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中國科技現代化的一座豐碑:李政道與北京正負電子對撞機工程

2024-08-18科學
「高能物理合作將為中國帶來很多技術,這台機器將把中國推向科學的前沿」。
——費米國家加速器實驗室主任勞勃·R·威爾森(Robert R. Wilson)
享譽全球的科學家、諾貝爾物理學獎獲得者、美籍華裔物理學家、中國科學院外籍院士、美國國家科學院院士、中國高等科學技術中心終身主任,為中國和世界高能物理學發展都做出過不可磨滅貢獻的李政道先生,於當地時間2024年8月4日淩晨2時33分,在美國舊金山家中去世,享年98歲。
促成中國科大「少年班」的建立;設立CUSPEA(中美聯合招考物理研究生計畫);促成中美高能物理合作建設北京正負電子對撞機;建言設立博士後制度、國家自然科學基金等制度、設立中國高等科學技術中心……
李政道先生不僅在自己的學術生涯中不斷攀登科學的高峰,還懷著一腔熱忱與濃濃的赤子情懷,為祖國科技事業的發展貢獻了巨大的力量。李政道先生在物理學領域的輝煌成就和為祖國殫精竭慮的無私奉獻必將永載史冊,他也無愧為科學史上的一座豐碑。
謹以此文追憶李先生對北京正負電子對撞機工程做出的突出貢獻,以致深切緬懷。
十年磨一劍,進軍科學前沿
1988年10月16日,由中國科學院高能物理所負責設計研制、全國數百家單位共同參與建造的北京正負電子對撞機(BEPC)實作了首次正負電子對撞。
著名物理學家錢三強、趙忠堯、張文裕、王淦昌等紛紛發表談話,認為這台對撞機的研制成功,使中國與先進國家在高能物理研究手段方面的差距縮短了25到30年。北京正負電子對撞機的成功表明,中國高能物理研究在當時已經進入國際先進行列。
1988年10月24日,李政道(左)陪同鄧小平在高能所視察北京正負電子對撞機。(上海交通大學圖書館編:【印象·李政道】,上海交通大學出版社,2014年,第46頁。)
10月24日上午,鄧小平在視察了北京正負電子對撞機國家實驗室時發表了【中國必須在世界高科技領域占有一席之地】的著名講話,他指出:「過去也好,今天也好,將來也好,中國必須發展自己的高科技,在世界高科技領域占有一席之地。這些東西反映了一個民族的能力,也是一個民族、一個國家發達興旺的標誌……不僅這個工程,還有其他高科技領域,都不要失掉時機,都要開始接觸,這個線不能斷了,要不然我們很難趕上世界的發展」。
作為中國第一個「大科學」裝置,北京正負電子對撞機的落成是中國科技史上裏程碑式的一刻。它既是中國在「四個現代化」的口號下向「科學技術現代化」邁進的突出成果,也是中國在改革開放下積極開展跨國科學交流,吸收和掌握外國技術實作「趕超」的中國式現代化的最好例證。
從「文革」結束後的1977年中國重新開機高能加速器建造計劃,到1988年北京正負電子對撞機建成,十余年光陰匆匆逝去。
「十年磨一劍,鋒利不尋常。雖非幹莫比,足以抑猖狂。」中國科學院高能物理所副所長、北京正負電子對撞機總設計師謝家麟曾經為北京正負電子對撞機這個「大國重器」留下過這樣的詩句。
在中國第一台高能物理加速器的建造過程中,李政道先生付出了巨大的努力,他為中國高能物理事業的跨國科學合作和未來人才培養嘔心瀝血,以無私的奉獻精神為中國科學做出了不可磨滅的重要貢獻。
追光赤子,一往情深
李政道1946年9月赴美求學,1956年起任哥倫比亞大學教授,他還與楊振寧因提出弱交互作用下的宇稱不守恒定律而共同獲得1957年諾貝爾物理學獎。
然而,冷戰格局下東西方陣營之間的對抗極大地限制了李先生回國探望的可能。
作為原子物理與核物理在亞原子領域的延伸,高能物理學也在冷戰初期迅速發展,並進而演變為美蘇兩個超級大國除了飛彈核武器和人造衛星以外、在基礎科學領域展開競爭的最前沿陣地。
