明澈的晶体——严东生的材料科学人生
博学厚德报国情
1918年2月,严东生出生于上海一户知识分子家庭,祖籍杭州。
严东生的父亲1908年毕业于天津国立北洋大学土木工程系,后任京汉铁路局工程师;母亲毕业于杭州女子师范学校,知书达理。他们共养育了六个儿女。严东生的父母为人正直,处事严谨,让子女从小耳濡目染,懂得道德规范乃立身之本。
材料科学家严东生院士(2007,方鸿辉摄)
由于父亲的职业缘故,严东生幼年就随父母迁居北平,家境殷实,和睦温馨。但这样的好日子没过上几年,天有不测风云,严父突患伤寒辞世,从此家境一落千丈。严母虽身体纤弱,但性格坚韧,承受了丧夫之痛,从此守寡,倾注全部心血于子女教育。好在严东生的大伯等亲戚对他们一家的及时接济,尤其是母亲的二叔公陈叔通先生倡议各门亲戚捐恤金以立基金,才使严母立志培育子女都能成才的愿望有了经济上的保证。日后,严东生的姐姐严棻毕业于燕京大学;二弟严机毕业于上海交通大学,后留学美国,回国后曾任长春汽车厂总工程师;三弟严棠相继就读燕京、协和医学院和华西医科大学,曾任广东中山医学院附属第二医院的院长;四弟严棣相继获美国伊利诺伊大学机械硕士和数学博士,后在密歇根州立大学数学系当终生教授;小妹严杜则毕业于圣约翰大学后执教于北京大学。而作为长子的严东生从美国伊利诺伊大学博士毕业后,成了国际著名材料科学家、两院院士。一个家庭出了这么多人才,可见严东生母亲的培育之辛,操持之劳,养育有方。难怪严东生每忆及母亲总深情地说:“我们对她的怀念与日俱增,终生相伴……”
严东生院士手不释卷还不用戴眼镜(2011,方鸿辉摄)
严东生夫妇(前左)与弟妹们纪念母亲100岁诞辰时的合影(1991年9月23日)
1935年,严东生考入清华大学。初入清华时,教授新生基础课的几乎全是名师,化学课除了张子高教授外,还有高崇熙教授;普通物理的教师乃是吴有训和蕯本栋教授,同样令他获益匪浅。“时至今日,我更加体会到,像普通物理学、普通化学这些大学入门课程是最难教好的,而对学生又是最有影响的课程,常常影响到青年人的一生。”当时,严东生还选修了雷海宗教授的历史课和萧蘧教授的经济学课。由于严东生在崇德中学已打下了坚实的英语基础,能自如地阅读狄更斯的《双城记》等原版小说,清华允许他免修大学英语,因此他就选修德语作为第二外语,由一位德国籍犹太老师来教授。同时,他还选修了叶公超教授的高级英语课。
当年清华曾明文规定,体育是每一位学生的必修课,由马约翰教授指导,这当然也是青年严东生的最爱。至今,严东生深情地回忆:“清华有个习惯,不管多忙,一到下午5点左右,大家都去体育场锻炼。清华那时时兴打篮球,又称‘斗牛’,不是我们现在的五人对五人的打全场,而是好多人,十几个人对十几个人大打一场。清华有个室内游泳池,还有几个网球场,师生们可游泳、打网球,还可练长跑。我在清华已经养成了运动的习惯,后来到燕京也一样,还是每天下午5点后就到运动场去锻炼。冬天有时会在未名湖溜冰,而春、夏、秋三季就去打网球。运动完了洗个澡,吃好晚饭后,再去晚自修。运动是我从中学到大学养成的习惯……”严东生与网球的不解之缘可以追溯到他的学生时代,从20岁到85岁,哪怕再忙,网球在严东生的生活中始终是不可或缺的组成,成为他保持青春活力的一个法宝,毕竟要实现“为国家健康工作50年”么!“现在虽然不打网球了,但我还是喜欢看网球。我是法网、温网的忠实观众,前些天还在电视上收看美网比赛。”这是笔者五年前采访严老时他的话语。前几年,由于膝盖受损,严东生不得不用散步代替了打网球,他每个星期都会同夫人一起去两次健身房,在跑步机上锻炼20分钟,只要天气晴朗,每天下午也会与夫人一起去小区的后花园里散步以健身。
四位院士球友(左起朱起鹤、严东生、张维、卢强)在清华网球场(1997)
严东生夫妇在练跑步(2007,方鸿辉摄)
1939年,严东生以全校第一的成绩获得理学士学位。因学业优秀,在继续攻读硕士学位时,他获得“半时助教”的职位,生活费完全可以自理。那时,他师从张子高教授,协助学生实验。两年后的1941年他获得理学硕士学位,并获当年唯一的“斐托斐(Phi Tao Phi)金钥匙奖”。
如今每日傍晚严东生夫妇在院子里散步和练臂力(2011,方鸿辉摄)
“我要感激美籍教授威尔逊博士和蔡镏生教授,是他们引导我领会到以推理、演绎的方式,发挥自己的主动能力进行学习。燕京大学的教育以启发式为主,上课内容不多,但课后列出的参考书很多,主要靠自己去消化和吸收。其他灵活多样的教学方式,因师而异。我深深喜爱这种多风格的学习方式及师生关系,也正是这两位教授引导我跨进材料科学的门槛。”
严东生当年的硕士论文选题为“固态物质反应动力学”。可见,早在30年代末、40年代初他已开始思考并钻研物质在固态下的传递、反应,运用已学过的及尚未学过的知识与固态物质联系起来,引导他进入固体物质研究,也为日后终身与材料打交道作了良好的铺垫。
张子高教授是严东生跨入化学门槛的启蒙老师,张师深入浅出、引人入胜的教学方式,激发了严东生探索化学的兴趣,引领他以化学作为大学的主修学科。以后,严东生有幸做了张师的助教,于1942年又尾随张师,担任私立中国大学的讲师,开设了分析化学和工业化学两门课。很有趣的是,多年后张子高教授的儿子——张滂与严东生的小妹——严杜喜结秦晋之好,而张滂现任北大教授,也是中科院的院士。
抗日战争爆发后,清华南迁。由于严东生是长子,要留在北平照顾母亲,因此转入燕京大学三年级借读。
严东生在北京燕京大学图书馆(1937)
1937年转燕京大学后,严东生认识了同班唯一的女同学孙璧媃。她娴静好学,性情温和,让严东生产生了接近她的愿望。正好孙璧媃初学德语,而严东生在清华已学过两年了,就自告奋勇,帮助她学德语。德语学习无形中成了他俩相互接近的媒介,逐步转入恋爱关系。在相识六年之后,他俩于1943年秋结婚。张子高先生是他们的订婚证明人。如今早已过了钻石婚龄的严东生感慨地说:“在我的一生中给我帮助和关心最大的另一位女性就是孙璧媃同志。”
严东生与孙璧媃结婚照(1943)
前不久,笔者就亲眼目睹了九十二高龄的严先生推着坐在轮椅上的爱妻在中山医院就诊的感人一幕……这才叫“情深意笃的恩爱”。
