張文裕

　　（１９１０—１９９２）

　　張文裕，物理學(xué)家。我國(guó)宇宙線研究和高能實(shí)驗(yàn)物理的開(kāi)創(chuàng)人之一。畢生致力于核科學(xué)研究和教學(xué)，有多項(xiàng)重要發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，學(xué)術(shù)上最突出的成就是發(fā)現(xiàn)μ介原子，開(kāi)創(chuàng)了奇特原子物理的深入研究。重視實(shí)驗(yàn)科學(xué)，重視實(shí)驗(yàn)基地的建設(shè)，為我國(guó)高能物理的發(fā)展、北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的建成奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在核科學(xué)領(lǐng)域培養(yǎng)了大批人才。

　　張文裕，曾用名張少岳，１９１０年１月９日出生在福建省惠安縣一個(gè)沿海山村的貧苦農(nóng)民家庭，家中只有幾畝薄田和一家中藥店。兄弟姐妹八人幾乎無(wú)人識(shí)字。由于祖父的寵愛(ài)和親朋老師的關(guān)照，排行老四的張文裕唯一幸運(yùn)地被送去讀書。先在村旁的私塾念了兩年，以后又上了四年小學(xué)。小學(xué)畢業(yè)后，他考上了泉州培元中學(xué)。但因兄、姐相繼夭折，父親要他回家干活幫助養(yǎng)家。在小學(xué)老師和親友的勸說(shuō)和資助下，才勉強(qiáng)同意他繼續(xù)上學(xué)�？恐鴮W(xué)校的獎(jiǎng)學(xué)金和張文裕自己教小學(xué)及其他勞動(dòng)所得，念了三年半中學(xué)。中學(xué)尚未畢業(yè)，由于反抗家庭的包辦婚姻，張文裕帶著培元中學(xué)校長(zhǎng)許錫安的推薦信，只身來(lái)到北京燕京大學(xué)。在謝玉銘教授的幫助下，經(jīng)過(guò)補(bǔ)考，張文裕被破格錄取，進(jìn)入燕京大學(xué)物理系學(xué)習(xí)。在校學(xué)習(xí)期間張文裕一面讀書，一面找些零活干，掙錢養(yǎng)活自己并交學(xué)費(fèi)。這期間他幫老師改過(guò)卷子，給別人補(bǔ)過(guò)課，在學(xué)校農(nóng)場(chǎng)、果園當(dāng)過(guò)小工，到內(nèi)蒙古開(kāi)渠工地幫助測(cè)量等�？孔约旱呐�力，張文裕于１９３１年完成了大學(xué)學(xué)業(yè)。由于他的學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異，從四年級(jí)開(kāi)始就在物理系任教，同時(shí)進(jìn)行研究生學(xué)習(xí)，１９３３年取得碩士學(xué)位。

　　１９３４年他考取“英庚款”到英國(guó)劍橋大學(xué)留學(xué)，在該�？ㄎ牡鲜矊�(shí)驗(yàn)室攻讀博士學(xué)位，導(dǎo)師是該實(shí)驗(yàn)室主任、著名物理學(xué)家Ｅ．盧瑟福（Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ），具體指導(dǎo)他工作的是Ｃ．Ｄ．埃里斯（Ｅｌｌｉｓ）。他在卡文迪什實(shí)驗(yàn)室從事核反應(yīng)研究，驗(yàn)證了Ｎ．玻爾（Ｂｏｈｒ）的液滴模型，發(fā)現(xiàn)了（γ，ｎ）（γ，２ｎ）及１６Ｏ（ｎ，ｐ）１６Ｎ過(guò)程。

　�。保梗常纺陣�(guó)內(nèi)抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，南京失陷，日本侵略軍大肆屠殺，無(wú)惡不作，這些消息在英國(guó)報(bào)紙上均有詳細(xì)報(bào)道。當(dāng)時(shí)在劍橋的幾個(gè)中國(guó)同學(xué)義憤填膺，迫切要求回國(guó)參加抗日。張文裕寫信給“英庚款”董事會(huì)，申請(qǐng)?zhí)崆盎貒?guó)參加抗日。董事長(zhǎng)朱家驊回信說(shuō)，回國(guó)可以，但必須完成學(xué)業(yè)，取得博士學(xué)位。他又向劍橋大學(xué)研究生院提出提前考試的要求。盧瑟福對(duì)他的要求很不以為然，但張文裕仍然堅(jiān)持，校方終于同意了他的請(qǐng)求。論文很快就通過(guò)了，基礎(chǔ)課的考試卻進(jìn)行了兩次。１９３８年春天，通過(guò)了考試，但頒發(fā)博士證書的典禮卻要等到夏天才能進(jìn)行。為了回國(guó)后能參加抗戰(zhàn)工作，張文裕利用這段時(shí)間，經(jīng)國(guó)內(nèi)防空學(xué)校教務(wù)長(zhǎng)介紹，到柏林ＡＥＧ工廠自費(fèi)學(xué)習(xí)探照燈技術(shù)。１０月底結(jié)束學(xué)習(xí)回到劍橋，立即動(dòng)身?籃?內(nèi)回國(guó)。他原希望能到“防空學(xué)校”工作，以便直接為抗戰(zhàn)服務(wù)。到了貴陽(yáng)，才知道防空學(xué)校已遷至桂林。在貴陽(yáng)等了４０多天，得到的回信卻是“請(qǐng)另高就”。因此張文裕于１９３９年２月去四川大學(xué)任教，正值期末大考，看到一些學(xué)生作弊，校方不予制止，他憤而應(yīng)南開(kāi)大學(xué)之聘到西南聯(lián)合大學(xué)任教。

