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相對於物理、化學、電子等三個系的集團作戰,數學系就是八仙過海、各顯神通了。張純《中國古算之西式表述》、周達《關於幾道微積分題目之新解法》、胡敦復《平直積分微分方程論》,都是根據自己興趣寫的,各有所長。
如果說學生們的論文還顯得有些稚嫩的話,那麼iprt的兩篇文章,足以奠定《私立經世大學學報》在中國、乃至東亞的領先地位:一篇是愛因斯坦、米列娃共同署名的《對相對論侷限性之思考》,文中深入探究引力的本質,並注意到慣性質量與引力質量之間的關係,從某種角度說,已經推開廣義相對論的一扇窗戶。還有一篇,就是孫元起蓄謀已久的文章:《一種迴旋粒子加速器的構想》。
說到粒子加速器,普通人還有些陌生,但在實際生活中,它卻是非常普及的。比如大屁股的電視機和電腦顯示屏(即crt顯示器)、x光設施,都是小型的粒子加速器。
粒子加速器在二十世紀以來的科學研究中,更是不可或缺:它發現了絕大部分新的超鈾元素,合成了上千種新的人工放射性核素,並憑藉它,系統深入地研究了原子核的基本結構及其變化規律,促使原子核物理學迅速發展成熟;高能粒子加速器的發展,又使人們發現包括重子、介子、輕子和各種共振態粒子在內的數百種粒子,建立了粒子物理學。在工學、農學、醫學各領域中,加速器被用於同位素生產、腫瘤診斷與治療、射線消毒、無損探傷、高分子輻照聚合、材料輻照改性、離子注入、離子束微量分析以及空間輻射模擬、核爆炸模擬等方面。尤其是近20多年來,加速器的應用已遠遠超出原子核物理和粒子物理領域,在諸如材料科學、表面物理、分子生物學、光化學等其它科技領域也得到廣泛而重要的應用。
事實上,孫元起在1900年公佈所謂的“鍊金術”,即用天然放射性元素放射出來的a射線轟擊氮原子首次實現元素的人工轉變以來,物理學家就認識到,要想進一步認識原子核結構及變化規律,必須用高速粒子來轟擊原子核。然而天然放射性提供的粒子能量有限,只有幾兆電子伏特;天然的宇宙射線中粒子的能量雖然很高,但是粒子流極為微弱,比如能量為10的14次方電子伏特的粒子,平均每小時在一平米的面積上只降臨一個,而且無法支配宇宙射線中粒子的種類、數量和能量,很難用於開展研究工作。因此為了實現有預期目標的實驗研究,研製和建造粒子加速器就變得非常重要。
科學家最初的設想,是利用直線加速器加速帶電粒子,粒子沿著一條近於直線的軌道運動,並被逐級加速的。可是,當需要很高的能量時,加速器的直線距離會很長。用什麼辦法來大幅度地減小加速器的尺寸呢?在1930年,耶魯大學的畢業生歐內斯特·勞倫斯在直線加速器諧振加速工作原理的啟發下,提出了研製迴旋加速器的建議。就是在迴旋加速器裡增加兩個半圓形磁場,使帶電粒子不再沿著直線運動,而沿著近似於平面螺旋線的軌道運動,這種改造使得加速器的電場不至於太長而導致電場能損失,也可以逐級諧振加速到很高的能量,而且加速器的尺寸也大大地縮減。憑藉此項發明,勞倫斯獲得了第39屆諾貝爾物理學獎。;
孫元起在《一種迴旋粒子加速器的構想》文中,就是提出這個極富設想的設計發明。
除此之外,孫元起還承擔了一項艱鉅的任務,就是給這本理科學報寫篇卷首語。在某種意義上講,孫元起把這篇文字看得比學報中的任何一篇論文都重要。因為它既是學報未來一段時間的辦刊宗旨,也是讀者對於學報的最直接印象。是宣傳鼓動,大喊“科學技術是第一生產力”的口號?還是介紹眼下世界上最新的科學進展,讓讀者與科學界同呼吸共命運?
猶豫再三,孫元起決定寫出自己最想做、一直在做