1945年抗战胜利后,原燕京大学化学系主任窦维廉教授推荐严东生和孙璧媃赴美留学,1946年初他俩都获得了去美国继续深造的奖学金。但此时他们已有一女,第二个小生命也在母体中生成,而老母又和他们生活在一起。他俩考虑再三,为了家庭的安定与和谐,孙璧媃决定放弃深造的机会,让丈夫无后顾之忧地赴美留学。1946年夏,儿子友为刚满月,女儿燕来才三岁,孙璧媃担起了抚养一双儿女和赡养婆婆的重任,让严东生独个登上了赴美的“梅格将军号”轮船,开始了在纽约大学研究院的新生活。
严东生夫妇金婚留影(2003)
一年后,基于严东生对材料科学的浓厚兴趣和较深的学科积淀,美国材料科学名列前茅的伊利诺伊大学授予他该校研究院最高的奖学金。于是,严东生转到伊利诺伊大学,主修陶瓷工学,辅修化学。在以后的两年时间内,他以全A成绩于1949年春获博士学位,并被SIGMA XI、Phi Kappa Phi、Phi Kappa Epsilon、Keramos等四个荣誉学会选为会员,授予四枚金钥匙奖。这对留学生来说确是罕见的成就与荣誉。严东生随即应系主任A.I.Andrews的邀请留校,继续在伊利诺伊大学任博士后研究员,从事无机材料的理论与应用研究,合同期两年。
其实,在伊利诺伊研究生院求学时,严东生已充分展露其组织和管理的天赋。当时,伊利诺伊大学在读的中国留学生有近二百名,严东生担任了一届中国同学会的秘书,一届中国同学会的主席。刻苦攻读的同时,严东生热心同学间的联谊,倡导大家增进对国内形势的关注。
严东生在美国伊利诺伊大学图书馆(1947)
1948年,严东生还参加了旅美科技工作者协会,经常聚会,能看到国内解放区的报纸、文件与毛泽东的著作,对中国共产党有了初步的认识,并兴奋地得知于1949年10月1日毛主席在天安门城楼上庄严宣布中华人民共和国成立,“中国人民从此站起来了”!
蕴藏于严东生心底的报国情感自然而然地开始喷发,他义无反顾地考虑提前回国。通情达理的博士后导师A.I.Andrews教授很理解他的愿望:“你在这儿干得非常好,对于人才美国自然需要,但中国也确实非常需要人,我可以考虑早些解除合约,让你回国。”严东生当时是签了两年博士后合约的,但仅做了半年就要回国,而且那时要回国确实也有一系列麻烦。
“因为已经没有船直接抵达中国大陆了,必须通过香港,而要在香港登陆需要有人作担保,即保证不会在香港久留,且有经济上的支持。好在当时香港大学有一位教授——曹日昌先生,他愿意作担保。这样美国移民局才同意签发让我回国的通行证。若再晚一些时候,从1951年起,美国政府就不让中国留美学成人员回国了,一直到日内瓦会议之后,1955到1956年才又允许回来一批,那是周总理同美国谈判的结果。那时我国同美国有个大使级谈判,王柄南希望美国政府放行——让留美学成人员回国。美国人说:‘中国留学生都在美国生活得很好,哪有人会要回中国大陆?’‘有啊!’王炳南当即拿出钱学森写给陈叔通的希望回国的信。陈叔通与钱学森是亲戚,也是我的二姑公,是我母亲的姑父。美国谈判代表见信后哑口无言,只能对钱学森放行。以后,又不让留美人员回来了。一直到改革开放以后,小平同志打开国门让大批学生出国留学,那就来去自由了。我是1950年从旧金山匆匆登上‘威尔逊总统号’回国的,那时船已不能停靠中国大陆的海岸了,绕来绕去,先到日本,再到菲律宾,最后才到香港。踏上香港后,曹日昌就帮我买了太古公司的由香港到塘沽港的船票,是五等舱,没有床位的,随便铺条席子熬了近一个星期的旅程,四月份时就到达天津了……”严老至今记忆犹新地向笔者回忆当年的情况。
船靠码头时,远远看到孙璧媃带着六岁的女儿与四岁的儿子,彼时彼刻严东生的心情,实非言语所能表达。
格物致知究天理
回国后,机遇与挑战并存,很多单位都可去,但人必须要讲诚信。
话得从1942年说起。经燕京大学威尔逊教授推荐,当年10月严东生来到开滦煤矿耐火材料厂当上了工程师,后任总工程师。那是英国独资开办的工厂,厂内高级员工的待遇很优厚,每人一幢小洋楼。1945年,在窦维廉教授推荐严东生赴美留学时,开滦煤矿耐火材料厂曾与严东生签订过合约——支持严东生离职留半薪赴美深造。但1950年回国时,英国已撤离开滦煤矿,新成立的开滦化工研究所已归军事系统。从小受到“以诚为本”家教的严东生,毫不犹豫地要履行合约,回到开滦化工研究所,担任该所的副所长。
严东生回国后合家欢(1953)
回国后,严东生的科研方向首先是服务国民经济,着手耐火材料的研究,与同行一起制定了我国第一套耐火材料生产、检验和测试的标准,为钢铁工业发展出力。同时,严东生还致力于窑炉热平衡研究,提出节约能源的具体措施。
“50年代初期、中期,当时我30多岁,精力旺盛,肩上担子越来越重。不久就担任中国科学院冶金陶瓷研究所研究员、室主任,承担包钢基地建设任务。”回忆起为开滦化工研究所服务三年后,被中组部发调令调到中科院上海冶金陶瓷研究所的情形,严东生至今十分清晰。
严东生奉命调入的中科院上海冶金陶瓷研究所,当时的所长是我国冶金与陶瓷研究的先驱——周仁教授。该所下设三个研究室,严东生任一个研究室的主任。到了1959年末,根据中科院的意见,冶金跟陶瓷分开,分别建立中科院上海冶金研究所和上海硅酸盐研究所。两个所的所长都由周老兼任,严东生就当了硅酸盐所的副所长。“文化大革命”中周老去世,1977年严东生接任了硅酸盐所所长。
调入上海冶陶所不久,严东生所面临的重大科研项目就是解决包钢冶炼材料及技术和工艺的难题。包头铁矿石非常特殊,含有大量氟化钙,氟对炉衬耐火材料的侵蚀是个严重的问题。
“当年做的最大最重要的事就是包头铁矿的冶炼跟稀土分离。1954年起,老所长周仁先生几乎动用了冶陶所的所有专家来攻克这个难题。因为包头铁矿很特殊,含有大量的氟,而氟会腐蚀所有东西,包括腐蚀炼钢炉的耐火材料,为此就必须研究其液态、气态和炉渣里的情况。另外一个特点是它含有大量稀土元素,这当然是很好的东西。我当时主要负责选材,从炉身到储存液态炉渣的炉缸的选材。直到现在,包钢的选材还是我们当年的方案。稀土进入炉渣,从炉渣里怎样分离稀土,也是我们研究的课题。中国稀土的存储量约占世界总量的四分之三,包头出产的与其说是铁矿,更重要的应该说是稀土,而且还要解决对冶炼十分麻烦的氟。为此,我们深入实地进行了一系列开创性研究,从大小高炉中取了样,弄清了氟化物对各类耐火材料的侵蚀机理与动力学过程,为炉衬的选材提出了合理方案,攻克了这项被称为世界性的难题。现在回过头来看,当初做的还是相当细的,水平不错。当年我们就发表过文章,探讨氟的腐蚀机理和动力学,整个过程都可定量计算。我还到苏联去做过介绍。”
