謝家麟（1920-2016），中國科學院院士、國際著名加速器物理學家、2011年度國家最高科學技術獎獲得者，我國粒子加速器事業(yè)的開拓者和奠基人之一。他為我國高能粒子加速器從無到有并躋身世界前沿起到了至關重要的作用，對我國高能物理實驗基地的建造做出了卓越貢獻。 

　　謝家麟先生于1993年為紀念高能所建所20周年撰寫本文，2005年在本文編入《中國高能物理發(fā)展中的葉銘漢學術報告會論文集》時曾做出修訂。 

　　1988年10月，北京正負電子對撞機（以后簡稱BEPC）實現(xiàn)了對撞。從此，中國進入了具有研制高能加速器能力的科技先進國家之林。BEPC的優(yōu)異性能為高能物理實驗創(chuàng)造了條件，由而獲得了τ質量值修正、R值的測量等重要成果。一機兩用，也同時使應用廣泛的同步輻射的研究成為現(xiàn)實。更重要的是通過這些工作，培養(yǎng)了大批的人才，充實了我國尖端領域的科研隊伍，提高了我國的工業(yè)水平。近年我們已經(jīng)在世界范圍出口加速器部件。因此也取得了經(jīng)濟上的效益，以事前沒有建造高能加速器經(jīng)驗的國家，一舉而獲得全面的成功。這是我國科技發(fā)展的一個重要的里程碑，也是高能物理研究所建所以來最大的貢獻，它的意義無疑是十分巨大的，值得我們認真地總結和思考。 　 

　　我有幸從1981年，從開始設計到進行安裝，擔任它的技術負責人，又作為成員，參加過十次與此工程有密切關系的“中美高能物理聯(lián)合委員會”會議，因此對其中經(jīng)過，頗多身歷。這里我不能像一個歷史學家那樣，闡述這個工程發(fā)展的全面過程，只想把親自參與的一些環(huán)節(jié)寫出，有如燕泥鴻爪，聊供參考，雖非全面，但求翔實，也許可為以后研修中國科技發(fā)展史者，提供一些史料。更重要的目的，則是希望后來人知創(chuàng)業(yè)維艱，得來不易，而有所激勵，能繼續(xù)為我國高能事業(yè)奮斗，并使之發(fā)揚光大。 

　　（－）歷史背景——八七工程 

回顧歷史，在中國建造高能加速器，開展高能物理研究，乃是我國物理學家夢寐以求的理想，它歷來得到周恩來總理和其他中央領導的關注。從50年代后期，就曾幾度籌劃、醞釀。1972年張文裕同志帶領我們寄信給周恩來總理，建議建造一臺高能加速器，開展高能物理實驗研究，并得到周總理的批示。至此，事情才開始正式行動起來。1973年成立了高能物理研究所，并由張文裕同志擔任所長。他是我國在國際上著名的物理學家，證實了μ原子的存在，發(fā)明了多絲火花計數(shù)器，提出了一個重子能級躍遷圖，與蕭健先生共同領導建成當時世界上最大的云室，種種業(yè)績，難以盡述。他一貫重視理論與實驗相結合，并且一再對此觀點進行宣傳。建造高能加速器，可以說是他這個思想的具體體現(xiàn)。他為此嘔心瀝血，任勞任怨，獻出了晚年的全部精力。他對我國高能事業(yè)的奉獻，是我們永遠不能忘記的。

　　1977年11月，中央批準代號為八七工程的高能加速器的建造任務，成立了指揮部，由趙東宛同志任總指揮，任命林宗棠為工程總工程師，郭樹言為高能物理研究所總工程師，我為加速器總設計師。這個工程選定北京市昌平縣為實驗中心的基地，擬第一步建造一臺能量為50GeV的質子同步加速器（此后簡稱BPS），以后再用它作為注入器，注入到更高能量的加速器，以求最后在能量上，達到國際的前列。 

　　但是應當說明，八七工程是在相信中國有“十個大慶”油田，經(jīng)費不成問題的背景下提出的，在科學并未經(jīng)過慎重的論證。由于我國對如此高能量的加速器，缺乏具體經(jīng)驗，故在1978年，決定派人帶著在國內完成的初步設計，出國考察，深化設計。當時的形勢是文化大革命剛剛結束，門戶初開，中美尚未建交，美國政府持反華態(tài)度，倡導“兩個中國”，因此從政治上，我們對美國是疏遠的，但認識到美國在科技領域中的領先地位；西歐在政治上比較友好，但在加速器領域，多少是后起之秀。故決定國內繼續(xù)進行設計的同時，派出兩個設計考察組。一組由何龍、方守賢二人到西歐中心（編注：即歐洲核子研究中心）；一組由謝家麟、鐘輝、隋經(jīng)義、徐建銘、毛振瓏、潘惠寶、沈寶華、王書鴻、肖意軒、陳森玉等十人去美國費米實驗（此后簡稱FNAL）。 

　　去美國的考察組是由在FNAL工作的鄧昌黎教授安排的。我們在費米期間，他給了我們無微不至的生活上的關懷和業(yè)務上的幫助。Wilson所長對中國十分友好，盡管當時中美尚未建立正式外交關系，他還是熱情接待，舉行了盛大的歡迎會。會上他和我都作了熱情洋溢的講話，飯后他邀我與他一同把五星紅旗升到該所的辦公大樓之前。我們于1978年5月到達以后的兩個半月的時間里，他始終極力支持，密切配合我們工作，并主動提出把一批設備借給我們帶回（經(jīng)過請示后我們未接受）。 

