纪念张文裕先生诞辰110周年

张文裕：名垂科学史的中国实验物理学家

纪念张文裕先生诞辰110周年。中科院之声2020-01-09

▲张文裕（1910年-1992年）

今年1月9日是张文裕先生诞辰110周年纪念日，特写此文怀念这位杰出的实验物理学家、中国高能实验物理的创始人、中科院高能物理研究所首任所长。

本文将介绍他不平凡的一生，讲述他载入科学史册的成果：火花室探测器的发明、μ子原子的发现等杰出成就，以及他对中国高能物理发展的开拓性贡献。几十年过去，中国在高能物理领域已经取得了许多世界一流的成果，在国际高能物理界享有一席之地，而今又走到了发展中的关键时刻。科学探索的前路无止境，而令人欣慰的是，张文裕先生等老一辈科学家立志发展中国高能物理的精神，不曾离去，不会离去。

一、从惠安寒门学子到剑桥大学博士

“生活清苦没什么，重要的是有所追求；人间的冷眼也没什么，关键在于要有志气。 ”——引自张文裕自述

1910年1月9日，张文裕出生在福建省惠安县一个贫苦农民家庭，兄弟姐妹八人，他排行老四，从小聪明好学。家中生活全靠种田维持，境况艰难，只有他一个孩子被送去读书。 1923年，张文裕小学毕业后考上了泉州培元中学。交不起学费，他就靠勤工俭学，一面当小学兼课教师，一面继续中学学业。

1927年秋，中学尚未毕业，他怀揣中学校长许锡安写给燕京大学物理系主任谢玉铭教授的推荐信，只身一人辗转来到北京。当时，燕京大学的考期已过，但是惜才的谢玉铭教授还是为他争取了补考的机会。由于成绩优秀，张文裕被燕京大学物理系破格录取。在读期间，为了筹措学费和生活费，他不得不利用业余时间到处打工，替教师改过试卷，替人补过课，甚至当过农场小工。艰苦紧张的生活磨练了他奋发图强的意志，却丝毫没有影响他学习的志趣，更没有影响他的学习成绩。 1931年，他以优异成绩毕业后留校任助教。在任助教时，他攻读研究生课程，用两年的时间获得了硕士学位。

燕京大学是一所著名的大学，有很强的教师队伍，众多著名学者、教授在校任教，如谢玉铭、杨盖卿、孟昭英、诸圣麟、威廉曼、安得逊等，同时又有优良的校风。在物理教学中，燕京大学十分强调实验的重要性，重视实验课。课上有老师辅导，对实验报告要求严格。这对青年张文裕产生了深远影响。还有一个对他影响极大的人，是他的恩师谢玉铭教授。张文裕后来回忆说：“没有谢玉铭老师的关心，恐怕不会有我的今天。 ”

▲张文裕在英国剑桥大学卡文迪许实验室攻读博士学位期间留影（第三排左四为张文裕，第一排左六为卢瑟福）

1934年，张文裕考取第三届英庚款留学生，到英国剑桥大学留学，在卡文迪许实验室攻读博士，师从著名物理学家卢瑟福。他的研究课题是用α粒子轰击铝、镁等轻元素，研究所形成的放射性同位素的产额与α粒子能量的关系，由此来研究原子核结构。张文裕的实验显示原子核不是一个点，而有大小，不是刚性，是柔软的结构。实验数据验证了之前玻尔提出的原子核液滴模型。他的另一项研究工作是利用高压倍加器产生的γ射线和快中子轰击不同的原子核，观察引起的原子核反应。这一实验在(γ, n) (γ,2n) 以及16O(n, p)16N等核反应研究领域做出开拓性工作，具有里程碑意义。