在中国科学院上海冶金陶瓷所严东生在研究晶体结构(1958)
记得2007年,上海国际科学艺术展开幕之前,笔者受组委会委托,要为严东生和林元培院士各拍摄一部电视短片,在展厅不间断地连续放映。为此,于那年早春去硅酸盐所采访了严东生。
早就听说,严老除了紧张的科研和培养研究生外,还热心材料科学的普及工作。当我们提及严老所从事的材料研究,究竟指的是什么具体材料时,一下子把他的话匣子打开了:
严东生院士与笔者闲聊(2007,方鸿辉摄)
材料是社会基础建设的基本部分,也是社会发展的基础,包括器件乃至整个装备都要用材料。一部人类发展史也可以说是人类对材料使用的历史。材料科学是现代文明的三大支柱(能源、信息、材料)之一,是人类文明的物质基础。材料一般可分成四大类:第一大类是金属材料,即由金属元素组成的,例如以铜为基础的有各类铜合金,以铝为基础则有各类铝合金,等等。第二大类叫无机非金属材料,所谓“无机非金属材料”,从元素周期表来看,左边是金属,锂、钠、钾、钙、铯……右边是碳、氮、氧、氯、溴、碘……中间的是硅、镁、铯等,镁跟氧结合产生的氧化镁就是无机非金属材料,铯跟碘结合生成的碘化铯是很重要的闪烁晶体材料,这就是硅酸盐所参与世界大科学合作项目所提供的“大三晶”材料之一。第三大类则是以碳、氢为基础的有机高分子材料,碳、氢两元素变化无穷,如各类塑料,不仅应用广泛,在科学上也大有研究价值,这两年诺贝尔化学奖都给了高分子材料研究者,如导电高分子材料等。第四大类是复合材料,主要指异种材料的复合,如金属与高分子材料复合等。这四大类材料是人类文明和建设发展的基础。当然其中一部分是用于民生,还有相当一部分是用于国防,如70年代末80年代初,硅酸盐所用无机非金属复合材料做的中国第一代远程洲际导弹的防护罩,用于一万多公里射程的洲际导弹。由于导弹刚发射时的速度是可控的,进入外层空间航行后空气非常稀薄,到了目标附近则要再入大气层,由于速度已很大,弹头表面与大气的摩擦会产生高温等离子层,温度高达上万度,任何东西都会熔化。为此,采用牺牲质量换能量的思想,让导弹表层消耗掉一点质量把高热量转换掉。科学家采用碳纤维和石英材料,缠上后高温加压,这种方法很简单却挺适用,能吸收大量热量,又能做成很大的体积,既保护弹头又保护战斗部——弹体,保证爆炸物不因过热而提前爆炸,而能在准确抵达目标后才爆炸。当然眼下最理想的是碳-碳做成的防护罩,原理与碳-石英差不多,也要用碳纤维一层一层缠绕,让石墨中的碳渗进去,但后者生产周期长,不如碳-石英仅一两天的周期,不过它更耐烧蚀。碳-石英防护罩是硅酸盐所科研人员自主创新的思想和工艺,所以曾获得了国家发明奖一等奖。20世纪80年代,上海小学生语文教材中的《给导弹穿上外衣的人》一文,介绍的就是严东生院士。
话语不多,普及到位。让我们大长见识,材料科学确实大有学问。
李政道院士参观上海硅酸盐研究所时与严东生院士合影(2003)
1959年严东生任硅酸盐所副所长,主持科研业务。有鉴于国际科学技术发展的动向和当时我国各主要工业部门的各类研究机构均已建立的现状,经过认真分析,他及时对硅酸盐所的科研方向进行了调整,从主要研究传统的硅酸盐材料转为新型无机材料,即人工合成晶体、功能陶瓷、高温结构材料、特种玻璃、无机涂层材料等新的研究领域。诸如,他同殷之文、郭景坤等合作承担研制的用于高频大功率微波发射管的高铝氧陶瓷大环及其金属的封接技术,都属于国内首创,还荣获1965年国家科学技术发明奖。又譬如他与丁传贤院士等科技人员在硅酸盐所建立了国内第一套等离子体射流喷涂设备,并开展了各类无机高温涂层材料的制备和应用研究,还深入开展了多种性能的测试和在高温及多种综合使用条件下的物理化学变化及其与热应力关系的研究。在严东生带领下,上海硅酸盐所还发展了多系列的耐高温、绝热、耐磨损、红外辐射等涂层与梯度功能材料,在国民经济和国防建设的许多领域获得了广泛应用。
“现在回想起来,这一战略性的方向转变,实属重要之举。一方面和国际的发展趋势相吻合,另一方面与国防建设相适应。毕竟在那些年代里,我国面临来自东、西两方面的威胁,建立有威慑力量的国防,实属必要。许多重要无机新材料研制任务即由硅酸盐所承担,硅酸盐所不负众望,出色地解决了不少关键问题,获得了很高的荣誉。”这就是博学厚德的严东生对“持之以恒,推陈出新”科学追求的欣慰。
耄耋之年,严东生还是站在科研第一线,叱咤风云,亲力亲为。就拿纳米材料研究来说,1992年作为“攀登计划”第一项的纳米材料研究就由严东生和冯端院士作为双首席科学家,组织了五六十名科学家作为中国最早的纳米研究大团队,并进入“973”计划,一直延续到现在。1996年,严东生率先在上海硅酸盐所倡导开展了新型有序介孔材料的研究,成为当时国内较早在这个领域研究的单位之一。在他的关心下,在施剑林研究员直接领导下,硅酸盐所在介孔与介孔主客体材料的研究领域,做出了许多不俗的创新和有影响的工作,发现并合成一大批新型的介孔主客体复合材料。
严东生院士在中国科学院上海硅酸盐研究所实验室向来宾介绍实验情况(1997)
所谓“介孔”是指孔的线度在1至100纳米,而且孔的排列很有规则,并可以调控。这种材料在化工中用处很多,主要用于催化,全世界每年的产值大约100亿。从2005年开始,硅酸盐所跟浙江一家民营企业一起将这种材料运用于汽车尾气的净化中,将它们涂在尾气排放管的衬底上,可以同时对尾气中的一氧化碳、氮氧化物和碳氢氧化物催化反应,变成二氧化碳、氮气和水。氮气和水排入空气没问题,二氧化碳排入空气也比一氧化碳好得多,而且只需在200多摄氏度温度就能使尾气100%被净化。中试表明,汽车跑了8万多公里,还能催化近95%的尾气。眼下他们已同上海汽车集团公司联合,使用这种有上海硅酸盐所专利的尾气净化装置,让它走向市场,为城市环保作贡献。因为据测量,在城市空气污染中,汽车尾气排放占了近一半。要推行尾气排放的欧4、欧5标准,那么,纳米介孔复合材料对环保将会有大贡献。
国际科学大合作
