桑榆未晚（四）

 摘自克斌文選 《秋水長天》

秋季開學后，我找了物理系的***教授，表示了我的意願。他說他們組裡需要人手，還說我是他招進來的。原來***教授曾任1981 年物理系招生辦主任，從此他成了我的博士論文導師。  

第二學年開始，我結束了第一年教學助理（TA）的工作，全部靠科研資助（Stipend），由導師***教授提供。由於通貨膨脹，資助在原來每月500 元的基礎上又增加了幾十元。我搬進了導師分配的辦公室，房間有15 平方米，我和一個名叫辛西婭•蓋勞維奇的高年級同學共用。老闆給我一篇關於測量原子核磁矩的論文，讓我學習一段時間后，同他討論。  

這時，四大力學的課程都已結束，我選了兩門課程，量子場論和多體問題。這些課程只有作業，沒有考試。講場論的老師班克，從UC 三塔克如茲大學到這裡做客座教授。做過的習題有康普頓散射截面的推導、費曼路徑及分等，還有費曼圖。  

多體的老師是瓦利希卡，教材用的是他和非特爾合寫的書，多粒子系統的量子理論和非相對論場論。他讓學生自選題目到黑板上講述。我挑選了推導魏克定理。把底稿交給他看以後，他提醒了一句：「不要在數學推導上迷路。」  

幾個星期後，我去見***導師討論心得。他說，我得改個課題。因為磁矩測量得到洛斯—阿拉莫斯國家實驗室，該實驗室屬於保密（Classified）級別。我來自紅色中國，尤其不能進入。他給了我一篇實驗提案（Proposal），一個關於在貝茨實驗室的電子散射的課題。該實驗室屬於MIT， 對外開放。  

10 月，同組的高班研究生彼得•掃恩要到西雅圖華盛頓大學索取數據。他需要幫手，老師派我同往。該實驗室有兩台范德格拉夫靜電加速器（Tandom），在美國很有名氣。我每天參加輪換值班，實驗室有幾個學生負責加速器的運行。彼得生活節儉，我們沒有住進旅館，常常在休息室里對付一覺，有時他帶我到他父母家中過夜。他們家有一條大黃狗，對著我兇狠地狂叫。主人拉住它，跟我說不會有事的。 

不值班的時候，我到華盛頓大學物理系找高能所的同學，大師兄陳鳳至。他也是單身一人，在這裡做理論粒子物理研究。見我來了十分高興。那幾天，只要不值班， 我就和鳳至兄聚到一起。他帶我遊覽了西雅圖的市中心，爬上了該市的地標建築宇宙針。一個聳入雲天的高塔上托著一個形似飛盤的建築。站到塔上，周圍景色盡收眼底。 

       圖 68我和陳鳳至同學在華盛頓大學的留影。

華盛頓大學的建築多以紅磚為主，古色古香。瀕臨大海，環境清幽，是個學習的好地方。只是多雨，有些不便。鳳致兄借了條船，在靠近學校的地方划來劃去，任憑風浪，清閑自在。我倆有時去中國飯館吃飯，有時在陳兄的住所自己動手下廚。由於有鳳至兄陪同，在西雅圖的幾天很快就過去了。在填寫報銷單的時候，彼德對我說，吃多少報多少。我按他的要求每天只報了2 美元。他又覺得不好意思，我說我的飯費大多數都是朋友出的。他說朋友請你吃飯，你也可以報銷。 我覺得意思不大，這是我的第一次出差報銷。 

11 月初，導師派給我新任務，和助理教授傑夫•馬爾托夫一起到印第安納大學去做實驗，那將是我的博士論文。我們在晚8 點鐘動身，乘大飛機到達芝加哥，再轉乘布瑞特航空公司的小飛機，飛往印第安納的小城布魯明頓。小飛機上只能乘坐10 來個人，靠螺旋槳驅動。它像小蜜蜂一樣飛翔在風城上空，呼呼地叫著。由於飛得不高，可以清楚地看清高速公路玫瑰花瓣的圖形，我還照了張相。 

小飛機晃晃悠悠，我覺著忽閃忽閃， 擔心一下子會摔下去。小蜜蜂刷地一下落到了地面時，我倒吸了一口涼氣。傑夫往實驗室打電話，要人來接。等了半個多小時，不見人影。比我小10 歲的二導師傑夫按耐不住火燥脾氣，徑直叫了一輛計程車，把我們送到印第安納大學的核物理實驗室，IUCF，即印第安納大學回旋加速器裝置。 

