小宇宙的探秘者

陳啟文

一

那在銀灰色的天空下呈現(xiàn)出的山巒如同太陽底下的靜物，哪怕走得很近了也是一片寧靜。這是位于東莞松山湖和大嶺山之間一片荔枝林，這一帶原本就是荔枝之鄉(xiāng)，長出了嶺南最鮮美的荔枝。老鄉(xiāng)們說，這山上長出的荔枝就是楊貴妃最喜歡吃的，名叫貴妃笑。可老鄉(xiāng)們做夢(mèng)也沒想到，這荔枝溝里竟然生長出了另一種事物。就在這漫山遍野的荔枝林里，深藏著一座人類探悉小宇宙奧秘的神秘利器——中國散裂中子源，這也是我國迄今為止單項(xiàng)投資規(guī)模最大的大科學(xué)裝置。遠(yuǎn)遠(yuǎn)一看，在山嵐云水間有一片蒙上了神秘面紗的領(lǐng)地，恍若卡夫卡筆下的城堡。若從空中鳥瞰，又像一個(gè)閃爍發(fā)光的天體。

當(dāng)荔枝散發(fā)出成熟的氣味，我抵達(dá)了這個(gè)此前可望而不可即的秘境，卻被一道壁壘森嚴(yán)的大門堵在了大門口。這是中國散裂中子源的第一道門，在這道門的背后，還有一道道玄之又玄的眾妙之門，那些尖端科技就隱藏于其間。其實(shí)，對(duì)于我這樣一個(gè)科學(xué)的門外漢，哪怕深入其間，看了也是白看，但越是無知，越是對(duì)那未知的世界充滿了好奇和探尋的渴望。

若要從第一視角解密這個(gè)大科學(xué)裝置，第一人就是中國散裂中子源工程總指揮陳和生。

一個(gè)挺拔的身影正從那如時(shí)空隧道般的長廊里一步一步走過來，在幽深泛藍(lán)的光芒下，感覺那是另一個(gè)宇宙的來客。如果不知道他的年歲，你還真看不出這是一個(gè)年過古稀的老人，他穿著一身藏青色的西裝，配上潔白的襯衫和藍(lán)白相間的領(lǐng)帶，一個(gè)科學(xué)家那深邃、嚴(yán)謹(jǐn)而干練的職業(yè)感，令人油然而生敬仰。

若要揭開散裂中子源的秘密，還得從世界的本質(zhì)說起。世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的，而一切物質(zhì)都是由基本粒子構(gòu)成的。當(dāng)“人猿相揖別”，人類從原始洞穴一步一步走出，就開始探索天地萬物的秘密。在近代科學(xué)誕生之前，大至天地，小至蟲蟻，人類都只能憑肉眼進(jìn)行觀察和分辨。如果說古人還能仰望星空——大宇宙，而對(duì)于微觀世界——小宇宙，人類則幾乎處于失明狀態(tài)。最本質(zhì)的世界往往藏在世界最幽深的內(nèi)部。歷經(jīng)數(shù)千年的上下探索，人類正在不斷深入極廣大和極幽微的時(shí)空。在對(duì)大宇宙的探索中，以南仁東為代表的中國科學(xué)家創(chuàng)造了迄今以來世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡——“中國天眼”，讓人類的視野延伸到了此前從未抵達(dá)過的宇宙盲區(qū)。而對(duì)于微觀世界，隨著人類對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次由淺入深的探悉，由分子而原子，而原子核，人類對(duì)基本粒子有了越來越深入的認(rèn)知。

最早被人類認(rèn)知的基本粒子就是原子。據(jù)科學(xué)家迄今以來探測的情況，每個(gè)原子由一個(gè)原子核和一個(gè)殼層電子組成。原子很小，其直徑比一千萬分之一毫米還要小，一根頭發(fā)的直徑相當(dāng)于銀原子的二十萬倍。每個(gè)原子就像一個(gè)小宇宙，原子核位于原子的核心部分，在某種意義上說就是小宇宙的中心。原子核極小，其體積只占原子體積的幾千億分之一，如果將原子比作地球，那么原子核相當(dāng)于一個(gè)棒球場大小，而核內(nèi)的夸克及電子只相當(dāng)于棒球大小，但每個(gè)原子百分之九十九的物質(zhì)都集中在原子核上。原子核的密度極大，若將一立方米的體積裝滿原子核，其質(zhì)量將達(dá)到一百萬億噸。原子核的能量也極大，當(dāng)原子核發(fā)生裂變——原子核分裂為兩個(gè)或更多的核，或聚變——輕原子核相遇時(shí)結(jié)合成為重核，這是典型的小宇宙爆發(fā)，將會(huì)釋放出巨大的原子核能。

而今，人類已把基本粒子從原子、原子核、電子、質(zhì)子和中子、夸克一直推至了比夸克還小的亞夸克。隨著粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)揭開了一層又有一層，恰似“庭院深深深幾許，楊柳堆煙，簾幕無重?cái)?shù)”。這也意味著，隨著人類對(duì)微觀世界的探索越來越深入，逐漸發(fā)現(xiàn)這個(gè)世界的最基本的物質(zhì)越來越渺小，大宇宙大得沒有邊際，越來越趨向無窮大，小宇宙又小得難以想象，越來越趨向無窮小。而這么渺小的物體人類又怎么去探悉和發(fā)現(xiàn)呢？

三百多年前，西方科學(xué)家利用光學(xué)原理發(fā)明了光學(xué)顯微鏡，把人眼所不能觀察到的物體放大千余倍，人類才第一次看到了肉眼無法直接觀察到的細(xì)胞和細(xì)菌。這是人類觀察微觀世界邁出的一大步。但光學(xué)顯微鏡的分辨率還是十分有限，當(dāng)科學(xué)進(jìn)入電子時(shí)代，人類又發(fā)明了電子顯微鏡，這比光學(xué)顯微鏡的分辨率提高了一千倍，甚至可以將物體放大幾十萬倍，讓人類可以看到比細(xì)胞、細(xì)菌更小的病毒，這是人類觀察微觀世界又邁出的一大步。然而，電子顯微鏡也難以觀察到比病毒更小的基本粒子，若要對(duì)微觀世界有更深入的探悉，這就是粒子物理學(xué)家的使命，他們就像小宇宙的偵探，最直接和有效的方法就是用“探針”去探測，這種“探針”就是能量極高的入射粒子。

越是最渺小、最基本的粒子，越是難以分割，若要把那神奇的“探針”探到基本粒子的內(nèi)部，必須用高能量的大科學(xué)裝置去打開它內(nèi)部的極其渺小又極其牢固的微觀結(jié)構(gòu)，或撞擊，或散射。自20世紀(jì)40年代以來，隨著質(zhì)子加速器、電子同步加速器、正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和散裂中子源等世界上各種大型高能加速器投入運(yùn)行，高能物理或粒子物理逐漸從核物理中分化了出來，在這一領(lǐng)域的科學(xué)演變也形成了極大的反差，一方面是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的粒子越來越小，一方面是其依托的大科學(xué)裝置越來越大，由此形成了一個(gè)小小的粒子承載起國之重器的奇特風(fēng)景。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPCII）和中國散裂中子源（CSNS）就是在陳和生院士主持下打造出來的中國大科學(xué)裝置的兩個(gè)代表作，堪稱是探悉微觀世界的神秘探針或超級(jí)顯微鏡。

科學(xué)是一個(gè)不斷遞進(jìn)的過程，而在必然中偶然才會(huì)邁出關(guān)鍵的一大步。人類在推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)程中，每取得一次重大的科學(xué)突破，都會(huì)有一些代表人物發(fā)揮出關(guān)鍵性作用，而科學(xué)的命運(yùn)往往又取決于人的命運(yùn)。羅馬不是一天建成的，那個(gè)最終主持建造羅馬的科學(xué)家或設(shè)計(jì)師，也許要窮盡一生的心血并持之以恒，才能取得最終的成功。中國大科學(xué)裝置堪稱是高能物理領(lǐng)域的羅馬城，而陳和生幾乎就是為建造這一座又一座的羅馬城而生。

1946年8月，陳和生出生于水深火熱的江城武漢，當(dāng)他還處于幼年記憶空白的三年里，第三次國內(nèi)革命戰(zhàn)爭的烈火濃煙正席卷大江南北，而他兒時(shí)的第一個(gè)記憶，就是插在武漢城頭的五星紅旗，在招展的旗幟下，是烈火硝煙過后的斷垣殘壁和廢墟。一個(gè)百廢待興的新中國在重建過程中急需的就是科學(xué)技術(shù)和人才。陳和生無緣趕上新中國的第一波建設(shè)高潮，卻恰逢開國后的第一個(gè)流金歲月，“為中華之崛起而讀書”，是周恩來少年時(shí)的座右銘，也是他擔(dān)任共和國總理后對(duì)天下學(xué)子的殷殷勉勵(lì)。陳和生天生就是個(gè)書蟲，只要看見一本書就會(huì)深深地鉆進(jìn)去。他家原本是杏林世家，如果沒有意外，他將順理成章地繼承父親治病救人的衣缽，父親也滿心指望他能考取一所中醫(yī)藥大學(xué)。但他一生的命運(yùn)卻被另一本書改變了。那是上高一時(shí)，他讀到了愛因斯坦和利·英費(fèi)爾德合著的科普名著《物理學(xué)的進(jìn)化》，多少年后，陳和生還記得這樣一段話：“我們可以把實(shí)物看作是空間中場特別強(qiáng)的一些區(qū)域，……按照這種觀點(diǎn)，拋擲出的一個(gè)石子就是變化著的場，在變化著的場中強(qiáng)度最大的場的態(tài)以石子的速度穿過空間?！?/p>