　　在此期間，李政道教授與袁家騮教授提出布魯克海文國家實驗室（此后簡稱BNL）的AGS加速器與BPS能區(qū)相近，有很多可以借鑒之處。因此我和考察組的部分成員，在FNAL完成深化設計任務后，于8月初到BNL，進一步工作到月底。在此期間李政道教授正在BNL講學，我們朝夕相處，他對我國高能事業(yè)殫精竭慮的熱情，給了我極為深刻的印象。為了解決建造高能加速器所需美國供應的特殊器材問題，李教授與BNL的副所長R．Ran還特意安排我就能源部高級官員J.Dentseh來BNL視察之便，向他當面介紹了設計方案和所需器材。此外，李教授還邀請BNL的有關專家，開會討論了適合我們的能區(qū)的探測器和計算機的問題。從我們的接觸中，可以感覺到他對中國的BPS加速器的方案和發(fā)展高能事業(yè)的途徑是有看法的，不過可能由于中國既已對八七工程的50GeV方案作了決定，他就采取了尊重中國的決定，盡力促成它的實現(xiàn)的態(tài)度。 

　　這年年底（編注：鄧小平同志1979年1月訪美），鄧小平同志訪美，與美國總統(tǒng)卡特簽訂了中美科技合作協(xié)議，高能物理合作就是其中的第一個子項，并成立了中美高能物理聯(lián)合委員會，國家如此重視高能，為我國發(fā)展高能事業(yè)創(chuàng)造了非常有利的條件，也給我們這些科技人員以極大的鼓舞。 

　　（二）方案調整， BPS下馬 

　　1980年底，我國國民經(jīng)濟調整，基建收縮。中央決定八七工程下馬，但高能不斷線，可在玉泉路高能所，利用八七工程預制經(jīng)費1.2億元的剩余部分，進行較小規(guī)模的高能建設。就這樣，一個龐大的、脫離我國實際的高能規(guī)劃剎車了。過度膨脹的高能所人員的情緒，猶如一場烈焰被傾盆大雨澆淋，波動極大。不過現(xiàn)在反思國家建設和高能事業(yè)的得失，這個調整、收縮，對高能所來說，真是“塞翁失馬，焉知非福”。假如沿著原來的“大高能”走下去，物理上步人后塵，難出成果，攤子又鋪得過大，經(jīng)費勢難維持，結果顯然是不上不下，替國家造成極大浪費，后果不堪設想。從這些方面看來，當時中央的決策，是十分英明的。

　　此時高能所面臨的局面是如何調整？在1.2億預制經(jīng)費中，玉泉路基地已用去幾千萬元，剩下的約9千萬（后增約1億元多）就是調整方案、量體裁衣投資的限度了。在所內發(fā)動群眾進行討論，見仁見智，分歧很大。對加速器方案有：電子還是質子？慢加速還是快加速？強流還是弱流？能量高些還是低些？等等方案。在這四項考慮中，后三者都是質子方案。這反映了當時群眾的思想狀況。

　　就在這個動蕩時期，李政道教授作為中美高能物理聯(lián)合委員會的聯(lián)系人在1981年1月打來了電話，提出：高能是中美科技合作的一個項目，而且原定1981年6月要在北京開中美高能物理聯(lián)合委員會第三次會議的，如今調整了方案，是否需要向美方各有關實驗室通報，商量以后合作的內容？領導研究后決定派朱洪元教授和我前往商討。這時，所內討論已有了一些進展，確定了建器應尊重實驗物理學家的意見的原則，決定首選是弱流慢引出，能量為5GeV的質子同步加速器，第二選擇則是能量為2GeV的快循環(huán)的增強器。這是朱、謝出國前的情況。

　　1981年3月17日，朱、謝和當時在美的訪問學者葉銘漢同志在FNAL與美國參加合作的幾個實驗室的所長和專家們，舉行了非正式的、通報中國高能調整方案的討論會。美方主席J．Leiss未曾與會，這也許是美官方態(tài)度有些冷淡的緣故吧。就是在這個會上，我介紹了所內商定的調整方案之后，大家展開了討論，在各種建議之中，美國斯坦福直線加速器中心（以后簡稱SLAC）所長，潘諾夫斯基教授（以后簡稱潘教授）提出了建造2.2GeV正負電子對撞機的建議，與會者大多同意這個建議，認為它有明確的物理目標，造價也適合中國政府的規(guī)定。事實上，潘在1973年中國高能物理代表團訪美和他在1976年訪華時，都曾以不同方式提出過類似的建議。

　　朱洪元教授和我對潘的建議進行了非常詳細審慎的研究，覺得它雖然能量不大，規(guī)模適中，但可做國際上前沿的物理工作，而且有兼顧同步輻射應用的特點，這是我國在目前經(jīng)濟收縮的條件下，仍能在高能物理方面迎頭趕上世界先進科研行列的極好方案，在會上所有的建議中，這無疑是最適合我國情況的，因此值得認真對待。朱通過電話與當時在美訪問的中國物理學家，現(xiàn)任中國科學院院長周光召同志（編注：本文寫于1993年），交換了意見，得到了他的支持。此后，我們在BNL又組織了在當?shù)氐脑L問學者們，包括葉銘漢、冼鼎昌、徐英庭、周月華等，進行了座談，也獲得了絕對多數(shù)對建造對撞機的贊同。