建國以來,中國也高度重視發展高能物理,但高能物理事業的發展可謂曲折坎坷。1956-1975年的近20年間,中國高能加速器建設經歷了「六上六下」的艱難歷程。(方守賢:【我的高能加速器夢】,【現代物理知識】,2013年第1期、張文裕:【中國高能物理三十五年的回顧(節選)】,【現代物理知識】,2018年第5期。)在中蘇關系破裂前,中國在杜布納原子核研究所曾經完成了三次加速器的設計方案,但最終隨著中蘇關系惡化而草草收場。「文革」時期,高能加速器的設計更是徹底淪為一紙空談。
20世紀70年代初,在「乒乓外交」的推動下,中美關系呈現出「解凍」的跡象,1972年2月美國總統尼克森訪華,更是實作了中美兩國領導人跨越太平洋的握手。
一直心系祖國發展的李政道在意識到中美關系回暖後,開始積極籌備回國事宜,他給好友朱光亞寫信,並透過訪華的美國科協代表團轉告周培源,表示「很想有機會回國參觀一次,既探望親友,亦亟願了解國內各方面的情況,尤其是科學上的發展情況」(劉金巖、張柏春、吳嶽良:【李政道:中國基礎科學研究和國際交流的積極推動者】,【現代物理知識】)。1972年9月19日,李政道及其夫人秦惠䇹終於在闊別多年後第一次回到了祖國。
在李先生回國前的一個月,以張文裕、朱洪元為首的原子能所一部的18位元科技人員在8月聯名致信周總理,呼籲加強基礎研究和高能加速器的預制研究工作。9月11日,周總理在回信中指示:「這件事不能再遲了,科學院必須把基礎科學和理論研究抓起來,同時又要把理論研究與科學實驗結合起來。高能物理研究和高能加速器的預制研究,應該成為科學院要抓的主要計畫之一。」(中共中央文獻研究室編:【周恩來年譜1949-1976 下卷】,中央文獻出版社,2020年,第536頁。)
在李政道回國期間,中國高能物理學家們也不忘抓住機會,向他征求有關中國高能加速器發展方向的建議。
10月13日上午,在周培源的主持下,李政道在人民大會堂同北京大學、物理研究所、原子能研究所等單位共30多位科學家舉行了學術座談會。李政道建議,中國高能物理要闖出自己的新路,還應當開拓國際交流的手段,同時要求歐美專家來華和派人出國考察,準確、透徹地掌握國際先進技術,同時立足培養國內人才,做好人才儲備。
1972年10月14日,周恩來在人民大會堂接見李政道先生。(上海交通大學圖書館編:【印象·李政道】,上海交通大學出版社,2014年,第49頁。)
1973年初,中國科學院高能物理研究所在周恩來的關照下正式成立,由張文裕、朱洪元、方守賢等14位元物理學家組成的代表團又於1973年6月再次展開了對美國五大主要高能物理實驗室為期數周的存取。存取期間,李政道和袁家騮、吳健雄等華裔物理學家不僅熱情地接待了來自中國的高能物理學家們,還親自安排他們會見了正在布魯克海文實驗室的美國能源部副部長。
在李政道的引薦下,中國高能物理代表團與美國各大高能物理實驗室都建立了初步的聯系,時任費米實驗室主任的勞勃·威爾森(Robert Wilson)也多次表示,期待在高能物理領域能夠有與中國展開合作的機會。
1974年,李政道再次回國存取。他在復旦大學參觀時,看到的唯一研究工作僅僅是測量幾只大燈泡的功率,絕大部份的同學不在學校裏學習,而是下鄉去勞動。他對國內完全放棄科技人才培養的狀況憂心如焚,並感到情況相較於兩年之前更加惡化,「似乎覺得整個國家已經快要走上一條絕路」(中國高等科學技術中心編:【李政道文選(科學和人文)】,上海科學技術出版社,2008年,第25頁。)。
為此,他不僅向周恩來總理再次說明培養基礎科學研究人才的重要性,還向高能物理所所長張文裕解釋基礎科學與套用科學的關系:「基礎科學和套用科學就像藥與糧食。基礎研究如同藥,套用研究如糧食。人如果得了病光吃糧食就不行,還要吃藥來醫治。而藥需要事先準備。」(劉金巖、張柏春、吳嶽良:【李政道:中國基礎科學研究和國際交流的積極推動者】,【現代物理知識】2023年第5期。)
在這次存取期間,李政道也與高能所的物理學家們就中國高能物理的發展規劃和高能加速器的建造的籌備工作展開了討論,就擬邀請的外國加速器專家、加速器的建造問題以及如何在高能物理研究中將基礎研究與套用研究結合起來等問題提出了意見和建議。