科學(xué)思維往往也充滿了形象思維，愛因斯坦這個(gè)比喻一下把深?yuàn)W而抽象的科學(xué)變得形象生動(dòng)了，這讓一個(gè)少年躍躍欲試，他不知向長江里拋擲出了多少個(gè)石子。而那位“百科全書式的全才”牛頓也曾充滿詩意地描述真理的海洋：“我不知道后人怎樣看我，但在我看來，我只是像一個(gè)在沙灘上玩耍的男孩，一會(huì)兒找到顆特別光滑的卵石，一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)一只異常美麗的蚌殼，就這樣使自己玩樂消遣。而與此同時(shí)，在我眼前的真理的汪洋大海，我尚未認(rèn)識(shí)，尚未發(fā)現(xiàn)?！睂?duì)于別的少年，那只是一種比賽拋石子或用石子在水中打水漂兒的游戲，而陳和生則是在進(jìn)行一場“實(shí)物和場”的物理實(shí)驗(yàn)。多少年后，他的同學(xué)少年才發(fā)現(xiàn)，他是拋得最遠(yuǎn)的一個(gè)，他拋出的不是石子，而是在“實(shí)物和場”中嗖嗖穿行的一個(gè)個(gè)粒子。

1964年，十八歲的陳和生以湖北省高考物理狀元的成績考入北京大學(xué)原子核物理專業(yè)，這是當(dāng)時(shí)最前沿最高端的專業(yè)之一，學(xué)制長達(dá)六年，但六年中有四年在動(dòng)亂中度過，陳和生剛剛打下一點(diǎn)兒專業(yè)基礎(chǔ)，天下就再也放不下一張平靜的書桌。陳和生仿佛什么都放得下，就是放不下一本書。當(dāng)課桌被砸翻，老師被揪走，陳和生只能躲進(jìn)陰暗狹窄的樓梯間，借著一絲微光繼續(xù)讀他的專業(yè)書和一些被掃進(jìn)了垃圾堆的外文版科學(xué)書刊。連那些被焚燒后尚未燃盡的書刊他也偷偷拾來了。我突然想，這是一個(gè)盜火者，在世界科學(xué)史中有無數(shù)的盜火者，他們像希臘神話里普羅米修斯一樣，把火種從神那里偷到了人間。當(dāng)他讀得入了迷，那入定般的身體就像一個(gè)孤獨(dú)的影子，而哪怕是影子也會(huì)被人釘上，一旦釘上就被人貼了大字報(bào)，直到如今還有老同學(xué)跟他開玩笑，稱他是“‘文革中仍成天捧著書本不放的陳某某”。1970年，陳和生按期畢業(yè)，在正式分配之前先被下放到河南信陽一個(gè)農(nóng)場勞動(dòng)鍛煉。白天，他在農(nóng)場里墾荒、耕種、放牛、喂豬，夜里又支撐著腰酸背疼的身體伏在牛棚里的油燈下讀書，那些書都是經(jīng)過偽裝的，外邊包著另一張皮，而包在里邊的則是他靈魂向往的疆域。這些書不只是讓他學(xué)到了知識(shí)，更讓他度過了那段痛苦而煎熬的非常歲月，在他的精神成長史上，這是最難忘或許也是最難得的一段歲月。

1978年中國恢復(fù)招考研究生，陳和生以優(yōu)異的成績考入中國科學(xué)院高能物理研究所，成為該所首批錄取的研究生。追溯高能物理研究所的前身，最早是創(chuàng)建于1950年的近代物理研究所，由中國科學(xué)院副院長、中國近代物理學(xué)奠基人吳有訓(xùn)兼任所長，錢三強(qiáng)任副所長。后幾經(jīng)更名，先后改稱物理研究所、原子能研究所。1972年8月，張文裕等十八位科學(xué)家聯(lián)名致信周恩來總理，提出中國必須建造高能加速器和粒子物理實(shí)驗(yàn)基地。周恩來總理親筆復(fù)信：“這件事不能再延遲了。科學(xué)院必須把基礎(chǔ)科學(xué)和理論研究抓起來，同時(shí)又要把理論研究與科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來。高能物理研究和高能加速器的預(yù)制研究，應(yīng)該成為科學(xué)院要抓的主要項(xiàng)目之一?！?973年2月，中國科學(xué)院按照周總理的指示，在原子能研究所一部的基礎(chǔ)上組建高能物理研究所（簡稱“中科院高能所”）。當(dāng)陳和生背著行囊、風(fēng)塵仆仆地邁入這科學(xué)的殿堂，他忽然感覺到什么，猛地站住了，又下意識(shí)地扶了扶被汗水浸濕的黑框眼鏡，抬眼看見了在中科院高能所主樓大堂一側(cè)的墻面上，高懸著周總理復(fù)信的手跡：“這件事不能再延遲了……”

多少年后，他還是戴著一副黑框眼鏡，還記得那一瞬間的感覺，感覺一股電流直貫頭頂，他被一種時(shí)不我待的緊迫感深深攫住了。

中國在高能物理學(xué)領(lǐng)域原本起步較晚，又加之經(jīng)歷了太多的折騰，無論在技術(shù)、設(shè)備和人才上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)國家。1979年1月，鄧小平訪美期間，簽署了中美兩國在高能物理領(lǐng)域的合作協(xié)議。而在中美高能物理領(lǐng)域的科技合作中，美籍華裔物理學(xué)家丁肇中是一個(gè)重要推手。1974年，他在美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)子加速器中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量三倍的長壽命中性粒子——J粒子。此前，科學(xué)家一直相信宇宙是由三種最基本粒子構(gòu)成的，而J粒子的發(fā)現(xiàn)提出了第四種可能，這為人類開拓了宇宙未知的領(lǐng)域，并使基本粒子物理學(xué)邁進(jìn)了一個(gè)新境界。丁肇中也是史上最年輕的諾貝爾獎(jiǎng)得主之一，而自諾貝爾獎(jiǎng)1901年問世以來，他是繼李政道后又一個(gè)用中文發(fā)表演講的。在人們頻頻舉杯的祝賀聲中，丁肇中謙遜地說：“J粒子也不過是真理大海海灘邊一顆光滑的卵石罷了。”

就在丁肇中摘得諾獎(jiǎng)的第二年，1977年8月，中國科學(xué)院高能物理研究所邀請(qǐng)他來華訪問。在與中國科學(xué)家交流時(shí)，他深信像中國這樣一個(gè)大國，在世界高能物理等高科技領(lǐng)域必將占有一席之地，也必須占有一席之地，第一就是要培養(yǎng)這一領(lǐng)域急需的高科技人才。他還真誠地表示：“我很樂意為中國的科學(xué)現(xiàn)代化貢獻(xiàn)我的一份力量，我熱切希望中國年輕一代能迅速成長，能出現(xiàn)一批真正的科學(xué)巨人?！?/p>

丁肇中的這一次訪問交流促成了中美科學(xué)技術(shù)史上的第一次大規(guī)模合作，由中科院選派有培養(yǎng)前途的青年物理學(xué)家參加丁肇中領(lǐng)導(dǎo)的高能物理研究工作。1979年4月，還是在讀研究生的陳和生就通過層層選拔被派往德國漢堡的德意志電子同步加速器中心，在丁肇中主持的Mark-J實(shí)驗(yàn)組工作。三十三歲的陳和生還是第一次走出國門，那時(shí)的西方世界在中國人眼里還是一個(gè)充滿了神秘感的世界，而漢堡是德國著名的旅游城市和歐洲最富裕的城市之一，很多人遠(yuǎn)涉重洋抵達(dá)這里，首先就要去易北河畔瀏覽一下異國的風(fēng)情，品嘗品嘗原汁原味的漢堡包，喝幾杯散發(fā)著麥芽清香的漢堡原釀啤酒。但陳和生抵達(dá)漢堡后連時(shí)差也沒有倒過來，就一頭鉆進(jìn)了德意志電子同步加速器中心。這是20世紀(jì)60代德國建造第一個(gè)高能粒子物理加速器，里邊就像一個(gè)深邃而復(fù)雜的迷宮，如同高能物理領(lǐng)域的圣地，吸引著全世界的科學(xué)家來這里朝覲。每年都有幾百名科學(xué)家在這里參加國際合作，鉆研從晶體到夸克的微觀世界，通過這個(gè)加速器，可以探測到質(zhì)子本身千分之一大小的粒子。

中國何時(shí)才能擁有這樣的大科學(xué)裝置啊？陳和生在大洋彼岸回望遙遠(yuǎn)的祖國，頗有望洋興嘆之感。

陳和生和來自中國的十五名青年訪問學(xué)者大多是從低能物理轉(zhuǎn)入高能物理的“新兵”，而陳和生算是較快進(jìn)入角色的，他從原子核物理進(jìn)入高能物理，本質(zhì)上都是粒子物理，又加之他對(duì)著英文詞典閱讀了大量國外粒子物理學(xué)書刊，英語基礎(chǔ)和技術(shù)功底比較扎實(shí)。但他和來自國內(nèi)的其他訪問學(xué)者一樣，對(duì)于粒子物理必須掌握的計(jì)算機(jī)程序知之甚少。那年頭，計(jì)算機(jī)在國內(nèi)還是一個(gè)傳說，最典型的一個(gè)事例，陳景潤為證明哥德巴赫猜想全靠一支筆在稿紙上演算，那演算稿裝起來有幾麻袋。中國“兩彈一星”的大數(shù)據(jù)，也是靠我們祖先在北宋時(shí)代發(fā)明的算盤一個(gè)一個(gè)打出來的。陳和生深知，人類正在加速邁進(jìn)計(jì)算機(jī)時(shí)代，如此艱苦簡陋的條件決不能成為中國科研的常態(tài)。為了盡快掌握計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)方法，陳和生連趕路、吃飯時(shí)也在琢磨計(jì)算機(jī)程序。每天晚上，在緊張工作了一天后，陳和生還要在計(jì)算機(jī)上一遍遍地演算和練習(xí)。他用兩三個(gè)月的時(shí)間就會(huì)操作每秒鐘運(yùn)轉(zhuǎn)幾百萬次的大型計(jì)算機(jī)。