　　談到這里，使我想到朱洪元教授，他以理論物理學特有的嚴格嚴謹?shù)淖黠L，和對高能物理事業(yè)無比的熱忱，對BEPC的物理目標、能區(qū)選擇、方案論證等等方面，起了非常重要的作用?，F(xiàn)在，BEPC以優(yōu)異的性能建造成功，而他卻在1992年溘然長逝，離開了我們，思之令人神傷！

　　會后美國科學家及美籍中國學者，在與我們私下的接觸中，也還是表示了不同的意見。例如有人提出在這個能區(qū)沒有有意義的物理實驗可做；也有人說，對撞機技術要求特高，束流不穩(wěn)定性和超高真空，都是難題，中國能否做出來？中國第一個高能加速器就做技術很難的對撞機，冒的風險是否太大了等等。

　　為了進一步落實對撞機方案，朱、謝在3月底回到SLAC，我們分別與該所大約20名物理學家和加速器專家深入地探討了對撞機的物理目標和技術問題。這時，以嚴武光為首的在美國西海岸的15位中國訪問學者，提出了“關于建造一臺3－5GeV正負電子對撞機的建議”。諾貝爾獎金獲得者B.Richter教授也提出了一個在5.7GeV能區(qū)工作的對撞機的方案，同時我們也深入調查了在美建造這么一臺機器的造價。這樣， 2.2GeV對撞機的輪廓逐漸勾畫出來，為進一步討論提供了基礎。

　　（三）上下求索，艱難起步 

　　朱、謝由美回國后的主要工作是把對撞機方案向領導和有關方面匯報，解釋疑問，爭取支持。但此時贊成質子加速器的仍然大有人在。1981年5月初，由學部與八七工程聯(lián)合召開了有很多國內知名物理學家參加的香山會議。其后，我們又兩次向學部常委會做了方案匯報，在豐臺進行了預制方案討論會，在承德，高能物理學會也對此做了重點討論。

　　經(jīng)過多次的匯報、論證與討論，由于對撞機方案的明顯優(yōu)越性，國內輿論逐漸向有利于對撞機的方向發(fā)展。1981年7月所內成立了“對撞機籌備組”，希望把全所工作的重心轉到對撞機的方向上來。這樣，在表面上又向前跨進了一步，但實際上困難和阻力還是很大。從各方面提出了很多的質問，例如國外的估計，不到2千萬元美金，但中國的國情不同，造價將是多少？國外專家也說對撞機技術困難，你們有把握在中國自己力量的基礎上做出來嗎？中國對大科研工程的管理組織缺少經(jīng)驗，在1981年的當時，更是很落后混亂，能適應這個尖端工程的需要嗎？現(xiàn)在你們說有物理窗口，但幾年之后還有嗎？美國SPEAR對撞機會自己不做，而把機會保留給你們嗎？當時科學院實行學部領導，不少學部委員，鑒于過去我國上大項目，犯過一些錯誤，以科學家應有的認真精神，好心地主張這次應當特別慎重，甚至有人提出要負責人簽字，不能接受按領導批示辦事等等，使我這個技術抓總的人感到很大的壓力。

　　這時形勢是嚴峻的，要想推動工作，必須在難度可以克服、投資9千萬人民幣可以包下來兩點上表態(tài)，已是大勢之所趨了。但是，在這樣重要的問題上表態(tài)，不只關系個人，更關系到國家和人民的損失，因此我當時是作很大的努力和很多的工作來回答這兩個問題的。

　　在經(jīng)費問題上，國外的經(jīng)驗是清楚的。SPEAR用了2千萬美元，我與西德電子同步加速器中心（DESY）的副所長G.voss教授討論時，他也認為9千萬人民幣是足夠了，但這終究是人家的判斷，在國內必須取得具體的依據(jù)。因此，在所內開始組織各分系統(tǒng)做經(jīng)費預算?？傮w投資當然是在各分系統(tǒng)預算的基礎上，才能提出來的。而過去作預算，習慣于 “頭戴三尺帽”，多報些以備削減；另外還有借此難逢的機會，武裝自己小攤子的想法。因此報告的預算遠遠超過限額。當時我的辦公桌上，堆著約一尺高的預算表。在審查過程中，我只好用解剖麻雀的辦法。選擇了一個項目，用了幾天的時間，從技術方案到工藝路線和使用器材，逐項調查落實。最后發(fā)現(xiàn)，不同做法，在同樣可以保證質量的前提下，在投資上可能形成巨大的差異，心中對科研工程投資的伸縮性，就有了一個具體的概念，后來有一位“西歐中心”的專家來所參觀后，曾對我說：“你們的設備實在太好了，我們用幾十兆的示波器的地方，你們卻用幾百兆的”。這可從一個角度說明為什么造價估計可有成倍的差異。根據(jù)這些經(jīng)驗，我認識到不樹立原則上的共識，設計與估價都是無法進行的，因此后來（見后）提出了六項設計指導思想，以求思想上的統(tǒng)一。就這樣，經(jīng)過許多調查、分析、說服、辯論的工作，最后9千萬元預算終于成為大家可接受的數(shù)字了。（現(xiàn)在看來，截止1988年11月建成后一個月為止，譜儀及電子學共用2940萬元，直線用2650萬元，儲存環(huán)及輸運線共用3010萬元，合計8680萬元，可見當時的估價還是相當準確的了。后來領導把經(jīng)費限額放寬，我們放棄了根據(jù)經(jīng)費分期擴充的概念，把同步輻射的建造提前實施。另外，在建成BEPC對撞機的同時，進口了大批先進設備，也建成了各方面具有國際上一流設備的實驗室，這些費用，當然不屬于原來估價的范圍了）。

