引領(lǐng)中國(guó)束測(cè)創(chuàng)新 矢志科研薪火傳承

曹笑軒

“過去也好，今天也好，將來也好，中國(guó)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20世紀(jì)60年代以來中國(guó)沒有原子彈、氫彈，沒有發(fā)射衛(wèi)星，中國(guó)就不能叫有重要影響的大國(guó)，就沒有現(xiàn)在這樣的國(guó)際地位。這些東西反映了一個(gè)民族的能力，也是一個(gè)民族、一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的標(biāo)志。”這是1988年10月24日，鄧小平同志視察北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程時(shí)說的一席話。

在鄧小平同志來視察的前夜，25歲的曹建社作為中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所的年輕同志，被領(lǐng)導(dǎo)安排在中控室值班。第二天，他有幸和團(tuán)隊(duì)的其他工程人員共同受到了鄧小平同志的接見。那次接見，給曹建社留下了深刻的印象。當(dāng)時(shí)作為中國(guó)的青年科研工作者，他在那次講話中，真切地感受到了自己身上所承擔(dān)的責(zé)任與使命。

1986年6月來到中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所工作時(shí)，曹建社還是一位初出茅廬的年輕人，在此后的36年中，他先后擔(dān)任束流測(cè)量組組長(zhǎng)、北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)重大改造工程（BEPCⅡ）束流測(cè)量系統(tǒng)負(fù)責(zé)人、BEPCⅡ副總工程師、加速器中心副主任、先導(dǎo)專項(xiàng)ADS總工藝師、高能光源（HEPS）副總工藝師兼束控部主任、加速器學(xué)會(huì)理事以及加速器學(xué)會(huì)技術(shù)部副主任等職務(wù)，在支撐團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出大批服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求與重大應(yīng)用的學(xué)科成果的同時(shí)，為國(guó)家培育了大量高新技術(shù)后繼之才。不負(fù)時(shí)代，奮楫爭(zhēng)先，成就了曹建社的科研人生，更讓他和研究團(tuán)隊(duì)在時(shí)代的洪流中，成為中國(guó)建設(shè)重大科學(xué)裝置的架海金梁。

歲月更迭

——堅(jiān)守在束流測(cè)量一線

1972年8月，張文裕等18位科技工作者給周恩來總理寫信，反映對(duì)發(fā)展中國(guó)高能物理研究的意見和希望。一個(gè)月后，周恩來總理在對(duì)關(guān)于建設(shè)中國(guó)高能加速器實(shí)驗(yàn)基地報(bào)告的復(fù)信中指示：“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?！睍r(shí)隔不到半年，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所正式成立。

1986年，曹建社從武漢測(cè)繪科技大學(xué)無線電測(cè)量專業(yè)畢業(yè)，入職中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所。彼時(shí)，正是研究所的蓬勃發(fā)展時(shí)期。入職前，曹建社專攻無線電測(cè)量技術(shù);入職后，他憑借著從小對(duì)物理的愛好、扎實(shí)深厚的理論基礎(chǔ)知識(shí)和較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，迅速進(jìn)入“角色”，在加速器束流診斷測(cè)量與控制技術(shù)研究中“漸入佳境”。

瞄準(zhǔn)祖國(guó)之所需，為了中國(guó)的高能加速器事業(yè)發(fā)展，中國(guó)科學(xué)院高能物理所一直在國(guó)家大科學(xué)裝置建設(shè)中承擔(dān)著關(guān)鍵角色。事實(shí)上，在曹建社入職之初，中國(guó)科學(xué)院高能物理所就已經(jīng)在建北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。加入中國(guó)科學(xué)院高能物理所之后，曹建社開始作為其中的一分子，與這群為了中國(guó)未來科研事業(yè)奮斗的研究者一起前行。多年來，他始終不遺余力且甘之如飴。

有志者，事竟成。在全所科研人員的共同努力下，1990年，一個(gè)振奮人心的消息傳來了——BEPC最終順利建成運(yùn)行。作為世界八大高能加速器中心之一，BEPC是我國(guó)改革開放后建設(shè)的中國(guó)第一臺(tái)重大科學(xué)裝置，深受黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人重視，取得了一批在國(guó)際高能物理界極富影響力的重要研究成果。

這項(xiàng)任務(wù)的完成，極大地鼓舞了曹建社所在團(tuán)隊(duì)的士氣。但他明白，這一切只是開始。

隨著參加的科研項(xiàng)目越來越多，曹建社逐漸以出色的專業(yè)能力，從一群青年科學(xué)家中脫穎而出，并于1996年被任命為束流測(cè)量組副組長(zhǎng)，1998年開始擔(dān)任束流測(cè)量組組長(zhǎng)。