從來到漢堡的第一天到從這里離去的最后一天，陳和生幾乎都是在實(shí)驗(yàn)室里度過的，每天從清晨工作到凌晨。他絕非一個(gè)工作狂，只要鉆進(jìn)工作室，整個(gè)世界仿佛都已不存在，而他已經(jīng)進(jìn)入了另一個(gè)更隱秘的世界，這是一般人進(jìn)不去的，看不見的，但這微觀世界一如浩瀚的宇宙一般，無數(shù)的粒子亦如星辰一樣閃爍著神奇迷人的光芒。

1982年8月，當(dāng)Mark-J實(shí)驗(yàn)組的工作告一段落，丁肇中從這一批中國訪問學(xué)者中選出兩名到美國麻省理工學(xué)院跟他攻讀博士學(xué)位，陳和生是其中之一，他的勤奮和踏實(shí)是丁肇中先生挑選他到美國留學(xué)的重要原因。陳和生在麻省理工學(xué)院只花十三個(gè)月就完成了其他人通常要花兩三年完成的課程和考試。1984年5月，陳和生獲得了美國麻省理工學(xué)院博士學(xué)位，但他沒有太多的欣慰。這年他已三十八歲了，而丁肇中在三十八歲時(shí)就已發(fā)現(xiàn)了J粒子。當(dāng)有人問他對(duì)美國和麻省理工學(xué)院有什么印象，他只能老老實(shí)實(shí)地回答：“沒注意，我的全部時(shí)間都用來學(xué)習(xí)了?！本驮谶@年9月，鄧小平在北戴河接見丁肇中教授，在會(huì)談中有一個(gè)話題是如何培養(yǎng)中國自己的博士后。當(dāng)時(shí)中國科學(xué)院高能物理所正在中國率先進(jìn)行博士后流動(dòng)站試點(diǎn)。在麻省理工學(xué)院做了半年博士后研究的陳和生，隨即于當(dāng)年11月回國，成為中科院高能物理研究所的第一位博士后研究人員，他也是中國的第一位博士后。

那正是國內(nèi)掀起“出國潮”之際，而陳和生在選擇回國時(shí)沒有絲毫猶疑。當(dāng)時(shí)，世界高能粒子加速器已經(jīng)發(fā)展了近半個(gè)世紀(jì)，而中國大科學(xué)裝置尚未從零起步。那種時(shí)不我待的緊迫感，一直深深地攫著他。多少年后他仍念念不忘自己的初心：“我當(dāng)初出國就是為了中國的高能物理，現(xiàn)在應(yīng)該是回去的時(shí)候了，中國若要在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地，歸根結(jié)底還是要靠中國人自己在中國的土地上去奮斗！”

二

走進(jìn)北京石景山區(qū)玉泉路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)就能看見一座蔚藍(lán)色主體的建筑，外形像一只碩大的羽毛球拍。這是中國第一臺(tái)大型高能加速器——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPC）。當(dāng)正負(fù)電子在其中的高真空管道內(nèi)被加速到接近光速，并在指定的地點(diǎn)發(fā)生對(duì)撞，通過北京譜儀記錄對(duì)撞產(chǎn)生的粒子特征，科學(xué)家通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)粒子的性質(zhì)，從而揭示微觀世界的奧秘。每個(gè)人看見了這個(gè)大科學(xué)裝置，都有橫空出世之感，還會(huì)下意識(shí)地問，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是怎樣“撞”出來的？

陳和生說，若要探索物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，就得把它打碎，打碎物質(zhì)的“炮彈”是高速粒子束流，而加速器就是發(fā)射這種炮彈的武器。如果這樣說還是不大理解，陳和生又換了一種更形象的說法：當(dāng)兩只小松鼠站在機(jī)器的兩頭，手中各拿著一個(gè)核桃，若憑松鼠之力把核桃直接掰開很費(fèi)勁，但若換一種方式，讓兩個(gè)核桃高速對(duì)撞可能就能撞開。對(duì)于高能物理，粒子就是核桃，只有把粒子打開才能看清里面是什么東西，速度越快、撞得越碎，越可能有所發(fā)現(xiàn)。這個(gè)原理說穿了就是一個(gè)常識(shí)，但一旦上升到科學(xué)層面那就非常之難了。一方面，電子束流對(duì)撞要求粒子多、截面積小、頻率高，才能獲得足夠高的對(duì)撞亮度；另一方面，科學(xué)家通過正負(fù)電子不斷對(duì)撞，要獲取分析對(duì)撞產(chǎn)生的大量事例，才能看其中是否可能有一些稀有現(xiàn)象，能否發(fā)現(xiàn)一些新粒子。這是極其渺?？蓱]的發(fā)現(xiàn)，如丁肇中教授所說：“這就好像在北方地區(qū)下了一場傾盆大雨，我從無數(shù)雨點(diǎn)中辨認(rèn)出一個(gè)帶顏色的雨點(diǎn)那樣困難?！敝灰l(fā)現(xiàn)了一個(gè)從未發(fā)現(xiàn)過的新粒子，就是重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，很有可能給世界帶來一場科技革命。

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是在鄧小平的直接推動(dòng)下建設(shè)的大科學(xué)裝置。這一工程早在1972年就經(jīng)周總理批示，但在那段非常歲月一直遲遲無法落實(shí)。當(dāng)中華民族歷經(jīng)磨難走上復(fù)興之路，很多科學(xué)家都在力推中國大科學(xué)裝置早日上馬，時(shí)不我待??！1981年5月，中科院高能物理研究所提出建造加速能量為22億電子伏的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，這也是中美高能物理合作協(xié)議框架下的一個(gè)項(xiàng)目。然而，當(dāng)時(shí)正值百廢待興之際，又恰逢我國國民經(jīng)濟(jì)調(diào)整、基建收縮時(shí)期，這一項(xiàng)目差點(diǎn)被叫停了。中國科學(xué)院黨組書記李昌和副院長錢三強(qiáng)給中央寫了一份緊急報(bào)告，“請(qǐng)求中央批準(zhǔn)我們12月5日上報(bào)的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)方案，繼續(xù)執(zhí)行中美高能物理合作協(xié)議”。這個(gè)“緊急報(bào)告”于22日呈報(bào)小平同志，他當(dāng)天就批示：“這項(xiàng)工程已進(jìn)行到這個(gè)程度，不宜中斷，他們所提方針，比較切實(shí)可行，我贊成加以批準(zhǔn)，不再猶豫。”三天后，12月25日，鄧小平在會(huì)見李政道博士時(shí)，又對(duì)陪同會(huì)見的李昌說：“要堅(jiān)持，下決心，不要再猶豫了?！痹谡劦焦こ踢M(jìn)度和經(jīng)費(fèi)時(shí)，鄧小平又轉(zhuǎn)過身對(duì)國務(wù)院副總理姚依林說：“五年為期，經(jīng)費(fèi)要放寬一些，不要再猶豫不決了，這個(gè)益處是很大的。”就這樣，中國改革開放的總設(shè)計(jì)師以連續(xù)三個(gè)“不再猶豫”奠定了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的乾坤。

1984年10月7日，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程破土動(dòng)工，鄧小平為奠基石鏟了第一锨土。盡管當(dāng)時(shí)還有爭議，還有質(zhì)疑，但他一臉堅(jiān)毅地說：“我相信這件事不會(huì)錯(cuò)！”

1988年10月16日，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)首次對(duì)撞成功。這標(biāo)志著，中國高能物理領(lǐng)域在苦盼多年后終于邁進(jìn)了大科學(xué)裝置時(shí)代。10月24日，鄧小平又來到了四年前他親自奠基的地方，視察北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，并做了重要講話：“過去也好，今天也好，將來也好，中國必須發(fā)展自己的高科技，在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地。如果60年代以來中國沒有原子彈、氫彈，沒有發(fā)射衛(wèi)星，中國就不能叫有重要影響的大國，就沒有現(xiàn)在這樣的國際地位。這些東西反映一個(gè)民族的能力，也是一個(gè)民族、一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的標(biāo)志?！?/p>

“中國必須在高科技領(lǐng)域占有一席之地”，這句話被鐫刻在了中科院高能物理研究所主樓大堂另一側(cè)的墻面上，與周恩來總理的那句話構(gòu)成了一種歷史性的互相映襯：“這件事不能再延遲了……”

中國高能物理所憑借著BEPC這個(gè)大科學(xué)裝置終于上路了，但還不能說駛?cè)肓丝燔嚨?，由于BEPC是一臺(tái)單個(gè)儲(chǔ)存環(huán)的對(duì)撞機(jī)，儲(chǔ)存環(huán)里只有一對(duì)正負(fù)電子束進(jìn)行對(duì)撞，裝置的對(duì)撞亮度難以提高。在運(yùn)行十多年后，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)乃至中國高能物理的發(fā)展都陷入了困境。1998年夏，陳和生受命于危難之際，擔(dān)任中科院高能物理研究所所長。為了保持我國在國際高能物理領(lǐng)域的一席之地，他提出了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)改造升級(jí)（BEPCII）方案。這一方案經(jīng)國家批準(zhǔn)后，讓陷入困境的高能所熱情高漲，然而就在此時(shí)，從美國康奈爾大學(xué)傳來一個(gè)消息，如同一股暖流遭遇了寒流。