　　在技術難度問題上，確是有很多人持懷疑態(tài)度的。我在不同的場合強調指出的自50年代以來，我國已培養(yǎng)了一批加速器理論和實驗人才，我們制造過一些低能加速器，有關的工廠也獲得了一定的經(jīng)驗。特別是與對撞機有直接關系的電子直線加速器，在1956年——1964年期間，資本主義國家對我禁運，蘇聯(lián)對我保密，我國工業(yè)水平又很低的情況下，我與一批剛剛大學畢業(yè)的青年，自力更生，奮斗八年，建成了一臺技術要求十分精尖的30MeV電子直線加速器，同時制成了國際上功率最高一級的大功率速調管。這個加速器使用放大器而非振蕩器，加速場相速等于光速，因此，可以照樣延長，提高能量。但實質上是一種高能加速器的預研，通過它我們培養(yǎng)了一批有實踐經(jīng)驗的隊伍?，F(xiàn)在，在開放政策所創(chuàng)造的有利條件下，我們可以通過中美高能物理聯(lián)合委員會的途徑，吸取美方的經(jīng)驗。技術上可以請進派出，關鍵器材可以進口，同時我們的工業(yè)水平也今非昔比，以前那么困難的情況下，一切依靠自己，吃饅頭先要種麥子，我們不是也做出來直線加速器和大功率速調管嗎？現(xiàn)在條件如此優(yōu)越，怎能說技術上不可行呢！我相信，這個事實對樹立大家的信心是有幫助的。

　　這個時期存在的另一個巨大的矛盾是，要想說服別人，推動論證，就需要拿出實際的材料，這就意味著要有大批熟悉業(yè)務的人員，做很多技術性的工作。但這時人心渙散，有人別尋出路，有人出國工作，不少人持觀望態(tài)度，能夠死心塌地工作的人數(shù)與需要的工作量相比，極不相稱。正如滾一個雪球剛剛起動，要經(jīng)過一段艱苦歷程，散落的雪才能附著上去，達到迅速擴大的階段。

　　這時，學部領導對BEPC方案，進行了認真的審查。審查的結果是批準350萬元經(jīng)費進行預制。形勢比調整初期已有很大的進步了。為了利用SLAC的條件深化總體設計，取得預制項目的參考資料，落實器材的采購渠道，領導決定派鄧照明局長、朱洪元和我三人于1981年9月，再次去美。

　　（四）曲折前進，方案落實 

　　沒有想到，在BEPC即將步上坦途之際，竟又出現(xiàn)了幾乎滅頂?shù)碾U情。原來出訪的目的是進一步推動落實BEPC工作，但是，在三人臨行前夕，在科學院聆聽領導指示時，聽到的卻是（大意）：根據(jù)摸底的情況，經(jīng)費不能超過7千萬元，方案還是質子，因為已經(jīng)有了質子加速器的基礎，可用八七工程的35MeV質子直線加速器注入到2－5GeV的質子同步加速器，用來做老領域的研究。至于對撞機，則等預制完成后再說，因為它有技術困難問題、物理窗口問題，也有需要重新審批的問題。這個指示與我們原來理解的意圖，全然不同，使我們感到茫然，但這是領導的指示，我們只得懷著沉重的心情，在1988年10月10日踏上赴美的班機。 

　　次日在斯坦福大學與李政道教授會面，轉達了領導的意見。這顯然改變了原來的設想，李教授感到十分詫異，覺得這樣舉棋不定，反復變化，對電子、質子這個大方向仍不確定，那么第三次中美高能物理聯(lián)合委員會會議如何開法？什么是合作項目？下一步向何處推進？李教授以海外學人對我國高能事業(yè)的一片赤誠，極力說服推動，結果鄧照明同志與國內通了電話，經(jīng)過有關領導的再次慎重研究，終于肯定了正負電子對撞機這個大方向，這就使原來打算到美進行的下一步亟待進行的工作，成為可能，也為第三次中美高能物理聯(lián)合委員會確定了目標。

　　這樣，在10月25日，中美高能物理聯(lián)合委員會在FNAL再次舉行了非正式的會議。在這會上，我們向美方說明了中國建造對撞機的決心，確定了的一些預制項目，提出了與各實驗室下一步合作的設想。為第三次聯(lián)合委員會會議作好了準備。