　　在昆明這段時(shí)間，他講授的原子核物理課程得到學(xué)生們的好評(píng)。講課之余還盡力創(chuàng)造條件，做些研究工作。但當(dāng)時(shí)物價(jià)飛漲，師生們食不果腹，教學(xué)和科研工作十分困難。張文裕當(dāng)時(shí)還到云南大學(xué)兼課，生活仍十分困難。報(bào)國(guó)無(wú)門，他感到失望。１９４３年應(yīng)美國(guó)普林斯頓大學(xué)的邀請(qǐng)，張文裕赴美國(guó)繼續(xù)從事核物理研究和教學(xué)。

　　普林斯頓大學(xué)帕爾麥（Ｐａｌｍｅｒ）實(shí)驗(yàn)室（后改名為亨利實(shí)驗(yàn)室）是美國(guó)歷史最悠久的實(shí)驗(yàn)室之一，許多美國(guó)老一輩著名物理學(xué)家曾在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室工作過(guò)。１９４３１９４９年，張文裕在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室工作了７年，做了兩方面研究工作：一是與Ｓ．羅森布魯姆（Ｒｏｓｅｎ－ｂｌｕｍ）合作建造了一臺(tái)α粒子能譜儀，并利用這套儀器測(cè)量了幾種放射性元素的α粒子能譜；二是進(jìn)行μ子與核子相互作用的研究，在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了μ介原子，從而開(kāi)創(chuàng)了關(guān)于奇異原子領(lǐng)域的深入研究。

　�。保梗担啊�１９５６年，張文裕轉(zhuǎn)到美國(guó)普度（Ｐｕｒｄｕｅ）大學(xué)工作。這期間他系統(tǒng)研究了海平面的大氣貫穿簇射，并對(duì)Λ°奇異粒子做了系統(tǒng)全面的研究，同時(shí)指導(dǎo)研究生研究宇宙線引起的高能核作用，并利用高能加速器進(jìn)行粒子物理以及核物理方面的研究工作。

　　中華人民共和國(guó)成立的消息傳到美國(guó)，張文裕積極準(zhǔn)備回國(guó)，但因夫人王承書臨近分娩而稍有耽擱。當(dāng)時(shí)，張文裕由于參加了“全美中國(guó)科學(xué)家協(xié)會(huì)”的籌建，后來(lái)又擔(dān)任了協(xié)會(huì)執(zhí)行主席，因此受到美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局的注意。為了避免糾纏，不少朋友勸他們夫婦加入美國(guó)籍，但他始終堅(jiān)定地說(shuō)：“要入美國(guó)籍，何須到今天！我們生為中國(guó)人，回國(guó)的信念是不會(huì)變的�！保保梗担赌陱埼脑７驄D克服重重困難，終于帶著６歲的兒子回到了祖國(guó)的懷抱。

　　回國(guó)以后，張文裕任中國(guó)科學(xué)院物理研究所（１９５８年改稱中國(guó)科學(xué)院原子能研究所）研究員，領(lǐng)導(dǎo)宇宙線研究。他提出在云南落雪山宇宙線高山站增建一個(gè)較大的云室組，以便利用我國(guó)優(yōu)越的自然條件，使宇宙線研究在國(guó)際上取得領(lǐng)先地位。在蕭健、力一、霍安祥等努力下，建成了大云室組，并利用它進(jìn)行了一系列研究工作，培養(yǎng)了一批宇宙線研究人員。這個(gè)大云室組至今一直是國(guó)際上最大的云室組之一。

　�。保梗担纺辏保苍拢瑥埼脑Ｊ苤袊�(guó)科學(xué)院委派去斯德哥爾摩參加楊振寧、李政道的諾貝爾獎(jiǎng)受獎(jiǎng)儀式；１９５８年，去日內(nèi)瓦參加第九屆國(guó)際高能物理會(huì)議。

