)了，何必老是苦著自己?！笨伤f(shuō)：“一個(gè)人來(lái)到這個(gè)世界上，就是為了干一番事業(yè)?！?/p>

為了使祖國(guó)的核科學(xué)事業(yè)能盡快發(fā)展起來(lái)，魏寶文非常重視人才培養(yǎng)工作。他帶研究生，注重教給學(xué)生治學(xué)的方法，激發(fā)他們的創(chuàng)造力，鼓勵(lì)他們獨(dú)立思考，提高分析問題和解決問題的本領(lǐng)。學(xué)業(yè)上，他是嚴(yán)師；其他方面，他又是學(xué)生的益友。學(xué)生到他家，他總是熱情招待。他們?cè)谝黄鹛接懣茖W(xué)，也探討社會(huì)和人生。學(xué)生們從魏寶文那里，不僅秉承了嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的作風(fēng)，也學(xué)到了耿介曠達(dá)的品格。

雖然如今魏寶文院士將要步入耄耋之年，但依然在為科研工作盡自己的光和熱。老一輩科研工作者的知識(shí)與精神傳承給一批批活躍在科研一線的年輕工作者們，再為祖國(guó)的重離子加速科研工作共同譜寫新的篇章。

責(zé)任編輯 陳晰