“对于科研工作者来说,都希望在自己的科研道路上留下一个印记,至于这个印记有多大,无法预设,只要百分百的努力就可以了”
中微子,对于很多人来说是相当陌生的,它个头小,不带电,可自由穿过地球,几乎不与任何物质发生作用,号称宇宙间的“隐身人”。科学家观测它颇费周折,从预言它的存在到发现它,就用了20多年的时间。
中微子是构成物质世界的12种基本粒子中人类了解最少的一个,也是破译宇宙起源与演化密码最重要的一把钥匙。大亚湾中微子实验首席科学家,中国科学院高能物理研究所所长王贻芳与它结缘了17年,并且在未来的若干年,他们依然不会分开。
中国科学家首次获奖
事实显然不像王贻芳说的那般简单,就在一个月之前,王贻芳因其领导大亚湾中微子实验发现一种新的中微子振荡模式,获得了美国物理学会潘诺夫斯基实验粒子物理学奖。该奖项面向全球实验粒子物理领域的科学家,每年评选颁奖一次,以表彰和鼓励获奖者在实验粒子物理领域所做出的杰出贡献,这也是中国科学家首次获得该奖项。
王贻芳（前排左二）与前来参加典礼的有关领导和科学家一起观看大亚湾实验站开工建设
说起大亚湾中微子实验工程,中科院高能物理研究所粒子天体物理中心副主任杨长根想说的很多,因为他是大亚湾中微子实验工程的副经理。“项目从立项开始就遇到各种困难。中间曾多次停工,许多次我们都以为项目要黄了,成果可能被别人抢在前面,如果没有王所在前面顶着,我们肯定坚持不到最后。”
早在2003年,王贻芳的团队就提出设想,利用我国大亚湾核反应堆群产生的大量中微子,来寻找中微子的第三种振荡,并提出了实验和探测器设计的总体方案。他多方奔走,呼吁国内开展这一实验研究。
大亚湾中微子实验最初就被定位为一个国际合作项目。在当时进行立项申请时,“国际合作”这个名头提供了巨大便利,但也付出了很大的代价。其中最困难的就是实验主导权的问题,如果采用美国人的方案,国际合作是来了,可是中方的权利就会无形中被控制,倘若坚持我们自己的方案,外国人可能就“不玩”了,立项也会变得尤为艰难。
“他们的方案存在问题,我不能答应”。王贻芳说,“而且我坚信我们的方案最正确。国家花这么多钱,如果把方案让给美国,让他们得到成果,不可能!我不希望仅仅是为别人提供条件,我们要做一个自己的实验。”
幸运的是,这场没有硝烟的战争不是王贻芳一个人在战斗,通过自己的影响力,他将一批一批国内和美国华裔科学家拉了进来,这其中就包括从美国归来的项目副经理曹俊、项目电子学负责人李小男等众多优秀科学家。
经过这些集体智慧的博弈,加上大家都明白这将是对高能物理学界具有里程碑意义的大型实验,美国人自然也不愿意缺席,他们最终选择了妥协,王贻芳说:“他们最终愿意参与进来,是因为我在科学上站得住脚。对方在科学上说不过我。”
2006年,大亚湾中微子实验国际项目正式启动,这是美国能源部在基础研究领域对外投资第二大的国际合作。中国(包括香港和台湾地区)、美国、俄罗斯、捷克等6个国家和地区的30多个研究单位的190多位研究人员组成的团队顺利诞生。这其中,以王贻芳为代表的中方紧紧把握了实验的主导权。用了不到一年的时间,大亚湾核反应堆中微子实验室建设启动。
三年建设、一年安装,又过了四年,2011年底,大亚湾的探测器准备就绪。但这并不意味着寻找中微子的赛跑中国已经走在了世界前列,早在半年之前,日本T2K中微子实验就发表了θ13的测量结果,但置信度只有2.5个标准偏差,虽然还没有达到5个标准差,但这一结果已经被《物理世界》列为当年十大物理突破,除此之外,美国、法国、韩国都跑在了我们的前面。
但是这样的局面没有持续太久,仅仅过了55天时间,王贻芳和他的团队就测得新的中微子振荡模式,定量来说,θ13不为零的置信度达到了5.2个标准偏差。大亚湾中微子实验国际合作组成员、美国杰佛逊国家实验室副主任罗伯特·麦克欧文说:“这是中国本土迄今为止最重要的物理学成果”。