　　１９６１年，張文裕受我國(guó)政府委托，前往莫斯科杜布納聯(lián)合核子研究所接替王淦昌教授的工作，擔(dān)任該研究所的中國(guó)組長(zhǎng)，領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)聯(lián)合研究組，負(fù)責(zé)組織和領(lǐng)導(dǎo)我國(guó)在該所工作的科學(xué)家。

　�。保梗叮茨陱奶K聯(lián)回國(guó)以后，他一直致力于發(fā)展我國(guó)高能物理事業(yè)，為北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的建設(shè)及高能實(shí)驗(yàn)物理工作打下了良好基礎(chǔ)。

　�。保梗罚衬昶�，張文裕擔(dān)任中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所第一任所長(zhǎng)。１９７８年５月１２日加入中國(guó)共產(chǎn)黨。１９７９年中美簽定高能物理合作協(xié)議，每年召開(kāi)一次中美高能物理合作委員會(huì)會(huì)議，檢查上一年協(xié)議執(zhí)行情況，并商定下一年合作協(xié)議。張文裕擔(dān)任第一、二屆中美高能物理會(huì)議中方主席。１９８４年以后，他因健康原因，不再在第一線工作，改任高能物理研究所名譽(yù)所長(zhǎng)�；貒�(guó)以后，他一直是中國(guó)科學(xué)院數(shù)理化學(xué)部委員，曾任《中國(guó)科學(xué)》和《科學(xué)通報(bào)》的主編、副主編。張文裕曾任第二至六屆全國(guó)人民代表大會(huì)代表，第四屆至第六屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)委員。張文裕長(zhǎng)期擔(dān)任中國(guó)物理學(xué)會(huì)理事、常務(wù)理事、名譽(yù)理事。他是中國(guó)高能物理學(xué)會(huì)的第一任理事長(zhǎng)，１９８５年后被選為名譽(yù)理事長(zhǎng)。此外，他還是中國(guó)核學(xué)會(huì)的名譽(yù)理事。

　　張文裕在國(guó)際學(xué)術(shù)界的威望較高，多次擔(dān)任國(guó)際高能物理會(huì)議的顧問(wèn)委員會(huì)成員、組織委員會(huì)委員；１９７８年起擔(dān)任美國(guó)《粒子加速器》（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）學(xué)報(bào)顧問(wèn)委員會(huì)委員。

1910年1月9日 出 生于福建省惠安縣。1927—1931年 在北京燕京大學(xué)物理系學(xué)習(xí)，畢業(yè)。

1931—1935年 任燕京大學(xué)物理系助教、教員；1933年獲碩士學(xué)位。

1935—1938年 在英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)；1938年獲博士學(xué)位。

1938—1939年 任四川大學(xué)教授。

1939—1943年 任昆明西南聯(lián)合大學(xué)物理系教授、南開(kāi)大學(xué)教授。

19431949年 任美國(guó)普林斯頓大學(xué)帕爾麥（Pa1mer，現(xiàn)改名為亨利）實(shí)驗(yàn)室教授。

1949—1956年 任美國(guó)普度大學(xué)物理系教授。

1956年 任中國(guó)科學(xué)院物理研究所、原子能研究所研究員，宇宙線研究室主任。

1957年 當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院數(shù)理化學(xué)部委員。

1961—1964年 任蘇聯(lián)杜布納聯(lián)合核子研究所研究員，中國(guó)組長(zhǎng)。

1964—1973年 任中國(guó)科學(xué)院原子能研究所副所長(zhǎng)，兼宇宙線研究室主任。

1973—1983年 任中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)。

1978—1984年 兼任中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系主任。

1979年 起任中美高能物理聯(lián)合委員會(huì)第一、二屆中方主席。

1984年 起任中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所名譽(yù)所長(zhǎng)。

1992年11月5日 在北京病逝。

　　張文裕以嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的科學(xué)態(tài)度，孜孜不倦的探索精神，始終奮斗在核物理研究的前沿，并有多項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)。早在燕京大學(xué)工作期間，他與同事合作，對(duì)北京地區(qū)大氣的荷電（電壓）和塵粒密度的關(guān)系進(jìn)行觀測(cè)；對(duì)鋼絲的磁滯效應(yīng)隨溫度的變化和皂石的物理、化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，研究成果均在有關(guān)學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表。