  圖 69 傑夫在試驗完成後飛往芝加哥的小飛機上。

到了實驗室，我們遇到了另一個脾氣暴躁的科學家，負責對外聯絡的查克•法斯特先生。他紅著脖子埋怨傑夫沒再多等他一會兒。

後來，他在背地裡對我說傑夫像個小孩物理學家。IUCF 是國家科學基金會（NSF）支持的一個大學實驗室，NSF每年投放30% 的基金到該實驗室。這裡的主要設備是一台等時（isochronal）回旋加速器（cyclotron），由四個扇面加速裝置組成。可以加速質子、氘核等，最高能量可以到達200 兆電子伏特(MeV)。  

該實驗室對外開放，各處的核物理學家可以提出實驗方案。每年夏天，召開一次鑒定會。聘請幾位頗富名氣的科學家組成一個叫做PAC 的委員會。做實驗的人在這個會上宣讀提案，經過答辯，PAC 的成員集體決定，哪個提案更加合理可行並且具有重要的物理意義。實驗室的兩位並列主任是丹•米洛和印度裔的保羅•辛。 

保羅同我的老闆***在洛斯•阿拉莫斯共過事。有時，我們未經PAC 通過也能得到一兩周的束流，在中國這叫走後門。  

當時，該實驗室已經花了數年的時間研究p-n 核反應，探索巨共振態。有兩個大組各自獨立地做實驗。一個組由 IUCF 的查理•古德曼教授領導。一個由俄亥俄肯特州立大學的教授迪克•梅迪領導。古德曼家擁有製鞋產業，十分富有，但不影響他的科學研究。他主編了pn 核反應一書，並且因為這方面的貢獻獲得了核物理領域的班訥獎。 

我們要做的題目是p-n 核反應的反過程，n-p 反應。即用中子轟擊靶核，觀測出射的質子。P-n 和 n-p 反應都是電荷交換過程，相當於貝塔衰變。如果用石墨（碳 12）作靶，在p-n 過程中，產物核是原子序數增加 1 的氮 12，相當於通常的貝塔衰變； 而在np 過程后，產物核原子序數減 1 ，成了硼12，相當於釋放正電子貝塔衰變或 K-俘獲。在貝塔衰變中又分為費米躍遷和蓋莫-台勒躍遷。費米躍遷時，核的自旋不變，初始核與產物核具有相同的同位旋（iso-spin）。這叫同位標量躍遷（isoscaler ）。在蓋莫—台勒躍遷中，自旋、同位旋同時翻轉。它屬於同位失量躍遷（isovector），因而可以觀測到更多的物理機制，這也正是研究 n-p 反應的意義。理論家瓜爾德推導出一個電荷交換反應的求和定則，把 n-p 和 p-n 的數據結合到一起，可以揭示核子向高激發態躍遷的幾律。 

相對而言，n-p 反應的測量比 p-n 要難。首先，加速器只能加速帶電粒子，因而質子束流可以直接產生。而中子束流必須通過二次過程，比如 p-n 反應，產生中子，因而束流強度以及能量的單色性都不如質子。此外質子帶電，容易控制，既可以用鉛磚擋住，又可以用磁場掃開。而中子不帶電，貫穿能力很強，不容易控制。大量的中子會產生很強的放射性本底，對測量不利。因此，願意參加這項工作的人數不多。  

到達IUCF 的當天的上午，傑夫召開了一個大約有20 人的合作會議。到會的有古德曼領導的IUCF 小組，有俄亥俄州立大學翟克•挼帕泡特的小組，有UC 戴維斯的保羅•布瑞迪的實驗小組。陣容強大。坐了一夜的飛機，沒有休息，一下子又見到這麼多各路英豪，再加上對專業知識的缺乏，我覺得昏昏噩噩，基本上沒聽明白他們要幹什麼。只知道中子束流通過質子轟擊鋰 7 靶產生。然後，用一堵水泥磚砌成 2 米厚的牆擋住大部分中子。中間有一個1 英寸寬的小孔只讓從0 度角出射的中子飛到牆的另一面，從而提供單一能量的中子束流（Monochromatic neutron beam）。 