　　BEPC建造中，另一個關鍵的問題是，進行高能物理實驗和數(shù)據(jù)處理的快電子學元件、先進的計算機系統(tǒng)和其他方面也需要的尖端測試儀器，這些國內尚不能生產，必須進口，這就首先要解決美方對我禁運的問題。為了簡化美國能源部、商務部、國防部逐項審批的復雜手續(xù)，美方希望有一個一攬子的器材清單，所以會后，我又回到SLAC，突擊擬定了一個“2.2 GeV正負電子對撞機技術內容的總體說明”，提交美方，作為在基礎研究項下批準禁運器材的依據(jù)。后來，1982年夏總體設計考察組在SLAC工作期間，潘教授又介紹我與美國總統(tǒng)科學顧問Keyworth博士會面，我向他介紹了BEPC方案和所需器材，他也答應幫助解決關鍵器材的禁運問題。

　　（五）設計預制，制造安裝 

　　在高能加速中，正負電子對撞機較靜止靶加速器有更高的有效能量，而且反應通過電磁作用，本底很低，結果易于分析，優(yōu)點很多。但它也有局限性，就是只能在設計的很窄的能區(qū)工作，離開設計能區(qū)，亮度就會以大約能量的四次方下降。因此能區(qū)的選擇就成為至為關鍵的問題了。國際上由于能區(qū)選擇的失當，而建成后未得預期效果的對撞機，頗有先例。

　　BEPC的能區(qū)最初選在最適于研究粲粒子的2.2GeV，但后來為什么又很不一般的以2.2/2.8GeV表示呢？這里有一個過程，就是1982年初，SLAC的潘教授和BNL的Samios 教授，都先后向我提出過2.8GeV能區(qū)粲重子研究的重要性。經(jīng)過我們認真考慮，認為如能將BEPC的能量保留由2.2GeV延伸到2.8GeV的可能性，就會有助于擴展它的研究領域，延長它的使用壽命。因此，我向當時中國科學院主管業(yè)務、直接領導BEPC工程的錢三強副院長做了匯報， 提出要求改變設計指標。他認識到這個變動的重要意義，做出了正確的判斷，同意了我的要求，但強調以后千萬不能再變了?？墒沁@樣就產生了一個技術問題，就是以前申報的都是2.2GeV，如果改提2.8GeV，勢必引起許多程序上的困難，重新審批，必然曠日費時。因此，我們最后將2.8GeV解釋為裕量，這就出現(xiàn)了有人不能理解的2.2/2.8GeV能量指標這個提法了。錢三強同志在領導BEPC期間，為我們做了大量的工作。委托張厚英同志來所擔任常務副所長，就是一個重大的措施；在職稱政策上也對高能所實行優(yōu)惠，使技術干部積極性得以更好的調動，他對我國高能物理的發(fā)展，正像對核科學、技術一樣，作出了重要的貢獻。不幸，他現(xiàn)在也離開我們了。

　　談到設計問題，使我想到雖然國內以前沒有建造高能加速器的經(jīng)驗，但培養(yǎng)人才的工作卻從50年代一直在進行著，國內通過前述30MeV電子直線加速器的研制，鍛煉出一批對直線加速有經(jīng)驗的干部，如李廣林、朱孚泉、顧孟平、潘惠寶、劉世耀、周述、任文彬等人。另外，我們曾派出大批優(yōu)秀人才參加蘇聯(lián)杜布納聯(lián)合核子研究所的工作，后來又先由蘇引進，后自行仿制了一些低能加速器，如回旋加速器、感應加速器等，通過這些工作培養(yǎng)了大批對圓型加速器有經(jīng)驗的干部，如徐建銘、方守賢、嚴太玄、徐紹旺、肖意軒、黃維舜等人。設想，如果沒有這批人才的儲備，開展設計工作就會遇到巨大的困難了。因此，飲水思源，不能不感謝我國科技領導的高瞻遠矚，為高能發(fā)展創(chuàng)造了基本的條件。

　　BEPC是一個規(guī)模較大的科研工程。既有工程的規(guī)模，又有科研的性質。工程一般是有規(guī)范可循的，設計根據(jù)手冊，要求一勞永逸，長期使用?？蒲袆t要強調性能靈活，而性能又與進度、投資三者相互制約。由于科技水平不斷發(fā)展，所以建成之日，也就是改進之時。在世界上高能加速器雖然不算多，但各國的具體設計，卻迥然不同。有的使用很大的安全系數(shù)，不計工本，以保證一次成功；有的采用臨界設計，但留有發(fā)展的余地，以圖省時省錢。我們歷年曾向世界各大實驗室，派出人員學習訪問?；貋碇螅嗌俣紟в懈鲗嶒炇业膫鹘y(tǒng)作風的烙印。因此在設計思想上，見仁見智，難以找到一個在性能指標上相互匹配、連貫一致的認識。就此，我曾與許多高能加速器實驗室所長交換過意見，都感到它確實是令人困擾的問題。因此在初步的設計中，我根據(jù)30年來從事加速器研制的體會，提出了六條設計指導思想。即：