　　張文裕在劍橋大學(xué)進(jìn)行核物理研究期間，人工放射性才發(fā)現(xiàn)一年有余，復(fù)合核理論還剛剛提出，高壓倍加器才發(fā)明幾年，對(duì)原子核的結(jié)構(gòu)還不很清楚。他與同事合作，用天然放射源發(fā)出的α粒子轟擊輕元素（如鋁、鎂等），研究所形成的放射性同位素的產(chǎn)額與α粒子能量的關(guān)系，由此來(lái)研究原子核的結(jié)構(gòu)。他們研究了天然α射線引起的３０Ｐ，研究了２８Ａｌ和２５Ｍｇ的共振效應(yīng)，驗(yàn)證了Ｎ．玻爾的液滴模型。又與Ｗ．Ｂ．劉易斯（Ｌｅｗｉｓ）合作，研究了高壓倍加器產(chǎn)生的８Ｌｉ的衰變機(jī)制，及由此產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)８Ｂｅ，測(cè)量了８Ｂｅ蛻變成兩個(gè)α粒子時(shí)產(chǎn)生的α射線能譜，發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)連續(xù)譜，由此判斷８Ｂｅ有很寬的激發(fā)態(tài)。還與Ｍ．哥德哈伯（Ｇｏｌｄｈａｂｅｒ）和Ｒ．嵯峨根（Ｓａｇａｎｅ）合作，利用高壓倍加器產(chǎn)生的γ射線和快中子轟擊不同的元素，發(fā)現(xiàn)多種放射性元素，并首次在一些核中觀察到光激放射性現(xiàn)象的（γ，ｎ）和（γ，２ｎ）反應(yīng)，和１６（ｎ，ｐ）１６Ｎ過(guò)程。這個(gè)過(guò)程在設(shè)計(jì)、建造反應(yīng)堆及其運(yùn)行時(shí)，是大家所關(guān)注的，因?yàn)槔鋮s水中的１６ｏ變?yōu)椋保叮�，它放出的６ＭｅＶγ射線可能會(huì)引起輻射損傷。

　　抗戰(zhàn)期間在昆明極其困難的條件下，他自己動(dòng)手吹玻璃，做出幾根蓋革計(jì)數(shù)管，又在農(nóng)村找了個(gè)倉(cāng)庫(kù)作為實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展宇宙線研究，測(cè)量宇宙線強(qiáng)度與天頂角的關(guān)系。還曾努力爭(zhēng)取建造一臺(tái)靜電加速器，以便進(jìn)行核物理研究，終因無(wú)法實(shí)現(xiàn)而作罷。

　�。保梗矗衬暝诿绹�(guó)普林斯頓期間，張文裕在建造α粒子譜儀的過(guò)程中，根據(jù)法國(guó)科學(xué)家羅森布魯姆的想法研制出了最早的火花室作為α粒子譜儀的探測(cè)器，并提出粒子探測(cè)的“精確定位”概念，這是大型多絲室的先驅(qū)。繼而用這臺(tái)高分辨率的譜儀測(cè)了釙、鐳等元素的α譜線，指出有α精細(xì)譜，這些低能的α譜線的能量只是主要α譜線的萬(wàn)分之一，甚至更低，用過(guò)去測(cè)量射程來(lái)定α粒子能量的辦法是測(cè)不出來(lái)的。

　�。保梗矗赌�，他承擔(dān)美國(guó)軍方和原子能委員會(huì)的研究課題，研究“介子武器”之謎。當(dāng)時(shí)傳說(shuō)蘇聯(lián)利用磁透鏡聚集宇宙線介子的強(qiáng)相互作用力而產(chǎn)生巨大的爆炸力。他設(shè)計(jì)建造了一套自動(dòng)控制、選擇和記錄宇宙線稀有事例的云室，利用這套云室研究宇宙線中μ子與物質(zhì)的相互作用。實(shí)驗(yàn)證明，μ子被核吸收之后，沒(méi)有放出α粒子，也就是說(shuō)，不存在引起爆炸的“星裂”徑跡，從而證明μ子是非強(qiáng)相互作用粒子，否定了關(guān)于介子武器的謠傳。在進(jìn)一步的研究中，他發(fā)現(xiàn)了μ介原子，后者在國(guó)際上被稱作“張輻射”。

　　１９５０—１９５６年張文裕轉(zhuǎn)到美國(guó)普度大學(xué)工作。這段時(shí)間他系統(tǒng)地研究了海平面的大氣貫穿簇射，并對(duì)Λ°奇異粒子作了系統(tǒng)全面的研究。他們當(dāng)時(shí)對(duì)θ°（即短壽命中性Ｋ介子，Ｋ０ｓ和Λ°的測(cè)量結(jié)果，θ°壽命０．８０×１０－１０秒，Λ°壽命２．８×１０－１０秒，同３０年后粒子表所列結(jié)果Ｋ－０壽命０．８９２×１０－１０秒，Λ°壽命２．６３×１０－１０秒相當(dāng)�？梢�(jiàn)他們當(dāng)時(shí)的工作水平。