在准直孔的上游放一塊1 英寸厚的鉛板擋住上游過來的 120 兆電子伏特的質子。在准直孔的下游，裝上靶核和探測器。 靶子由深灰色的鋰6 金屬壓制而成。反應式是Li6(n,p) He6。原計劃用一個大體積直徑 5 英寸的塑料閃爍體來探測散射的質子p。由於本底高，能量解析度又低，中途改用高純鍺探測器 。每個高純鍺直徑一個英寸左右，空間和能量分辨都比較高。然而由於厚度有限，單個兒的鍺探測器不能完全阻止大約105 兆電子伏的質子，需要把2 到 3 個串接在一起，習慣上稱之為望遠鏡。我們一共有8 個鍺探測器，形成了 3 套望遠鏡，測量從三個不同角度出射的質子。在鋰6 靶的前方放置一個薄片塑料閃爍體來剔出（Veto）中子束流中殘留的質子。靶後放上另一個薄片探測器來標記散射質子的發出並且作為電子數據收集系統的觸發信號。後來，發現 Veto 探測器用處不大，反而帶來麻煩，於是把它撤掉。 

我們需要測量小角散射的質子，但是在零度的位置上有大量的中子，無法監測。所以在鍺探測器前要放置一個橫截面是梯形的磁鐵，名叫乃韋斯。 其任務是把朝前散射的質子掃進探測系統，避開中子束流。實驗區在北廳，空間很小，只有8 平方米左右。未經反應的絕大部分中子通過一個大洞跑到實驗室圍牆之外。 那裡放有UC 戴維斯小組貢獻的中子流量監測器，其數據可用來標定中子束的強度。 

經過大約一周的努力，遺憾的是本底雜訊太強，實驗沒有成功。我第一次來到IUCF， 還是學到了不少東西，從實驗條件的建立，到電子信號收集，以及數據的索取和存儲，都獲得了第一線的感性認識。此外，見到了來自研究生院的 401 所的同學陳泉，他在印第安納大學攻讀博士學位。還認識了UC 戴維斯小組的幾個人，組長布雷迪教授，來自智利的桓•羅密歐教授。還有博士后卡柔洛斯•卡斯塔內達， 他來自哥斯大黎加。還有研究生提姆•伏特，來自加利佛尼亞的三侯塞。 

圖 70  UC 戴維斯小組的環•羅密歐（中）、博士后卡柔洛斯•卡斯特內搭（左），研究生提姆•福特（右）。

回到斯坦福大學，我做了三件事情。第一件是設計一個用鋁材製作的方桌，用來支撐鍺探測器。四條桌腿的下邊裝有小輪，可以讓支架水平移動。小輪上有鎖定裝置，待位置確定后把桌子固定。桌面是半英寸厚的鋁板。設計好后，由物理系的金工車間製作。第二件事是設計一個無縫封閉的鉛室，前面留3 個圓洞放進散射過來的質子。鉛室壁厚2 英寸，由不同形狀的鉛塊堆積而成。圖紙設計好后，帶到 IUCF 實驗室去澆鑄。傑夫看見我畫的那些圖紙，凸凸凹凹，說是迷宮，沒有提出不同意見。第三件要做的是計算質子經過磁場時的徑跡及在磁鐵出口時折射的方向。我用解析的辦法作了計算，給我的二導師傑夫看了，他覺得可用。 

1983 年冬季學期，我選了兩門課，一個是實驗核物理基礎，主講教授是我的導師***，講義用的是他的手稿。另一個要學的課程是佛傳（Fortran）語言。80 年代初，計算機已經在各種領域被廣泛地應用，作為一個物理系的研究生，不管是搞試驗還是作理論的，不懂程序設計就無法完成論文。佛傳語言當時在核物理和高能物理領域都是離不開的工具。Fortran 的原意就是 Formula Translation，即數學公式的翻譯，適用於科學技術中的數學計算。在科學院研究生院時，已經學過 一遍了，不過那只是紙上談兵，沒有上機的機會。現在可以在計算機上自己輸入程序，編譯和連接。還可以自己修改錯誤，直到得出正確的結果。然後把結果顯示在屏幕或者存儲到一個文件里。在後來的工作中，佛傳成了我每天必用的語言，對我來說它就像中國的會計們愛玩不忍釋手的算盤。 

除了修課，我還領了一份TA( 教學助理)的工作，輔導大學生的物理實驗課，電子線路設計。講課的是約翰•佛克斯。他本人是應用物理系的研究生，有豐富的電子學經驗。試驗中用到信號發生器、示波器、固體組件等。對我來說也是個學習的過程。 

