张文裕

　　张文裕（1910.1.9-1992.11.5）

　　福建惠安人，著名物理学家，中国科学院学部委员。

　　1910年1月9日生于福建省惠安县。1931年毕业于燕京大学物理系，1932年获硕士学位，并留校工作。1934年考取英庚款公费留学英国，1935年到剑桥大学卡文迪什（Cavendish）实验室攻读博士学位，在导师卢瑟福教授指导下从事核物理研究。1937年，抗战爆发，立即写信给国内主管英庚款的董事会申请提前回国，但董事会要求他必须获得博士学位后才能回国，1938年底完成毕业论文，获得博士学位后回到祖国。在四川大学工作了一个短时间后，转到昆明西南联大执教。1943年再度出国，先后在美国普林斯顿大学巴尔摩实验室（1943-1949）、普渡大学（1949-1956）任教和从事研究工作。1956年回国，任中国科学院原子能研究所研究员、宇宙线研究室主任。1957年当选为中国科学院学部委员。1961年至1964年，被派往苏联杜布纳联合核子研究所工作，担任中国组组长，并领导一个联合研究组的工作。1964年任中国科学院原子能研究所副所长。1972年，与朱洪元、谢家麟等十八位科学家联名写信给周恩来总理，建议建造一台高能加速器，开展高能物理研究。根据周总理的指示，1973年原子能研究所一部改建命名为高能物理研究所，任所长。为中国物理学会首批会员，曾任理事、常务理事、名誉理事等职。曾任第一、二届中美高能物理合作联合委员会中方主席，《中国科学》、《科学通报》正、副主编，中国核学会理事、名誉理事，中国高能物理学会第一任理事长、名誉理事长，中国科学院高能物理研究所名誉所长等职，为第二至六届全国人大代表，第四至六届全国人大常委。1992年11月5日在北京逝世，享年82岁。

　　张文裕毕生从事核物理和高能物理研究，在放射性同位素、宇宙线大气簇射和奇异原子研究，以及多丝火花计数器的发明方面，做出了开创性的贡献，尤其在μ子吸收的研究中确定了μ原子的存在，从而开拓了奇异原子物理研究领域，在国际科学界享有盛誉。

　　1935年至1938年在英国剑桥大学卡文迪什实验室攻读博士学位期间，所作的核物理实验研究在当时都是最前沿的，开创性的。一开始在实验室埃里斯（C. D. Ellis）组工作，用不同能量的α粒子轰击铝和镁，观察复合核的形成与α粒子能量的关系以及所形成的复合核的衰变特性，并证明了玻尔（N. Bohr）提出的原子核液滴模型。后到考克饶夫（J. D. Cockroft）组进行研究工作，用加速的氚核轰击7Li，研究所生成的8Li的衰变机制，实验发现8Li先衰变至8Be，8Be立即衰变为两个α粒子。张文裕的另一项工作是利用以质子轰击锂、铍和硼所产生的γ射线和利用以氚核轰击这些靶核所产生的中子来轰击氧、铜、溴、银、铟和镓等，研究（γ，n）、（n，p），（n，α）等反应，发现了一些新的放射性同位素，并首先发现了16O（n，p）16N过程，后者是现在辐射防护和反应堆设计中的重要问题之一。