康奈爾大學(xué)威爾遜實(shí)驗(yàn)室擁有美國著名的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)CESR，其負(fù)責(zé)人賴斯教授在中美高能物理合作期間被聘為中科院顧問，在高能所工作了三年之久。國際上既有合作，更有競爭，在高能物理領(lǐng)域的較量不可避免。盡管中國一直不斷釋放信號(hào)，我們更愿意成為合作伙伴而不是競爭對(duì)手，然而，科學(xué)無國界，但科學(xué)成果有國界，誰都希望把核心技術(shù)牢牢地掌握在自己手里，當(dāng)一個(gè)大國奮起直追，絕不會(huì)有人坐等你追上來，超越他。國際競爭是沒有硝煙的戰(zhàn)場，但那暗藏的刀鋒往往比激烈的戰(zhàn)爭更有殺傷力。為了在粲能區(qū)爭奪物理成果，威爾遜實(shí)驗(yàn)室從2000年起就著手轉(zhuǎn)入粲能區(qū)的研究，第二年就把一臺(tái)原先在高能量下運(yùn)行的對(duì)撞機(jī)CESR改造為CESRc，多了一個(gè)小寫的C，指的就是粲物理或粲能區(qū)。其主要設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)撞亮度亦與我們BEPC的單環(huán)方案相同，說穿了，他們就是沖著北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)來的。美國人倒也直爽，捅破天窗說亮話，他們的CESRc將采用“短平快”的方法，在二至三年內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，這至少能比BEPCII早兩年達(dá)到同樣的性能指標(biāo)。

美國人一開始就亮出了自己的底牌，這源于他們底氣十足的科技實(shí)力和自信。而對(duì)美國在高科技領(lǐng)域的實(shí)力絕對(duì)不可低估，更何況其負(fù)責(zé)人賴斯教授對(duì)我們的BEPC早已了如指掌，知己知彼而百戰(zhàn)不殆，這讓我們有些人難免情緒低落，認(rèn)為和美國競爭必輸無疑甚至是必死無疑，還有的人甚至喪失了信心而離開了高能所。而美國人還真是厲害，他們將CESR改造成CESRc后，其設(shè)計(jì)對(duì)撞亮度比陳和生院士最初提出BEPCII改造方案的設(shè)計(jì)亮度還要高，從2004年開始，美國正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)CESRc還沒有達(dá)到他們自己的設(shè)計(jì)效果，就已全面超越中國BEPC在粲能區(qū)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

陳和生對(duì)國外同行一向充滿敬佩，但決不臣服。面對(duì)美國人的挑戰(zhàn)，他心知肚明，在同一個(gè)能區(qū)的高能物理領(lǐng)域，兩個(gè)同樣的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)其實(shí)也有合作共存的機(jī)會(huì)，絕非只有你死我活的競爭，但若對(duì)方非要把你壓下去，那是難以共存的，只能是最好的一個(gè)生存下來。他一臉冷峻地對(duì)同事們說：“在這種情勢(shì)下，我們就算是按最初的改造方案建成了BEPCII，也沒有意義，人家已經(jīng)超越了我們預(yù)定的改造升級(jí)目標(biāo)，我們已被逼得只有一條路，不僅是要升級(jí)自己，還要?jiǎng)俪鰧?duì)方，只有將原先的單環(huán)對(duì)撞方案改成雙環(huán)方案，才能大幅度提高性能，否則就將失去國際競爭力。但這比BEPC當(dāng)初建造時(shí)的難度要大得多，但只要努力就一定能做成！”他那一口帶著武漢口音的普通話特別有底氣，“兩軍相逢，勇者勝！”

2005年7月，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)BEPC正式結(jié)束運(yùn)行，這是結(jié)束，也是開端，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)重大改造工程（BEPCII）正式上馬，科研人員根據(jù)“一機(jī)兩用”的設(shè)計(jì)原則，采用了獨(dú)特的三環(huán)結(jié)構(gòu)和當(dāng)時(shí)國際最先進(jìn)的雙環(huán)對(duì)撞機(jī)方案，并建造與升級(jí)后對(duì)撞機(jī)亮度相匹配的第三代北京譜儀（BESIII）。工程分三階段進(jìn)行：直線加速器改造、儲(chǔ)存環(huán)改造和探測器改造。這每一階段的改造難度都超乎想象。BEPC隧道原來是為單個(gè)儲(chǔ)存環(huán)設(shè)計(jì)的，現(xiàn)在要在原來的隧道內(nèi)給正負(fù)電子束流各做一個(gè)儲(chǔ)存環(huán)，周長短、空間小、對(duì)撞區(qū)短。國際上成功的雙環(huán)電子對(duì)撞機(jī)周長一般在兩公里以上，而BEPC存儲(chǔ)環(huán)的周長只有240米；國外成功的雙環(huán)對(duì)撞機(jī)是在80米距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)電子對(duì)撞再分開，而我們的對(duì)撞區(qū)必須在28米內(nèi)實(shí)現(xiàn)。這些改造中許多技術(shù)和設(shè)備在國內(nèi)外前所未有。

2009年7月，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)改造工程BEPCII全面竣工，實(shí)現(xiàn)了高流強(qiáng)和高亮度的對(duì)撞。這里就看看對(duì)撞的結(jié)果吧。若同自己比，BEPCII的對(duì)撞亮度是改造前的三十三倍，每秒對(duì)撞次數(shù)幾乎是改造前的一百倍。在2004年改造以前，BEPC對(duì)撞機(jī)以一對(duì)束團(tuán)、每秒對(duì)撞約一百萬次，改造后，BEPCII對(duì)撞機(jī)成為國際上最先進(jìn)的雙環(huán)對(duì)撞機(jī)之一，約一百個(gè)束團(tuán)，每秒對(duì)撞約一億次。為什么對(duì)撞次數(shù)越多越好？陳和生解釋說：“每秒對(duì)撞一億多次，就意味著每秒獲取的研究事例是以前的將近一百倍，這可以大大提高效率，降低研究的誤差，因?yàn)橛行┏霈F(xiàn)概率很小的罕見研究事例也會(huì)因?yàn)閷?duì)撞次數(shù)的增加而出現(xiàn)，就使得研究更為精確?！?/p>

若同競爭對(duì)手比，BEPCII是這個(gè)能量區(qū)域里美國康奈爾大學(xué)的加速器CESRc曾創(chuàng)下的世界紀(jì)錄的四倍多，對(duì)撞亮度達(dá)到CESRc亮度的十二倍。說到這里，一向低調(diào)的陳和生難掩自豪之情：“本來我們準(zhǔn)備是美國的三倍，但是他們只做到了其設(shè)計(jì)方案的四分之一，所以最后結(jié)果我們是他們的十二倍！”

這是改造，更是創(chuàng)造，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的改造工程不但創(chuàng)造了同類加速器建設(shè)紀(jì)錄，也達(dá)到了當(dāng)時(shí)的技術(shù)的極限。

一切不出陳和生所料，在同一個(gè)能區(qū)的高能物理領(lǐng)域，若沒有合作共存的意識(shí)，對(duì)方非要把你壓下去，只能是最好的一個(gè)生存下來。2009年5月，當(dāng)BEPCII對(duì)撞亮度達(dá)到驗(yàn)收指標(biāo)的消息傳出后，美國康奈爾大學(xué)就決定將CESRc終止運(yùn)行，主動(dòng)退出歷史舞臺(tái)。賴斯教授倒也頗有紳士風(fēng)度，他在郵件中對(duì)中國科學(xué)家表示了祝賀和期待：“由于CESRc將終止運(yùn)行，我們期待來自BESIII的一系列重要的物理發(fā)現(xiàn)?！辟囁菇淌谒f的BESIII，是指在這次改造工程中與之匹配的北京譜儀BESIII，其總體性能也達(dá)到了國際最高水平。

有人說，“北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，撞出粲物理領(lǐng)域三十年領(lǐng)先”。

三

2006年春夏之交，這一年正值陳和生的花甲之年，當(dāng)人生歲月進(jìn)入又一輪輪回，他肩負(fù)著又一個(gè)重大使命從北京石景山來到了東莞大朗，對(duì)于他，這甚至是自己生命和使命的又一個(gè)開端，一切都將從此開始。

說來也是機(jī)緣。那時(shí)，中國散裂中子源項(xiàng)目正在尋找合適的建設(shè)地點(diǎn)，而在高能物理的國家戰(zhàn)略布局中，華南和珠三角地區(qū)還是一片空白。廣東省一直希望推動(dòng)一些大型高科技項(xiàng)目，作為珠三角科技發(fā)展的依托和引擎。在陳和生院士的奔走下，中國科學(xué)院和廣東省決定共建中國散裂中子源，廣東省發(fā)改委推薦了三個(gè)地方——珠海、廣州蘿崗和東莞。這年5月，陳和生院士率隊(duì)到三個(gè)地方實(shí)地考察，最終認(rèn)為原本擺在最后一個(gè)的東莞最為合適。而東莞最初推薦的地點(diǎn)為松山湖國家級(jí)高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，但陳和生等專家考察后發(fā)現(xiàn)地基不合適，而從未來著眼還必須預(yù)留足夠的發(fā)展空間。陳和生和考察組專家在衛(wèi)星地圖上反復(fù)搜尋，發(fā)現(xiàn)大朗鎮(zhèn)水平村的一塊地，這一帶背后靠山，高速公路四通八達(dá)，又正好處于珠三角的幾何中心，離廣州、深圳、香港都不超過一小時(shí)車程，四周還有長遠(yuǎn)的發(fā)展空間。當(dāng)陳和生提出選址這塊地時(shí)，東莞市的陪同人員還不大相信有這塊地。陳和生當(dāng)即借用一個(gè)單位的前臺(tái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)線，在衛(wèi)星地圖上演示了從松山湖到這塊地的路線。陪同人員隨即和陳和生一行去現(xiàn)場考察?？疾旖M發(fā)現(xiàn)這塊地確實(shí)如地圖上看到的那樣位置合適、交通方便，而這里原來還是一個(gè)采石場，這表明地質(zhì)基礎(chǔ)好，確是一塊建設(shè)科學(xué)大裝置的風(fēng)水寶地。雙方一拍即合，中國高能物理領(lǐng)域的又一個(gè)大科學(xué)裝置將要在此誕生了。

