袁世凯嫡孙,世界级物理学家,1973年第一次回国,参观中科院实验室见到设备后,他做出一个让所有人都倍感震惊的重大决定

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参考来源:《缅怀袁家骝先生对中国高能物理发展的贡献》、《杰出的物理学家吴健雄 —— 纪念吴健雄先生诞辰 110 周年》、《李政道与北京正负电子对撞机》、谢家麟《关于北京正负电子对撞机方案、设计、预研和建造的回忆片段》、《中国首个大科学装置诞生记》等
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1973年的秋天,一对年过花甲的夫妇,从海外踏上了北京的土地。

男的叫袁家骝,女的叫吴健雄,两人在美国生活了三十七年,是物理学界响当当的名字。

这趟行程停留了53天,走了北京、上海、太仓好几站。

行程里有一天,袁家骝被领进一间实验室,在一台设备前停住脚步,站了很久。

陪同的科研人员看见这位白发的客人一直没有挪步,也不敢出声打扰。

袁家骝的名字前头,挂着一个在中国近代史上分量极重的姓。

他是袁世凯的孙子,却把半辈子交给了加速器、探测器和一串串实验数据。

从那间实验室出来之后,他没有对在场的人说什么豪言壮语,只是在回到欧洲的第一时间,做了一件谁也没有料到的事。

这件事后来牵出一个国家级的大科学装置,也牵出一对夫妇此后三十年的奔波。



【一】1912年落地的袁家孙子

袁家骝出生在1912年4月5日,地点是河南安阳。

他是袁世凯之孙,袁克文之子,母亲是袁克文的外室花元春。

这一年的2月,清帝宣布退位;3月,袁世凯在北京就任临时大总统。

一个男孩落地的时候,整个国家正处在改朝换代的当口,他所在的这个家族,恰好站在漩涡中央。

他的父亲袁克文是袁世凯的二公子,在民国的文化圈里名气很大。

袁克文能写诗,会书法,爱收藏古籍和钱币,也能登台唱昆曲,在京津两地的文人堆里,被人称作“民国四公子”之一。

名气归名气,他花钱从不算账,家底在他手里一年比一年薄。

袁家骝出生时,这位父亲的生活还算体面,到了后来,日子越过越紧。

母亲花元春没有正式的名分,在袁家这样人口众多的大家庭里,母子两人的位置排得靠后。

袁家骝上头有哥哥,下头有妹妹,堂兄弟表兄弟加在一起,一桌子坐不下。

逢年过节,宅子里人声嘈杂,谁家的孩子在哪个院子,大人自己有时也弄不清。

1916年6月,袁世凯去世,那一年袁家骝才四岁。

祖父的丧事办得很隆重,随后分家的事就摆上了桌面。

一个靠一个人撑起来的大家族,主心骨一倒,各房各自过日子,宅子里的人慢慢散开。

家里的老照片、旧家具、书画字帖,按房分了下去。

袁家骝对祖父的印象,大概只剩下厅堂里那张挂着的大照片:军装,整齐的胡须,目光朝着前方。

袁家在读书这件事上并不含糊。

袁世凯本人是行伍出身,没有走过科举的路,对子孙读书一向看重。

分家之后,各房的境况高低不一,孩子上学的事却大多没有耽误。

袁家骝在安阳度过了最初的几年,少年时进了天津的学校念书。

在那里,他第一次系统地接触了数学和自然科学。

物理课是这段日子里最吸引他的一门。

课本上画着斜面、滑轮和电路,老师在黑板上推导公式,一步一步算下来,结果和实验里测出来的数几乎分毫不差。

家里谈的是房产、官职、人情,在课堂上,规矩换了一套:姓什么不重要,公式对不对、数据对不对才重要。

对一个顶着沉重姓氏长大的少年来说,这套规矩有一种别处找不到的踏实。

袁家的几个兄弟走了不同的路。

有人从政,有人经商,有人留在家里守着旧宅。

袁家骝选了一条最冷僻的:物理。

在当时的中国,学物理的人本来就少,学实验物理的更少,一台像样的仪器要从国外订购,等上好几个月。

他选这条路,没有人替他铺过路,也没有哪位长辈能给他指点门径。

这个出身,一生都跟着他。

到了美国,他的名字写在论文署名栏里,旁人看到的是一位物理学家;回到中国,别人先想到的是那个姓。

这两层身份,他一辈子都在其中穿行。



【二】燕京大学、加州和一桩婚事

天津的中学毕业之后,袁家骝考入燕京大学,念的是物理系。

燕京大学在北平西郊的燕园,校园里湖光塔影,教授里有不少在国外拿过学位的人。

物理系规模不大,设备也有限,不过课程设置遵循欧美大学的路数,实验课排得很满。

那时候的中国物理学界,正处在起步阶段。

研究条件差,期刊要靠国外寄来,一台示波器、一个真空泵都是宝贝。

不少学生毕业后想继续深造,只能把目光投向海外。

1936年,袁家骝动身去了美国,这是他第一次离开中国,也是后来三十七年漫长离别的起点。

他到了加利福尼亚,进入加州理工学院读研究生。

加州理工是美国物理学的重镇,宇宙线、核物理的研究在那里都走在前列,实验室里的仪器和国内相比,已经不是一个级别。

袁家骝在这里从零开始,重新熟悉英文的学术写作,学习新式的探测技术,一天十几个小时泡在实验室里。

就在加州,他认识了吴健雄。

吴健雄是江苏太仓浏河镇人,父亲吴仲裔在当地创办了明德学校,在那个年代的小镇上,让女孩子读书是一件少见的事。

吴健雄从明德学校读起,后来考入南京的中央大学,毕业后辗转到了美国,进入加州大学伯克利分校,在核物理的圈子里很快崭露头角。

两个同样来自中国的年轻人,在异乡遇上了,谈的是实验,聊的是家乡,慢慢熟起来。

1942年5月30日,两人在加州结婚。

那一年,战争正打到最紧的时候,美国的科研机构几乎全部转入军事相关的研究。

袁家骝进了美国无线电公司的研究所,参与雷达等项目;