　　在西南联大任教期间，张文裕与王承书合作，分析了当时已有的核物理数据，分析了β衰变中的禁戒衰变和容许衰变，还分析了轻元素的能级特性。

　　1943年开始，张文裕在美国普林斯顿大学工作了七年，与罗森布鲁姆（S. Rosemblum）合作建造了一台能量分辨在当时最好的α粒子能谱仪，并为主要完成者。完成的α谱仪可用两种探测器记录，一是核乳胶片，另一种是他和罗森布鲁姆共同发明的多丝火花计数器，这种利用多根信号丝记录粒子的思想在当时是革命性的创新。利用这个α谱仪，极其精密地测量了钋、镭、钍的α谱。对于钋的α谱，发现在能量低于主峰处有好几条精细结构，强度约为主峰的万分之一。从1946年开始，张文裕设计制造了一套记录宇宙线的云室系统，进行μ子被物质吸收的研究。这套云室的自动化程度及其运行的可靠性很高，在当时是很先进的，又一次显示了他高超的物理思想和实验技术水平。这一实验的目的是从宇宙线中选出穿透力强的粒子μ介子，研究它与物质的相互作用。他在实验室中发现，终止在云室中吸收片内的μ子不引起核反应，就是说μ子与原子核没有强作用。仔细分析后，还得到原来没有预料到的新发现：当一个带有负电荷的μ子以低速穿过物质时，由于受到原子核的正电荷的吸引，μ子有可能成为原子核的“卫星”，围绕原子核旋转，这种μ子与原子核形成的原子就叫作μ子原子，μ子可以从一个轨道跃迁到较内层的轨道上，放出γ光子。张文裕第一个用实验证实μ子原子的存在，是当代粒子物理学的一个重大发现，开创了一个“μ原子”研究的新领域。这一发现后来被哥伦比亚大学科学家用世界第一台高能加速器证实，并被命名为“张原子”，物理学界对这一实验评价很高。用简单的实验做出可以载入史册的物理结果实在难能可贵。

　　1949年，张文裕到普渡（Purdue）大学工作，认为宇宙线事例少，可以用来作定性的工作，发现新现象，开始研究宇宙线的贯穿辐射，即宇宙线引起的高能核作用。又建造了两台长方形云室来研究高能核作用所产生的Δ0粒子和θ0粒子（现名K0）,定出了它们的平均寿命。

　　20世纪60年代初，张文裕领导中国科学工作者在前苏联杜布纳联合核子所利用加速器进行高能物理实验工作，把当时已知的重子共振态归纳成核子和超子的激发态，提出了一个重子能级跃迁纲图，并在Λ超子和核子散射研究方面做出了重要贡献。

　　张文裕是我国宇宙线及高能物理研究的奠基人之一。1956年回国后，积极促进云南落雪山宇宙线实验站的扩建，与肖健先生共同领导建造了当时世界上最大的云室组，做出了高水平的物理工作，培养了一代宇宙线研究者。

　　张文裕一直为我国建立高能物理实验基地而努力，即使在“文革”期间，仍念念不忘。1972年，与朱洪元、谢家麟等十八位科学家联名写信给周恩来总理，建议建造一台高能加速器，开展高能物理研究。根据周总理的指示，1973年原子能研究所一部改建命名为高能物理研究所，由他担任所长。经过与钱三强和其他科学家的不断努力，国家批准建造一台能量为50GeV的质子同步加速器，工程代号为87工程，开始了实验研究基地的建设以及加速器和探测器的预制研究。与此同时，筹建了规模较大的工厂，建造了六个预制研究大厅，为后来的北京正负电子对撞机和北京谱仪的建造打下了必要的物质基础。1981年，国家调整高能物理基地建设方案，他亲自主持论证会，在确定建造北京正负电子对撞机以及能区的选择上起了关键作用，晚年生病期间还坐着轮椅到对撞机工地了解工程进展。

　　张文裕一直认为，自然科学研究的对象是“物”，要研究“物”，必需变革“物”，并观测其变革后的反应，以这些反应的现象作为依据，经思维加工而推出结论。物理学是一门实验科学，张文裕在科研和教学中始终贯彻这一思想，十分重视科学实验，包括对实验方法的研究、实验仪器的制作和实验技能的训练。

　　张文裕十分重视科研与教育的结合，曾在国外长期任教，回国后，对于年轻一代的成长一直十分关怀，自1958年起在中国科技大学兼任教授，后又兼任近代物理系主任，为科技大学近代物理系的成长做出了贡献。

　　主要参考文献：

　　1. 况浩怀，霍安祥：张文裕先生发现μ原子——纪念高能物理研究所原所长张文裕院士逝世10周年，现代物理知识，2002年第4期；

　　2．叶铭汉：纪念张文裕先生，现代物理知识，1994年第3期；

　　3．王雪瑛，霍安祥：一位受人爱戴的长者——张文裕教授，现代物理知识，1989年第6期；

　　4．顾迈南：斯人已去 精神永存——记张文裕教授，瞭望，1992年第49期；

　　5．张文裕同志生平，现代物理知识，1993年第2期。

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