1973年成立了中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所，張文裕所長(zhǎng)一直強(qiáng)調(diào)高能物理的發(fā)展要有自己的實(shí)驗(yàn)基地，為此必須重視加速器物理、實(shí)驗(yàn)和理論物理三部分的發(fā)展。1978年，中國(guó)科學(xué)院成立理論物理研究所之前，科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)曾有意邀請(qǐng)朱洪元將高能所理論室主要骨干一起帶過去，并任所長(zhǎng)。張文裕獲悉后非常不高興地說：高能物理所必須要有強(qiáng)的理論室，理論、實(shí)驗(yàn)、加速器是高能物理發(fā)展不可或缺的三個(gè)組成部分。在老所長(zhǎng)領(lǐng)導(dǎo)下，朱洪元室主任帶領(lǐng)理論物理室在BEPC建設(shè)中做出了重要貢獻(xiàn)。
1.物理論證是正確決策的保證
早在1964年底，按照科學(xué)院指示，我國(guó)每年付給蘇聯(lián)杜布納研究所2千萬人民幣運(yùn)行費(fèi)將用于發(fā)展我國(guó)的高能物理。朱洪元主任組織理論室調(diào)研1億人民幣（5年運(yùn)行費(fèi)）能否在中國(guó)建立高能物理的實(shí)驗(yàn)基地。盡管由于文化大革命被迫停頓，但我室研究人員一直執(zhí)著地為我國(guó)高能物理發(fā)展奮斗著，何祚庥等在1969年8月提出了“698”方案，即所謂的“質(zhì)子，直線，強(qiáng)流，超導(dǎo)”八字方針。
1971年底，張文裕、朱洪元等科學(xué)家寫信給周恩來總理，建議抓緊基礎(chǔ)科學(xué)研究，建造中國(guó)的高能物理實(shí)驗(yàn)基地，1972年9月11日，周總理批示：“這件事不能再延遲了”。1973年成立高能物理研究所后不久，張文裕、朱洪元等率團(tuán)考察美國(guó)各地的高能物理研究中心及西歐核子研究中心（CERN），其后逐漸提出建造高能加速器的方案的建議。在周總理批示的鼓舞下，加速器物理、高能物理實(shí)驗(yàn)和理論等三方面的科學(xué)工作者聚在一起探討我國(guó)應(yīng)建什么樣的高能物理實(shí)驗(yàn)基地，到1977年底，形成了要在1987年建成50GeV質(zhì)子加速器的方案，上報(bào)獲批后簡(jiǎn)稱為“八七”工程，并選定在北京郊區(qū)昌平縣建設(shè)我國(guó)第一個(gè)高能物理實(shí)驗(yàn)基地。1978年8月，朱先生在東京舉辦的第19屆國(guó)際高能物理大會(huì)作了“關(guān)于中國(guó)高能物理初步規(guī)劃”的報(bào)告，引起了國(guó)際上各大實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家的興趣和重視。1980年底，國(guó)民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃調(diào)整致使“八七”工程下馬，高能物理實(shí)驗(yàn)基地向何處去？
圖1 朱洪元和謝家麟在國(guó)外考察高能物理實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)時(shí)與吳健雄教授討論
1981年3月，朱洪元和謝家麟兩位副所長(zhǎng)訪問美國(guó)，在李政道教授的協(xié)調(diào)下到芝加哥費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與中美高能物理聯(lián)合委員會(huì)的成員們進(jìn)行了非正式的會(huì)議，聽取了李政道教授和斯坦福直線加速器中心（SLAC）潘諾夫斯基教授的建議，考慮到我國(guó)國(guó)情和國(guó)際高能物理發(fā)展的需要，建造一臺(tái)類似于SLAC的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（SPEAR），但亮度要高于它的正、負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。朱、謝二位先生對(duì)新方案進(jìn)行了非常詳細(xì)審慎的研究，覺得正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)可以在特定的能區(qū)優(yōu)化性能，不受國(guó)際上已有的更高能量的對(duì)撞機(jī)復(fù)蓋，故它雖然能量不高，造價(jià)較低，完全可做國(guó)際上前沿的物理工作，而且還有可能兼做同步輻射光源之用，無疑是當(dāng)前最適合我國(guó)國(guó)情的方案，應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待。接著朱、謝兩位從紐約到SLAC訪問，并組織一個(gè)τ–粲粒子物理研討會(huì)，此次會(huì)議主要由SLACMarkIII組報(bào)告在τ–粲能區(qū)已取得的成果以及可能潛在的重要物理問題，從而論證在這一能區(qū)建造一臺(tái)4.4GeV正、負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的科學(xué)意義。朱洪元在研討會(huì)上和會(huì)下認(rèn)真考慮物理窗口的意義和窗口能否繼續(xù)存在，為了取得充分的材料回國(guó)匯報(bào)，作為領(lǐng)導(dǎo)決策的依據(jù)，進(jìn)行了大量的工作，收集各方面的信息做了記錄，深思熟慮地落實(shí)有疑問的環(huán)節(jié)，以便具有說服力地介紹了這個(gè)方案。在研討會(huì)期間，美方也有人表達(dá)不同意見，記得有一天諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者里希特（B.Richter）打電話給我要約請(qǐng)朱洪元談方案，我陪朱先生去到他的辦公室，他建議我國(guó)正、負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的能量提高到10GeV不僅可研究粲粒子還可研究B介子，物理上更有意義。朱先生向他解釋，我國(guó)經(jīng)費(fèi)和技術(shù)條件所限還是選擇4.4GeV為好。當(dāng)時(shí)我們這些在SLAC的、由高能所派出的15位理論和實(shí)驗(yàn)方面的訪問學(xué)者積極參與了τ–粲粒子物理研討會(huì)，聽取了國(guó)內(nèi)、外科學(xué)家的建議。