王貽芳 獲科學(xué)界“第一巨獎(jiǎng)”

梁偉

北京時(shí)間11月9日，2016年“科學(xué)突破獎(jiǎng)”頒獎(jiǎng)儀式在美國(guó)加州圣何塞舉行。中國(guó)科學(xué)家王貽芳作為大亞灣中微子項(xiàng)目的首席科學(xué)家獲得“基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎(jiǎng)”，這是中國(guó)科學(xué)家首次獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)。該獎(jiǎng)由俄羅斯富翁Yuri Milner領(lǐng)銜資助，單項(xiàng)獎(jiǎng)金高達(dá)300萬(wàn)美元，堪稱科學(xué)界“第一巨獎(jiǎng)”。2013年，阿里巴巴集團(tuán)創(chuàng)始人馬云夫婦作為捐助人正式加入該基金會(huì)。

“科學(xué)突破獎(jiǎng)”旨在獎(jiǎng)勵(lì)在生命科學(xué)領(lǐng)域取得重要成就的科學(xué)家，給他們提供更自由和更多的機(jī)會(huì)，幫助他們?nèi)〉酶蟮某删?。任何人都可以通過(guò)網(wǎng)上提名獲獎(jiǎng)候選人。候選人沒(méi)有年齡限制，而且每個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)的獲獎(jiǎng)人數(shù)和個(gè)人獲獎(jiǎng)次數(shù)也沒(méi)有限制。該獎(jiǎng)今年把物理學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)頒給了對(duì)發(fā)現(xiàn)中微子振蕩有貢獻(xiàn)的7個(gè)項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)人和他們領(lǐng)導(dǎo)的5個(gè)研究團(tuán)隊(duì)。其中，王貽芳和他所領(lǐng)導(dǎo)的中國(guó)大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在2012年3月率先發(fā)現(xiàn)中微子的第三種振蕩模式，并精確測(cè)量出其振蕩幾率。

神秘的中微子

說(shuō)到中微子，就不得不提到今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者日本科學(xué)家梶田隆章和加拿大科學(xué)家麥克唐納——他們發(fā)現(xiàn)中微子振蕩。中微子有三種：電子中微子、繆子中微子和陶子中微子。中微子如幽靈一般，又小又輕但量又超大——相當(dāng)于宇宙中星星的總和。而且它們神秘孤僻，幾乎不與周圍的物質(zhì)世界發(fā)生相互作用。

中微子是構(gòu)成物質(zhì)世界的12種基本粒子中人類了解最少的一個(gè)，也是破譯宇宙起源與演化密碼最重要的一把鑰匙。大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳與它結(jié)緣了19年。

說(shuō)起這次獲獎(jiǎng)的大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)工程，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)工程副經(jīng)理、中科院高能物理研究所粒子天體物理中心副主任楊長(zhǎng)根想說(shuō)的很多。“項(xiàng)目從立項(xiàng)開始就遇到各種困難。中間曾多次停工，許多次我們都以為項(xiàng)目要黃了，成果可能被別人搶在前面，如果沒(méi)有王所在前面頂著，我們肯定堅(jiān)持不到最后?！?/p>

早在2003年，王貽芳的團(tuán)隊(duì)就提出設(shè)想，利用我國(guó)大亞灣核反應(yīng)堆群產(chǎn)生的大量中微子，來(lái)尋找中微子的第三種振蕩，并提出了實(shí)驗(yàn)和探測(cè)器設(shè)計(jì)的總體方案。他多方奔走，呼吁國(guó)內(nèi)開展這一實(shí)驗(yàn)研究。

大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)最初就被定位為一個(gè)國(guó)際合作項(xiàng)目。在當(dāng)時(shí)進(jìn)行立項(xiàng)申請(qǐng)時(shí)，“國(guó)際合作”這個(gè)名頭提供了巨大便利，但也付出了很大的代價(jià)。其中最困難的就是實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)權(quán)的問(wèn)題，如果采用美國(guó)人的方案，國(guó)際合作是來(lái)了，可是中方的權(quán)利就會(huì)無(wú)形中被控制，倘若堅(jiān)持我們自己的方案，外國(guó)人可能就“不玩”了，立項(xiàng)也會(huì)變得尤為艱難。