作为一名世界知名的材料科学大家,严东生“格物致知究天理”的抱负不仅立足于国内,还要造福于世界。
1982年,诺贝尔物理学奖获得者、高能实验物理学家丁肇中教授在北京找到了时任中国科学院常务副院长的严东生。当时,丁肇中正在欧洲核子研究中心负责建造大型正负电子对撞机中的一个探测器——L3,他准备采用新型锗酸铋(BGO)闪烁晶体做探测器中的电磁量能器,进行高能物理实验研究。一见面,丁肇中就开门见山地问严东生:“你们能不能做闪烁晶体BGO,尺寸要很大很长。”
丁肇中和严东生院士在向方毅介绍将要送到空间站的阿尔法质谱仪(1982)
思维明澈如晶体的严东生敏锐地捕捉丁肇中话语的含义,意识到参与这项举世瞩目的科学大工程所具有的重要科学意义,当即接受了丁肇中的请求。当时,硅酸盐所确有一组科研人员在生长晶体,BGO也长,但都长得很小,他们主要是模仿天然晶体,一个长云母、一个长水晶、一个长金刚石,但毕竟还只是在实验室里刚刚长出小尺寸晶体样品,要生长大尺寸、高质量的晶体,面临的困难和风险是可想而知的。而当时在法国和美国也有两家厂商已经能够生产这样的晶体了。对严东生日后提供的样品,丁肇中经过性价比分析,尤其是性能考察,发现严东生团队是有明显优势的,最终决定请上海硅酸盐所提供上万根高质量的BGO晶体。其实,起初硅酸盐所实验组采用长云母的方法,经过一年努力才长出了20多公分的晶体,且成功率仅百分之二三十。严东生带领团队不断攻关,终于生长出了符合丁肇中需求的23公分长的大尺寸优性能的晶体,在与美、法、日等国的竞争中获胜,并提前一年圆满地完成了瑞士正负电子对撞机L3探测器上所需要的12000根BGO晶体的供货合同。
在生长BGO的同时,严东生科研团队还开发了一套新的生长工艺,建立了包括铂坩埚熔炼加工、晶体生长、晶体加工和晶体性能测试在内的生产流水线,并培养和锻炼了一支能打硬仗的科研队伍。
严东生(右二)与丁肇中院士及其两位学生合影(右一为加州理工学院朱人元教授,1986)
1985年,美国国家科学基金会对各国的BGO产品进行评比时,给上海硅酸盐研究所的产品打了唯一的满分。严东生科研团队也在国际高能物理界树立了很好的形象。以后,丁肇中逢人就说:“(谁)要BGO晶体,就到中国科学院上海硅酸盐研究所去!”
这一年,在欧洲核子研究中心召开的一次有数百名来自世界各国的科学家参加的L3工程实验组全体大会上,严东生应丁肇中的邀请,作了近一个小时的演讲,全面介绍了上海硅酸盐研究所研发BGO晶体取得的成就与对L3工程所作的贡献。他的讲演博得了阵阵掌声,使国外科技界对中国材料学取得的成就刮目相看,为国家赢得了荣誉,也奠定了我国无机闪烁晶体的国际地位。
后来,BGO又转入医用仪器设备——PET(正电子扫描探测仪)。严东生团队跟GE公司合作,将晶体切成小条,做成三个一组的阵列,装入整机。PET采用的探测晶体85%以上由上海硅酸盐所提供,这是晶体为人类健康服务的一个侧面。当然,硅酸盐所也获得了不错的经济效益。
严东生带领的科研团队研发的第二代晶体是碘化铯,出光量很高,主要是同美国史丹福大学和日本的高能研究所合作的,这是90年代后期,大致合作到1998年。
紧接着是研发第三代晶体——钨酸铅(PWO),除去与美国马里兰的一个小型探测器合作外,基本上是为欧洲核子研究中心在建的世界上最大的强子对撞机(LHC)的CMS探测器配钨酸铅晶体。这项巨大的工程坐落于法国与瑞士两国边境,在地下百米深处,拥有一条周长达27公里的环形隧道,无数高能粒子以光速穿行其中,在经过对撞点(CMS)时,碰撞出光电“火花”。作为新一代“粒子神探”——钨酸铅闪烁晶体在受到高能粒子轰击时,会在几纳秒内迅速发光,它能不停地捕捉并分辨各种高能粒子。这台大型强子对撞机中的探测器,需要数以万计的新型钨酸铅闪烁晶体来制造其“心脏”部件——电磁量能器。鉴于上海硅酸盐研究所在国际高能物理界的声誉,他们又找到了严东生,希望上海硅酸盐研究所能研发PWO晶体。由于PWO结晶结构的复杂性,生长十分困难,且极易开裂,再加上CMS探测器要求极高,特别是对晶体抗辐照性能的要求极为苛刻。PWO是一种崭新的闪烁晶体,人们对它的研究很少,更谈不上大尺寸晶体生产的工艺技术。出于政治原因,2000年欧洲核子研究中心只与俄罗斯签订了供货协议。严东生团队对此并没有抱怨和放弃,而是埋头研发各类前沿的晶体材料,并不断改进工艺,提高晶体质量。2003年底,欧洲核子研究中心与俄方的合作出现了麻烦,掉过头来希望能与严东生团队继续合作,并要求在2008年3月底前将晶体提供完毕。
欧洲核子中心的LHC管道示意图
从空中俯瞰欧洲核子研究中心的LHC(示意)
CMS探测器
像晶体一般无任何杂念的严东生首先意识到:LHC是当代国际上备受关注的一项造福人类的重大科学工程,能参与这项工程的建设,是我国跻身于国际科技前列的又一个极好的机遇,对于发展我国的晶体材料科学技术、巩固和提高我国的国际声誉也具有极大的意义。因此,他不计前嫌地决定与欧洲核子研究中心CMS探测器组就PWO晶体的研究开展合作。在这种形势下,严东生想到的是作为一名科学家的责任与使命,不仅要为国际大科学工程作贡献,更顾及的是国家的荣誉与实力展现,使我们国家在国际科学界中占有一席之地。因此,他毫不犹豫地同意了对方“质量严、数量大、时间紧”的苛刻要求。
严东生赴北京贺杨振宁院士八十华诞和北京环境学院成立时与朱棣文院士亲切交谈(2002)
为此,耄耋之年的严东生直接领导PWO晶体课题组,从制订方案到解决工作中出现的各种难题,都亲力亲为。生长晶体需要纯度极高的原料,而生长PWO晶体用的原料有一段时间质量不稳定,影响到晶体的质量。严东生不放心,就亲自跑到位于江苏昆山的原料生产工厂,向工厂领导和工人师傅说明这个项目的重要国际意义,以充分引起他们对原料质量的重视,并深入到车间现场察看生产情况,与技术人员共同分析引起原料质量不稳定的原因,讨论提高原料质量的各种方案,最终使晶体的质量达到了相当高的水平。
2004年,预生产的250根晶体在欧洲核子研究中心、意大利、美国等地分别进行性能检测。检测的结论是:晶体发光量比俄罗斯的高20%~40%,综合性能更佳。这批中国生产的晶体广受国际同行赞誉。德国吉森大学雷纳·诺沃特尼教授说:“它所获得的分辨率,据目前所知,在所有经过测试的晶体中是最棒的!”这种赞誉既是给中国材料科学界的,更是对严东生人格的极高评价——无任何杂质的明澈的晶体。