　?。?）以保證高亮度為首要考慮，

　?。?）采用經(jīng)過考驗的先進技術,

　?。?）設計中強調簡單、可靠,

　　（4）采用能達到性能指標的最經(jīng)濟的技術路線，

　?。?）設計中保留以后改進的余地，

　?。?）設計中保留一機多用的可能。

　　以上每項都有一些具體內容，但為篇幅所限這里就不能展開了。這些原則的提出，對各系統(tǒng)統(tǒng)一口徑，協(xié)調匹配，起到了一定的作用。

　　為了說明設計工作中多種因素的制約關系，可以用BEPC注入能量的選擇作為舉例。如所周知，全能量（2.8GeV）注入，可以維持最高的回旋束流，當然是最為理想的。但經(jīng)費分配和玉泉路的地理條件，都是不允許的，所以只能使用較低能量的注入器。另外還有一個在注入正電子時，正負電子能量的分配問題：直線加速器前一段，加速電子提供產生正電子的能量，后一段提供加速正電子的能量，兩者之和不變，此高則彼低。產生正電子的能量高，則正電子電流大，對縮短儲存環(huán)注入時間有利。加速正電子的能量高，則束流壽命長，發(fā)射度小，阻尼時間短，電子靶輻射損傷小，快頭尾不穩(wěn)定性閾值高，對儲存環(huán)束流在加速前的積累有利。注入時間與對撞時間相比很小?？s短注入時間的好處是緩慢變化的，而且可以在前一段，使用功率較高的速調管加以補償。但如不能很好地積累正電子束流，則損失將是決定性的。對此，我曾再三分析。最后經(jīng)過與有關同志商量，終于在產生和加速正電子的能量之間，采用了與美國SLAC不同的比例。高能加速器中，參數(shù)的決策，常常是只能兩害相權取其輕，兩利相權取其重。其他重要的設計決策，如儲存環(huán)磁鐵的孔徑、直線加速器應否采用能量倍增器等等，也都是如此的。

　　高能加速器的另一特點是前面提到的，在總體設計固定后，保留改進的余地。這表現(xiàn)為：1983年底，就粒子加速器學會在杭州開會之便，我召開了一個儲存環(huán)方案補充討論會。在這次會上，考慮同步輻射光束引出的問題和其他新的認識，對偏轉磁鐵的長度，作了微小的修正，對沖擊磁鐵的安排出也作了一些改變。后來為了補償探測器軸向磁場對軌道的擾動，方守賢同志主持在注入處增加了兩塊磁鐵，取得了很好的效果。此后，還會有一些局部的修正工作要做，如采取措施進一步提高亮度；使用扭擺磁鐵以擺脫兼用模式對同步輻射的限制等等。

　　總體設計工作完成，系統(tǒng)與部件性能參數(shù)落實之后，底下一步就是要在投產以前，對技術上關鍵的系統(tǒng)與部件進行預制研究，以便掌握技術與工藝，保證批量生產能達到設計指標。為此，我們在注入器、儲存環(huán)、探測器等方面，分別選定了一批預制項目，在1981年學部批準后開始進行。這樣，BEPC的研制就從軟件推進到硬件了。

　　前面已經(jīng)談到，在我們完成BEPC的初步設計之后，為了深化設計，我所組織了一個由21名人員參加的對撞機總體設計考察組，包括謝家麟、張厚英、全金關、周述、任文彬、鐘世材、滕克儉、朱孚泉、嚴太玄、陳森玉、程渭綸、章炎、劉世耀、徐建銘、章乃森、王泰杰、鄧樹森、席德明、戴貴亮、侯儒成（翻譯）（另有葉銘漢同志正在國外作訪問學者，由國外加入考察組），在SLAC進行了三個月的考察工作。張厚英同志是在BEPC上馬之初，院里就派來擔任常務副所長的，他以豐富的科研管理經(jīng)驗、充沛的精力與干勁，在組織管理、條件保證、基本建設等方面，對BEPC工程的順利完成，做出了十分重要的貢獻。

　　考察組的工作方法是由我方譜儀、注入器、儲存環(huán)等方面的人員與SLAC有關專家分別搭配，逐項討論。在設計中吸收他們成功的經(jīng)驗與失敗的教訓，收獲是很大的。后來這些考察組成員都成為BEPC建造的技術骨干。舉一個例子：我們了解到SPEAR對撞機真空盒的橫向尺寸變化較大，因此阻抗大而束流不穩(wěn)定性閾值較低。所以，在BEPC的設計中，特別注意減少橫向尺寸的急劇變化，這對推遲不穩(wěn)定性的出現(xiàn)是十分重要的。BEPC今天能在亮度上超過SPEAR四倍，這點是起了關鍵作用的。

　　為了保證真空盒橫向尺寸的緩變，限制它的阻抗，我招收了一名博士研究生王光偉作這方面的論文，我的另外一名研究生裴國璽則以正電子產生與俘獲為論文題目，通過與他們的經(jīng)常討論，使我對BEPC這兩個關鍵環(huán)節(jié)的研制問題，有了較多的掌握與了解，也體會到新生力量對科研事業(yè)的重要性。我個人雖然酷愛具體的研究工作，但從技術上領導像BEPC這樣的規(guī)模龐大、技術綜合、性質尖端的科研工程，實在難以從文山會海中擺脫，心余力拙。因此，我主要抓住各系統(tǒng)，如直線加速器、儲存環(huán)、譜儀、同步輻射等之間的匹配。這包括性能的匹配和進度的匹配。具體業(yè)務就只能依靠各系統(tǒng)的既有水平又有才干的領導和群眾了。雖然事例很多，但談起來難免掛一漏萬，這里我就不一一敘述，詳細闡明他們每個人對工程的重要責獻了。