“他們的方案存在問(wèn)題，我不能答應(yīng)”。王貽芳說(shuō)，“而且我堅(jiān)信我們的方案最正確。國(guó)家花這么多錢，如果把方案讓給美國(guó)，讓他們得到成果，不可能！我不希望僅僅是為別人提供條件，我們要做一個(gè)自己的實(shí)驗(yàn)?！?/p>

幸運(yùn)的是，這場(chǎng)沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)不是王貽芳一個(gè)人在戰(zhàn)斗，通過(guò)自己的影響力，他將一批一批國(guó)內(nèi)和美國(guó)華裔科學(xué)家拉了進(jìn)來(lái)，這其中就包括從美國(guó)歸來(lái)的項(xiàng)目副經(jīng)理曹俊、項(xiàng)目電子學(xué)負(fù)責(zé)人李小男等眾多優(yōu)秀科學(xué)家。

經(jīng)過(guò)集體智慧的博弈，加上大家都明白這將是對(duì)高能物理學(xué)界具有里程碑意義的大型實(shí)驗(yàn)，美國(guó)人自然也不愿意缺席，他們最終選擇了妥協(xié)。王貽芳說(shuō)：“他們最終愿意參與進(jìn)來(lái)，是因?yàn)槲以诳茖W(xué)上站得住腳。對(duì)方在科學(xué)上說(shuō)不過(guò)我?！?/p>

2006年，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)國(guó)際項(xiàng)目正式啟動(dòng)，這是美國(guó)能源部在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域?qū)ν馔顿Y第二大的國(guó)際合作。中國(guó)（包括香港和臺(tái)灣地區(qū)）、美國(guó)、俄羅斯、捷克等6個(gè)國(guó)家和地區(qū)的30多個(gè)研究單位的190多位研究人員組成的團(tuán)隊(duì)順利誕生。這其中，以王貽芳為代表的中方緊緊把握了實(shí)驗(yàn)的主導(dǎo)權(quán)。用了不到一年的時(shí)間，大亞灣核反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)啟動(dòng)。

三年建設(shè)、一年安裝。又過(guò)了四年，2011年底，大亞灣的探測(cè)器準(zhǔn)備就緒。但這并不意味著尋找中微子的賽跑中國(guó)已經(jīng)走在了世界前列。早在半年之前，日本T2K中微子實(shí)驗(yàn)就發(fā)表了θ13的測(cè)量結(jié)果，但置信度只有2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差，雖然還沒(méi)有達(dá)到5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，但這一結(jié)果已經(jīng)被《物理世界》列為當(dāng)年十大物理突破，除此之外，美國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)都跑在了我們的前面。

但是這樣的局面沒(méi)有持續(xù)太久，僅僅過(guò)了55天時(shí)間，王貽芳和他的團(tuán)隊(duì)就測(cè)得新的中微子振蕩模式，定量來(lái)說(shuō)，θ13不為零的置信度達(dá)到了5.2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差。大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組成員、美國(guó)杰佛遜國(guó)家實(shí)驗(yàn)室副主任羅伯特·麥克歐文說(shuō)：“這是中國(guó)本土迄今為止最重要的物理學(xué)成果”。成果公布當(dāng)天，美籍華裔物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者李政道博士發(fā)來(lái)親筆賀信稱：“這是粒子物理中極基本、極重要的參數(shù)！”

2012年年底，美國(guó)《科學(xué)》雜志評(píng)選的年度十大科學(xué)突破，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)赫然其中。的確，這是一項(xiàng)重大科學(xué)成果，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了這種新的中微子振蕩模式，首次精確測(cè)量到其振蕩幅度，從而開啟了未來(lái)中微子發(fā)展的大門。大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)這一重要發(fā)現(xiàn)，還將使科學(xué)家對(duì)物質(zhì)世界的基本規(guī)律有新的認(rèn)識(shí)，為未來(lái)進(jìn)行下一代中微子實(shí)驗(yàn)以探索研究宇宙中物質(zhì)和反物質(zhì)不對(duì)稱性即破解“反物質(zhì)消失之謎”，開啟了道路和奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

如今，大亞灣中微子二期實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)已經(jīng)展開。選址在江門開平，目前進(jìn)展順利。二期實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的主要物理研究目標(biāo)是利用反應(yīng)堆中微子振蕩確定中微子質(zhì)量順序，對(duì)于人類了解物質(zhì)微觀的基本結(jié)構(gòu)和宏觀宇宙的起源與演化具有重要意義。若獲重大突破，我國(guó)中微子研究將達(dá)到真正的國(guó)際領(lǐng)先。

