“粒子捕手”
记中科院高能物理研究所所长王贻芳
2016年10月24日 08:49:49  来源: 新华每日电讯8版 【字号 】【留言】【打印】【关闭

▲9月30日,王贻芳在接受采访。新华每日电讯记者完颜文豪摄

  中国有没有必要巨资建造大型对撞机?

  王贻芳态度坚决:“科学的钱是科学的钱,民生是民生的钱,任何国家永远不可能拿科学的钱做民生,没有必要说要用科学的钱去挤占民生的钱”

  如何向公众解释高能物理研究的应用价值?

  王贻芳认为这是个两难的问题,说得通俗了,人家说你不严谨;说得严谨了,人家看不懂。“科学不可能通俗,但公众有权知道科学家‘在搞些什么名堂’”

  新华每日电讯记者完颜文豪、黄海波

  此时此刻,一万亿个中微子,正在穿过我们的身体,而我们一点都感觉不到。它还能“嗖”地一下穿过地球。

  就像用砖盖房一样,所有的基本粒子,也像砖块一样构成了宇宙。这些砖共有12种,其中3种是中微子。

  中微子伴随着宇宙从产生到演化的整个过程,成为构成我们物质世界最基本单元,也是物理学家王贻芳过去十几年潜心研究的方向。

  在入选今年《自然》杂志“中国十大科技之星”之前,中科院院士、高能物理研究所所长王贻芳已经获得了足够多的荣誉:2012年,“十佳全国科技工作者”;2013年,美国物理学会潘诺夫斯基实验粒子物理学奖;2016年,“基础物理突破奖”……

  尽管近几年国内高能物理研究在国际上声名鹊起,他还是觉得这次入选是《自然》杂志随机选出来的,“不觉得这样就真的选出了最好的或者最有希望的中国科学家,跟我一样的人还有很多。”

用偶然和运气解释个人成就

  王贻芳办公室的墙上挂着画家黄永玉的国画作品《砸个正》:画中人鼻子尖尖,眯缝着眼睛,瘫坐在地上,双手撑地。一个大苹果刚好砸在他的脑袋上,脸蛋跟苹果一样红。

  在科学发展史上,很多发现都源自偶然,“牛顿与苹果树”的故事经常被引用来说明这一现象。偶然也多次发生在王贻芳身上。

  谈到自己的成长经历和科研成就时,这个说话严谨的科学家,却喜欢用偶然与运气来解释。

  1984年,王贻芳从南京大学原子核物理专业毕业。恰好那年,诺贝尔物理奖获得者丁肇中到中国招收高能物理研究生。王贻芳被选中,成了丁肇中项目团队的一名学生。

  这对王贻芳来说,“很大程度上是偶然的,他来选人这件事就很偶然,选了我也是偶然的。”丁肇中后来没有说起过选择王贻芳的理由,王贻芳更愿意把这归因于自己运气好。

  这次偶然,成了王贻芳人生经历中一个重大的转折点,也是一次巨大机遇。其后11年里,他在丁肇中的指导下研究高能粒子,参加欧洲核子中心的L3实验。

  2012年3月8日,王贻芳的团队在大亚湾国际实验中测到新的中微子振荡模式,该实验在这年底入选美国《科学》杂志评出的“2012十大科学进展”。

  中科院高能物理研究所博士后赵洁对中微子研究做了这样的科普:中微子很难捕捉到,但它可以发生一定的反应,我们可以通过探测器,把反应产物转化成光信号,通过电子学能够读出光信号,看到这个东西。我们测到了最难测的最后唯一剩下的这个参数,这为下一代各种中微子实验,打开了一扇门。如果这个参数测不到,下一代的中微子实验是没办法进行的。

