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萧健(中国宇宙线物理开创人之一)

萧健,宇宙线物理学家和高能物理学家。主持我国高山宇宙线观测站的建立,是我国宇宙线物理的创始人之一。在国内首先将现代数理统计和计算机技术引入高能物理实验,为在线数据获取和离线分析打下基础。勤奋治学、诲人不倦,为实验物理培养了一大批科学研究人才。

斯坦福大学

1920年7月19日出生于湖南长沙。

1944年 西南联大物理系毕业。

1946年2月~7月 在重庆务实中学教书。

1947年3月~9月 美国斯坦福大学物理系研究生。

1947年9月~1948年7月 美国加州理工学院物理系研究生,获硕士学位。

1948年8月~1950年2月 在美国加州理工学院物理系攻读博士学位(论文实验已做完,因提前回国,未写博士论文)。

1950年7月~1984年 任中国科学院近代物理研究所(后改名物理研究所、原子能研究所、高能物理研究所)助理研究员、副研究员、研究员。

1982年 当选为中国科学院数理学部委员。

1984年2月20日 病逝 [1]

宇宙线

萧健,又名积健,1920年7月19日出生于长沙。他自幼体弱,父母为他取名积健,盼他健康成长。父亲萧豹文是一位实业家,早年留学日本,回国后一直在久大永利公司工作,是一个很务实的人。母亲罗正壁出身书香门第,善书画,思想进步,待人热情,与蔡畅交往密切。1949年12月他父亲因病去世。新中国成立后,母亲将长沙家中房屋等全部捐献给国家,来北京参加文史馆工作。家庭的熏陶,使萧健养成了务实、不求名利、待人热情的性格。

1938年9月萧健转学四川合川国立第二中学。1939年秋考入西南联大电机系。一年级时他对基础科学发生了兴趣,第二年开学时决定改学物理,由于转系时间已过,直到1941年秋才转到物理系,至1944年夏毕业。1943年10月教育部下令,征调几所大学的四年级男生为美军翻译员,服役期满发给毕业证书。萧健先被分配在印度地区的一个野战医院,一年后转到昆明美军物资供应处工作。1945年抗战胜利,那时在西南联大化学系学习的徐惠英正好毕业。他们已相恋多年,一起回到重庆,于1946年1月结婚。婚后同在重庆务实中学教书。萧健眼看国民党政府越来越腐败,前途如何,苦思不得结论。正好当时久大永利公司对于服务30年以上的职员有一项福利,可以资助子女出国深造。因而1947 年萧健由久大永利公司黄海化工研究社派送出国留学,徐惠英则回浙江平湖教书。

萧健到美国后,先在斯坦福大学念了一学期,学的是理论。后来他感到物理是以实验为基础的科学,在美中国学生学理论的较多,而自己动手能力还可以,遂决定从事实验物理研究。鉴于当时斯坦福大学实验条件较差,于是在1947年转入加州理工学院,在C.D.安德逊(Anderson)教授指导下进行宇宙线研究。这个学校训练学生的方法颇为实际,先让学生管仪器,缺什么自己想办法去找或做,使萧健学会了自己做仪器,这对他以后在国内的创业工作很有帮助。1947年,宇宙线研究中发现了奇异粒子(介子和超子),萧健在安德逊指导下和其他学生一起,用云雾室获得了更多的奇异粒子事例,定量地测定了介子和超子的质量、寿命和主要衰变方式等性质。这一工作为确认奇异粒子的存在和了解这些新粒子的性质作出了重要的贡献,是早期研究中经典性的成果。在寻找奇异粒子的衰变事例中,充分显示了他在实验技术方面的独特才能。在这之前,萧健还首次测定了μ子的衰变电子谱。在美国学习期间,萧健从《华侨日报》常可读到关于中国共产党的文章和解放区的消息。这些消息给他以鼓舞,使他对祖国的前途看到了希望。新中国一成立,他就立即筹备回国。虽然当时他的博士论文已经基本完成,但他怕错过了时机回国要受到阻挠,于是毅然放弃即将获得的博士学位,于1950年4月12日回到祖国。

作为中华人民共和国成立后首批回国的学者,萧健一回来立即参加了中国科学院近代物理研究所的创建工作。以后近代物理所演变为物理研究所、原子能研究所,又发展成立了高能物理研究所,他先后担任宇宙线研究室副主任、主任,高能物理研究所实验物理副主任,1980年当选为中国科学院数理学部学部委员。萧健始终奋斗在实验物理研究的第一线,他先后负责建造了中国第一个高山宇宙线观测站,主持了大云室组的研制和云南东川新的高山站的建设,领导了高山站的物理实验工作,做出了一批有价值的成果。

“文化大革命”中,萧健受到了严重的迫害。70年代,虽然这些问题尚未得到澄清,但在周恩来总理的关怀和鼓舞下,萧健又投入高能实验物理的发展工作。他亲自调研国外高能实验物理的进展,特别是运用计算机进行实时控制、数据采集和分析等情况。他制订计划,组织队伍,培养干部,对高能实验物理的建设做了大量卓有成效的工作。他为建立高能实验物理的数据获取、程序库和离线分析工作打下了基础,培养了一支年轻的队伍。