大朗，就在我居住地的隔壁，對(duì)這一方水土我就像鄰居一樣熟悉。這是東莞的一個(gè)工業(yè)重鎮(zhèn)，全鎮(zhèn)地形西南窄，東北寬，地勢(shì)從西南向東北傾斜，東南部有連綿起伏的大小山崗，形成一幅天然屏障。陳和生看中的那片山野，一年四季都被茂密的荔枝林遮蔽著，看上去香氣撲鼻，但只要往里邊一走，你試試看。陳和生院士試過了，從2007年起，他便提前來到東莞，開始中國散裂中子源項(xiàng)目建設(shè)的前期準(zhǔn)備工作。他和幾位老科學(xué)家每天早出晚歸，對(duì)每一個(gè)山溝山頭都要深入考察，林子大了，什么鳥都有，什么蟲子都有，到處都是叮人的花腳蚊子，而這兒的蚊子還特別欺生，越是生人越是叮得厲害。第一次來東莞的人，幾乎都在劫難逃，而這蚊子毒性很大，叮咬之后，手臂上都是密密麻麻、奇癢無比的紅疹，在不斷抓撓后就會(huì)留下密密麻麻的傷疤和結(jié)痂，經(jīng)久難愈乃至終身難愈。除了蚊子，還有山螞蟻、馬蜂以及各種顏色和形狀的毛毛蟲。一個(gè)給他們帶路的本地姑娘說，這些毛毛蟲長得越漂亮越恐怖，可千萬別被它們粘上了?？沙Ｔ诹种凶?，又哪能不粘上？說來，還真是難以置信，這些大科學(xué)家為了給國家節(jié)省一點(diǎn)兒經(jīng)費(fèi)，每天進(jìn)進(jìn)出出，租的是一輛拉魚的皮卡車，那輛車晚上拉魚，白天就載著他們?nèi)スさ?，大家下班后好像從魚塘里回來的民工，每個(gè)人身上都散發(fā)出一股魚腥味。誰能想到，誰能想到啊，這拉魚車上坐著的竟是中國科學(xué)院院士和高能物理領(lǐng)域的尖端科學(xué)家。

那時(shí)候，還極少有人知道他們來這里干什么，更不知道一個(gè)大科學(xué)裝置將在這里落戶。這地方在我的必經(jīng)之路上，但我在路過時(shí)只能匆匆瞥上一眼，而這樣匆匆一瞥連自己也覺得鬼頭鬼腦。過了好幾年，我才聽說中國科學(xué)院正在這里建造一座“中子工廠”，但我也不知道這神秘的工廠到底是干什么的。直到今年荔枝飄香的季節(jié)，我才有機(jī)緣一探究竟。

在高能物理領(lǐng)域，同步輻射和中子散射好比現(xiàn)代微觀物質(zhì)探測中的一對(duì)“姐妹花”。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)就是同步輻射源第一代光源的代表。盡管中國已擁有同步輻射源，但若沒有散裂中子源，在高能物理領(lǐng)域依然是跛足的。同步輻射可以用來解析蛋白質(zhì)大分子的結(jié)構(gòu)、洞察各種材料的微觀結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)項(xiàng)則是探測較重的原子，如稀土元素、鉑、金等，但若遇上外圍電子稀少的輕元素，如氫、氦、碳等就十分困難了，換言之就是還有許多無法深入探測的盲區(qū)。隨著人類對(duì)微觀世界探索的科技手段越來越高，對(duì)微觀世界越來越深入，人類又邁出了關(guān)鍵的一大步，這就是散裂中子源。同步輻射源的缺陷，恰恰被中子散射彌補(bǔ)了，前者的缺陷正是后者的優(yōu)勢(shì)，中子散射可以洞穿同步輻射的盲區(qū)。

陳和生院士解釋說：“中子對(duì)物質(zhì)有很強(qiáng)的穿透性，而散裂中子源是用來自大型加速器的高能質(zhì)子轟擊重金屬靶，從而引起金屬原子的散裂反應(yīng)，釋放出大量的中子，這些中子形成非常強(qiáng)的中子束流，中子經(jīng)碰撞減速后與樣品發(fā)生散射，最后由中子散射譜儀接收。科研人員根據(jù)這些中子散射的數(shù)據(jù)就可以分析出被觀測物體的微觀特征，通俗點(diǎn)兒說，我們常常把它作為超級(jí)顯微鏡或神奇的探針，用散裂中子源源源不斷產(chǎn)生的中子來探測科學(xué)家希望研究的物質(zhì)和材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而揭開我們?nèi)庋劭床坏降奈镔|(zhì)世界的神秘面紗。

這么說還是太抽象，而慣于理性思維的科學(xué)家還特別善于打形象的比喻，陳和生院士啟迪我這個(gè)以形象思維為職業(yè)的人想象一下：在中子面前，由原子搭建起來的物質(zhì)結(jié)構(gòu)就像一張立體大網(wǎng)。當(dāng)你不斷地打出一串串彈珠——中子，有的彈珠嗖嗖穿網(wǎng)而過，還有的恰好打在網(wǎng)上，紛紛彈向不同的角度。如果把這些彈珠的運(yùn)動(dòng)軌跡在第一時(shí)間記錄下來，你就能大致推測出網(wǎng)的形狀。如果打出去的彈珠夠多、夠密、夠強(qiáng)，你就能把這張網(wǎng)精確地描繪出來，科學(xué)家通過測量被“原子立體網(wǎng)”散射出來的中子能量和動(dòng)量的變化，就可以精確地反推出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，研究在原子、分子尺度上各種物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，告訴人們?cè)?、分子在哪里，原子、分子在做什么，這種研究手段就叫中子散射技術(shù)。

嘿，這下我終于聽明白了，又感覺我明白得太遲了。

中國散裂中子源也比西方發(fā)達(dá)國家遲到了許多年，在此之前，英國、美國和日本已相繼建起了散裂中子源裝置。

英國散裂中子源ISIS坐落在風(fēng)光旖旎的泰晤士河畔，1977年，英國政府批準(zhǔn)了ISIS計(jì)劃。在此之前，英國散裂中子源計(jì)劃一度稱為SNS，而雄踞政壇十一年的英國首相、著名的鐵娘子瑪格麗特·撒切爾夫人將其命名為ISIS，這并非通常的英文縮寫，ISIS是古埃及的一位主要女神，她具有超越所有其他神的力量，并能使人起死回生，被認(rèn)為是生命復(fù)活的象征。ISIS歷經(jīng)七年建設(shè)，1985年10月正式建成。這是世界上第一臺(tái)散裂中子源大裝置，也是世界上亮度最高的散裂中子源。

美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室耗資14億美元建造了世界上第二座散裂中子源，2006年，打出了第一束中子脈沖，是迄今世界上最亮的脈沖源。美國依托散裂中子源，建立起了領(lǐng)先世界的納米材料科學(xué)中心。

日本原子能研究機(jī)構(gòu)建起了世界上第三座散裂中子源J-PARC，這是迄今造價(jià)最為昂貴的散裂中子源，自2008年投入使用后，用戶一直在迅猛增長，供不應(yīng)求，日本正在醞釀建設(shè)下一臺(tái)散裂中子源，其能量將是美國散裂中子源的兩倍。

陳和生說：“一代材料決定一代產(chǎn)品，產(chǎn)品基本上是靠材料決定的，沒有材料一切都決定不了，若沒有大科學(xué)裝置，你就是有最好的材料也無法得到最好的利用，你甚至根本不知道這些材料好在哪里?！?/p>

早在散裂中子源誕生之前，就有科學(xué)家預(yù)言，未來中子將成為我們的另一只眼睛，在原子尺度上看見物質(zhì)內(nèi)部最細(xì)微的結(jié)構(gòu)。近年來，隨著國際競爭的白熱化，這句話的意義更凸顯出來了。那些西方發(fā)達(dá)國家競相建造散裂中子源并不斷升級(jí)，絕不僅僅是為了國家榮譽(yù)而戰(zhàn)，只因散裂中子源擁有廣泛的又無可替代的用途。在地球和資源環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、生物學(xué)和生物技術(shù)、凝聚態(tài)物質(zhì)物理、磁性材料的研究、化學(xué)化工、化學(xué)反應(yīng)催化劑的原位研究、可燃冰、新能源等諸多領(lǐng)域，都需要散裂中子源來支撐。尤其對(duì)新能源、電子信息（磁性和超導(dǎo)材料）、航空航天和生物醫(yī)學(xué)等材料的研究具有特別的緊張性。而在中國研發(fā)散裂中子源之前，我們只能仰仗外國，甚至連我們的軍事雷達(dá)和北斗導(dǎo)航衛(wèi)星所用的材料，都要從美國、日本等國家進(jìn)口。你買這些材料是軍工還是民用，人家一清二楚，憑什么？就看小數(shù)點(diǎn)。一般人都會(huì)對(duì)小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)字忽略不計(jì)，而對(duì)于高科技則絕對(duì)不能忽略，每個(gè)參數(shù)都有特別的用途。民用，精確度必須做到小數(shù)點(diǎn)后面的第三位數(shù)，軍用，精確度必須做到小數(shù)點(diǎn)后面的第四位數(shù)，人家一聽你所要的精確度，就知道你是用于民用還是軍用，就算人家肯賣給你，也會(huì)狠狠敲你一筆竹杠，更恐怖的是，當(dāng)核心技術(shù)掌握在人家手里，這又怎么保護(hù)我們的國家安全？

如今，美國對(duì)中國采取全方位的技術(shù)封鎖，這不是封殺一兩家中國企業(yè)，對(duì)中國很多產(chǎn)業(yè)幾乎是絕殺，這也是一種倒逼機(jī)制，倒逼我們闖出一條絕處逢生的路來，把核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里。