1999年6月，中國(guó)科學(xué)院向國(guó)家科教領(lǐng)導(dǎo)小組第五次會(huì)議提交了“中國(guó)高能物理發(fā)展戰(zhàn)略”，匯報(bào)了中國(guó)高能物理發(fā)展目標(biāo)和中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃和BEPCⅡ方案。在這一背景下，曹建社身兼重任，從2000年起擔(dān)任BEPCⅡ束流測(cè)量系統(tǒng)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)完成了束測(cè)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試。

21世紀(jì)初期，中國(guó)的大科學(xué)設(shè)備研制進(jìn)入緊鑼密鼓的階段。

2009年，曹建社開始擔(dān)任BEPCⅡ副總工程師。在這一期間，他針對(duì)BEPCⅡ丟束問題，指導(dǎo)建立了逐束團(tuán)診斷、縱向Delay等有效監(jiān)測(cè)手段，有效提高了其運(yùn)行效率。

在擔(dān)任加速器中心副主任期間，曹建社分管BEPCⅡ運(yùn)行。在這一期間，曹建社始終保持著手機(jī)24小時(shí)開機(jī)，以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和協(xié)調(diào)解決出現(xiàn)的問題，無論周末還是節(jié)假日，他都會(huì)風(fēng)雨無阻主持和參加每天的BEPCⅡ早間例會(huì)，確保了BEPCⅡ亮度順利達(dá)標(biāo)。

亮度達(dá)標(biāo)后，曹建社仍舊沒有懈怠，而是繼續(xù)組織隊(duì)伍深入挖潛，合理安排機(jī)器研究，機(jī)器運(yùn)行性能不斷提高，連續(xù)3年在中國(guó)科學(xué)院大科學(xué)裝置設(shè)施評(píng)比中獲得第一名。后期他還組織部署了BEPCⅡ升級(jí)改進(jìn)工作，有針對(duì)性地就升級(jí)改進(jìn)開展機(jī)器研究。

在之前的科研基礎(chǔ)上，曹建社的研究任務(wù)一個(gè)個(gè)接踵而來。在加速器驅(qū)動(dòng)次臨界潔凈核能系統(tǒng)（ADS）項(xiàng)目中，也不乏他的身影。

ADS對(duì)國(guó)家核裂變能源的持續(xù)發(fā)展具有重要意義。1995年，我國(guó)在中國(guó)核工業(yè)總公司科技局的支持下，成立了ADS概念研究組，開展以ADS系統(tǒng)物理可行性和次臨界堆芯物理特性為重點(diǎn)的研究工作。在此之后，研究人員由原來的中國(guó)原子能科學(xué)研究院擴(kuò)大到高能物理研究所、北京大學(xué)。作為ADS項(xiàng)目經(jīng)理部成員，曹建社受經(jīng)理部安排，負(fù)責(zé)ADS調(diào)束工作。針對(duì)ADS項(xiàng)目邊研制邊調(diào)束特點(diǎn)，他打破常規(guī)調(diào)束思路，實(shí)行硬件調(diào)試和物理調(diào)束并行方案，先后完成了RFQ、TCM、CM1和CM2調(diào)束，并順利完成ADS達(dá)標(biāo)任務(wù)。

互促成長(zhǎng)

——從國(guó)內(nèi)合作到成立國(guó)際組織

“前途是光明的，道路是曲折的?！边@句話是對(duì)中國(guó)加速器事業(yè)的最好詮釋——這條發(fā)展軌跡，并不平坦。想要沖破桎梏，走出一條更加光明的中國(guó)大科學(xué)設(shè)備束流測(cè)量道路，就不能固守單打獨(dú)斗的路線。在科研隊(duì)伍和學(xué)科建設(shè)更加完備的基礎(chǔ)上，為了讓中國(guó)的束流測(cè)量事業(yè)再上一個(gè)新的臺(tái)階，曹建社團(tuán)隊(duì)選擇敞開大門，博采眾長(zhǎng)，與國(guó)內(nèi)外的眾多科研團(tuán)體和研究者展開一系列合作。703BF590-C796-4438-808F-FBA4B9A1BD22

