冼鼎昌

冼鼎昌（1935年8月15日—2014年4月7日），廣東省廣州市人，理論物理學家及同步輻射套用專家，中國科學院院士、開發中國家科學院院士，中國科學院高能物理研究所研究員。

1956年畢業於北京大學物理系後到中國科學院近代物理所工作，1962年在丹麥尼玻爾研究所任博士後，1980後曾先後在美國紐約州立大學（石溪）理論物理研究所、比利時布魯塞爾自由大學、義大利國際理論物理中心及日本東京大學訪問，1989年“BEPC工程”獲國家科技進步獎特等獎；1991年當選為中國科學院學部委員；2002年當選為第三世界科學院院士，2002年獲何梁何利基金物理學獎。

冼鼎昌一生致力於同步輻射研究。

基本介紹

• 中文名：冼鼎昌
• 國籍：中國
• 民族：漢族
• 出生地：廣東省廣州市
• 出生日期：1935年8月15日
• 逝世日期：2014年4月7日
• 職業：教育科研工作者
• 畢業院校：北京大學
• 主要成就：1991年當選為中國科學院學部委員
  2002年當選為開發中國家科學院院士
• 性別：男

人物生平

1935年8月15日，冼鼎昌出生於廣東省廣州市的一個醫生世家。日本侵華後，他隨父母親輾轉逃難到湛江，一直到抗戰勝利後才回到廣州。

1946年，冼鼎昌考入廣州培正中學。

1952年，冼鼎昌考入北京大學物理系。

1955年初，由於國家發展原子能事業需要大量人才，國家決定在北京大學成立一個專門培養原子能科技人才的機構，對外稱物理研究室（後來改名技術物理系），由胡濟民教授任主任，當年招生。第一屆學生共97人，是從全國各大學物理系選出的優秀三年級學生，冼鼎昌就是其中的一名，經物理研究室一年的培養，給冼鼎昌在核物理的理論與實驗兩方面打下了良好的基礎。

1956年，冼鼎昌從北京大學畢業後到中國科學院近代物理研究所，師從朱洪元作粒子物理學的理論研究。

1958年夏天，冼鼎昌作為朱洪元的助教在青島舉辦的粒子物理及核物理講習班上講費米子的二次量子化理論。

1959年，冼鼎昌到蘇聯聯合核子研究所工作，一直到1964年回國，中間曾在1962年到丹麥哥本哈根的尼·玻爾研究所工作了一年。此期間主要從事粒子物理學中的唯象分析、散射振幅的解析性質、色散關係套用、π-π相互作用和對稱性等方面的研究。回國之後，他一直繼續粒子理論的研究。

1965年，作為一名主要助手協助朱洪元進行“層子模型”的研究。“文化大革命”後期，與中山大學李華鐘、郭碩鴻合作開展了經典規範場理論的研究，推動了此領域的研究在國內的開展。

1980-1981年，出國訪問，在紐約州立大學（石溪）理論物理研究所任研究員，訪問了紐約市立學院和費米國立實驗室。

1982年，應聘到比利時布魯塞爾自由大學物理系，開展了格點規範場理論的研究。他在粒子物理學理論方面工作到1984年，後因國家的需要，轉行到同步輻射光源及套用這個領域，領導建成中國第一個同步輻射裝置，開展了在這個裝置上的套用研究，並在此領域工作至今。

1959-1961年，任前蘇聯杜布納聯合核子研究所初級研究員。

1962年，丹麥尼·玻爾研究所博士後。

1963-1964年，任杜布納聯合核子研究所中級研究員。

1964-1978年，先後在中科院原子能所、高能所任助理研究員。

1979年，丹麥尼·玻爾研究所及歐洲核子研究中心（CERN）訪問學者。

1980-1981年，在紐約州立大學（石溪）理論物理研究所任研究員。在紐約市立學院物理系及費米國立實驗室任訪問學者。

1981-1982年，任比利時布魯塞爾自由大學物理系客座研究員。

1982-1985年，任中科院高能所副研究員、研究員。

1985-1990年，任中科院高能所同步輻射實驗室主任，負責同步輻射裝置建造。

1988-1993年，任義大利國際理論物理中心高級研究員。

1986-1994年，任《高能物理與核物理》（科學出版社）主編。

1990年，任博士生導師，開展同步輻射套用研究。

1990-1991年，任東京大學固體所客座教授。

1991年，當選為中國科學院院士。

1994年，任奧地利大學原子研究所客座教授。

1995-2000年，任中國物理學會同步輻射委員會主任。

2001年，領導建造同步輻射生物大分子晶體結構研究平台。

2002年，當選為第三世界科學院院士。

主要成就

冼鼎昌在科學刊物上發表論文180餘篇，內容從粒子物理、規範場理論、固體物理、光聲光譜、礦物學、自由電子雷射、同步輻射裝置建造、實驗條件數值計算到廣義相對論等方面的問題，反映了他對科學廣泛的興趣和勇於探索的精神。