  在多个国家同时“捕捉”中微子的激烈竞争中,王贻芳的团队领先了一步。这一次,这个科学史上偶然掉落的“苹果”砸中了王贻芳。

  2016年,王贻芳作为大亚湾中微子项目的首席科学家获得“基础物理突破奖”,这也是获得该奖项的首位中国科学家。

不愿被贴上“科学狂人”的标签

  曾有媒体在报道王贻芳的时候,用了“科学狂人”来形容他,他却不太乐意被贴上这个标签,“人是很复杂和多面的,用一个词概括不科学”。

  尽管他习惯用偶然与运气来解释获得成功的原因,但在哈佛大学数学家丘成桐眼中,王贻芳最优秀的品质之一是坚持,“而且他往往都会成功”。

  王贻芳也坦言自己是个不太容易放弃的人。无论是在中国要不要建设大型对撞机的国际争论中,还是“大型环形正负电子对撞机(CEPC)”项目因一票之差未能进入发改委的下一步评审,他对自己的这项计划都没有表达过动摇的想法。

  在采访中,勤奋,是他唯一用来直接自我描述的词。这个自认为“勤奋程度超过绝大部分人、干活时间比研究所里年轻人都长”的科学家,多年坚持的作息表是:早上八点上班,下午六点半下班,晚上回家再工作3个小时。

  中科院高能物理研究所实验物理中心副研究员温良剑,10年前曾是王贻芳的研究生,至今仍清晰地记得这位严厉的导师对他的要求,“他(王贻芳)在美国的时候一周工作70个小时,也没要求我同样勤奋,但至少要一周工作50个小时。”

  作为中科院高能物理研究所所长的王贻芳,要在科研工作者和行政管理者两种角色间不停转换,每天要处理建设江门中微子实验、筹建CEPC、高能所行政工作三件事。

  在同事曹国富印象中,王贻芳精力总是很旺盛,似乎都不怎么睡觉,“经常夜里一两点给王所长发邮件,他都秒回。第二天他照常早起。”

  相比于在高能物理领域各种会议和专业争论中的活跃,同事和学生极少听他谈起私人事务。有媒体曾风趣地说,让他说说自己的故事,简直比获取实验数据还要困难。

  他说在生活中没有什么爱好,稍有点空闲时间会陪陪家人或读点文史书籍。认识他10多年的学生温良剑,只知道他乒乓球打得还不错,那还是温良剑在一次集体出游中偶然发现的。

  温良剑对王贻芳的最深印象是严厉。在科研上“犯错”时,往往会遭到王的狠批。“真的很难受,不是因为他说话凶,而是他能一针见血指出我的问题。”温良剑回忆。

  很多人看来,物理学家是一群思维与行为异于常人的“疯子”,就像美剧《生活大爆炸》里的那四个科学怪人。王贻芳不赞同这种看法,他的圈子里大部分科学家都是普通人,“我自己也是”。

  如果期望从他的成长经历中挖出某些异于常人的行为,恐怕多半会失望。

  上世纪80年代,上大学选专业流行一句“学好数理化,走遍天下都不怕”。

  1980年,王贻芳考到南京大学物理系,在他记忆中,“出于从众心理学了数理化,数学太抽象,化学不好玩,学物理是个极其自然的选择。”

  1984年他跟随丁肇中赴欧洲核子研究中心深造,1992年获得意大利佛罗伦萨大学博士学位,其后又在美国麻省理工学院、斯坦福大学做科研工作。

  2001年,38岁的王贻芳觉察到国内科研项目快速发展的机遇,于是选择来到中科院高能所工作。

“没有必要说要用科学的钱去挤占民生的钱”

  对于未来几十年的中国高能物理发展,王贻芳有一个计划,他想建造一座周长50-100千米的环形粒子对撞机,超越欧洲核子中心周长27千米的大型强子对撞机(LHC)。

  这项计划的第一步是在2020-2030年间建设环形正负电子对撞机(CEPC),造价约400亿元;第二步在2040-2050年间,建设超级质子对撞机,造价1000亿元。