　　１９５６年回國(guó)以后，為了較全面、完整地研究高能宇宙線粒子引起的高能核作用，張文裕提議在云南高山站增建一臺(tái)大云室組，他利用從國(guó)外帶回建造云室用的高級(jí)平面玻璃和一些實(shí)驗(yàn)工具，建成包括三個(gè)云室的一個(gè)大云室組，中間一個(gè)有磁場(chǎng)。它是當(dāng)時(shí)國(guó)際上規(guī)模最大的云室組。大云室組建成后，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)質(zhì)量可能１０倍于質(zhì)子質(zhì)量的重粒子，并在此項(xiàng)工作中培養(yǎng)了一批宇宙線研究人才。

　�。保梗叮蹦暝诙挪技{聯(lián)合核子所工作期間，他領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)聯(lián)合研究組。全組２０多人，只有四五名中國(guó)人。他們研究高能中子在丙烷泡室中產(chǎn)生的各種基本粒子的產(chǎn)生截面、衰變形式和壽命，以及與其他粒子的相互作用等。他把當(dāng)時(shí)已知的重子共振態(tài)歸納成核子和超子的激發(fā)態(tài)，提出了一個(gè)重子能級(jí)躍遷圖，并根據(jù)這個(gè)想法對(duì)Λ°超子和核子散射過(guò)程進(jìn)行了研究。當(dāng)時(shí)這方面的數(shù)據(jù)很少，高動(dòng)量方面的數(shù)據(jù)還沒(méi)有。他們從１００多萬(wàn)張丙烷泡室的照片中篩選出十幾個(gè)Λ°和質(zhì)子的彈性散射事例，給出了在平均動(dòng)量２．７ＧｅＶ／ｃ下，Λ°（ｐ）彈性散射的總截面和角分布，這在當(dāng)時(shí)是很不容易的。至于其他學(xué)者從加速器引出較強(qiáng)的次級(jí)Λ°束流來(lái)做散射實(shí)驗(yàn)，已是７０年代的事。

　　張文裕最主要的學(xué)術(shù)成就是μ介原子的發(fā)現(xiàn)。μ子是１９３６年被發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)人們對(duì)它的性質(zhì)還很不清楚，一直以為它是強(qiáng)作用粒子，被核吸收以后會(huì)產(chǎn)生核反應(yīng)，放出能量。因此，研究μ子被核吸收之后所出現(xiàn)的現(xiàn)象是當(dāng)時(shí)粒子物理學(xué)家所關(guān)注的問(wèn)題。

　　張文裕利用多層薄板云霧室系統(tǒng)研究宇宙線中μ子與物質(zhì)的相互作用。他觀察到，與人們的預(yù)料相反，μ子被核吸收之后，沒(méi)有觀察到放出α粒子或質(zhì)子，也就是說(shuō)沒(méi)有引起核反應(yīng)。由此判斷：μ子和原子核沒(méi)有強(qiáng)作用。但這究竟是一種什么現(xiàn)象？μ子被核吸收以后，它的１００Ｍ發(fā)ｅＶ的靜止質(zhì)量到哪里去了？帶負(fù)電荷的μ子會(huì)不會(huì)形成圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的玻爾軌道？他帶著這些問(wèn)題仔細(xì)察看從云霧室中拍下的照片。分析了１９４８年底—１９４９年初經(jīng)２６１０小時(shí)拍攝的云室照片后，得到７張預(yù)示有新現(xiàn)象的照片。這些照片顯示：μ子停止在薄板上，當(dāng)它停止時(shí)，發(fā)射出一個(gè)低能電子，或者一個(gè)低能電子對(duì)，它們的方向指向μ子停止的地方，能量只有５ＭｅＶ左右。經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，張文裕發(fā)現(xiàn)，當(dāng)帶負(fù)電荷的μ子通過(guò)云室的金屬片逐漸慢化后，其運(yùn)動(dòng)速度接近熱運(yùn)動(dòng)的速度，在強(qiáng)大的核的正電荷的吸引下，μ子會(huì)被核抓住，代替原來(lái)圍繞核運(yùn)動(dòng)的一個(gè)電子，形成μ介原子，或稱μ子原子。

　　為了確認(rèn)這種新現(xiàn)象，張文裕繼續(xù)從事μ子停止于金屬片中的實(shí)驗(yàn)研究。到１９５４年他已找到２１張指向μ子的電子和電子對(duì)的照片。當(dāng)時(shí)的理論物理學(xué)家Ｊ．Ａ．惠勒（Ｗｈｅｅｌｅｒ）用量子力學(xué)對(duì)μ子進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與張文裕的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。同時(shí)，柯星斯（Ｃｏｓｙｎｓ）于１９４９年，富雷（Ｆｒｙ）于１９５０年利用核乳膠，Ｌ．Ｊ．雷瓦特（Ｒａｉｎｗａｔｅｒ）于１９５３年利用加速器，都觀察到同樣的結(jié)果。μ介原子這一新物質(zhì)形態(tài)終于為人們所普遍接受。

