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高能物理實驗大師袁家騮

92/08/08 8856

陳富香｜《科學發展》特約文字編輯

袁家騮院士一九一二年出生於河南安陽望族。當年他祖父袁世凱常常親自餵他喝雞湯，還抱著留著小圓頭的他坐在腿上講故事，疼愛之情溢於言表。可惜，他三歲時祖父就辭世了，因此小時候是跟著祖母一塊長大的。他父親袁克文是民初四大公子之一，文章寫得非常好，當年他祖父的奏章便出自他父親的手筆。天資聰穎的他，耳濡目染之下，表現過於常人，「神童」之稱不脛而走。

他跟物理結緣肇始於新書學院念初中時期，當年的校長很注重學校的基礎科學教育，初中一年級就設了物理學科，這對他日後從事物理研究影響深遠。一九三○年，就讀燕京大學的他，在名理論物理學家謝玉銘的指導下，為物理打下非常良好的根基。由燕京大學取得碩士學位後，當時燕大的校長司徒雷登對他百般賞識，還親自為他爭取到赴美深造的獎學金，一九三六年，他便負笈前往加州大學留學。

自小就勤奮節儉的他，赴美時身上只帶了40美元，十六天的航程，他都窩在簡陋的三等船艙裡，肚子餓了就吃又臭又腥的鹹魚，連每碗一元的稀飯都捨不得吃，當船由天津開抵舊金山時，他體重足足掉了十幾公斤，登陸時身上只剩25美元。

即使這樣，瀟灑的他仍舊信心滿滿，常見他西裝筆挺地走在校園裡，身為華裔又喜歡拉二胡，當時的他頗受矚目。在加州大學享受一年獎學金後，由於學校董事會對東方人的歧視，縮減獎學金額，他於是向加州理工學院申請入學，校長密立肯親自來電報授與獎學金，這位美國第一位諾貝爾獎得主，成就了未來的物理學大師。

跟吳健雄院士在加大的相知相識，對袁院士起了很大的鼓舞。一九四二年，就在密立肯校長家的花園裡，他們舉辦了中國風味十足的結婚典禮，當天來了好多貴賓，連美國當地的報紙都登出袁大總統孫子結婚的消息。婚後他們育有一子緯承，一門都是物理學博士，傳為學術界的美談。

膾炙人口的發現

第二次世界大戰開打，袁院士曾到美國東岸從事國防研究；大戰結束後，他轉到普林斯頓從事宇宙射線中子來源的研究，當時他應同校懷特教授的誠摯邀請，答應跟他一道前往美國布魯克海汶國家實驗室共同建造高能質子加速器，這一做就是30年。

袁家騮院士畢生都投注在高科技研究領域，期間他最重大的成就有：在一九四○年末，為了證實宇宙射線裡的中子是次階粒子，他甚至搭乘B-29轟炸機到七千公尺的高空做實驗，利用中子的分布來推斷中子確實是宇宙射線的次階粒子。實驗結果證明：中子是宇宙射線打到大氣層後所產生的東西，跟他的說法：「宇宙射線裡的中子是次階粒子，而非原來就有的原始粒子」吻合，他把宇宙射線的性質做了很重要的補充跟澄清，「宇宙射線中子來源」是他當時很具代表性的重要發現。

一九五○年，年紀輕輕的他能夠參與建造美國布魯克海汶國家實驗室，是人類破天荒頭一個「高能質子加速器」，這在當時可是件很了不起的大事，尤其他當年在裡面又擔任舉足輕重的角色。

加速器的建造完成，讓袁院士享有了優先做實驗的權利。他於是跟林登邦（Lindenbaum）合作研究共振物理學，他們利用高能量的πN散射，首次產生Δ⁺⁺跟Δ^°的兩個共振態新粒子，這是「重子共振態」的第一次發現，這個新發現更是諾貝爾獎級的重要發現。

由於這些傑出的成就與發現，他曾榮獲中研院第三屆院士、紐約科學院院士、美國物理學會會士、駐美工程師協會科學成就獎，及全美華人傑出成就獎等殊榮。且擔任過歐洲原子能中心、蘇聯高能物理研究所、巴黎大學的訪問教授，及中國合肥科技大學、南開大學、河南大學、東南大學等校的名譽教授及南京大學榮譽博士。

對臺灣的重大貢獻

袁院士對臺灣科學的貢獻厥偉。一九八一年，袁院士及吳健雄院士伉儷建議政府在國內興建一座同步輻射加速器，以提升我國基礎與應用科學研究水準，得到當年行政院孫運璿院長大力支持。一九八三年，行政院同意設立同步輻射研究中心，袁家騮院士經眾指導委員推選為主任委員，從此他往返美臺兩地督導同步輻射的籌建工作。

袁院士每年回國都得主持包括同步輻射研究中心的指導委員會議、技術評審委員會議等重要會議，即便已經高齡89歲，還常常看到他搭著飛機四處開會，身體不好的時候一樣繼續。做事嚴謹認真的他，每次開指導委員會議之前，都一一去電跟委員們討論同步輻射中心所碰到的問題，期使每次會議都能順利進行。

為了興建臺灣同步輻射加速器，動員了當時國內外的科學菁英。一九九三年四月十三日，同步輻射電子束儲存成功，綻放出臺灣第一道同步輻射光芒。同年十月十六日舉行光源啟用典禮，李前總統登輝先生、孫前院長運璿先生當時都親自出席啟用儀式。同步輻射的光源啟用，使臺灣在這一領域取得世界級的地位，且是在亞洲第一個擁有第三代同步輻射設施的國家。袁院士也因此於次年獲總統頒授三等景星勳章，以表彰其對臺灣科學的特殊貢獻。許多現在投入同步輻射研究中心發展的學者，也受到了袁院士精神與毅力的感召。