丁肇中夫妇到严东生院士家中拜访(2007年秋)
2008年3月,上海硅酸盐研究所根据合同向欧洲核子研究中心成功交付了5000多根高质量大尺寸的PWO闪烁晶体。2009年11月,世界上迄今规模最大的科学计划——欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)正式运行,开始了人类揭示宇宙起源和寻找质量之源的征程。为感谢中国科学家们作出的重大贡献,欧洲核子研究中心特地于2008年4月向上海硅酸盐研究所颁发了CMS晶体奖。
自1982年开展的国际大科学合作项目,至今已过去近30年了。眼下,严东生正在思考能否提高钨酸铅晶体的出光量,用在下一代的PET上,它比锗酸铋便宜近一半,因为钨和铅要比锗和铋价廉,后者毕竟是稀有金属。
严东生院士及女儿严燕来教授与李政道院士合影(2007)
高瞻远瞩谋大略
1955年底,在周总理和陈毅、聂荣臻两帅的亲自指导下,开始了我国十二年科学技术长远发展规划的制定工作。1956年,严东生有幸参与其中。这也是在冶陶所分所前,严东生参加的宏观管理方面的一项重要工作。参与整项规划制定的有两三百人。
“1949年刚解放,应该说是个烂摊子,打了那么多年的仗,抗日战争、解放战争,国民党退的时候,经济上是千疮百孔,直到1955年才恢复。进入第一个五年计划时,国家要建设、要发展,所以要制定56项科技发展规划,非常具体、非常细致,都是与国家发展密切相关的,从机械、电子、化工、材料等各方面规划。我参加其中的一项,大约三四个人,整整规划了五六个月,那年我38岁。这56项都是紧扣国民经济发展的。周总理看了后说:很好,尽管我们没有多少力量和经费,但还是应该有些基础研究。根据他的意见,就增加了第57项,关于若干基础问题的研究。确实很有远见,实践表明这第57项对物理学、化学、数学等基础理论的研究与发展,是完全正确的。”
20世纪60年代初,严东生还先后参与了《科学十四条》和《十年科技规划》的研讨和起草过程。这一系列高瞻远瞩的规划工作,让严东生的科学视野更开阔,思考问题更高屋建瓴,处理问题的方法也更辩证、更周全了。严东生已从一名脚踏实地的战术型科学家嬗变为胸有雄才谋大略的战略型科学家了。
最令严东生终生难忘的是1977年夏天的一次不平凡的会议。那是“四人帮”倒台之后的第二年8月初,具体讲就是8月4日到8日。
“我们是在北京,我虽然是上海的研究所所长,但那时中科院也在考虑如何恢复工作,找了两三百位所长在北京商量。就在这时,通知我说有重要会议,要我8月4日去人民大会堂。到了大会堂才知道邓小平同志来了。邓楠作他的翻译,坐在他边上,因为他耳朵有点背。这是一个三十人的座谈会。‘中央要我出来工作了,我想先了解一下教育和科学方面的情况。时间不限,大家尽量讲。’小平作了简洁的开场白后,就听大家讲。经过十年‘文革’当然有很多话要倾述,有人就讲了‘文革’中遭工宣队、军宣队迫害,人才不仅不用,还被骂、被斗甚至体罚,有人反映学生都被赶掉了,科研没法开展了……这些都是十年来经历的事实,小平插话:‘你们再提提我们应当怎么办?’会议开了九个半天,大家说了很多看法,提了很多意见,并互相补充。小平不时插话,在提问、倾听后,很多事情当场拍板。譬如,科技人员、知识分子经过这些年都灰溜溜的,尽管想工作但没人敢工作,情绪非常激动,如何鼓舞大家以建立信心,重新发挥作用为国家建设出力,为此应该召开一个全国的科学技术大会,至少1000人的规模。小平说:这个建议好,1000人不够,开5000人的科技大会!这就是1978年3月18日在北京召开的全国科学技术大会,被郭沫若院长称作‘科学的春天’的大会。第二件大事是关于派出去请进来的问题,以往十几年甚至更长时间,我国与国外基本断绝来往,东方苏联对我们封锁,西方我们又不愿接触。小平当场拍板,要派出去,要请进来,与国外建立学术联系与合作。既派访问团,也派访问学者,还要请国外专家来讲学。1978年,我就参加了访问团去欧洲,1979年去了美国。此后,中科院与主要的国外学术团体都相继签署了双边合作协议,如跟英国皇家学会、跟瑞典的皇家科学院等都建立了联系,还跟美国科学院、美国工程院签署了合作协议。第三件事就是恢复高考。十年动乱期间先是不让学,后来变成推荐工农兵学员。当时已是8月份了,大家说推荐工农兵学员不能保证教育质量,教授们当时也没有上课的积极性,这个状况一定要改变,要恢复高考。当时教育部的刘西尧提出今年的工农兵学员推荐工作已解决了,9月1日就要开学,明年再说吧。大家一致认为‘不行’,再拖下去是对教育不负责。小平当机立断:‘推荐’作废,高考推迟,1978年招生两次——年初招生一次;秋季再招生一次。1979年恢复正常高考。1978年初招的那一届算1977级。第四件大事是改革开放,对外开放,这个思想延续至今。我去科学院工作最主要的任务就是科学院的改革,面向国民经济,产学研相联系。也就是科研既要有基础研究,也要有应用研究,要与生产实际相结合。这些应该说是座谈会主要的几个议题,小平同志都当机立断,有些马上执行,有些是长期在执行。如召开全国科学大会,其效果是立竿见影的。那时郭沫若院长尽管身体不太好,但还是作了书面发言——《科学的春天》。自‘反右’到全国科学大会,跨越了20年,知识分子已完全丧失了信心,‘科学的春天’这一说法确实恢复了大家的信心,尤其是科学大会还颁发了科技奖,激励了广大科学家。至今想来,小平同志在会议上讲了这样几句话是最重要的:一句是‘科学技术是生产力’;‘知识分子是劳动人民(工人阶级)的组成部分’;‘我愿当科技界的后勤部长’。全国科技大会以后,科技界的热情就起来了。”
吴健雄夫妇访问中国科学院时与严东生(左一)、钱三强、严济慈、卢嘉锡等中国科学院领导合影(1982)
三十人座谈会后,邓小平与代表们合影(二排左九为严东生,1977)
严东生院士在《中国科学院院士自述》首发式上(1996,方鸿辉摄)
严东生与卢嘉锡(左)、严济慈(学部主席团主席)三院士在学部大会(1986)
这么一大段话语,严老至今都是一口气讲出来的。可见,这次战略性的重要会议给严老留下多么深的印象!