　　μ介原子的發(fā)現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)新領(lǐng)域，即奇特原子物理學(xué)，可以用μ介原子產(chǎn)生的輻射來(lái)研究核的結(jié)構(gòu)。由于μ子的質(zhì)量比電子大２００倍，μ子的某一軌道半徑只應(yīng)為電子相應(yīng)軌道的１／２００，即μ子比電子離核更近，因而用μ子作探針來(lái)觀察核結(jié)構(gòu)要準(zhǔn)確得多。１９７５年吳健雄和Ｖ．Ｗ．休斯（Ｈｕｇｈｅｓ）在他們的專著《μ子物理》（Ｍｕｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ）中對(duì)此作了很好的總結(jié)。

　　張文裕從長(zhǎng)期研究工作實(shí)踐中深切體會(huì)到：“定量研究是物理學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵；新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)只不過(guò)是問(wèn)題的開(kāi)始，規(guī)律性的關(guān)系是從定量研究中產(chǎn)生的。”（引自張文裕為章乃森《粒子物理學(xué)》所寫序言）宇宙線研究由于它的粒子流太弱，不易測(cè)量，故大都是定性、探索性的工作，定量工作用加速器來(lái)做更為有利。要發(fā)展我國(guó)的高能物理事業(yè)必須建設(shè)我國(guó)自己的實(shí)驗(yàn)基地，建造高能加速器。中蘇關(guān)系破裂后，這個(gè)愿望更加強(qiáng)烈。１９７２年，以張文裕為首的１８位科學(xué)家聯(lián)名給周恩來(lái)總理寫了一封信，要求建造一臺(tái)高能加速器，以開(kāi)展高能物理實(shí)驗(yàn)研究。周恩來(lái)總理一直很重視高能物理研究工作的發(fā)展，多次關(guān)心詢問(wèn)這方面的情況，還曾到蘇聯(lián)杜布納聯(lián)合核子研究所，探望在那里工作的我國(guó)科學(xué)工作者，并和大家商討如何發(fā)展我國(guó)的高能物理研究。信送上去不到兩個(gè)星期，就得到了周恩來(lái)總理的批示。批示指出：“……這件事不能再延遲了�？茖W(xué)院必須把基礎(chǔ)科學(xué)和理論研究抓起來(lái)，同時(shí)又要把理論研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)。高能物理研究和高能加速器的預(yù)制研究，應(yīng)該成為科學(xué)院要抓的主要項(xiàng)目之一�！�…”周恩來(lái)總理為此批準(zhǔn)成立中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所，任命張文裕為第一任所長(zhǎng)。

　　１９７３年以后，張文裕不遺余力，為發(fā)展我國(guó)高能物理事業(yè)付出了巨大精力。他多次帶領(lǐng)代表團(tuán)出國(guó)考察，調(diào)查、了解國(guó)際高能物理發(fā)展情況，打通國(guó)際合作渠道，派遣大批研究人員出國(guó)學(xué)習(xí)，掌握先進(jìn)技術(shù)。

　�。保梗罚纺陣�(guó)家批準(zhǔn)建造一臺(tái)５００億電子伏的質(zhì)子環(huán)形加速器，原定１０年建成，定名為“八七工程”。為此，選定在昌平縣十三陵附近建設(shè)高能物理實(shí)驗(yàn)中心，并以玉泉路為預(yù)制研究基地。１９８２年國(guó)民經(jīng)濟(jì)調(diào)整，“八七工程”下馬。為了保證高能物理研究不斷線，中央又批準(zhǔn)建造一臺(tái)２×２２億電子伏的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，定名為“北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程”。

　　北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)已于１９８８年實(shí)現(xiàn)對(duì)撞，１９８９年建成。它的建成標(biāo)志著建設(shè)我國(guó)自己的高能物理實(shí)驗(yàn)基地的夢(mèng)想終于成為現(xiàn)實(shí)。這里凝結(jié)著張文裕和一切為之奮斗的創(chuàng)業(yè)者的努力，灌注了老一輩科學(xué)家的心血。

　　張文裕一貫主張自然科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)是實(shí)踐。自然科學(xué)研究的對(duì)象是“物”。要研究“物”，必須變革“物”，并觀測(cè)其變革后的反應(yīng)。以這些反應(yīng)的現(xiàn)象作根據(jù)，經(jīng)思維加工而推出結(jié)論。物理科學(xué)更是如此。他指出，物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，在物理學(xué)的教學(xué)和科研中，要特別強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