由三條光束線蛻變至今，同步輻射研究中心現已建造完成一座1.5 Gev全能量注射加速器、六座插件磁鐵、二十一座光束線及四十五座實驗站，跟日本SPring-8合作興建的臺灣專屬「生物結構與材料研究光束線」及「非彈性Ｘ光散射光束線」也陸續完成，國內外科技學術界至此有了先進的同步輻射光源，能夠進行尖端科學實驗。自光源啟用至今，已有超過一萬用戶人次使用這座臺灣同步輻射神燈，進行近二千件實驗計畫，研究領域涵蓋材料、化學、物理、生物、化工、地球科學、環境科學、工業應用等。目前，同步輻射研究中心正配合基因體醫學與奈米科學等國家型研究計畫，如火如荼地展開尖端科學研究。

總之，亞洲第一座第三代同步輻射光源能早日在臺完成，相關的研究能在國內蓬勃發展，國人能有個絕佳的尖端科學研究環境，海外的學人能如鮭魚溯源般返鄉服務，國際間的合作交流能夠更上層樓，臺灣的同步輻射能夠躍入世界級的頂尖水準，一切的一切，全賴袁院士不辭辛勞居間努力奔走。

近兩年他因為身體健康欠佳未能回臺，對同步輻射研究中心的發展與定位問題卻仍念念不忘。依據二○○二年六月十九日總統公布的「財團法人國家同步輻射研究中心設置條例」，原「行政院同步輻射研究中心籌建處」於二○○三年元月正式改制為公設「財團法人國家同步輻射研究中心」，使得中心能夠更具彈性，可以不受限於政府人事、預算等僵化制度的限制，對整個中心的發展與人才的延攬助益頗多。改制能夠順利推動，袁院士實是幕後強而有力的推手。

成功最大的特質

袁院士總以開明的胸襟看待宇宙萬物，他從不排斥非常新穎且與眾不同的事物，也不會非主流科學中的科學就不做，只要有發現新現象的契機，他都興致勃勃。

袁院士做學問最大的特點是毅力超強，他常說：「做一個正確的實驗可以推翻理論，理論不能推翻實驗。做一個好的實驗物理學家，第一要對物理有深刻的認識，第二要對所用的儀器如數家珍。」眼光遠大的他總是堅持：要做就要做世界最好的。具有強烈自信心的他很懂得選擇研究題目，目標一鎖定，絕對排除萬難努力完成。

當年袁院士領導美國布魯克海汶國家實驗室，進行世界上規模最大且具決定性的物理實驗，實驗結果，科學家們至今仍認為具備根本性的影響。當年實驗的題材和方法，美國、蘇聯及歐洲的科學家們仍然沿用至今，袁院士眼光的獨到實非常人能及。

當年他曾經跟錢思亮、蔣故總統經國先生討論過臺灣的同步輻射，也曾極力勸阻蔣中正總統發展核武，當年蔣總統徵詢他的意見時，他說：「談及可否做原子彈？最好不要做這類研究。」袁院士非常關懷兩岸及世界的和平，他認為能和平共處才是人類最大的福祉。

獎勵後進不遺餘力

每次回臺灣，時間許可的話，興趣廣泛的他必定走訪故宮博物院。他跟夫人吳健雄院士共渡55年歲月，兩人伉儷情深形影不離，儘管長年居住在海外，對兩岸科學發展卻很關心，也很樂意提攜後進。兩人捐出畢生積蓄，設立三個基金會：第一個是為吳健雄的父親在美國所設立的吳仲裔獎學金基金會；第二個是在臺灣的吳健雄學術基金會；第三個是在美國所設立的吳健雄袁家騮科學講座基金會，這三個基金會都是袁院士為妻子策劃的。

一九九五年秋，四位諾貝爾獎得主楊振寧、李政道、丁肇中、李遠哲，在臺灣替吳健雄院士作壽時，共同發起創立吳健雄學術基金會。當時創立基金會的宗旨在培育國內青少年科學菁英，希望藉此推動大眾對科學教育的重視。一九九七年二月吳健雄院士辭世，袁院士強忍悲傷，全力推動基金會的各項活動。當時已經90歲的他，常常特別為基金會的董事會議回國，對基金會業務的推動非常關心。

為了激發青少年的科學潛能，提升華人的學術研究水準，紀念吳健雄院士在科學上的成就，每年袁院士都邀請世界級的學術大師到臺灣擔任講座，同時邀請近20位國內資深的教授擔任評審及助講，並在國內選拔一百三十多位高二到大一程度的優秀青年參加科學營。袁院士所邀請的大師不只學術頂尖，對學術追求的精神及對人文所表現的關懷，都足為世人的典範。因此，吳健雄學術基金會每年所舉辦的科學營，對科學教育及學生都產生了良好的示範。

袁院士最後一年時光，是在北京協和醫院過的。親友去看他，他總笑著說：「我現在跟個孩子似的，每天看了什麼、聽了什麼、講了什麼，轉頭就忘了。」他常坐著輪椅，在醫院裡找冰淇淋吃，並跟大家打招呼、握手，醫院裡的人都知道，這是位世界級的重要科學家，但是袁院士面對這樣的事情，總是謙虛地說：「我只是經驗比大家豐富些罷了。」

二○○三年二月十一日，九十一歲的袁院士因心臟衰竭病逝北京協和醫院，這位偉大的科學家、慈善家、教育家完美地渡過一生。哲人已遠，留予後人的追思卻是無限。

資料來源

《科學發展》2003年8月，368期，60 ~ 65頁

同步輻射(22)

高能物理實驗大師袁家騮

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