四

中國從來不缺少充滿了危機(jī)感和前瞻性的科學(xué)家，2000年8月，中科院高能物理研究所與原子能科學(xué)院向科技部正式提出國家重大科學(xué)工程項(xiàng)目建議書——多用途中子科學(xué)裝置脈沖強(qiáng)中子源?？茖W(xué)家之憂，也是國之所憂，隨后，中國散裂中子源（CSNS）項(xiàng)目正式列入了國家“十一五”的大科學(xué)裝置建設(shè)計(jì)劃，這一計(jì)劃能否實(shí)現(xiàn)？對(duì)于中國人的智慧，中國科研的綜合實(shí)力，無疑又是一場嚴(yán)峻的大考。

陳和生院士作為中國散裂中子源工程的總指揮，又一次率領(lǐng)中國高能物理的科研團(tuán)隊(duì)和建設(shè)者從零起步。從2006年起，此時(shí)離中國散裂中子源項(xiàng)目在東莞奠基還有五個(gè)年頭，而一系列關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)制研究工作就已開始，攻克了眾多技術(shù)難題，這其實(shí)才是真正的奠基。而在陳和生院士看來，基礎(chǔ)的基礎(chǔ)還是人才。他倍感欣慰的是，在研發(fā)和打造中國散裂中子源的過程中，培養(yǎng)出一支年輕的加速器和中子散射研究和應(yīng)用隊(duì)伍，從長遠(yuǎn)看，這個(gè)價(jià)值甚至要超過中國散裂中子源本身。

越是尖端科學(xué)家，越是謙卑，陳和生院士很少提及自己的付出和貢獻(xiàn)，他建議我不要老是盯著他，圍著他轉(zhuǎn)，他更看重的是團(tuán)隊(duì)的力量，尤其是應(yīng)該多關(guān)注一下那些年青一代的科學(xué)家，他們才是攻克一道道難關(guān)的中堅(jiān)。這些年輕的科研人員其實(shí)都是他直接或間接地帶出來的，而他最想傳給年輕人的還不是科學(xué)技術(shù)，而是團(tuán)隊(duì)合作精神。高能物理必須依托大科學(xué)裝置展開，這也決定了團(tuán)隊(duì)合作是這一科技領(lǐng)域的基本特征。而他作為團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)頭人，讓團(tuán)隊(duì)成員下意識(shí)地覺得他身上總是散發(fā)出一種無形的磁場，無論他走到哪里，都會(huì)將周圍的人吸引在一起，這場景我已見過好幾次，看上去就像一個(gè)老父親和他的兒女們?cè)谏塘考依锏氖虑?。這個(gè)團(tuán)隊(duì)也確實(shí)像一個(gè)大家庭，而他們也確實(shí)把這里當(dāng)成了他們的第二個(gè)家。在食堂里吃工作餐，那些年輕人也會(huì)圍著他，從科研上遇到的困難到家庭生活、孩子上學(xué)，七嘴八舌，無所不談。只要聽說誰有生活上的困難，他馬上就會(huì)想辦法解決。在科研方面，他一再鼓勵(lì)年輕科研人員勇于獨(dú)立承擔(dān)課題，給每一位科研人員以任務(wù)、壓力以及動(dòng)力，團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人不僅自己是負(fù)責(zé)課題的小專家，同時(shí)又對(duì)其他同事的課題有所了解，每個(gè)人都發(fā)揮出了一專多能、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用。正是秉持著這樣的理念和信念，他不僅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員攻克了一道道科技難關(guān)，也帶出了一支既能啃硬骨頭又充滿了協(xié)作精神的科研隊(duì)伍。這近四百名科研工程人員平均年齡不到三十五歲。一說到這些年輕人，他眼里就閃爍著興奮而又羨慕的光澤，“他們的平均年齡比我還小一半啊，正好趕上了中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)代，后生可畏，大有可為啊！”

齊欣就是陳和生院士一手帶出來的，又放手讓她挑大梁的青年科學(xué)家。他逢人便說，CSNS的第一道難關(guān)，就是齊欣帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)攻克的。幾經(jīng)周折，我終于聯(lián)系上了正在這里攻關(guān)的齊欣博士。她非常忙，幾乎每一秒鐘都不能耽誤。按預(yù)約時(shí)間，她像踩著鐘點(diǎn)一樣準(zhǔn)時(shí)走進(jìn)了會(huì)客室。我悄悄打量著她，這位還挺年輕的女科學(xué)家，一個(gè)素面朝天的質(zhì)樸女性，單薄瘦弱的身子，略顯蒼白憔悴的面容，還有那明顯的黑眼圈，她這模樣忽然令我感到分外愧疚，真不該來打擾她。

齊欣出生于一個(gè)知識(shí)分子家庭，父親是研發(fā)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高級(jí)工程師，母親是高級(jí)教師。她微笑著對(duì)我說，一個(gè)女生選擇工科，讓很多人都感到不可思議，她卻覺得這是自然而然的選擇。她從小深受父親的影響。父親時(shí)常在家里的飯桌上繪圖，伏在一只木箱上演算。又拆解電機(jī)電器的零部件，然后不斷地進(jìn)行重組和連接，嘗試著各種可能性，她在一邊看得入了迷，在電機(jī)電器的內(nèi)部竟然還暗藏著這樣一個(gè)復(fù)雜而神秘的世界，那各種元件和密如蛛網(wǎng)、細(xì)如發(fā)絲的連接線，她看得眼花繚亂，什么也看不清楚，卻把她的思維帶入了一個(gè)仿佛只有神經(jīng)的觸須才能深入的幽深境界。她時(shí)常聽見父親嘆息，咱們不光是技不如人，在材料科學(xué)上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后了。多少年后她才明白，一切落后都與高能物理領(lǐng)域的落后直接有關(guān)，若沒有大科學(xué)裝置，你就是地大物博，擁有再多再好的材料，也無法進(jìn)行利用。在中國飛機(jī)制造領(lǐng)域，材料一直是一個(gè)難以突破的瓶頸。

在很多人的印象中，工科生都是機(jī)械的、刻板的，其實(shí)工科最需要特別靈敏的神經(jīng)和神奇的想象力。在高考選擇專業(yè)時(shí)，齊欣幾乎連想也沒想，就下意識(shí)地選擇了工科，選擇了她最感興趣的電力電子專業(yè)。大學(xué)畢業(yè)后，她又考上了中國科學(xué)院高能物理研究所碩博連讀研究生。那時(shí)，中國散裂中子源正在陳和生院士的主持下進(jìn)行可行性研究，其中有一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——大功率諧振電源預(yù)制研究，正是齊欣鉆研的專業(yè)方向。2008年，中科院高能物理研究所成立了大功率諧振電源預(yù)制研究課題，那時(shí)齊欣剛拿到博士學(xué)位不久，看上去還是一個(gè)留著一頭波浪式披肩發(fā)的小女生，就憑借其出色的專業(yè)成績而被委以重任，承擔(dān)了我國第一臺(tái)25Hz諧振電源的研制課題，這也是CSNS第一個(gè)開展專項(xiàng)技術(shù)研究的課題。

當(dāng)她說到這里，我下意識(shí)地看了看她那瘦弱的肩膀，她那一直掛在嘴角的笑意消失了，臉色有些凝重地說：“我有機(jī)會(huì)能夠參與到這么大一個(gè)裝置，在國內(nèi)，這也是散裂中子源的第一套系統(tǒng)，真是‘壓力山大啊，但我也感到非常榮幸，我咬著牙接受了這個(gè)任務(wù)，然后就一路堅(jiān)持著，一步一步走過來了，這一走就是十多年啊，多虧有陳和生院士等老一輩科學(xué)家的培養(yǎng)和信任，每走一步都有他們的精心指點(diǎn)，要不怎么能走到今天？”

散裂中子源的關(guān)鍵技術(shù)之一，就是產(chǎn)生用于轟擊重金屬靶的高功率質(zhì)子束的強(qiáng)流質(zhì)子加速器。CSNS加速器采用中能直線加速器和快循環(huán)同步加速器的方案，這種高功率強(qiáng)流質(zhì)子加速器在國內(nèi)也是首次研制。既是首次研制，在設(shè)計(jì)圖上就是絕對(duì)空白。為了盡可能少走彎路，齊欣和課題組成員也動(dòng)了心思，那就是借鑒國外成熟的技術(shù)路線。當(dāng)時(shí)，世界上只有日本散裂中子源（J-PARC）成功采用類似技術(shù)。齊欣和課題組成員抵達(dá)神岡日本散裂中子源園區(qū)。日本科學(xué)家對(duì)來自中國的同行很客氣也很低調(diào)，你們來進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問交流，呃，歡迎，歡迎！他們馬上就安排人帶齊欣等人參觀。你可以看，甚至可以摸，但看不清門道，摸不到訣竅。對(duì)此，日本同行也做了入情入理的解釋，J-PARC的設(shè)備是日立公司研制的，幾乎每一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都是天機(jī)不可泄露的商業(yè)秘密，你可以在日本同行的陪同下參觀，也可以同日本同行進(jìn)行交流。至于核心技術(shù)，對(duì)不起，就算你愿意付出高昂的代價(jià)，他們也不會(huì)賣給你。

人家很清楚，一旦中國掌握了這些大科學(xué)裝置和核心技術(shù)，將意味著什么。幾乎所有的關(guān)鍵技術(shù)，核心技術(shù)，都是“卡脖子”的技術(shù)，國外的同行都是壟斷的。在那些特別客氣和謙卑的日本同行面前，齊欣感覺有一種冷冰冰的東西扼住了喉嚨，那樣一種窒息感，讓她真切地體驗(yàn)到了“卡脖子”的滋味，當(dāng)有人卡住你的脖子，有時(shí)候并不是激烈的、猙獰的，甚至是溫情脈脈的、文質(zhì)彬彬的、充滿了紳士風(fēng)度的。當(dāng)然，你可以看看那些設(shè)備和裝置的外部，但其內(nèi)部則是一個(gè)完全封閉的狀態(tài)，你也只能在事物的外部打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。齊欣和她的同事最終兩手空空地回來了，而在她的腦袋里，一個(gè)意識(shí)愈加清晰地凸顯出來，對(duì)于中國人，自力更生從未過時(shí)，只有自主創(chuàng)新，把核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里，才能解放那被牢牢卡住的脖子，開始自由暢快地呼吸。