強作用研究

1959年冼鼎昌到蘇聯聯合核子研究所，在馬爾科夫（A.Markov）通訊院士（後為院士、蘇聯科學院秘書長）的小組裡做研究工作。交給他的第一件研究工作是估算在聯合所的當時能量為最高的10GeV加速器上能夠產生的各種新重子的截面。這是強作用過程，對他來說是新的領域。他很快用統計模型做了估算，為實驗物理學家提供參考。在粒子散射過程的試驗數據分析中，分波法是常用的手段，關鍵是判斷需要計入的分波數，在終態只有2個或3個粒子時有成熟的規範，但在高能實驗中終態往往有3個以上的粒子，如何判斷，是一個有待解決的問題。冼鼎昌提出了一種方法來解決這個問題，引起了實驗家的重視。在這個方法中的一個“副產品”是提出了一種計算反應過程中終態有多個粒子產生時的相對論不變相空間的方法，這個方法在估計高能過程中多粒子產生的截面很有用。後來從文獻中知道，當時在世界上另外還有幾個獨立提出這個方法的人，這個方法至今還是高能物理中的一個標準的方法。

冼鼎昌在蘇聯做的另一領域的工作是研究強相互作用的對稱性。當時的實驗狀態處於粒子大發現時期，粒子數目不斷增加，比門捷列夫提出周期表時的元素數目還要多，很難想像它們都是“基本”粒子。20世紀60年代初國際上提出了SU（3）對稱性，它在粒子的分類上看來很成功，冼鼎昌和合作者把SU（3）對稱性推廣到超核系統，預言了一些很奇異的超核，引起了實驗家的注意。在這之後，他和合作者又把S矩陣的解析性質和S矩陣的對稱性質結合起來，通過複變函數中的菲拉格曼—林德洛夫（Phragmén-Lindelff）定理，得到不同的粒子反應過程在高能量下的一系列漸近關係。這時冼鼎昌對電磁過程和弱過程產生了濃厚的興趣，為了弄清楚在聯合所的高能物理實驗室里做這類工作的可行性，他和合作者計算了杜布納加速器作為高能光子源和中微子源的強度，雖然結果並不樂觀，但是這種設計實驗、估計實驗條件的理論工作對他日後從事同步輻射裝置建造和開展同步輻射套用大有好處。

1962年丹麥玻爾領導的哥本哈根大學理論物理研究所邀請冼鼎昌去做博士後研究，在那裡他從事散射振幅解析性和對稱性模型的研究，與小玻爾（A.Bohr）及格拉肖（S.Glashow）結下長期的友誼。玻爾和他在丹麥最後一次的談話大部分內容是關於新建立的DNA結構，面對玻爾書房裡的雙螺旋模型，冼鼎昌對玻爾所講的內容大部不懂，沒想到40年後他自己的工作也跑到和生物大分子交叉的領域中了。在杜布納和在哥本哈根的研究所，冼鼎昌工作勤奮，謙虛好學，思維敏捷，和同事相處很好，他十分注意充分利用國外的有利條件，吸取師友們的長處。他至今還常向學生強調交流、討論甚至爭論的重要性，回憶他在這段時期內從馬爾可夫、朱洪元、周光召、小玻爾、格拉肖等師友得到的啟發和幫助。那年在哥本哈根理論物理研究所里有一個關於色散關係的系統講座，小玻爾雖是搞原子核理論的，但對色散關係發生了興趣，從頭到尾去聽了這個講座，不但認真記筆記，講座完畢後還花時間寫了總結。在此過程中他們時有交流討論，冼鼎昌得以詳細觀察一個傑出科學家的思維過程，從中得到不少教益。

同步輻射研究

1984年秋，冼鼎昌轉入同步輻射套用的領域。80年代初，國家決定在北京高能物理所建造一台正負電子對撞機，對撞機是為高能物理實驗研究用的，它在運行時有一種極其寶貴的副產品——同步輻射。同步輻射最初被認為是妨礙加速器提高能量的禍害，是不受歡迎的。後來經過一段時間的研究，科學家逐漸認識到，同步輻射的出現為廣大的科學技術學科帶來前所未有的新機遇，大大促進了科技前沿的發展，是一個革命性的新光源。在世界上，凡是有條件的國家無不在大力建造同步輻射設備和發展同步輻射的套用。因此，在80年代建造北京正負電子對撞機（BEPC）時，國家便制訂了一機兩用（高能物理實驗、同步輻射套用）的建造方針。到1984年，在BEPC項目中，加速器和高能實驗譜儀的建造已經在進行，而同步輻射部分還沒有落實，連負責人也沒有落實，原因大約是同步輻射牽涉面太廣，而責任又太大的緣故。