2012年年底,美国《科学》杂志评选的年度十大科学突破,大亚湾中微子实验赫然其中。的确,这是一项重大科学成果,科学家们发现了这种新的中微子振荡模式,首次精确测量到其振荡幅度,从而开启了未来中微子发展的大门。大亚湾中微子实验这一重要发现,还将使科学家对物质世界的基本规律有新的认识,为未来进行下一代中微子实验以探索研究宇宙中物质和反物质不对称性即破解“反物质消失之谜”,开启了道路和奠定了科学基础。
这也就难怪在成果发布后,不少媒体直接将其同诺贝尔奖联系在一起,因为此前发现大气中微子振荡、太阳中微子振荡的美国和日本科学家都获得了这一殊荣。
但是此时的王贻芳却是相当清醒的,只说了一句,“别想太多,实验需要一步步来。”
他是一个喜欢挑战的人
2011年10月,中科院高能物理研究所完成所长换届,王贻芳被任命为所长。
“我们所有31个专业,应该是科学院京区最大的研究所,他是一个组织能力很强的人,不管是专业上,还是管理上,他做得都很好。”中国科学院高能物理研究所党委书记王焕玉说,“我是1992年在意大利认识他的,他虽然不怎么开玩笑,但是做事果断干练,当年将他引进到我们所的时候,我就知道这是一个不可多得的人才,因为在国外实验室待了很多年,不少领域的事情他都涉及,他对实验特别有兴趣,就像现在一边领导大型高能加速器的实验,一边还做着其它的实验。”
因为对物理感兴趣,上大学的时候王贻芳就报了南京大学物理系原子核物理专业,别说那个年代,就是现在,这也不属于热门专业。毕业那一年,教育部选拔人才去诺贝尔奖获得者、物理学家丁肇中领导的L3实验深造,他幸运的通过了笔试。
面试时,王贻芳第一次见到丁肇中。当时,这位诺贝尔奖得主红光满面,说话中气十足,看上去一点儿也不像快50岁的人。想起第一次和老师的见面,王贻芳还是有些激动。
“波在海水中传播,是长波传得远,还是短波传得远?”丁肇中的问题不是什么特别难、特别怪的问题,都是大学物理知识就能解决的,其目的考察的是学生基础是否扎实,能否把书本上的知识灵活运用到现实中去。“三四个问题后,丁老师就没有再问了,其实当时我就感觉他对我比较满意。”王贻芳说。
事实也正如王贻芳所料,在丁肇中的指导下度过了从研究生到博士后的11年。1985年,他走进了总部位于瑞士日内瓦的欧洲核子中心,这里拥有世界最大的粒子加速器,进行的L3实验,拥有14个国家、30多所科研机构的400多名科学家。很多人都是知名科学家,而那时候王贻芳的生活颇为充实,一边在意大利佛罗伦萨大学完成课堂学习,再去参与实验。
凭着自身的努力,王贻芳在L3实验组创造了多项纪录:一年时间内发表了3篇论文;1990年出任“新粒子寻找组”组长,在所有L3实验物理分析小组组长中,他是唯一的一名学生;1991年,在被L3实验组内部认为是不可能的情况下,精确测量出了陶轻子的极化……
在这里待了11年,王贻芳感觉遇到了瓶颈,喜欢挑战的他有些不安于现状,“因为年轻人在一个大型项目里,起到的作用和影响都是有限的。而那个时候美国斯坦福大学有一个尚在设计阶段、只有20人的小项目。对于当时的我来说,那是一个理想的平台,可以参与更多,以弥补我在高能物理实验中其它领域的欠缺。”
就这样,王贻芳辞别丁肇中,来到斯坦福大学,并成为项目里的核心技术人员,工作做的有声有色,家庭也很美满,女儿与儿子相继出生,他们还在硅谷买了一栋很大的房子,在外人看来,他过上了很幸福的生活,让人意想不到的是,这样安定的生活他就过了6年。
2000年,中科院高能所向王贻芳抛出了“橄榄枝”,邀请其回国发展。