  减去国际贡献的30%,这项计划需要投入千亿元。高额的造价也引发了关于中国要不要建大型对撞机的争辩,诺贝尔物理学奖得主杨振宁、著名华裔数学家丘成桐也参与其中。

  争辩的焦点集中在这项计划的高额造价上:对于中国这样一个发展中国家来说,建设超大对撞机不是燃眉之急,1000亿元的投入是不是应该先去解决民生问题。

  谈到这个质疑时,王贻芳眉尖上翘,态度坚决:“科学的钱是科学的钱,民生是民生的钱,任何国家永远不可能拿科学的钱做民生,它们之间没有关系,没有必要说要用科学的钱去挤占民生的钱。”

  他算了一笔账,10年时间建设环形正负电子对撞机,需要政府投入300亿元,建成后还能用10-20年,相当于20-30年里每年花费10-15亿元。我国的基础研究经费目前占研发经费的比重大约是5%,发达国家这个占比一般是15%,如果未来5年我国的这个比例增加到10%,基础研究经费还有巨大的增长空间(大约每年1000亿元人民币以上)。

  “每年投入十几亿元,跟增加的1000亿元相比,钱不算多,并没有挤占任何人的钱。”

  面对舆论的质疑,王贻芳觉得解释清楚是一件两难的事情。在他看来,学界争论对专业性要求很高,受过科学训练的人和没有受过科学训练的人在争论科学问题时,方式方法和语言上都不一样,“把一个非常专业的科学问题给普通大众解释清楚是不容易的”。同时,他也理解大众的关注,研究经费花的是纳税人的钱,他们也有权知道这些科学家们“整天在搞些什么名堂”。

  “科学问题,说得通俗了,人家说你不严谨;说得严谨了,人家看不懂。科学家遇到的这个两难在全世界都一样。”王贻芳在不止一个场合表达过作为高能物理科学家的这种无奈。

  在录制央视一档节目时,主持人问他:您的研究项目能不能尽量通俗易懂地讲给我们听一下?

  王贻芳断然拒绝,“没可能,如果所有的科学,都能通俗易懂地讲出来,证明我们那么多年的研究就白费了,因为科学是严谨的。”

  在节目中,有人好奇地问他,你研究的东西在日常生活中有什么用?王贻芳的回答也很直接:没什么用。

  事实上,王贻芳所做的对撞机研究在医疗设备、材料结构、广播雷达、航空航天等领域意义重大。

  速调管是对撞机加速器上的必备部件,在广播发射和军用雷达上也都要用到。目前大功率的速调管都靠进口,“一根3米长的管子600万元”。对撞机用的速调管功率最高、要求最严苛,如果王贻芳团队在建设对撞机时把这项技术攻克了,大型速调管就能实现国产。

  对撞机建设中,也附加有一个同步辐射光源。它的能量、光强可以做到世界最高水平。这个辐射光源能做很多事情,比如测试航空飞机发动机的材料特性和缺陷,及其在运转中的状态。

  和画家黄永玉私交甚好的王贻芳,办公室里还挂着一幅黄永玉的字:触类旁通。

  这四个字源自他和黄永玉的一次对话。那天俩人谈起艺术跟科学之间的关系,“黄永玉说艺术和科学有很多共通的地方,都是需要创新的,要有创新性思维,要跟别人不一样。他就写了‘触类旁通’。”

  “这是很通俗的四个字,很多人都知道,但真正有这个感受不容易。”王贻芳双手交叉,坦言自己也很难“捕捉”到“触类旁通”。

  但他提到自己常有一种感觉:20个人在一起开会,每人都提出了新的想法,他能立刻判断这些想法中,哪些可行哪些不可行。结果证明他的判断往往基本正确。

  这是王贻芳目前引以为傲的工作状态,或许也是他对“触类旁通”最好的解释。

  在同事曹国富的印象中,科研中同一个事情,自己最多能看到未来一年,王贻芳可以看到它的未来10年。

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