老骥伏枥志千里
打倒“四人帮”后,严东生的工作是紧张的,而心情是舒畅的。1978年严东生任中国科学院上海分院副院长;1981年初被选为中国科学院副院长,担任常务工作;1984年初被任命为院党组书记兼第一副院长;1987年起任院特邀顾问。
“总的来讲,从1981年到1987年这六年中,我主要做了三件事:一是以学部委员为主约请同行专家,对全院各所的方向及主要任务进行了评议;二是打破过去封闭的局面,与所有主要国家的主要学术团体建立了合作关系,大批科学家走上了国际科学舞台,促进了科学的发展;三是拟定改革、面向经济发展的方针和措施。在院党组的领导下,经过酝酿和讨论,多次向党中央、国务院汇报、请示,于1984年提出了第一份中国科学院进行全面改革的汇报提纲,经中央书记处和国务院批准在全院试行,迈出了改革第一步。”
严东生与杨振宁院士(中)、张可南(RCA高级工程师)在人民大会堂出席国庆招待会(1984)
严东生院士在中国科学院写报告(时任中国科学院党组书记、常务副院长,1984)
对于严东生来说,“持之以恒、推陈出新”不仅是他的治学原则,也是他为人处世的准则和科学管理的心得。作为一名材料科学的泰斗,他不仅在科学道路上披荆斩棘,在关心环境、造就人才和发展经济诸方面也总怀着一颗赤子的拳拳报国之心。
从科学院领导岗位退下来后,严东生作为全国政协常委兼任科技委员会的副主席,开展了一系列科学调研与咨询工作,依然忙得不亦乐乎。
“我们曾组织了20多人的全国调研组,主题是科技与经济。调研组到全国各个地方,包括西北、西南、华东、华北、东北等地了解情况,决策咨询,并撰写了若干份调研报告。其中1989年完成的一份调研报告叫做‘依靠科技发展国民经济作为一项基本国策’,递交给中央,这是在十四大之前,十四大提出了‘科教兴国’和‘可持续发展’作为基本国策,这是1993年吧!第二项调研是国有大中型企业转制问题,主要涉及国有大中型企业运营机制和市场的关系。第三项是关于民营制,主要是看到深圳和广东东莞、顺德、佛山等,很有生气,规模也不小,诸如华为。对大型企业和民营企业科技转化做些调研。整个时间跨度大约是1988年至1992年。”
严东生院士向方鸿辉介绍有关长三角地区的咨询报告(2007)
作为第三世界科学院联合会主席严东生(前排中)与部分主席团成员合影(1993,韩国)
严东生院士在实验室为研究生讲课(1992)
1996年,由上海的院士和南京的院士发起,再联合浙江的院士,组成以院士为主的关于长江三角洲的可持续发展战略的考察与调研。由严东生任组长,任美锷院士任副组长,1998年还出版了一本调研报告。当时分了几个组,基础设施组由严恺任组长,产业发展组严东生是组长……调研了两三年。三角洲地处黄金海岸、黄金水道,成了中国经济发展带,上海又处于发展带的核心,如何起到对内地的辐射作用、转移作用和推动作用?长三角地区土地面积仅占国土面积的6%,而GDP却占全国的15%,税收约占22%。要让长三角地区更有序发展,工业结构等方面还有不少问题有待解决,尤其是投资雷同、重复建设、内部无序竞争、没有形成对外的强大力量、内耗使外国有机可趁……长三角地区完全可发展得更快更好,但污染,尤其是水污染、空气污染(二氧化碳、二氧化硫、酸雨、风尘等)也成了一个大问题,在发展生产的同时,必须对环境治理有相应的投入。
严东生院士在香港理工大学与吴大猷(原中国台湾中央研究院院长)一起接受该校名誉博士学位后同潘完光校长(中)合影(1993)
应该说,由严东生领衔的调研与咨询都对相关问题的解决起到一定的推动作用。
在宝钢建设30周年之际,90岁高龄的严老也有无尽的感怀。毕竟他与宝钢风雨同舟过,留下的那段经历至今难以忘怀。
两位宝钢顾问——李国豪与严东生院士合影
1979年末,在上海市科协的支持下,宝钢成立了由各学科专家组成的顾问委员会,为企业出谋划策。时任中科院上海分院副院长的严东生是“智囊团”成员之一。“宝钢建设可谓命途多舛。桩基位移问题、下马风波等,都将宝钢建设推到了风口浪尖,牵动着所有顾问委员们的心。”严东生的态度十分坚定:国家的强盛和发展,离不开钢铁材料的支撑,尤其是我国刚刚走出十年动乱的阴影,百废待兴,大力发展钢铁业是经济建设的必然选择。1981年初,中央对国民经济进行调整,提出要压缩基本建设,宝钢工程的“上马”与“下马”引起了一场激烈的论战。在宝山宾馆的一次论证会上,有关领导提出“两板”装备退货、二期工程停建,国家计委要求宝钢贯彻调整方针。作为首席顾问的李国豪和副首席顾问的严东生在进行了严谨的调查后提出:不能就宝钢论宝钢,要从国家发展全局论宝钢;不能从零开始论宝钢,要从现状论宝钢;不仅要从“钱”看,更要“向前看”。实事求是的论证受到国家领导的高度关注,国务院最终采纳了顾问委员会的意见。那年8月,国务院决定续建宝钢一期工程。宝钢人在创业初期面对种种坎坷所表现出的不畏艰难、持之以恒的精神,为高起点、高速度、高质量地建设宝钢提供了无穷的动力。宝钢投产后很快就实现了盈利,而且自筹资金建设了三期工程,大大缓解了国内紧缺钢材的供求矛盾。特别是管线钢、汽车钢板等一批高附加值、高技术含量的钢铁精品的问世,为替代进口、满足内需作出了较大的贡献。
九十华诞的喜悦(2008,江祥新摄)
每年来宝钢,严东生都能感受到宝钢的变化:“如果我们的钢铁企业都能像宝钢一样拥有长远的战略眼光和科学的管理模式,管理水平和发展速度还会大大提高。宝钢除了提供优质钢材外,还走出了一条科学发展的道路。宝钢在实现规模发展的同时,打造精品的传统不能丢,这是宝钢安身立命的根本。宝钢也一定有能力实现新的跨越!”