2005年，針對(duì)束流不穩(wěn)定反饋這一當(dāng)時(shí)國(guó)際加速器界的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)，曹建社團(tuán)隊(duì)作為主要成員，與合肥光源、上海光源同行成功地申請(qǐng)到我國(guó)加速器界第一個(gè)國(guó)家重點(diǎn)自然科學(xué)基金項(xiàng)目——束流反饋。這也標(biāo)志著國(guó)內(nèi)加速器束流測(cè)量團(tuán)隊(duì)合作與攻關(guān)序幕的拉開。此后的ADS建設(shè)，曹建社團(tuán)隊(duì)又和蘭州重離子研究所的束流測(cè)控團(tuán)隊(duì)緊密合作，順利完成了這項(xiàng)先導(dǎo)任務(wù)。

為科學(xué)家們提供更好的科研平臺(tái)，與各國(guó)展開更廣泛的科研合作，既“請(qǐng)進(jìn)來”，又“走出去”，中國(guó)科學(xué)院高能物理所已成為束流測(cè)量研究領(lǐng)域的引領(lǐng)力量之一。

早在2006年初期，中國(guó)科學(xué)院高能物理所就邀請(qǐng)了美國(guó)和日本的束測(cè)專家來現(xiàn)場(chǎng)參加束流測(cè)量系統(tǒng)調(diào)束，當(dāng)時(shí)國(guó)外加速器領(lǐng)域?qū)＜业膶?shí)干精神以及豐富的調(diào)束經(jīng)驗(yàn)，給曹建社留下了深刻的印象。

21世紀(jì)以來，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以及粒子動(dòng)力學(xué)理論的發(fā)展，新的物理需求以及新的測(cè)量技術(shù)和方法一直在不斷地發(fā)展。縱觀國(guó)際，歐洲和美國(guó)都擁有各自的加速器束流測(cè)量專業(yè)的學(xué)術(shù)會(huì)議，但中國(guó)乃至亞洲卻沒有這樣的學(xué)術(shù)會(huì)議組織。

為了給中國(guó)的加速器事業(yè)發(fā)展提供更多交流的平臺(tái)，曹建社開始多方奔走，并聯(lián)系上海、合肥等地的國(guó)內(nèi)同行，提議共同推動(dòng)“亞洲的加速器束流測(cè)量專業(yè)學(xué)術(shù)會(huì)議組織”的成立，并得到了他們的認(rèn)同和支持。隨后，曹建社與日本高能加速器研究組織（KEK）同行取得了聯(lián)系，并討論了這一想法。

彼時(shí)，國(guó)際上幾個(gè)加速器會(huì)議正在合并為一個(gè)國(guó)際加速器會(huì)議組織（IPAC），在這一現(xiàn)狀下，曹建社和相關(guān)合作單位討論，決心成立國(guó)際束測(cè)會(huì)議組織。2010年，由曹建社作為3位倡議人之一的國(guó)際束測(cè)會(huì)議組織（International?Beam?Instrument?Conference，IBIC）正式成立?，F(xiàn)如今，這一組織仍在為全球的束流測(cè)量研究提供著交流平臺(tái)。

自主創(chuàng)新

——從瞄準(zhǔn)先進(jìn)到技術(shù)替代

束流位置測(cè)量系統(tǒng)是現(xiàn)代加速器所必須具備的核心系統(tǒng)之一。多年來，曹建社團(tuán)隊(duì)一直前行在這一領(lǐng)域的自主創(chuàng)新道路上。

在智能手機(jī)還沒上市的20世紀(jì)90年代中期，采用軟件無線電技術(shù)的數(shù)字束流位置測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)在瑞士國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的瑞士光源（SLS）在線使用，數(shù)字束流位置測(cè)量系統(tǒng)所采用的技術(shù)和智能手機(jī)類似。在多年與國(guó)外合作與學(xué)習(xí)的過程中，曹建社團(tuán)隊(duì)也在嘗試?yán)醚芯可膶W(xué)習(xí)課題來開展前瞻性研究，早在10年前，他們就開始從事機(jī)器學(xué)習(xí)研究、大數(shù)據(jù)分析等，用來幫助裝置的順利運(yùn)行。

近年來，雖然國(guó)內(nèi)在束流位置測(cè)量電子學(xué)系統(tǒng)研究領(lǐng)域有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但對(duì)于高精度、高穩(wěn)定性的束流位置測(cè)量應(yīng)用市場(chǎng)，目前依舊完全被國(guó)外產(chǎn)品所壟斷。其高昂的價(jià)格和技術(shù)壁壘，在我國(guó)推動(dòng)第四代同步輻射光源和自由電子激光等諸多高性能加速器建設(shè)的同時(shí)，也使得束流測(cè)量電子學(xué)成為加速器建設(shè)中的一個(gè)主要瓶頸。