1985年夏天，冼鼎昌正式擔任同步輻射項目的主任，也正式開始把自己朝一個“大雜家”的方向改去。要改，就要學，不但自己學，還要讓更多的同事和他一起學，因為他意識到，必須通過建造過程，培養出一批能在建成後在同步輻射套用發展上起作用的骨幹。冼鼎昌堅持一面學、一面講，不但自己講，還請進外單位的專家講，請國外來訪的專家講，每個星期都不間斷。有的人不理解，說工程任務都那么忙，哪來那么大的閒心來講課聽課！事實證明冼鼎昌是對的，幾年過去，他們實驗室培養出來一支能幹的年輕人隊伍，挑起了建成後實驗室開放發展的重任，他們的學習交流組織YESClub（青年工程師與科學家俱樂部），不但在高能所里很出名，而且在中國科學院裡也有點名氣，這是後話。總之，幾年下來，冼鼎昌的確把自己變成了一個雜家，初步的光束線的設計也可以做，單色器也可以領著學生去設計、去加工、去安裝、去調試，插入件的課程也可以講，甚至連儲存環里的電子運動對光源的影響也講過。有人說冼鼎昌有講課的癖好，其實他是用講課來強迫自己學習。

1990年初，第一條光束線和扭擺器都安裝就位，調試的時刻到了，全實驗室的工作人員都跑來看扭擺器的調試。儲存環的電流運行了，扭擺器的磁場加上了，光閘打開了，但是螢光屏上沒有光！一時間實驗廳里的空氣似乎都凝結了，大家心裡都產生了疑問。冼鼎昌要來一個計算器，定下心來快速做了必要的計算，一切都清楚了：在磁場不夠強的時候同步光斑是太偏了，根本不能從光閘出來；如果繼續增強磁場，同步光會從螢光屏的一邊出現，慢慢移到中心，磁場再增強時光斑會移到螢光屏的另一邊，最後移出螢光屏，這是扭擺器里電子軌道隨著磁場變化的結果。調試的結果確是如此，但又出現了新的問題：原來預期的一個光斑實際上出現了3個，而且大小和亮度都不同！冼鼎昌要來加速器直線段里扭擺器上下游的安裝圖，經過計算，多出來的光斑是分別從插入件的上游及下游的彎轉磁鐵來的，所以一大一小，真正來自扭擺器的光斑卻是3箇中最不亮的那一個。後來用X光探測器的檢查結果確是如此：在螢光屏上那兩個亮的光斑基本上不含X光，而不亮的那個X光的通量卻很大，表明它的確是從扭擺器出來的。

同步輻射裝置趕上與正負電子對撞機、高能粒子探測譜儀一起通過了國家驗收，中國成為第一個建成同步輻射裝置的開發中國家。BEPC的建成，設備本身固然大大促進了中國科技的發展，更為重要的，是通過這個項目培養出一支優秀的、有實踐經驗的加速器、高能粒子探測譜儀和同步輻射設施的專家隊伍，這是中國科技界的一筆十分寶貴的財富。冼鼎昌是得到國家科技進步特等獎項目“BEPC”的獲獎者之一。

獲得榮譽

冼鼎昌在學術上的貢獻和成就，使他獲得了許多獎勵：1978年“非阿貝爾規範場的磁單極解——同步球對稱規範場解”的研究獲全國科學大會獎；1982年“經典規範場理論研究”工作獲國家自然科學獎三等獎；同年，作為“層子模型”研究工作的主要助手，獲國家自然科學獎二等獎；1988年“格點規範理論”的研究獲科學院三等獎；1989年“BEPC工程”獲國家科技進步獎特等獎；2002年獲何梁何利基金物理學獎。

社會任職

曾任中國物理學會同步輻射委員會主任（1995-2000）、《高能物理與核物理》主編（1986-1994）、1995年被選為中國晶體學會的副理事長。他是全國政協第九屆和第十屆委員。

個人生活

冼鼎昌的祖父是中醫，父母親都是西醫。冼鼎昌兄弟姐妹6人，他排行第四。他的父親冼家齊是廣東最早的醫科大學——廣東公醫的畢業生，畢業後當了幾年附屬醫院的醫生，當年廖仲愷遇刺被送入該院，他是值班醫生，親手搶救，怎奈送來時廖仲愷傷勢過重，當即死去。冼鼎昌從記事起，印象里的父親總是在工作，不是在診所里就是在外出診。父親對病人十分認真負責，人緣極好，不過留給子女的時間太少了。

人物評價

冼鼎昌在科研工作上的一個特點是從不停步。上世紀90年代後期，他致力於推動同步輻射在中國生物大分子結構的套用。世界上同步輻射專用於生物大分子結構研究的可行性研究是在80年代初開始的。雖然長期以來，世界各大同步輻射中心生物學用戶不是主流，但是情況正在急劇變化。冼鼎昌認識到同步輻射是生物大分子晶體結構研究極為有力的手段，便全力為在北京同步輻射裝置上建造專用於生物大分子結構研究的光束線及試驗站奔走呼籲。在新世紀開始時，隨著人類基因組測序的基本完成，下一步就是弄清基因的全部產物的結構及功能，這將是進一步了解生命系統的關鍵一步。蛋白質的功能取決於它的結構，因此蛋白質三維結構的測定是結構基因組學研究中最重要的工作之一，科學家首先要面對的是空前大量的蛋白質結構的分析。