“科研主要是解決問(wèn)題”

2011年10月，中科院高能物理研究所完成所長(zhǎng)換屆，王貽芳被任命為所長(zhǎng)。

“我們所有31個(gè)專業(yè)，應(yīng)該是科學(xué)院京區(qū)最大的研究所。他是一個(gè)組織能力很強(qiáng)的人，不管是專業(yè)上，還是管理上，他做得都很好。”中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所黨委書記王煥玉說(shuō)，“我是1992年在意大利認(rèn)識(shí)他的，他不怎么開玩笑，做事果斷干練。當(dāng)年將他引進(jìn)到我們所的時(shí)候，我就知道這是一個(gè)不可多得的人才。在國(guó)外實(shí)驗(yàn)室待了很多年，不少領(lǐng)域的事情他都涉及，他對(duì)實(shí)驗(yàn)特別有興趣，就像現(xiàn)在一邊領(lǐng)導(dǎo)大型高能加速器的實(shí)驗(yàn)，一邊還做著其它的實(shí)驗(yàn)。”

因?yàn)閷?duì)物理感興趣，高考時(shí)王貽芳報(bào)考了南京大學(xué)物理系原子核物理專業(yè)，別說(shuō)那個(gè)年代，就是現(xiàn)在，這也不屬于熱門專業(yè)。畢業(yè)那一年，教育部選拔人才去諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家丁肇中領(lǐng)導(dǎo)的L3實(shí)驗(yàn)深造，他幸運(yùn)的通過(guò)了筆試。

面試時(shí)，王貽芳第一次見到丁肇中。當(dāng)時(shí)，這位諾貝爾獎(jiǎng)得主紅光滿面，說(shuō)話中氣十足，看上去一點(diǎn)兒也不像快50歲的人。想起第一次和老師的見面，王貽芳還是有些激動(dòng)。

“波在海水中傳播，是長(zhǎng)波傳得遠(yuǎn)，還是短波傳得遠(yuǎn)？”丁肇中的問(wèn)題不是什么特別難、特別怪的問(wèn)題，都是大學(xué)物理知識(shí)就能解決的，其目的考察的是學(xué)生基礎(chǔ)是否扎實(shí)，能否把書本上的知識(shí)靈活運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中去?！叭膫€(gè)問(wèn)題后，丁老師就沒(méi)有再問(wèn)了，其實(shí)當(dāng)時(shí)我就感覺他對(duì)我比較滿意?！蓖踬O芳說(shuō)。

事實(shí)也正如王貽芳所料，在丁肇中的指導(dǎo)下度過(guò)了從研究生到博士后的11年。1985年，他走進(jìn)了總部位于瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子中心，這里擁有世界最大的粒子加速器，進(jìn)行的L3實(shí)驗(yàn)，擁有14個(gè)國(guó)家、30多所科研機(jī)構(gòu)的400多名科學(xué)家。很多人都是知名科學(xué)家，而那時(shí)候王貽芳的生活頗為充實(shí)，一邊在意大利佛羅倫薩大學(xué)完成課堂學(xué)習(xí)，再去參與實(shí)驗(yàn)。

憑著自身的努力，王貽芳在L3實(shí)驗(yàn)組創(chuàng)造了多項(xiàng)紀(jì)錄：一年時(shí)間內(nèi)發(fā)表了3篇論文；1990年出任“新粒子尋找組”組長(zhǎng)，在所有L3實(shí)驗(yàn)物理分析小組組長(zhǎng)中，他是唯一的一名學(xué)生；1991年，在被L3實(shí)驗(yàn)組內(nèi)部認(rèn)為是不可能的情況下，精確測(cè)量出了陶輕子的極化……

在這里待了11年，王貽芳感覺遇到了瓶頸，喜歡挑戰(zhàn)的他有些不安于現(xiàn)狀，“因?yàn)槟贻p人在一個(gè)大型項(xiàng)目里，起到的作用和影響都是有限的。而那個(gè)時(shí)候美國(guó)斯坦福大學(xué)有一個(gè)尚在設(shè)計(jì)階段、只有20人的小項(xiàng)目。對(duì)于當(dāng)時(shí)的我來(lái)說(shuō)，那是一個(gè)理想的平臺(tái)，可以參與更多，以彌補(bǔ)我在高能物理實(shí)驗(yàn)中其它領(lǐng)域的欠缺?！?/p>