萧健回国后积极要求进步,努力学习马克思列宁主义理论,曾担任研究所工会主席,积极为群众谋福利,于1953年加入中国民主促进会,后当选为民进中央委员,还曾当选为北京市政协委员。多年来他担任中国科学院民进的负责人,为中国在中国共产党领导下的多党合作制做了大量工作,在团结知识界为社会主义祖国科学事业的发展和振兴而服务方面做出了贡献。

1983年底萧健病重住院,但在住院期间仍十分关心北京谱仪的研制和离线分析准备工作的进展,直到1984年2月18日病危之际,还同前往探视的同志详细讨论工作,以及他所指导的博士研究生的论文。萧健于1984年2月20日病逝,他用自己诚实劳动的一生,实践了自己的意愿:为中国的实验科学打基础,为祖国的科学事业创业铺路。

新中国建立以来,萧健积极参加并领导了开辟和发展中国宇宙线和高能实验物理研究的工作。50年代初,他负责建造了一台30×30×30立方厘米、磁场为7000高斯的磁云室,建成后主要用于研究奇异粒子和高能宇宙线粒子的核作用。1953年,在王淦昌领导下,萧健带领一批大学毕业生,到云南海拔3180米的落雪山上,主持建立了中国第一个高山宇宙线观测站,也是中国第一个研究高能物理的基地。上述磁云室和赵忠尧从国外带回的一台50×50×50立方厘米的多板云室均安装在这个高山站上。

1956年中国曾决定参加1957年国际地球物理年的各有关科学观测(后来因国际形势原因而退出),宇宙线强度变化的观测与研究是其中的一个重要项目。为此,在萧健主持下,中国一批宇宙线工作者研制了测量μ子强度变化的计数管望远镜和测量中子强度的中子堆,安装在先后建成的北京白家疃和云南落雪山高山宇宙线强度观测站,并于1957年7月1日按期开始工作。这方面工作的开展,为中国后来的日地空间宇宙线的研究开创了新的局面。值得一提的是萧健在1958年负责研制人造地球卫星上宇宙线强度的观测仪器,虽然许多年后才在卫星上进行观测,但是他高超的实验技术为后来的工作奠定了良好的基础。

1958年在张文裕领导下,萧健亲自主持了大型云室组的研制和云南东川海拔3222米新的高山宇宙线观测站的建设。这一大型云室组由三个大型云室和一台大型电磁铁组成,设备主体的总重近300吨。上云室为靶室,体积为70×120×30立方厘米;中云室放置在7000~7500高斯的磁场中,体积为170×170×30立方厘米;下云室为多板室,内部放置11块18毫米的黄铜板,体积为200×150×50立方厘米。中云室测量带电荷粒子的最大可测动量为100GeV/c,电离测量误差约为10%。这台装置是当时世界同类装置中规模最大且各项性能指标最先进的。大型云室组的建造和一个重质量荷电粒子事例的观测,获1978年全国科学大会重大成果奖。

萧健和他的同事们利用设置在高山站的云室,进行了一系列实验,包括奇异粒子的产生和衰变、高能宇宙粒子相互作用和电磁相互作用的研究,获得了一批有价值的成果,使中国宇宙线物理的研究保持在当时学科发展的前沿。一批年轻的科学工作者在这里成长起来,他们中间不少人已成为中国国防科学和高能物理研究的骨干和带头人。

高能粒子

萧健不仅是中国宇宙线物理的开创人之一,还为中国高能物理发展做出了突出的贡献,在培养科研队伍方面付出了大量心血。他在研究过程中,从勘测场地、设计画图、购买器材到安装调整,都自己动手,并带着年轻人干。他的治学严谨、诲人不倦、严于律己、宽以待人,也是有口皆碑。对基础不同的青年人有不同的要求和安排,真正做到了因材施教。

他一直致力于提高中国实验研究的水平,他结合研究课题主讲过宇宙线有关专题,统计与误差处理等课程,还对调研、选课、实验技术和实验安排等均给以引导和指点。他在实践中认识到,要做一个实验物理学家先要成为一个技术熟练的工人,然后要成为一个工程师,第三要有丰富的物理知识,再次要有相当的眼光和见解。他自己是这样身体力行的,也经常这样告诉大家:做实验物理研究,既要有很好的物理、数学基础,广泛的实验技术,还要有丰富的想象力,要善于对复杂的现象和数据进行细致周密的分析,提炼出规律性的东西。他对物理现象具有敏锐的感觉和高度的辨别能力,善于及时提出适当的研究课题。他先后提出过反常电磁簇射研究、高山反质子流强测量和用大云雾室寻找重粒子等很有意义的课题和研究方向。

萧健一生中发表的文章和著作不是很多,这是因为他常常把自己提出的课题,甚至把完整的实验研究设计、方案和实验安排提供给刚刚从事研究工作的年轻人,让他们从高水平的起点开始,促进一代新人尽快地成长起来。他提出的电子直接产生电子对,反常电磁簇射,高能粒子核作用等课题都起了示范作用,为后一代青年人在治学态度方面做出了表率 [2]


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