　　為了集思廣議，活躍學術思想，我在BEPC開始研制之初，特別邀請了中國科技大學曾在SLAC工作的訪問學者姚志遠，到所做了系統(tǒng)的有關儲存環(huán)的理論報告，也借調了南京大學的姚充國，到所參加直線加速器工作。他們兩位在各自的領域都是成績卓著的，對我們的工作是有所促進的。對待國家如此重視的工程，我們不應該調動多方面的力量嗎？對于此事，個別同志總有不同的意見，我至今仍感到，“門戶之見”是我國科技發(fā)展的一個很大的障礙。

　　在談到BEPC的研制過程時，我們不要忘記當時是門戶開放之初的時代背景。在選擇技術路線時，必須考慮器件能夠得到供應的前提，這就要求除了純技術考慮之外，還要考慮國內工業(yè)的水平與產品之質量，或進口的可能性。在儲存環(huán)高頻系統(tǒng)的選擇上，可能使用的頻率有50、200或350兆赫。我們選定200兆赫，就是在全面考慮了許多相互矛盾的要求之后決定的，如束團長度、不穩(wěn)定性閾值、禁運限制等等。

　　在基建工作中也曾遇到過一些常規(guī)工程中不出現(xiàn)的問題，例如BEPC地基下沉率對對撞機運行的影響，馬路車輛和地鐵引起的震動對粒子軌道的擾動，昂貴的空調設施的要求和使用范圍等等。這些非常規(guī)的特殊問題常常構成不同部門之間的意見分歧，為了取得共識，落實指標，我受命帶領設計院參加設計工作的同志和高能所參加同步輻射工作的同志，到西德BESSY和DESY作了短期考察，圓滿地解決了一系列的基建要求和措施。在同步輻射方面，DESY同步輻射實驗室負責人曾告訴我，未來同步光的主要用途在微加工方面。鑒以目前的發(fā)展，我覺得他在十年前能說這話是非常有預見的。

　　談到同步輻射應用，雖然最初為經(jīng)費所限，啟動較晚，但設計考慮和技術儲備卻自1982年一直在進行著，所內成立了調研小組，1983年為同步光引出在總體設計中對偏轉磁鐵進行了修正，1984年派出了到西德DESY和BESSY的考察，還舉行了有全國主要用戶參加的“同步輻射光及其應用”的規(guī)模很大的討論會。同時，也陸續(xù)派出了一些人員到國外實習。但是，光束線具體硬件的訂貨和研制，則是領導提出BEPC建設方針應該強調應用，并為我們爭取了額外的經(jīng)費以后才開始進行的。

　　為了保證BEPC這樣復雜的科研工程的實施，我們需要較一般工程上使用的橫道圖更為科學的計劃方法。國外對大型科研工程，一般采用CPM（臨界路程方法）或類似的統(tǒng)籌計劃方法來指導工程進展。它根據(jù)技術內容的因果關系，可以給出影響工程進度的關鍵環(huán)節(jié)（臨界路程），是推動大型科研工程的一種有效計劃方法。我在八七工程任總設計師時期，就編寫了講義，向全所介紹。在BEPC建造的過程中，從1981年起更大力推廣，同時根據(jù)我國的具體情況，對此方法作了補充，若要CPM起到指導作用，就必須輸入對技術問題本身的全面分析和對完成時間的正確估計。如果輸入的數(shù)據(jù)不準確不可靠，就很難希望它起到應有的作用。由于缺少經(jīng)驗和希望保險的心理，在時間的估計上有時會有成幾倍的誤差。為了把握可靠的輸入數(shù)據(jù)，我們組織了專人，到各有關研究室，了解情況，估計進度，參與CPM的編制。這樣才有了比較可靠的輸入。大家反映，它對推動工程起對很大的作用。這也可以說是，根據(jù)國情，我們對CPM的發(fā)展吧。

　　為了推動BEPC的建造，中央在1984年批準成立了以谷羽同志為首的包括張壽、林宗棠、張百發(fā)同志的四人工程領導小組，這是BEPC得以順利建成的決定性的一步。由此， BEPC的一些關鍵部件（八大件）的制造可以通過國務院重大裝備辦公室直接安排工業(yè)生產，這在加工定點、質量保證、合理定價、如期交貨等方面起了不可估量的作用；在經(jīng)費調撥上，從預制開始，一直是重點保證，從未間斷，進口器材所需的外匯，也得到充分的支持。在基建方面，解決了征地、配備了北京市高水平的施工隊伍，進度才能得以保證。在暴雨浸沒隧道的險情下，馬上有消防人員前來排水，在把探測器線圈這個龐然大物從坨里原子能研究院運到高能所的過程中，北京動員了公安、交通、電信等許多部門，保駕護航，才能平安到達。試想在中國特有條件下，低效率、善扯皮的官僚主義還相當嚴重的情況下，沒有四人領導小組，以上這些問題能夠解決嗎？工程能夠快速推動嗎？