其实,耄耋之年的严东生院士自身不也在不断地实现新的跨越吗?
附录1
青春永驻
——访严东生院士
1997年2月3日傍晚,严东生院士来电,约我去他家取他已完成的为《中国工程院院士自述》所撰的文稿。
第二天下午,我如约赶到了严东生院士吴兴路的家。品着沁人心脾的香茗,轻轻松松地与严院士聊了起来……
千头万绪 井井有条
话题自然是从“忙”字开始的。
作为我国材料科学的著名学者、德高望重的两院(中国科学院和中国工程院)院士——严东生虽已80高寿了,可仍然承担着不少重要的学术与社会工作。严院士风趣地说:“当然,我年龄不小了(请注意严院士用“不小”这个词),过去做过一些工作,现在应该放松一点。但是,事情总不能一下子全部放掉。”
严东生现在是中国科学院三位特邀顾问之一(另两位是卢嘉锡院士和叶笃正院士),还是中国科学院上海硅酸盐研究所的名誉所长,这个研究所有一个国家重点开放实验室——高性能陶瓷与超微结构实验室。5年前,在严东生院士当实验室主任时,曾被评为国家重点实验室中的A类实验室(在全国156个实验室中只有17个A类),在国际上也很有影响。他现在仍是该开放实验室的名誉主任,还带着6位博士生和博士后。
从1992年到1996年,严东生和冯端(物理学家,中科院院士)共同主持了一个国家基础研究的大项目—— “纳米材料科学”的攀登项目。严院士说:“这个项目‘九五’还要继续下去,我仍然会致力于纳米材料的工作。”
严东生夫妇在吴兴路寓所合影(1997,方鸿辉摄)
一谈论起材料科学,严东生院士显得特别兴奋,他如数家珍般介绍了他所领导的攀登项目所取得的一系列令世人瞩目的成就。4年多来,约有60多名科学家参加了“纳米材料科学”的课题,发表了500多篇文章,其中约270篇被收入国际权威的“科学引文索引”——SCI(Science Citation Indexes)。
除了担任中国硅酸盐学会的名誉理事长和中国化学会的理事长外,严东生院士还是全国欧美同学会的副会长,兼留美学会的会长(欧美同学会下设有留美、留英、留德等分会)。严院士认为这项工作挺有意义,能把回到国内来的学友们联合起来,既可作些学术交流,也可有些相互交往,同时还能与目前仍在国外留学的人员建立一些联系。
在严院士的工作表上,还有一项不可忽视的工作:大约一年前,中科院上海分院与南京分院的院士们主动倡议,抓一个较大的咨询课题,题目是:长江三角洲社会经济可持续发展若干重要问题的咨询。由严东生院士和任美锷院士牵头,组织了30位院士、教授、专家,在总体调研的基础上,设立四个调研子课题。
第一个子课题是基础设施、港口和交通网。主要涉及上海、江苏和浙江的交通网怎么建设,港口、铁路、公路怎样布局,以避免重复建设和不合理布局的问题。
第二个子课题是支柱产业的布局,即整个长江三角洲区域性的支柱产业的合理布局的问题。
第三个子课题是农业。长江三角洲地区土地较少,但较肥沃,而人口密度又十分大,存在比较突出的人地矛盾、人粮矛盾。因此,很有必要进行调研,以提出合理的建议。
第四个子课题是环境问题。在发展前先考虑环保,还是发展后问题成堆了再回头来治理?因此,必须建立正确的理念。长江三角洲地区的发展到底存在哪些突出的环保问题,只有环保先行方能实现可持续发展。
严院士总结:“这四大课题对我挺有压力,再说时间又较紧,任务很迫切。实实在在地说,我忙得够呛,压力挺重。”
学有动力 方法灵活
话题转到严东生科学素养的造就及学习方法的成功上。
严院士深有感触地说:“我念书较早,21岁大学毕业,23岁得硕士学位。我在大学前前后后呆了十几年。应该说,我学习上的成功得益于家庭的影响,特别是我母亲。我学生时代的求学,并不是人家要我学,而是我自己内心要学,而且要学得好。我在中学、大学,都不是死读书,接受的是启发式的教育。那时,课堂教学的内容并不太多,主要是课外自学,教师指定了不少课外参考书,你可以多看,也可以少看,回旋余地很大。几年下来,阅读面拓宽了,所掌握的知识绝不限于教科书,还查了不少最新的文献和资料。现在的学生课程太多,压力很大,光完成每天的作业量已够呛。”
“我们那时在校时,基本上每星期都有一次不事先告知的当堂进行的Quiz(即小测验),花15分钟时间,题目往往很灵活,必须用自己学过的知识动脑筋来解答。”
如今,在这么忙碌中,严院士还如饥似渴地阅读自己所订阅的Nature、Science等有影响的国际期刊和新出版的材料方面的学术著作。
严院士当年的学习给笔者留下了这样两点深刻的印象:一是自己有动力,学习很主动很自觉;二是当时的学习环境是启发式的,教学方法灵活。这样的学会学习、主动学习的思想与方法,令严院士获益终身。只有打下了扎实的知识基底并养成不断学习的习惯,方能应对千头万绪的工作而保持清晰的思路,处理再棘手的问题仍能得心应手井井有条,而且他的观念始终是前沿的。
体育锻炼 终身获益
尽管严东生院士已进入耄耋之年了,又肩负如此重任,生活节奏很快却依然精神矍铄、思维敏捷。他说,这全得益于青少年时代养成的爱体育、爱锻炼的习惯。
严东生院士一生酷爱打网球
严院士若有所思地回忆起:“我们当年在清华读书时有个习惯,不管课业多忙,一到下午5点左右,大家都得去体育场锻炼。清华当时时兴打篮球,又称‘斗牛’,不是我们现在的五人对五人的打全场子,而是好多人,十几个人对十几个人大打一场。清华有个室内游泳池,还有一个网球场,师生可以游泳或打网球,还可练长跑。我在清华已养成运动习惯了,后来到燕京也一样。那时,我当研究生,研究生毕业后又留校当助教,每天下午五点后,我必到运动场去锻炼,完了洗个澡再吃晚饭,晚饭后晚自修。运动是我从中学到大学养成的习惯。遗憾的是我现在做不到天天有条件运动了……”
与严东生院士告辞后,路灯已全亮了。走在衡山路上,我脑子里很自然地冒出这样的念头:青春不是年华,而是深沉的意志、恢宏的想象、高洁的操守、炽热的情感、执著的追求,青春是生命的清泉在涌流……
(本文刊于《科学生活》1997年第8期)
附录2
为寻找HIGGS粒子而努力
——再访严东生院士
编者按:两年前,作为《中国科学院院士自述》一书的策划编辑和责任编辑,方鸿辉先生曾采访过两院院士严东生研究员,并以《青春永驻——访严东生院士》为题,将采访录刊于我刊“科苑风流”专栏。两年转眼逝去,严东生院士近况如何,他又在忙些什么?