對(duì)于齊欣和課題組成員，一切只能從零起步，從空白處出發(fā)。

陳和生院士給他們打氣：“你們要干的，就是要填補(bǔ)中國高科技領(lǐng)域的一項(xiàng)空白?！?/p>

從2008年到2011年，齊欣感覺這是她有生以來度過的最艱難的一段歲月，她和課題組成員沒日沒夜地泡在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)場地，從最初的原理摸索，到一個(gè)個(gè)元件、一條條導(dǎo)線的設(shè)計(jì)，然后通過不同的測試方法去驗(yàn)證。而對(duì)于他們，最多的就是那種被卡住的感覺，有時(shí)候剛剛突破了一個(gè)難點(diǎn)，緊接著又被一個(gè)難點(diǎn)卡住了。陳和生一方面讓這支年輕團(tuán)隊(duì)放開手腳干，他自己很少插手插腳，但每當(dāng)年輕人在攻關(guān)過程中被卡住時(shí)，他也不會(huì)袖手旁觀，而是憑自己豐富的經(jīng)驗(yàn)來啟迪他們，從核心的參數(shù)到每一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)，他都要反復(fù)檢測，看到底是卡在哪里了。他說：“往往在你被死死卡住之后，在你嘗試著各種可能性的過程中，總有靈光乍現(xiàn)。所謂靈感，其實(shí)也是一種可能性，沒有嘗試就沒有靈感?！睔v經(jīng)四年的攻關(guān)，齊欣和課題組如同穿越了一條黑暗而幽深的時(shí)光隧道，終于找到了一種突破性方式——高次諧波矢量補(bǔ)償法，從而利用25Hz全數(shù)字化諧振電源消除了磁鐵飽和帶來的磁場畸變的難題，這一方式通過上萬次的高壓大電流實(shí)驗(yàn)研究，終于解決了所有的關(guān)鍵技術(shù)問題，首次自主研發(fā)成功兆瓦級(jí)諧振電源系統(tǒng)。

這一技術(shù)通過原創(chuàng)性電流諧波注入解決了動(dòng)態(tài)磁場的控制問題，磁場測量結(jié)果表明，不僅關(guān)鍵性能指標(biāo)優(yōu)于日本散裂中子源，電源技術(shù)無論在設(shè)計(jì)思想、技術(shù)和可靠性方面均優(yōu)于日立公司J-PARC設(shè)備的同類產(chǎn)品。這一技術(shù)不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并達(dá)到了國際先進(jìn)水平，研制過程中的技術(shù)積累也將廣泛地應(yīng)用于其他相關(guān)的工程技術(shù)領(lǐng)域。

25Hz高功率全數(shù)字化諧振電源技術(shù)的突破，為中國散裂中子源的關(guān)鍵路徑提供了技術(shù)保障，也為這一大科學(xué)裝置正式開工掃除了第一大障礙。

齊欣說，若沒有陳院士在關(guān)鍵技術(shù)問題上的指點(diǎn)，他們不可能完成這樣一個(gè)高難度的課題。

陳和生說，這都是年輕人干出來的成果，他只是起到一點(diǎn)兒“催化劑”的作用。

一項(xiàng)處于國際尖端的技術(shù)難題終于被咱們中國人自己給解決了，隨即引起了美國、日本等國際同行的“強(qiáng)烈關(guān)注和興趣”，這一次，終于輪到咱們中國人來接待他們的訪問和交流了，而齊欣和她的同事們則顯得平實(shí)而低調(diào)。誰都知道，只有將一項(xiàng)一項(xiàng)的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)牢牢地掌握在自己手里，你才可以這樣平實(shí)，這樣低調(diào)。

五

2011年10月，中國散裂中子源（CSNS）在那片荔枝園里正式奠基。這年歲末，陳和生從中科院高能物理研究所所長的崗位上卸任。從1998年擔(dān)任所長到2011年年底卸任，他擔(dān)任所長達(dá)十三年，這十幾年也正是“大科學(xué)裝置的盛世”。卸任之后，他并沒有如釋重負(fù)之感，依然擔(dān)任北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)國家實(shí)驗(yàn)室主任和中國散裂中子源工程建設(shè)總指揮。走進(jìn)總指揮辦公室，從辦公桌到沙發(fā)、茶幾，皆是一副極簡主義的風(fēng)格，但貼在墻上的那幅工程圖卻是極為復(fù)雜。但凡大科學(xué)裝置，都是由各種高、精、尖設(shè)備組成的一個(gè)極為龐大復(fù)雜的整體，部件繁多，每一個(gè)部件的工藝都有嚴(yán)格以至苛刻的要求，在制造和安裝過程中會(huì)遇到重重困難。陳和生其實(shí)很少待在辦公室，從花甲之年到步入古稀，他幾乎每天都奔波在科研與建設(shè)的第一線。

這年他已六十六了，一身肩負(fù)著兩個(gè)大科學(xué)裝置的重任，但在他身上你幾乎感覺不到壓力。那挺拔的身姿依然有一股剛勁的帥氣，連花白的頭發(fā)也精神抖擻。其實(shí)，他也有壓力，那種壓力，怎么說呢？陳和生把中國散裂中子源的研發(fā)和建設(shè)過程形象地比喻為坐“過山車”，爬升、滑落、倒轉(zhuǎn)，然后又繼續(xù)爬升……他每天幾乎都是在這跌宕起伏的輪回中呼嘯而過。每天清晨五點(diǎn)多鐘，他便起床了，這也是多年來養(yǎng)成的生活習(xí)慣，他身體內(nèi)早有一臺(tái)生物鐘。他起床的時(shí)候，正是大朗的空氣最清新的時(shí)候，也是他腦子最清醒的時(shí)候，他一邊散步，哪怕散步也有鐘擺一樣的節(jié)奏，一邊在腦子里把每個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)細(xì)細(xì)地梳理一遍，生怕有一點(diǎn)兒疏漏。早上8點(diǎn)，他準(zhǔn)時(shí)上班，但何時(shí)下班從來沒有固定的時(shí)間，每天的日程被排得滿滿的又井然有序，而在每晚下班前，他總是對(duì)同事們說，其實(shí)也是對(duì)自己說：“最好檢查一遍，再檢查一遍?！倍谙掳嗪筮€要繼續(xù)工作，直到深夜才就寢，哪怕睡著了，他常常會(huì)在睡夢(mèng)中醒來，腦子里裝滿了懷疑，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是不是有問題？設(shè)備數(shù)據(jù)是不是準(zhǔn)確？還有哪些測試沒有做？在高科技領(lǐng)域，無論哪個(gè)環(huán)節(jié)有紕漏都會(huì)造成嚴(yán)重的影響，甚至是致命的事故。

結(jié)果還是出問題了，出大問題了！這不是工程本身的問題，而是地質(zhì)結(jié)構(gòu)問題。這地質(zhì)結(jié)構(gòu)要承受多大的重量？說出來嚇我一跳，每平方米的地基要承載一百噸的重量。這兒的地質(zhì)結(jié)構(gòu)算是非常堅(jiān)固了，但還不足以承載如此重負(fù)，必須進(jìn)行進(jìn)一步處理。又加之當(dāng)?shù)厥┕り?duì)伍缺乏大科學(xué)裝置的施工經(jīng)驗(yàn)，致使隧道等土建工程延誤了一年半時(shí)間，這大大壓縮了設(shè)備安裝和調(diào)試的時(shí)間。對(duì)于整個(gè)工程進(jìn)度，這是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，若按原方案推進(jìn)，陳和生和工程指揮部對(duì)國家的承諾的“六年半完成工程建設(shè)，達(dá)到國家驗(yàn)收指標(biāo)”的目標(biāo)就不可能兌現(xiàn)。陳和生一輩子也沒有失信于任何人，又怎能失信于國家和人民。為了把工期趕回來，他決定調(diào)整方案，把通用設(shè)施的安裝調(diào)試與隧道土建施工交叉并行。他解釋說，就是先在地面把設(shè)備裝一次，調(diào)試好了，再搬到地下去重新安裝，這等于成倍地增加了工作量。這讓施工人員感到“壓力山大”，但他又用那濃厚的武漢口音喊出一句話：“后墻不倒！”這意味著他們身后已沒有退路，只能背水一戰(zhàn)。

為了實(shí)現(xiàn)“后墻不倒”的承諾，陳和生這個(gè)總指揮首先讓自己成了整個(gè)工程中一道不倒的“后墻”。2014年三伏季節(jié)，嶺南的氣候連續(xù)高溫又潮濕悶熱，熱得連氣也喘不過來。而散裂中子源都是大設(shè)備，有的設(shè)備比一層普通樓房還要高，按調(diào)整后的方案先在地面把設(shè)備裝一次，還要調(diào)試好。為了不給工程留下任何隱患，陳和生這個(gè)指揮長從來不是站在一邊指手畫腳，他每天和那些年輕人一樣在設(shè)備上爬上爬下，進(jìn)行一次又一次的測試及故障分析。這樣的高溫和高負(fù)荷，讓一個(gè)老人怎么吃得消啊！一位在他身邊工作的年輕人偷偷告訴我，你別看陳院士的身子骨還挺硬朗，但畢竟年歲不饒人，他已經(jīng)做過多次心臟手術(shù)。那些天，陳和生也感到心里堵得慌，卻又咬牙忍著，但同事們一看他臉色就知道，他心臟病又犯了，都勸他先去看一下醫(yī)生或休息一下。他搖了搖頭，“眼下正在節(jié)骨眼上啊，我得先把這調(diào)試工作做好，才能走得開啊，要不就是住進(jìn)了醫(yī)院，我也會(huì)跑回來。”他一直在撐著把設(shè)備調(diào)試了，才飛往北京做手術(shù)。大夫檢查后一下急眼了，“你怎么這么晚才來？”