吴健雄先在史密斯学院任教,后来转到普林斯顿,再到哥伦比亚大学,参加了与核裂变有关的研究项目。

夫妻俩各忙各的,聚少离多。

袁家骝在战时的工作,留下来的文字不算多,保密条例限制了很多细节,能确认的只有一点:他的电子学和射频技术很过硬。

这套本事,后来成了他在加速器领域立足的根基。

射频系统是加速器的“心脏”之一,它决定粒子能不能一圈一圈地被加上速度,设计和调试都要靠精密的电子学功夫。

战争结束后,夫妇俩留在了美国。

袁家骝先在普林斯顿大学做宇宙线方面的研究,随后加入了新成立的布鲁克海文国家实验室。

这座实验室位于纽约长岛,1947年建立,目标是建造当时最大的粒子加速器,供全国的物理学家共同使用。

他搬进长岛的那一年,是1950年。



【三】布鲁克海文的机器,和一本回不去的护照

布鲁克海文的加速器项目,是袁家骝一生里最重要的一段技术积累。

这台被叫作“宇宙线加速器”的机器,设计能量为3GeV,在当时是世界上能量最高的质子加速器。

袁家骝参与了筹建,并负责设计和建造高频系统。

1953年,这台当时全世界能量最高的质子加速器运转成功。

高频系统听上去抽象,干起来却很具体。

一圈圈地给质子“推一把”,推的节奏必须和质子的速度严丝合缝,差一点点,粒子就会跑偏、丢失。

袁家骝要在调试过程中,一点一点地磨合频率、功率和相位。

这样的活儿没有捷径,只能靠大量的试错。

除了加速器本体,他还在粒子探测器上下了功夫,是较早把电子学用到高能粒子探测里的那一批物理学家,闪烁计数器的使用和数据自动化采集,都有他的份。

吴健雄这边,名气更大。

1956年底至1957年初,她在华盛顿的国家标准局,用钴-60做实验,验证了李政道和杨振宁提出的“宇称不守恒”猜想。

这个结果震动了物理学界,李、杨二人于1957年获得诺贝尔物理学奖,吴健雄没有同获此奖,这件事在物理学界后来被反复提起。

1978年,她获得首届沃尔夫物理学奖,这是对她工作的一份迟到的肯定。

两个人在美国的日子过得并不轻松。

夫妇俩都忙于实验,一个儿子,袁纬承,在科学家庭里长大,后来也成了物理学博士。

家里的客厅常常坐满了从各国来的物理学家,话题离不开粒子、探测器和数据。

另一头,国内的情况他们也牵挂着。

袁家骝的兄弟姐妹、堂亲表亲,大都留在国内,几十年里音信时断时续。

吴健雄的家人在太仓,父亲吴仲裔1959年去世,她没能赶回去送终。

这些遗憾,夫妇俩从未当面说过,却在日子里一点点积着。

1954年,夫妇俩加入了美国国籍。

在当时国际局势里,这是很多海外华人科学家必须面对的选择:想继续在美国的国家实验室工作,涉及保密或政府项目的岗位,国籍是绕不过去的门槛。

他们拿到的新护照,带来了研究上的便利,也让回国这件事变得更加遥远。

1959年,袁家骝当选为中央研究院第三届院士,数理科学组。

此后的十多年里,他的研究范围越来越宽,从宇宙线到加速器,从粒子探测到高能物理实验设计,在布鲁克海文一待就是几十年。

他的名声在物理学界是实打实的,一位工程感和物理感兼备的实验物理学家。