　　最后，我想指出BEPC的建成，盡管是由于中央的決策，四人小組的領導，國際交流的獲益，但是，歸根到底內因為主。正負電子直線加速器、儲存環(huán)、譜儀、同步輻射、束測束控、電子學、數(shù)據(jù)采集與處理的計算機系統(tǒng)、技安等種種方面，哪一個系統(tǒng)都是國際水平的性能指標，達到它需要解決許許多多我們過去沒有接觸過的技術難題。有的要求很高的理論水平，有的要求豐富的實際經(jīng)驗，有的要求鍥而不舍的精神，有的要求廢寢忘食的投入。事例很多，但為篇幅所限，這里我只想談一件事。在BEPC建造期間，一位中年技術骨干的實驗室因夏天西曬的關系，室溫很高，他在那里長時間調試設備因受熱而突然昏倒。有人告訴我后，我讓他去休息，但過一會兒去看，我發(fā)現(xiàn)在他在那里埋頭工作了。每憶及此事我總是深受感動。可以斷言，沒有高能所高水平的科技隊伍的努力，行政管理人員的配合和技術嫻熟的工人的支援，盡管有了其他有利的外因，BEPC的成功是不可能的。談敘至此，我為高能所全體職工感到無比的自豪。

　　（六）眾志成城，個人感受 

　　BEPC自1981年落實方案開始籌建以來，1982年完成了包括注入器、儲存環(huán)、譜議、束流監(jiān)測控制和基建要求，造價估計的初步設計，開展了預制研究；1983年改進了設計，個別預制樣機研制成功； 1984年10月7日鄧小平和其他中央領導同志為BEPC工程奠基，標志了工程的一個重要的發(fā)展階段。1984年底能量倍增器試驗成功，90MeV電子直線加速器出束，1985年主要設備分別交貨，1986年進行安裝，1987年開始總調，正電子注入儲存環(huán)，1988年7月同時儲存了正負電子束，10月實現(xiàn)了對撞，真可說一個勝利接著一個勝利。

　　如此精尖龐大的科研工程，沒有經(jīng)過大的反復和挫折，說明參加總體設計的人員的努力，收到了效果，高能所沒有辜負國內外的廣泛支持和期望。最終它達到國際先進性能指標，產生了巨大的作用與影響，樹立了我國科技領域一個顯赫的里程碑。 BEPC的成功，大大地增強了我們向高技術領域發(fā)展的信心。國際上認為艱巨的科研工程，我們竟以優(yōu)異的性能指標完成了。這不但說明了我們隊伍的技術水平，也同時說明了我們對于性能、進度、投資可以相互轉化的科研工程的管理，達到了新的水平。

　　在大局已定，工程即將完成的1986年。我因某些原因，辭去了工程經(jīng)理的職務，接力棒交到方守賢同志的手里。在他的領導下，BEPC1988年順利對撞，性能不斷提高。如今，重擔又交到第三代技術領導的手中了。BEPC的性能，顯然還會繼續(xù)提高，它對國際高能物理的發(fā)展，已經(jīng)做出重要的貢獻，以后必然還會產生更多的成果。我有幸參與它的工作，看到今日的成就，感到由衷的快慰。事后回顧，也頗有一些感受，茲簡敘如下：

　　首先， BEPC的順利建成，是黨和政府，特別是鄧小平同志高瞻遠矚的決策和前后一貫的支持的結果。在耗資巨大、議論紛紜、成果未定、效益不明的情況下，領導的決心是關鍵的，也是困難的。中央將BEPC列為國家重點工程，并且委派以谷羽同志為首的領導小組，主持組織加工、調撥經(jīng)費、推動基建、工程管理等方面的工作，這就為BEPC的成功創(chuàng)造了最根本的條件。

　　BEPC成功的一個重要作用是它使我們加強了進行大科學科研工程建設的能力的信心。它證明：我們的物理和技術隊伍，盡管以前缺少直接經(jīng)驗，但能很快地成長，創(chuàng)造出世界水平的成果。同樣，我們的工廠也能做出世界水平的部件。BEPC儲存環(huán)的四極磁鐵用的沖模，最初為了趕進度，我們在國外訂制，同時也在所內試制，后來發(fā)現(xiàn)我們自己的產品在對稱性和精度上都優(yōu)于國外的。BEPC直線加速器的加速管，加工精度和制造工藝要求極高，而我們的產品性能如此優(yōu)越，它已出口到好幾個國家，美國的幾個大實驗室都使用了我們制造的加速管，為國家創(chuàng)造了可觀的外匯。為基礎研究而建造的BEPC能獲得經(jīng)濟效益，這還是最初所沒有想到的事。

　　總結BEPC成功的經(jīng)驗，我覺得“兩個結合”應是重要的一條，即管理組織與科學技術相結合，如四人領導小組與高能所科技人員；另一個是內外相結合。在依靠自己力量的基礎上盡量吸收國外一切可為我用的東西，BEPC的優(yōu)越性能不能不說是吸取SLAC的SPEAR對撞機成功的經(jīng)驗和失敗的教訓的結果，做到了“青出于藍而勝于藍”。談到這里，我覺得SALC潘教授對我們的熱情的、無私的幫助是十分令人感動的。

　　最后，從我前面的片段敘述中，不難看出，在BEPC曲折發(fā)展的全部歷程中，李政道教授以炎黃子孫的赤忱，一心以我國科研事業(yè)的發(fā)展為己任，投入了無限的精力，經(jīng)?；貒蛲ㄟ^電話長時間地用他寶貴的時間與我們聯(lián)系。每當我們遇到困難時，他總是不遺余力地在中、美兩方為我們疏通渠道，排除困難，使BEPC的研制工作得以摧破堅冰，順利前進，以抵于成。他的無私的奉獻和所起的作用，這里就不一一敘述了。