“岁岁重阳,今又重阳。”
重阳节前,我又萌生了去拜访我国无机材料科学技术的奠基人之一的严东生院士的念头。直接触发这个念头的是近日在《人民日报》上看到中央召开“两弹一星”元勋表彰会的报道,严院士及他所带领的科研团体曾为我国的“两弹一星”的材料研制立下了不朽功勋。
9月27日,严东生院士接受了我们的采访。我与《上海画报》社邓明社长赶到位于上海嘉定的中科院上海硅酸盐研究所的中试基地时已近11点了,严东生院士和殷之文院士正在主持所里的科研工作例会,只见82岁高龄的严老精神矍铄地站在投影仪前侃侃而谈。
采访在午餐时进行。话题很快转到严老至今仍风尘仆仆为国际科研合作项目而辛劳奔波上。
“是的,其实我现在从事的国际大科学合作项目还是挺多的。”严老兴致勃勃地将话题接了过去。
“你刚才提到的国际大科学合作项目,是指我们所正在与位于日内瓦的欧洲核子研究中心共同研制的超级对撞机的合作项目,这是目前世界上在建的能量最大的超级对撞机,其目的在于发现物质的基本能量、物质的起源和性状,即寻找比夸克还基本的粒子。”
严东生与殷之文院士在嘉定中试室(1999,方鸿辉摄)
我们知道,宇宙是从大爆炸开始的。那么,按这个理论,大爆炸刚开始的瞬间,产生这些基本粒子的质量是从哪儿来的?这是科学家最感兴趣的。现在的物理学理论,认为应该有一种最基本的粒子——Higgs,但至今还没有发现。科学家们预见:目前正在建造的超级对撞机,在其能量范围内有可能找到这种尚未发现的Higgs粒子。
“对撞机系统为寻找Higgs粒子而设计了一种新的探测器,这个探测器所用的关键材料,就是刚才你们在实验室看到的钨酸铅晶体。用不了多久,我们要制成几万根这样的晶体,构建成被称作‘电磁量能器’的探测装置。如果在相当高的能区出现了这种Higgs粒子,那么它们的轨迹会被晶体捕捉到。因为这种闪烁晶体被高能粒子打上时会产生一系列衰变,发出另外的光。从光的变化和粒子的轨迹可判断出哪些是已知粒子,哪些是可能出现的新粒子。我们的目的就在于寻找到新的粒子。”
“您刚才提到的欧洲核子研究中心,是否就是诺贝尔奖获得者丁肇中博士从事研究的那个机构?”
“是呀,丁肇中博士至今还在这个中心工作,他有一个站。不过,我们这次合作的是另一个站。”
欧洲核子研究中心简称CERN,位于瑞士日内瓦,由欧共体出资建造,拥有目前世界上能量最大的加速器。现在正在为超大能量加速器建造几个探测器,其中我国科学家参与建造的称CMS探测器,亦称CMS工作站。工作站里的关键装置——“电磁量能器”要用到钨酸铅晶体,这些晶体就由中科院上海硅酸盐研究所研制。这是我国科学家对这项国际大科学合作项目的重要贡献,或者说是“投资”吧!因为将来我国也要派科学家参加这项科研。
“那么,这项科研是否在向最终揭开宇宙起源奥秘逼近?”
“是啊。如果果真捕捉到了Higgs粒子,就表明目前高能物理标准理论是正确的,并可由此解释大爆炸瞬间物质的状况。如果捕捉不到Higgs粒子,表明目前的高能物理标准理论还有缺陷,物理学家就应考虑修正理论了。”
“您这个月18日在北京出席了‘两弹一星’功臣表彰会后,当晚赶回上海就是为这个合作项目?”
“9月18日白天,我出席了中央召开的‘两弹一星’表彰会,坐当晚8点飞机回上海,到家已10点多了,l2点多睡觉。第二天就跟CERN有关专家讨论,20日又开了一整天会,21日还讨论了半天,刚才在所里布置科研工作。毕竟是国际大科学合作项目,也顾不得累不累了。”
年过八旬的严老神采奕奕,思维清晰。谈起工作总是那么兴奋。
“这次在北京,受科技部聘请,参加了国际重点科研项目评议,也称国家‘973计划’,我是参加化学方面的项目评审。我们评了一批,录取率较低,十取一吧!或者说,第一步是五取一,第二步是二取一,但被评上的项目,资助数额很大,每个项目五年总共资助5000万元,相当于每年1000万元吧!是我国迄今对基础研究投资额最大的……”
严老目前仍是中国化学会的常务理事。他说:“我担任了两届共八年的理事长,1998年卸掉了。《中国科学》主编的职务,现在也由周光召院士接任了。现在我还任北京欧美同学会副会长,又是留美分会的会长。当然,我还带着好几名博士和博士后研究生。应该说,我的主要精力花在一些国际大科学合作项目和研究生培养工作上。任重而道远,后来者必须居上。这是事物发展的必然规律,也是中国希望之所在。”
“不似春光,胜似春光”。严老以及中国一大批为科教兴国而不辞辛劳的人们,像一根根闪光的晶体,清澈透明,他们是中华民族崛起的脊梁,也是中国改革开放“高能加速器”中的“关键装置”。
愿严老健康、长寿。
(本文刊于《科学生活》2000年第1期)
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