陳和生只是豁達(dá)地笑笑，就像眼下，他帶著一臉豁達(dá)的笑容，行走在這被陽光照耀得燦爛如銀的土地上。如果只看看表面，其實(shí)只能看見很少的一部分，連冰山一角也稱不上，那個(gè)大科學(xué)裝置是地下工程，已被大山深深裝入心中。那山坡上的荔枝林依然渲染著嶺南大地的蓬勃與茂盛，而山底下則是各種高、精、尖設(shè)備組成的一個(gè)大裝置整體。

穿行于一條科學(xué)的隧道中，陳和生院士每一步都走得特別踏實(shí)，而我走得小心翼翼，生怕觸動(dòng)了某個(gè)暗設(shè)機(jī)關(guān)。這地下隧道里還真是機(jī)關(guān)密布，多虧有一個(gè)科學(xué)家的慣用的“最強(qiáng)科普”，才讓我感覺眼前的一切漸漸浮現(xiàn)出了清晰的輪廓。

從隧道口進(jìn)來，先要穿過一條乳白色地面的長廊，長廊里安裝的是一臺(tái)負(fù)氫離子直線加速器。一旦開啟，一股負(fù)氫離子束流便從負(fù)氫離子源中奔涌而出，通過高速穩(wěn)定的強(qiáng)流射頻四極加速器，將負(fù)離子聚集成一束粒子流，再由漂移管直線加速器將能量提升至8000萬電子伏特。這漂移管直線加速器的安裝的誤差不能超過0.05毫米，比一根頭發(fā)絲還要細(xì)得多。這是CSNS系統(tǒng)運(yùn)行過程的第一步。

接下來要穿過一條油綠色地面的長廊，這里安裝著由數(shù)臺(tái)紅色和藍(lán)色大型機(jī)組組成的快循環(huán)同步加速器，這些機(jī)組呈對(duì)稱分布。當(dāng)負(fù)氫離子進(jìn)入一臺(tái)16億電子伏特的快循環(huán)質(zhì)子同步加速器——這一快循環(huán)同步加速器采用低能直線加速器+高能快循環(huán)同步加速器，加速器的25Hz交流磁鐵在我國屬首次研制，這也是齊欣博士和她的課題組立下的頭功——在這里，負(fù)氫離子要經(jīng)過一個(gè)剝離過程，將其所帶的電子全部剝?nèi)?，只剩下一個(gè)光禿禿的質(zhì)子，負(fù)氫離子束流至此已變成了質(zhì)子束流，在這里它們將被加速到16億電子伏特，這速度相當(dāng)于0.9倍光速。這是CSNS系統(tǒng)運(yùn)行過程的第二步。

第三步，把接近光速的質(zhì)子束當(dāng)成“子彈”，通過兩條束流輸運(yùn)線去轟擊原子系數(shù)很高的重金屬靶。在一個(gè)巨大的圓環(huán)里，凸顯出藍(lán)色的靶站，這就是散裂中子源的核心。在質(zhì)子束的加速撞擊下，金屬靶那牢不可破的原子核被撞擊出質(zhì)子和中子?！@里再打個(gè)比方，原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，就像一個(gè)裝滿網(wǎng)球的桶，里面差不多一半是質(zhì)子，一半是中子。當(dāng)高能質(zhì)子打擊原子核時(shí)，就像把一個(gè)網(wǎng)球奮力擲入桶中，在強(qiáng)有力的打擊下，桶里的一些球就會(huì)彈跳并翻出桶外，這就意味著原子核里的一些中子從原子核中被“剝離”出來，每個(gè)與原子核作用的質(zhì)子能轟出二十至三十個(gè)中子。這該需要多大的能量??？我知道最厲害的就是核反應(yīng)堆，最擔(dān)心的又是核輻射。說出來又嚇我一跳，散裂中子源產(chǎn)生的脈沖中子的流強(qiáng)，比從核反應(yīng)堆獲得的中子量還要高五十至一百倍，而散裂中子源加速質(zhì)子所使用的是高頻電磁場，只要切斷電源，質(zhì)子就會(huì)立即停止轟擊金屬靶，因而不會(huì)有任何放射性污染且可控，這也又一次驗(yàn)證了散裂中子源是最安全的產(chǎn)生中子的方式。

當(dāng)中子被撞擊出來，科學(xué)家便通過特殊的裝置收集中子，這些寶貴的中子經(jīng)過慢化后，再通過中子導(dǎo)管引向中子散射譜儀。那小角散射儀銀灰色的外殼已經(jīng)打開，內(nèi)部結(jié)構(gòu)都已顯露出來，但對(duì)于我仍然充滿了無盡玄機(jī)。而在譜儀的另一端，科學(xué)家正靜靜地守望著，他們注定要孤獨(dú)地面對(duì)一臺(tái)臺(tái)連接著譜儀的電腦，一天到晚挺著僵直的腰板和僵硬的脖頸，這是他們的基本姿態(tài)，很多人年紀(jì)輕輕就患上了腰椎間盤突出和頸椎病，這也是他們的職業(yè)病。為了提神只能靠咖啡，每一個(gè)角落都彌漫著濃烈而苦澀的咖啡味。但他們又有著最敏感的神經(jīng)和心靈，與世界內(nèi)部保持著最深入的溝通。對(duì)于他們，這是現(xiàn)實(shí)之眼，也是未來之眼，他們時(shí)時(shí)刻刻期待著在CSNS系統(tǒng)的不斷撞擊中激發(fā)出新的可能性，透過這些中子解開一個(gè)個(gè)謎團(tuán)，然后開展各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

穿越這樣一條地下隧道，我也并沒有太多的壓抑之感，那些冷酷的機(jī)器設(shè)備都被涂裝了鮮明的現(xiàn)代派色彩，感覺已進(jìn)入了超現(xiàn)實(shí)或后現(xiàn)代的世界。這里的每一臺(tái)機(jī)器，這里的每一個(gè)人，看上去都很孤獨(dú)，他們或它們之間其實(shí)都建立了復(fù)雜的關(guān)聯(lián)，這是一個(gè)深邃而復(fù)雜的系統(tǒng)，也是一個(gè)龐大的整體，而這也是大科學(xué)裝置的特性或本義。

2018年8月23日，中國散裂中子源按期、高質(zhì)量完成了全部工程建設(shè)任務(wù)，并通過國家驗(yàn)收，正式投入運(yùn)行。中國散裂中子源終于誕生了，中國以奮起直追的方式趕上了在這一領(lǐng)域領(lǐng)先三十年的西方發(fā)達(dá)國家，從此躋身世界上四個(gè)擁有散裂中子源的國家之一。這不但填補(bǔ)了國內(nèi)脈沖中子應(yīng)用領(lǐng)域的空白，技術(shù)和綜合性能也進(jìn)入國際同類裝置先進(jìn)行列。國家驗(yàn)收專家對(duì)此給予了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)評(píng)價(jià)：“中國散裂中子源通過自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，在加速器、靶站、譜儀方面取得了一系列重大技術(shù)成果，顯著提升了我國在高功率散裂靶、磁鐵、電源、探測器及電子學(xué)等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力，使我國在強(qiáng)流質(zhì)子加速器和中子散射領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大跨越，CSNS性能全部達(dá)到或優(yōu)于批復(fù)的驗(yàn)收指標(biāo)，裝置整體設(shè)計(jì)科學(xué)合理，研制設(shè)備質(zhì)量精良，靶站最高中子效率和三臺(tái)譜儀綜合性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。”

當(dāng)我從那條幽深的隧道里走出來，仿佛走到了世界的外邊，但還得有人活在世界的內(nèi)部，他們仿佛活在超現(xiàn)實(shí)的世界里。即便像陳和生院士這樣的科學(xué)家，也是在默默無聞的狀態(tài)下寂寞地工作，很少有人知道他的存在，更不清楚他們的價(jià)值。這其實(shí)也是他們最喜歡的工作狀態(tài)。他很珍惜命運(yùn)里的這份幸運(yùn)的寂寞，甚至已經(jīng)完全忘記了自己的存在，而他們的靈魂穿梭于我們看不見的小宇宙里，試圖解開一個(gè)個(gè)未被人類發(fā)現(xiàn)的存在。對(duì)于他們，高能物理就是他們眼中最神秘也最迷人的科學(xué)風(fēng)景。

陳和生院士堪稱是中國高能物理學(xué)家的一個(gè)縮影，但他謙虛地說自己只是一個(gè)微粒。我卻下意識(shí)地想到了那超速運(yùn)動(dòng)的粒子，一旦激發(fā)就會(huì)釋放出巨大的能量。中國高能物理或許就是在這樣的激發(fā)與釋放中，將一個(gè)又一個(gè)大科學(xué)裝置推向世界最前沿。在陳和生看來，人類對(duì)未知的探索正是科學(xué)之美的體現(xiàn)，越看不見我們就越想了解，越了解就覺得奧秘?zé)o窮。這就像中科院高能物理研究所的所徽，這一形象標(biāo)識(shí)源自吳作人先生的水墨畫——《無盡無極》。一個(gè)年過古稀的科學(xué)家，在這無盡無極的追求中依然保持著一顆天真的好奇心，那眼睛還像孩子般純真透亮，無論經(jīng)歷了多少風(fēng)塵和坎坷，他都在科學(xué)的世界里那么干凈地活著。

責(zé)任編輯 趙文廣