這時我結識了一個年紀比一般學生大幾歲的本科大學生，名叫吉姆•納夫。他有時和我一起討論物理問題。他曾在美國海軍服役，去過菲律賓。退伍后，在一家公司工作。海軍和公司都為他各出一部分學費，他要在斯坦福大學拿個學位。繁重的工作與學習使他時間緊迫，每天只吃一頓飯，中午只吃幾個水果。我在美國第一次見到這麼刻苦的人。他的妻子尤麗是菲律賓人，在一家銀行作職員。我對吉姆很同情，佩服他刻苦學習的精神。他在物理課的作業里遇到難處，我會給與一些幫助。久而久之，我們成了朋友。他夫婦二人在周末會帶我出去吃飯，或者到舊金山遊玩。 

到了暑假，吉姆有了多餘的時間，教我學開汽車。它有兩輛新車，都是豐田（Toyota），而且是手動的。他開的是跑車修普拉（Supra），尤麗開克羅拉（Corolla）。每個星期六上午，他都開著克羅拉來接我，到足球場邊的一大塊空地。先向我介紹車的基本知識，然後把變速器放到第一檔，擰動鑰匙，打開引擎，練左右腳的配合。左腳先踩離合器到底，然後，慢慢鬆開。松到一定程度，右腳輕輕踩下油門，車就開始移動。但是對初學的人，這個火候很難掌握。油門踩早了，引擎轟轟響，但車子不動；油門踩晚了，離合器已經鬆開，車子就「吭」地一下熄火。開始時，十回有八回都要熄火。吉姆耐心地告訴我，踩離合器要輕鬆（Easy）。就像踩雞蛋似的，一點一點地鬆開，才能找到感覺。然後，他讓我用第一檔開上幾圈，過把車癮。 

    圖 71吉姆和我在斯坦福書店前的噴水池旁合影。

重複了兩三個上午以後，吉姆教我在行馳中換檔。左腳踩下離合器，右手拉動變速桿，從一檔換到二檔，然後左腳抬起，鬆開離合器，踩油門加速前進。到了一定的速度后，再換到第三檔。如此這般，又是兩三個上午。當我換檔技術掌握后，吉姆開始教我控制方向盤，左拐，右拐。他把幾個大塑料桶排在一條線上，讓我在第二檔上繞著塑料桶走阿拉伯的 8 字，開到頭，再轉回來沿反向行駛。  

有一次，我不小心，白色車身蹭到了塑料桶上，留下了一條綠痕。我心裡怪不好意思的，吉姆卻沒在意。開得差不多了，吉姆讓我開著他的修普拉上街。 

在一個街口上，後邊的一輛車有點暴躁，向我鳴笛抗議。然後茲拉一聲，從我左邊沖了過去。吉姆要我別緊張，說那個司機是個「二百五」（Jerk），不要怕後邊的車子。 

拐進校園時，彎拐得太大，把車開到反向行馳的道上。吉姆拉起手閘，把車停下。他還是輕輕地對我說：「別緊張（Easy）」。吉姆的耐心有時讓我感到過意不去。他用新車教我，我有點拘謹，生怕把車子碰壞。到了 11 月，我買了一輛舊車，也是手動的。開自己的車劃上個印兒，蹭破點皮，沒多大關係。開著舊車，思想解放，沒有精神負擔。一個多月後，我考到了駕駛執照。多虧吉姆的耐心和慷慨，使我打下很好的開車功底。後來，吉姆南去聖地亞哥（San  Diego），我往東到了麻省，關係中斷。但這個勤奮友好的金髮青年一直記在我的心間。 

               圖 72吉姆和我在 Point Ray 的合影。

1983 年 5 月，我被派往 IUCF 去準備第二次試驗。我帶去了支撐探測器的鋁桌和鉛屏蔽室的圖紙。這次我要在這裡住上一個月，為了節省，我請同學幫忙找了個學生公寓，同別人合住。安排好后，陳泉回國探親。到達實驗室的那個下午，有個美國人來找我，他是陳泉託付的那位研究生。他頭上戴著藍色圓頂帽，身著藍色的確良建設服，這身行頭比我更像來自中國大陸的。他張口就用漢語作自我介紹，名字叫肯，論文的課題是《左傳》研究。看來，他的中文造詣比我深多了。我從來沒想過讀左傳。 