转机出现在70年代初。

1972年,袁家骝在瑞士的欧洲核子研究中心做访问教授,那里碰上了来访的中国科学家代表团。

70年代中美关系缓和之后,他才得以回到中国大陆。

这是他们夫妇三十多年来第一次近距离接触国内的同行。交谈里,他们得知国内的高能物理研究刚刚起步,设备和经费都很紧张。

1973年,中方邀请他们回国访问。

接到邀请时,袁家骝已经六十一岁。离开国土的时候他二十四岁,走回来的时候,头发已经白了大半。



【四】1973年的秋天,一间实验室,一台设备

1973年9月下旬,袁家骝夫妇抵达中国。

按照后来的资料,他们此行的第一批行程里,有在上海的活动:9月28日,卢鹤绂院士在复旦大学接待了这对燕京大学时期的老校友,晚上在上海大厦设宴;

第二天,在上海科学会堂主持了夫妇俩的学术演讲;再往后一天,又在锦江饭店召开座谈会。

几十年没有见面的老同学、老同行,在餐桌上、会场里重新坐到一起。

有人问起布鲁克海文的机器,有人问起欧洲同行最近在做什么实验,也有人只是想看看,这两位海外归来的物理学家,究竟带回来了什么消息。

接下来是北京。

夫妇俩去了中国科学院的几处研究机构。

这一年的2月,中国科学院高能物理研究所刚刚成立,由原来的原子能研究所一部分独立出来,张文裕出任所长。

研究所里的人不多,设备也谈不上先进:几台自己做的探测装置,一批用旧了的电子学插件,一间间摆着示波器和手工焊接的线路板的房间。

在欧美的实验室里,袁家骝见惯了大型的加速器环、成排的控制台和一整面墙的电子学机柜。走进这几间屋子,他立刻就能看出差距。但他看的不只是差距,他看的是这些仪器是谁做的、怎么做的、用来干什么。

这次访问中,周恩来总理接见了吴健雄、袁家骝夫妇。

会上,周总理请他们帮助分析云南站发现的宇宙线事例。

云南站位于海拔三千多米的高山上,是国内较早的宇宙线观测站,积累过一批珍贵的事例记录。

这批资料需要有人做细致的分析,而夫妇俩恰好是这个领域的行家。

在北京的行程里,有一间实验室,一台设备。

资料里没有留下那台设备的具体型号,参观过程中有谁在场,也只有零散的回忆。

可以确认的是,袁家骝在那里停留的时间,比任何一个参观点都要长。

他没有高声说话,没有当场表态,陪同的人只看见这位白发的客人站在设备旁,把每一处接线、每一个部件都看了一遍。

53天的行程,一站接着一站:北京、上海、太仓,夫妇俩见了亲人,访问了学校和研究所,会了多年没见的老朋友。

每到一处,都有人把国内的设备情况、研究计划和遇到的难处,一五一十地讲给他们听。

离开中国的时候,袁家骝没有留下任何公开的声明。

但在他离开北京的飞机上,一个计划已经在脑子里成形。

当他回到瑞士,推开欧洲核子研究中心所长办公室的门时,在场的人才知道,那间实验室里的那台设备,给他留下的东西,远比一次参观要多得多。

更没有人能想到,他在这间办公室里办的第一件大事,与手头的实验一点关系也没有……

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