1975年2月,科學院和國家計委聯合向國務院上報了【關於高能加速器預制研究和建造問題的報告】。報告指出,為了在不遠的將來趕上和超過世界先進水平,必須建立中國自己的高能加速器實驗基地。並打算在十年內,經過預制研究,建造一座質子環形加速器。
1975年3月,主持整頓的鄧小平與病中的周恩來一同批示了這個報告,這項工程也因此被定名為「七五三」工程。
可惜的是,「七五三」工程上馬沒多久,又開始了「批鄧反擊右傾翻案風」,1976年又相繼發生了數位領導人去世、唐山大地震、逮捕「四人幫」等事件,「七五三」工程上馬沒多久,便又處於停滯狀態。中國的高能加速器計劃在「文革」後期政治運動的余波中再次陷入停滯。
緊握歷史機遇,力促中美高能物理合作
「文革」結束後,隨著中國重新將工作重心轉向經濟建設,並重提本世紀末實作「四個現代化」的宏偉目標,科學技術現代化成為趕超世界先進水平的關鍵。中國的高能加速器建造工作又被重新提上日程。
1977年8月,鄧小平在會見來訪的美籍物理學家丁肇中時再次強調:「科學技術要趕超世界先進水平,可以在部份領域或一些方面先趕超。科研設施要從最先進的著手,而高能加速器就是個重點。」(中共中央文獻研究室編:【鄧小平年譜 1975-1997(上)】,北京:中央文獻出版社,2004年,第183-184頁。)
國家科委副主任工程總指揮趙東宛認為,雖然新的高能加速器工程總體上延續了「七五三」工程的建設,但新的開始要有新的氣象,因此他提出將「七五三」改為「八七」工程(意為1987年建成),這已經是中國高能加速器方案的第七次「上馬」了。
李政道十分積極地關註著祖國科學事業的動向,聽聞國內重新開機高能加速器計劃,他多次給高能所所長張文裕、國家科委主任、國務院副總理方毅等人寫信,提出關於培養高能物理學者的建議,在提出這些建議之前,李政道還以私人的身份與美國20多所大學和三大國家高能實驗室布魯克海文實驗室(BNL)、費米實驗室(FNAL)和史丹佛國家加速器中心(SLAC)進行了聯系,都獲得了熱烈的反響,每所實驗室都表示歡迎中國物理學家前去長期工作。
1978年6月考察團隊存取期間謝家麟在費米國家加速器實驗室(FNAL)升起中國國旗(圖片來源:「…Peoples Republic of China flag joins Central Laboratory gallery of flags…,」 in 「Physics Joins East, West,」 June 1, 1978, The Village Crier, Vol.1, No.4.)
同時,關註到中國釋放出的重視科學技術現代化,引進西方先進技術的訊號,李政道還主動致信美國能源部能源研究辦公室主任約翰·多伊奇(John Deutch),向其強調了中國對科學領域的重視和對高能物理計劃的決心。
他說服多伊奇稱,「高能物理計劃的成功將成為一項中國人民引以為傲的前沿科技成果,而失敗則可能會使政府目前對科學和教育的開明政策發生逆轉,鑒於此,這將是美國利用透過非政治性的手段透過高能物理界大大增強兩國之間的友好關系的難得機會」。
他還建議采取兩方面措施,一方面確保兩國間有實質性的科學家交流計劃,簡化程式並在實驗室和大學層面進行管理,另一方面考慮透過購買、出借或贈送的方式向中國提供一些前沿技術。(「Letter from T. D. Lee and R. Ronald Rau to John M. Deutch,」 July 20, 1978, in RG434, General Records of the Department of Energy, U.S. /China JCHEP Files, 1978–1996, Box1, folder1, National Archives at Kansas City.)