　　張文裕在科研和教學(xué)中始終重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的研究、實(shí)驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)和制作，以至實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。在研究放射性元素的α粒子能譜時(shí)，他精心制作α能譜儀，借用了回旋加速器上的磁鐵，能量分辨率相當(dāng)高；又制成了最早的火花室來(lái)記錄α粒子。這個(gè)火花室只對(duì)游離大的α粒子靈敏，對(duì)β粒子不靈敏。當(dāng)α粒子進(jìn)入時(shí)，肉眼可以看見(jiàn)火花，還可以在強(qiáng)磁場(chǎng)和低真空中使用。這個(gè)火花室的設(shè)想是羅森布魯姆提出的，張文裕進(jìn)行了設(shè)計(jì)、加工，使它成為現(xiàn)實(shí)。他用這臺(tái)譜儀作了釙、鐳的α譜測(cè)量。測(cè)出的能譜主峰位置和前人的結(jié)果完全一樣，但更準(zhǔn)確。奇怪的是，在低能方向有若干條弱譜線，強(qiáng)度約為主峰的萬(wàn)分之一。這些低能譜線用過(guò)去的射程測(cè)量辦法是測(cè)不出來(lái)的。它們是從哪兒來(lái)的？很難把這些α粒子解釋為由核內(nèi)來(lái)的。后來(lái)，密執(zhí)安大學(xué)韋迪（Ｗａｄｅｙ）用比較小的α譜儀也觀察到了類似的現(xiàn)象。理論家伽莫夫（Ｇａｍｏｖ）對(duì)此很感興趣，張文裕和他討論過(guò)，想出的幾個(gè)機(jī)制都被否定了�？磥�(lái)，這些α粒子可能是在核外形成的，或由α粒子與源的白金支柱固體表面作用而成；或者只是統(tǒng)計(jì)漲落，但這種可能性很小。本來(lái)想對(duì)這一現(xiàn)象作進(jìn)一步探索，由于第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，在國(guó)防方面工作的人員陸續(xù)回到實(shí)驗(yàn)室，借用回旋加速器的磁鐵又要?dú)w還，這項(xiàng)工作也就中斷了。

　　在研究宇宙線和物質(zhì)相互作用時(shí)，張文裕制作了一個(gè)多層云霧室系統(tǒng)。其獨(dú)到之處，是采用了不同材料的多層薄金屬片，分別用鉛片、鐵片、鋁片做三次實(shí)驗(yàn)，用以鑒別穿過(guò)云室的各種低能粒子。同時(shí)，采用的金屬片很薄，它們的厚度分別為０．０１８英寸（Ｐｂ），０．０２８英寸（Ｆｅ），０．０３２英寸（Ａｌ），使１５ＭｅＶ或能量更低的質(zhì)子可以穿過(guò)，提供了深入研究μ子與物質(zhì)相互作用的可能性。為了增加照相時(shí)的反光，在鉛片和鐵片的兩面都鍍上厚度為０．００２英寸的鋁箔。張文裕對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，使只有停止在云室內(nèi)的粒子徑跡才被照相。還可以根據(jù)質(zhì)子、μ子和電子在穿過(guò)金屬薄片前后電離密度變化不同的特點(diǎn)，準(zhǔn)確地辨認(rèn)粒子。為了確證整套實(shí)驗(yàn)裝置的運(yùn)行可靠性，張文裕作了許多檢驗(yàn)，其中之一是從工作時(shí)間、金屬片的原子序數(shù)和質(zhì)量、云霧室的立體角獲得μ子的絕對(duì)停止率是１．５×１０－６／（克·秒·立體角），與其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)所用的多層薄膜云霧室系統(tǒng)運(yùn)行可靠。

　　張文裕重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅身體力行，而且倡導(dǎo)這個(gè)觀點(diǎn)。他曾在第五屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)會(huì)議上發(fā)言，強(qiáng)調(diào)“發(fā)展科學(xué)技術(shù)，必須加強(qiáng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，解決好科研、教育與工業(yè)三者的關(guān)系”。他曾多次在報(bào)刊撰文，談“科學(xué)實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展”（見(jiàn)《百科知識(shí)》１９８３，１），“糾正輕視實(shí)驗(yàn)工作的偏向”（見(jiàn)《光明日?qǐng)?bào)》１９７９．３．２９）等。在為科學(xué)專著撰寫的序言中更一再?gòu)?qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性。

　　張文裕在總結(jié)他６０年教學(xué)科研的體會(huì)時(shí)，就以切身經(jīng)歷著重總結(jié)了對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)重要性的認(rèn)識(shí)。他認(rèn)為，“科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)理論的源泉，是自然科學(xué)的根本”。

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46 O BoзM(fèi)ожHой CxeMе Обpазования Λ－ιиιιронов Чeре：Йзобаpы В л р－ Взаимодействияx ПpиЗн epияx7－8BeV，B．Ф．Bишнeвский，ДуЮaHъцай，B．И．Mороз，A．B．HикитиH，Ю．A．Троян，Ц зян Ⅲаоцзюнъ，ЧжaнBзнъюй，Б．А．IIIaхбазян，Янъу-гyан，жЭTФ，1964，46：232．