 圖 73肯和我在印第安納大學公寓。

他把我帶進公寓，兩個卧室，我住一間，他住一間。一個月150 美元，比住旅館要便宜好多。陳泉在回國前，把自行車留給我，於是我有了代步工具。上班下班，買東西都離不開它。每天下班后，自己做飯，中午帶點簡單的食物， 如三明治。肯生活節儉，屋裡連個電視也沒有。幸好陳泉留下幾本中文雜誌，我休息時翻翻，放鬆消遣。 

晚上，我有時和肯閑聊。他的妻子是馬達加斯加人，他常去探親，有時妻子也過來。像他研究的課題一樣，肯有些古板正經，但他是一個挺隨和的好人。我後來在翻閱計算機的材料時遇到一個詞Default 。查字典后，還是不理解它的意思。於是向他請教。他說當你面臨幾種選擇的時候，機器為你準備了一套起始方案或起始狀態，那就叫 Default。令我豁然開朗。用通俗電話說，在你尚未選擇之前，人家呈送一個預備好的選擇給你。 

我把圖紙交給實驗室的技術人員，他們審視了圖紙后，跟我說投影圖畫反了。原來，中國和美國的製圖標準不同，左與右的投影正好調個個兒。他們沒有讓我修改圖紙，只在製作中糾正過來。他們把圖紙晒成藍圖，做出模具。沒幾天，鉛室的各部分配件都完成了，我把它們拼到一起，嚴絲合縫，無毫髮爽。我把鋁桌放到試驗區的平台上，又把鉛屏蔽室放到鋁桌上，校正好位置和方向，等待裝進鍺探測器。兩個星期後，傑夫•馬爾托夫趕來，開始連接電子線路，和他一起工作的還有 IUCF 博士后，挼哲•伯德。挼哲畢業於杜克大學，個兒不高，一臉大鬍子，人蠻和氣。

他是實驗室的唯一全時工作者，每周至少工作 100 小時。除了出去吃飯，很少見他離開實驗室。他的脖子上掛著好幾綹電纜，忙來忙去，他是一位為數不多的工作狂人。聽說，他的夫人經不住他對工作的滿腔熱忱，離他而去。早期參加實驗的還有俄亥俄小組的翟克•挼帕泡特和泰瑞•泰迪尤契。 

傑夫、泰瑞、拉哲和我每天值班，只有少量的睡覺時間。最後的兩三天，傑夫和我連續工作40 多個小時，只在吃飯的時候出去一會兒。遺憾的是輻射本底太高，拿不到乾淨的數據。實驗結束后的那個早晨，傑夫和我吃過早飯，在實驗室的招待所里蒙頭大睡了10 多個小時。 

離開IUCF 的時候有點匆忙，來不及整理需要帶回去的儀器。委託查克•法斯特的研究生保羅•豪爾姆斯協助運回。沒想到他把好幾個光電倍增管直接裝進 一個木箱，不加任何保護和防震措施。等木箱郵寄到斯坦福的時候，光電倍增管全部成了碎片，損失數千元。傑夫狠狠地罵了保羅，批評他不負責任的工作態度。等我們再去 IUCF 時，保羅已經離開。大概他根本不喜歡核物理，只在暑假打工。 

回到學校，我準備 7 月回國探親。花了幾個周末，訂機票，買東西。有些貨物需要訂購，在北京提貨。我為我的妻子和姐姐各買了一塊精工石英女表，每塊 120 美元。提起坤表， 我心裡還裝著一個疙瘩。我和我妻子處對象的時候，陪她到隆福寺商場換錶鏈。她指著一個小巧玲瓏的錶鏈說，喜歡這個。售貨員說，這個錶鏈只能配小手錶。我一看那些小表都在數百元以上。心裡涼嗖嗖的，我當時掏出一塊錢都很困難。 

面對自己心愛的女人喜歡的物件，我卻沒有能力把它買下來，既內疚又遺憾。我想哄她說，以後有了錢，一定給她買塊帶細錶鏈的坤表。可是我不想騙她，因為我不知道猴年馬月才能拿出那麼多錢。現在，經過兩年在美國辛勤的學習與工作，我做到了。我為她買的這塊石英錶，黑色的表面配上金黃色的錶鏈。我還為孩子們買了玩具、衣服、書包。為老母親買了布料、西洋參等。裝進兩個箱子，滿載而歸。盼望與家人和朋友在北京重逢的幸福時刻。