在李政道先生的極力促進下,美國能源部和各大高能物理實驗室也開始考慮建立起一套在高能物理領域與中國展開跨國科學合作的長效機制。為此,美國能源部建立了中美高能物理合作協調小組和一個協調辦公室作為聯絡處,並由李政道擔任聯絡處主席。
1978年11月20日費米會議上約翰·多伊奇提出的中美高能物理合作協調組織關系圖(「Memorandum for Chinese High Energy Physics Files, Subject: Coordination Meeting at FermiLab,」 Nov. 20, 1978, Wolfgang Panofsky Papers, Ser. IVg, Box 56, folder 4, SLAC Archives, Stanford, CA. )
李政道作為中美高能物理合作協調員的第一項工作就是向中國建議,立即派一個能做實際工作的考察團前往美國。
1978年12月,在同高能所所長張文裕的電話中,李政道指出,「迫切地需要有一個來自中國的有權威的存取小組,與美國能源部和所有感興趣的高能物理實驗室討論未來中美合作的詳細總體計劃」。
而這次系統性存取不僅要求代表團詳細了解美國各高能實驗室的實際工作情況,還要求盡可能地對中國高能加速器建設的基本方案作出修正,同時確定涉及美國幫助的具體內容與方式。
1979年1月1日中美兩國正式建交,中美關系也由此翻開了歷史的新篇章。
以「八七」工程總工程師林宗棠為首、包括中國科學院高能物理所副所長陸獻林、總設計師謝家麟、四機部科技司司長殷子列等8人組成的高級別高能物理考察團在李政道的邀請下於1979年1月15日訪美,在考察的同時也與美國能源部官員展開了重要會談。
1979年1月,在李政道的極力安排下,林宗棠代表團赴美,照片前排右起依次為謝家麟、林宗棠、袁家騮、李政道以及威爾森(R. R. Wilson,美國費米國家加速器實驗室主任)(上海交通大學圖書館編:【印象·李政道】,上海交通大學出版社,2014年,第54頁。)
1979年1月29日—2月5日,國務院副總理鄧小平訪美,此行之意義非凡,甚至被美國媒體形容為「刮起了一股鄧旋風」。
在此期間,鄧小平與卡特總統簽署了【中美科學技術合作協定】,同時國家科委主任方毅與美國能源部部長施萊辛格還簽訂了【中美高能物理合作協定】,這也是【中美科技合作協定】下屬的第一個子協定。
根據這一協定,中美高能物理合作聯合委員會正式成立,每年舉行一次會議,中國科學院高能物理所所長張文裕和美國能源部高能物理與核物理副主任詹姆士·李斯(James E. Leiss)將分別擔任中美雙方的聯席主席。
在李政道的積極推動下,中美高能物理合作終於建立起了一套跨國合作機制,而這一合作的主要內容,就是完成高能加速器設計、建造工程,幫助中國實作其高能物理目標。
塞翁失馬,焉知非福
「八七」工程繼承了「七五三」工程的一些設計,其最初總預算接近10億人民幣,提出了一系列龐大的建造計劃,以直接趕超為目標,最終建造一台1.2TeV的質子環形加速器,建成後可位列世界最高能量加速器之一。
1979年3月後,隨著「調整、改革、整頓、提高」的國民經濟新方針的施行,「八七」工程的一期建設規模和投資不得不進行了一定的壓縮。而國民經濟經過近兩年的調整,雖然取得一定成效,但被動的局面依然沒有得到根本性的扭轉,中央下決心,提出了所謂的「一部退夠」的方案,大幅壓縮基建投資。高能物理也因此受到影響,1980年底,科委主任趙東宛組織座談會,宣布質子加速器緩建。「八七」工程最終還是下馬了。
聽說了這一訊息後,李政道和其他一些美籍物理學家等都紛紛致信表示惋惜,並提出一系列調整建議。李政道還先後多次致電高能所,詢問中國高能物理調整情況,言辭急切,並建議立即派人赴美商談。