2016年2月2日，高能同步輻射光源驗(yàn)證裝置（HEPS-TF）工程動(dòng)員會(huì)暨科學(xué)技術(shù)委員會(huì)第一次會(huì)議在中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所召開。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳發(fā)表動(dòng)員講話，他說，作為多學(xué)科研究的支撐平臺(tái)，高能同步輻射光源（HEPS）是中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所未來規(guī)劃的重中之重。

受高能光源驗(yàn)證裝置經(jīng)理部安排，曹建社負(fù)責(zé)超導(dǎo)3W1扭擺磁鐵項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。團(tuán)隊(duì)整合了加速器中心7個(gè)專業(yè)組力量，克服諸多困難，最終研制成功并投入在線使用。

“十四五”期間，曹建社團(tuán)隊(duì)的科研任務(wù)仍然艱巨。

2021年6月28日上午，在中國(guó)共產(chǎn)黨百年華誕來臨之際，由國(guó)家發(fā)展改革委立項(xiàng)支持、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所承擔(dān)建設(shè)的高能同步輻射光源首臺(tái)科研設(shè)備安裝。作為高能光源副總工藝師和束控部主任，除了主抓加速器工藝和束控部工作外，曹建社還重點(diǎn)主抓數(shù)字束流位置測(cè)量電子學(xué)（數(shù)字BPM）研發(fā)?！癏EPS束斑大小為微米量級(jí)，其束流運(yùn)行軌道穩(wěn)定性要求在亞微米量級(jí)。綜合評(píng)估我們的需求以及國(guó)際形勢(shì)，我們決定以數(shù)字BPM研發(fā)為突破口，開展國(guó)內(nèi)自研?！辈芙ㄉ缯f。

為了更好地達(dá)到這一目標(biāo)，曹建社團(tuán)隊(duì)成立了數(shù)字BPM研發(fā)小組。歷經(jīng)6年6版攻關(guān)，現(xiàn)如今，他們自主研發(fā)的數(shù)字BPM電子學(xué)性能與國(guó)外商業(yè)壟斷產(chǎn)品性能相當(dāng)，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試閉軌分辨率優(yōu)于10納米，已全部替代了國(guó)外產(chǎn)品。目前，相關(guān)技術(shù)已批量應(yīng)用于BEPCⅡ，設(shè)備的運(yùn)行狀況優(yōu)良。

傳承發(fā)展

——堅(jiān)守團(tuán)隊(duì)科研使命

從科技實(shí)力落后于西方國(guó)家，到自主創(chuàng)新，在國(guó)際科研界發(fā)出擲地有聲的中國(guó)聲音，中國(guó)科學(xué)院高能物理所付出了幾十年的努力。而這背后，少不了像曹建社一樣的科研人一代代的堅(jiān)守。

如今回首一路走來的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，曹建社始終心懷感恩?！笆紫?，我很感謝馬力同志，他作為國(guó)內(nèi)束流測(cè)控界的元老，其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、勤奮的工作態(tài)度和光明磊落的品性也深深影響了我，潛移默化中我從他身上學(xué)到了很多。”他說，“其次，我還要感謝我的家人，是他們默默地奉獻(xiàn)，才能讓我安心忘我地工作?！碧崞鹱约旱募胰?，曹建社心里滿懷愧疚。

科研精神薪火相傳、生生不息。在老一輩科研工作者的影響下，在束流測(cè)量團(tuán)隊(duì)之后的發(fā)展過程中，曹建社始終以團(tuán)隊(duì)發(fā)展為重，現(xiàn)如今，團(tuán)隊(duì)接班人岳軍會(huì)、隨艷峰、魏書軍、葉強(qiáng)、麻惠洲、何俊等人，都已挑起了大梁，延續(xù)和傳承團(tuán)隊(duì)精神，為我國(guó)的大科學(xué)設(shè)備研發(fā)注入光和熱。

曹建社說，新一代科研人的機(jī)遇還是很好的，恰逢國(guó)家科研投入的黃金期，讓他們有機(jī)會(huì)參與建設(shè)這些重大項(xiàng)目，機(jī)遇大，責(zé)任也大。他希望團(tuán)隊(duì)的科研人員都能腳踏實(shí)地，用不懈的行動(dòng)服務(wù)于中國(guó)束測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展。

年近60，也已臨近退休，關(guān)于未來，曹建社來不及想太多。在他看來，中國(guó)束流測(cè)量事業(yè)未來的發(fā)展?jié)撃芫薮?，他要做的就是關(guān)注當(dāng)下，把團(tuán)隊(duì)要做的工作認(rèn)真做好，以不負(fù)年華、不負(fù)重托。

（責(zé)編：張聞）703BF590-C796-4438-808F-FBA4B9A1BD22