47 К Bопроcy О ПpиMеHиMости Изо6aрHой Mодeли ОбpазоваHия ΛΓипeроHов Вπ- р-Взaи Mодействияx，

B．Ф．ВишHeвский，Д y ю aHь－цaй，В．И．Мороз，Λ．B．Hикитин，ю．

A．Tpoян，ЦзянШао一цзюнь，чжан Взнь－юй，Б．A．Шax6азяH，Я ньy－Гуан， Я ДЁPHАЯфИЗИКA，1965，1（6）．

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49 У пpyгоe PacсеяHиe Λ － Г и п eронов Со Cред HиM ИMпул ъсоM2．7г/cHa Протонах，B．Ф．BишHeвский，Д уюань－цaй，B．И．Mороз，А．B．HикитиH，Ю．A．TрояH，Цзян Шaо－цзюH6，ЧжанBЭнъ－юй，Б．A．Шaxбазян，янъy -гуаH，Я Л ЕРHАЯ ФИЗИКA，1966，3（4）．

　　現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展至今天，任何科學(xué)實(shí)驗(yàn)都不是一兩個(gè)人的力量所能完成。高能物理是一門大科學(xué)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)往往需要幾十人、上百人的通力合作。張文裕深深懂得這一點(diǎn)，他把培養(yǎng)一支具有高素質(zhì)的科研隊(duì)伍作為他后期工作的主要目標(biāo)。１９７８年我國(guó)實(shí)行改革開(kāi)放之初，他就積極利用他在海外的關(guān)系，打通渠道，將我國(guó)從事高能實(shí)驗(yàn)物理及加速器的科研人員派往世界各大高能物理研究中心進(jìn)修、工作，使他們較快地掌握國(guó)外最新技術(shù)，了解到國(guó)際前沿的發(fā)展動(dòng)態(tài)。這支隊(duì)伍已成為我國(guó)高能實(shí)驗(yàn)物理及加速器建造的中堅(jiān)力量，他們成功地建成了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)及北京譜儀，并開(kāi)展高水平的研究工作。

　　張文裕對(duì)年輕人既循循善誘，又嚴(yán)格要求。他要求研究生首先要學(xué)會(huì)使用實(shí)驗(yàn)中用到的各種設(shè)備，逐步學(xué)會(huì)制造實(shí)驗(yàn)需要的各種設(shè)備。他很重視學(xué)生對(duì)物理概念的理解，要求他們有清楚的物理圖象。還要求他們下功夫?qū)W習(xí)數(shù)理統(tǒng)計(jì)，以便學(xué)會(huì)從分析數(shù)據(jù)中找出本質(zhì)的東西。他認(rèn)為一個(gè)高水平的實(shí)驗(yàn)人員既要能提出物理問(wèn)題，又要能自己制造實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備，把實(shí)驗(yàn)設(shè)備安裝調(diào)試出來(lái)；還要會(huì)做實(shí)驗(yàn)，會(huì)取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，并從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出新現(xiàn)象，得出新結(jié)論。他認(rèn)為，“改理論就實(shí)驗(yàn)天經(jīng)地義、理所當(dāng)然；改實(shí)驗(yàn)就理論則荒謬絕倫、眾所不容”。

　　張文裕曾長(zhǎng)期在學(xué)校工作，在國(guó)內(nèi)、國(guó)外都培養(yǎng)了不少學(xué)生。１９５８年起，他在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)任兼職教授，主講“普通物理”這一重要的基礎(chǔ)課程。以后他又兼任中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系主任，對(duì)該系的建設(shè)和學(xué)生的培養(yǎng)都給予了極大關(guān)注。

　　張文裕十分愛(ài)護(hù)學(xué)生、后輩，熱心幫助他們成長(zhǎng)。對(duì)于年輕科研人員，他總是耐心地指導(dǎo)他們；對(duì)于年輕人提出的新的科學(xué)想法，他都給以熱情鼓勵(lì)，積極指導(dǎo)。他鼓勵(lì)年輕人總結(jié)工作，寫成專著，熱情為他們寫序言，給以推薦。有時(shí)外單位的科研人員來(lái)找他寫序，他也熱情幫他們審核書稿，認(rèn)真寫出序言。他還應(yīng)報(bào)刊的邀請(qǐng)，為青年人寫文章談學(xué)習(xí)問(wèn)題，談治學(xué)經(jīng)驗(yàn)�？傊�，他把培養(yǎng)年輕一代作為一個(gè)老科學(xué)家應(yīng)盡的責(zé)任。