就這樣，王貽芳辭別丁肇中，來(lái)到斯坦福大學(xué)，并成為項(xiàng)目里的核心技術(shù)人員，工作做的有聲有色，家庭也很美滿，女兒與兒子相繼出生，他們還在硅谷買了一棟很大的房子，在外人看來(lái)，他過(guò)上了很幸福的生活，讓人意想不到的是，這樣安定的生活他就過(guò)了6年。

2000年，中科院高能所向王貽芳拋出了“橄欖枝”，邀請(qǐng)其回國(guó)發(fā)展。

“坦率地說(shuō)，在美國(guó)，像我這樣的研究人員，多一個(gè)不多，少一個(gè)不少。要做我想做的實(shí)驗(yàn)，那是沒(méi)有可能的。我還是想做一點(diǎn)事情，而國(guó)內(nèi)有這個(gè)機(jī)會(huì)，所以就回來(lái)了。”沒(méi)有太多猶豫，他說(shuō)服了妻子，賣了房子，攜家人回國(guó)了。

其實(shí)，當(dāng)時(shí)很多朋友都勸他慎重考慮，甚至直言不諱地說(shuō)“像你這樣不會(huì)搞關(guān)系的人，出國(guó)多年，在國(guó)內(nèi)也沒(méi)有根基，回國(guó)是混不下去的”。

“王貽芳特別不容易，他有一顆愛國(guó)心，還有一顆實(shí)驗(yàn)的心，美國(guó)的房子虧了很多，回國(guó)初期的日子過(guò)得也很艱難，孩子們上學(xué)的問(wèn)題始終是他最煩心的事情，他甚至沒(méi)有和所里談過(guò)多的條件就來(lái)了，特別不容易。”說(shuō)這段話的是實(shí)驗(yàn)物理中心副主任沈肖雁，她也是王貽芳的大學(xué)同學(xué)。

回來(lái)之后，王貽芳一開始想做長(zhǎng)基線中微子實(shí)驗(yàn)，但發(fā)現(xiàn)完全行不通。于是，他放棄了這個(gè)計(jì)劃，全身心投入到北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的改造項(xiàng)目中去。

“很多剛回國(guó)的人都有一種沖動(dòng)，要做一個(gè)全新的東西，實(shí)際上很多都是不切實(shí)際的。幸好，我及時(shí)調(diào)整了方向，有人問(wèn)我回來(lái)之后沒(méi)有做成自己想做的事情，后不后悔，其實(shí)恰恰相反，我很慶幸當(dāng)年沒(méi)有堅(jiān)持，而是選擇了變通?！蓖踬O芳說(shuō)。

面對(duì)國(guó)內(nèi)科研體制的局限性，王貽芳以身體力行的改革和建言來(lái)表達(dá)自己的意見。在他擔(dān)任所長(zhǎng)的高能物理所，為了界定自己權(quán)力的邊界，將學(xué)術(shù)評(píng)審的決定權(quán)交給專門的學(xué)術(shù)委員會(huì)；為了推動(dòng)大學(xué)院校參加高能物理實(shí)驗(yàn)，他把一些自己所里完全可以做的項(xiàng)目撥了出去，讓大家都參與其中；為了公益，他帶著所里的研究人員在汶川地震后，一起資助少數(shù)民族中學(xué)的學(xué)生，甚至把他們接到北京和科學(xué)家面對(duì)面的交流……

這些年，王貽芳獲得的榮譽(yù)很多，除了成為中國(guó)科學(xué)家當(dāng)中收獲“科學(xué)突破獎(jiǎng)”的人，他還是第一位獲得美國(guó)物理學(xué)會(huì)潘諾夫斯基實(shí)驗(yàn)粒子物理學(xué)獎(jiǎng)的中國(guó)科學(xué)家。他是2013年國(guó)家高層次人才特殊支持計(jì)劃（萬(wàn)人計(jì)劃）發(fā)布第一批入選名單中首批公布的6名杰出人才之一……

對(duì)于這些，王貽芳說(shuō)：“對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，科研主要是解決問(wèn)題，我們?cè)谶x題的時(shí)候也不會(huì)考慮是否能拿到獎(jiǎng)項(xiàng)，科學(xué)家是不能這么急功近利的。每個(gè)科研者都有自己的科研項(xiàng)目，都希望在自己的科研道路上留下一個(gè)印記，至于這個(gè)印記有多大，無(wú)法預(yù)設(shè)，只要百分百的努力就可以了?！?