“坦率地说,在美国,像我这样的研究人员,多一个不多,少一个不少。要做我想做的实验,那是没有可能的。我还是想做一点事情,而国内有这个机会,所以就回来了。”没有太多犹豫,他说服了妻子,卖了房子,携家人回国了。
其实,当时很多朋友都劝他慎重考虑,甚至直言不讳地说“像你这样不会搞关系的人,出国多年,在国内也没有根基,回国是混不下去的”。
“王贻芳特别不容易,他有一颗爱国心,还有一颗实验的心,美国的房子亏了很多,回国初期的日子过得也很艰难,孩子们上学的问题始终是他最烦心的事情,他甚至没有和所里谈过多的条件就来了,特别不容易。”说这段话的是实验物理中心副主任沈肖雁,她也是王贻芳的大学同学。
回来之后,王贻芳一开始想做长基线中微子实验,但发现完全行不通。于是,他放弃了这个计划,全身心投入到北京正负电子对撞机的改造项目中去。
“很多刚回国的人都有一种冲动,要做一个全新的东西,实际上很多都是不切实际的。幸好,我及时调整了方向,有人问我回来之后没有做成自己想做的事情,后不后悔,其实恰恰相反,我很庆幸当年没有坚持,而是选择了变通。”王贻芳说。
面对国内科研体制的局限性,王贻芳以身体力行的改革和建言来表达自己的意见。在他担任所长的高能物理所,为了界定自己权力的边界,将学术评审的决定权交给专门的学术委员会;为了推动大学院校参加高能物理实验,他把一些自己所里完全可以做的项目拨了出去,让大家都参与其中;为了公益,他带着所里的研究人员在汶川地震后,一起资助少数民族中学的学生,甚至把他们接到北京和科学家面对面的交流……
对话王贻芳
《中华儿女》:您回国以后,就接触到两个非常重要的实验,那么,您认为好的科研项目对于一个科研人物,尤其是对培养一个领军人物有什么作用?
王贻芳:对于研究所来说,选择一个好的项目是极其重要的,我刚回国的时候忙了半天,发现自己做的项目不太可能实施,那时候恰好北京谱仪实验需要负责人,我考虑之后就调过来了,这对我来说是很幸运的事,后来正是借助北京谱仪实验的这个队伍,很轻松地做起了大亚湾中微子实验项目,这样的机会都是所里给的。
《中华儿女》:您个人在这个团队中起到什么作用?
王贻芳:应该说在来之前北京谱仪就有自己的科研队伍,并且具有一定的规模,我认为自己的到来给他们带入了国外的方式,用不一样的方式把大家组织起来,把过去做过大项目的经验拿来和大家一起分享,看看有没有什么值得借鉴的地方。我自己过去做过的一些具体工作,也很有益处。要知道我在斯坦福大学的时候,什么都需要自己做,甚至包括焊接电路的工作。
《中华儿女》:您认为在国外的科研生活和您在国内有什么不一样的地方?
王贻芳:我在国外16年,最开始的时候只是一个学生,是打基础的,工作了十几年,我知道怎么在国外的大型实验中立足,也知道了实验怎么组织、怎么管理、怎么发挥每一个人的作用、怎么有效的合理分配资源。而在国内,这里有很好的平台让我发挥,这里有让我施展的空间,对于很多科研人员来说,就是想做好实验,在国外经费问题让人头疼,但在国内,国家的支持力度还是比较大的,要担心的事情不多。当然,东西方科学思维也有差异,中国人习惯搞一些虚的理论,而西方人的实证方式都是从小的方面开始。
《中华儿女》:作为一个科研工作者,您科研目标的理想是什么?
王贻芳:对于科研工作者来说,每个人都有自己的科研项目,都希望在自己的科研道路上留下一个印记,至于这个印记有多大,无法预设,只要百分百的努力就可以了。
（原载于《中华儿女》国内版2013年第22期，http://elite.youth.cn/kj/201311/t20131121_4245818.htm ）
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