會(huì)后，發(fā)揮了我們?cè)赟LAC實(shí)際工作的優(yōu)勢(shì)條件，聚在一起于1981年3月10日寫了一個(gè)報(bào)告寄給國(guó)內(nèi)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，支持建議在我國(guó)建造τ–粲能區(qū)的正、負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。后來4月又寫了一個(gè)補(bǔ)充報(bào)告，包括物理、探測(cè)器和電子學(xué)系統(tǒng)的建議供領(lǐng)導(dǎo)決策參考。5月國(guó)內(nèi)召開了專門論證的“香山會(huì)議”，研討正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的方案。1983年，正式命名為“北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPC）”。
朱洪元帶領(lǐng)理論室研究人員為論證和制定北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)方案對(duì)發(fā)展我國(guó)高能物理的重要性起到了關(guān)鍵作用。自從他擔(dān)任理論室主任以來，一直提倡密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)開展理論研究，至今仍成為理論室的研究主流方向。
圖2 1984 年在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)開工典禮上合影。左起：方毅、李政道、周培源、宋健、朱洪元、謝家麟
2.BEPC建成前共同制定物理目標(biāo)和方案
在建造對(duì)撞機(jī)的過程中，室主任朱洪元和理論室研究人員反復(fù)研討對(duì)撞機(jī)亮度對(duì)做出重要物理成果的重要性，提供對(duì)撞機(jī)工程參考，期望從各個(gè)環(huán)節(jié)保證機(jī)器的高亮度品質(zhì)。
1986年，我擔(dān)任理論室主任，葉銘漢所長(zhǎng)明確要求我組織調(diào)研如何在BEPC上做出高水平的物理成果，并提出具體的物理目標(biāo)和方案。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)缺乏做高能物理實(shí)驗(yàn)有經(jīng)驗(yàn)的研究人員，理論和實(shí)驗(yàn)合作共同制定物理方案是一條很好的途徑。理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)室經(jīng)研究確定各派部分研究人員兩周一次聚在一起研討北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPC）的物理目標(biāo)和方案，堅(jiān)持近一年，其研究報(bào)告后來為北京譜儀（BES）實(shí)驗(yàn)采用和實(shí)施。朱洪元身為所學(xué)術(shù)委員會(huì)主任有時(shí)親自參加討論提出要求。1987年6月，在李政道教授提議下，由“中國(guó)高等科技中心”舉辦了“CharmPhysics”國(guó)際研討會(huì)，會(huì)上我做的報(bào)告“CharmPhysicsatBEPC”就是基于理論和實(shí)驗(yàn)合作系列研討會(huì)的總結(jié)。會(huì)后我寫了一篇文章“從高能物理的發(fā)展看北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)”，發(fā)表于1988年《物理》雜志第8期。
3.對(duì)τ輕子質(zhì)量精確測(cè)量成果的貢獻(xiàn)
1988年10月，BEPC建成后，理論和實(shí)驗(yàn)的合作仍然沒有間斷，在基金委支持下，我們“粲粒子物理研究”課題組深入研究粲粒子產(chǎn)生和衰變性質(zhì)并參加了與BES實(shí)驗(yàn)相關(guān)的研究工作。例如，BES的第一個(gè)重要成果是1991年關(guān)于τ輕子質(zhì)量精確測(cè)量，其中關(guān)于輻射修正計(jì)算對(duì)精確測(cè)量很重要，吳濟(jì)民利用重整化群改善了計(jì)算精度做出了貢獻(xiàn)。我的學(xué)生姜志進(jìn)參加τ輕子質(zhì)量實(shí)驗(yàn)測(cè)量并獲得博士學(xué)位。郁宏、沈齊興兩位對(duì)膠球的性質(zhì)和如何在BES上進(jìn)行測(cè)量做了深入研究。順便提及，“粲粒子物理研究”課題組于1991年底被評(píng)為中國(guó)科學(xué)院“七·五”重大科研任務(wù)先進(jìn)工作集體，我也被評(píng)為“七·五”重大科研任務(wù)先進(jìn)工作者。
30年來，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)上北京譜儀做出了一系列重要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在國(guó)際高能物理界受到了廣泛的好評(píng)和重視，在τ–粲物理研究領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位。多年來，理論物理室始終積極參與，包括實(shí)驗(yàn)方案建議，參與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等。理論和實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)期合作也促進(jìn)了理論室好幾位博士生（例如張智慶、金山、曹俊等）和博士后（例如沈肖雁等）轉(zhuǎn)入實(shí)驗(yàn)物理研究做出優(yōu)秀成績(jī)。期待著北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)在τ–粲物理研究領(lǐng)域做出更多更出色的國(guó)際領(lǐng)先成果。
（本文在“紀(jì)念北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)建成30周年有獎(jiǎng)?wù)魑幕顒?dòng)”中榮獲一等獎(jiǎng)。）