由於「八七」工程的下馬,中美高能物理合作聯合委員會的會議也一度中斷。在這種情況下,在李政道的催促和方毅的指示下,高能所副所長朱洪元與「八七工程」總設計師謝家麟於1981年3月赴美,同李政道和美國能源部官員及各美大高能物理實驗室主任在芝加哥費米實驗室舉行了一次非正式會談。
此次會談的目的,除了要向美方通報由於國民經濟調整,中央決定停建50GeV質子同步加速器外,還有向美方尋求調整方案的新建議,因此在出發前,中方實際已經制定了一個約7500萬經費的慢脈沖5GeV弱流質子加速器方案。
在這次非正式會議上,李政道同史丹佛直線加速器中心(SLAC)主任潘諾夫斯基(W. H. K. Panofsky)一起,再次提出了建造一台「正負電子對撞機」的建議。
1981年3月費米非正式會談上潘諾夫斯基的發言手稿(「Informal Meeting of the US-PRC Joint Committee on High Energy Physics,」 Mar. 17, 1981, Wolfgang Panofsky Papers, Ser. Vp, Box 223, folder 2, SLAC Archives, Stanford, CA.)
實際上,潘諾夫斯基早在1976年就曾經存取過中國,而在此之前,李政道就曾經與其討論過哪種加速器更加適合中國高能物理的起步。他們都同意建設一台正負電子對撞機是正確的選擇,李政道還委托其帶去了大量關於正負電子對撞機和同步放射線的資料。
同樣地,1977年,在聽聞「八七」工程重新上馬,方案仍然是質子時,李政道也曾致信張文裕,委婉地表達了「中國建設質子加速器的能量如果不夠大,將難以產生新的發現」的批評,言外之意希望中國考慮建設能量更低但研究意義更廣泛的正負電子對撞機。(中國高等科學技術中心編:【李政道文選(科學和人文)】,上海科學技術出版社,2008年,第32頁。)
從當時世界高能加速器的發展來看,質子加速器都在向更高能量的方向發展,而如果放棄原本的TeV級別的質子方案,只有50年代技術水平的5GeV質子加速器將不會有多大的意義。而從趕超的角度,正負電子對撞機與同步放射線的發展在70年代也才剛剛起步,方興未艾,電子方案雖然有一定困難,但確實有機會接近甚至趕超國際先進水平,讓中國真正進入世界高能物理領域。
嚴武光等15名當時在美國各大實驗室存取的學者也聯名致信,表示支持電子對撞機方案。
國民經濟調整和「八七」工程的下馬給了李政道等人再次提出「正負電子對撞機」建議的絕佳機會。朱、謝二人帶著李政道和潘諾夫斯基等人提出的方案回國後,中國科學院在1981年5月2日到8日召集全國各個大學、四機部、一機部和理論物理所、數學物理學部等60余位專家,召開了第二次香山會議,討論中國高能加速器的未來。
與會的絕大多數人都認為,建造低能量的5GeV質子加速器的替代方案是不可取的,在這個能區只能重復別人已經做過的實驗,而電子對撞機在較低的能區還擁有一定的「物理視窗」,能做一些前沿的研究。這樣,中國高能加速器方案開始朝著「對撞機」傾斜。
挽狂瀾於既倒,對撞機方案終落成
在此期間,李政道多次打電話詢問,並力勸高能所,即使正式方案還沒有獲批,也應當及早著手開始預制研究。他還建議中國科學院派出領導同朱、謝兩教授再次赴美進行討論,同時為恢復已經延期一年的高能物理合作聯合委員會會議作準備工作。
1981年10月10日,由中國科學院二局副局長鄧照明和朱洪元、謝家麟兩位教授組成的小組再次啟程赴美方案。然而,就在他們出發前,中國科學院主席團卻得出了相反的意見,指示僅可同意5GeV的質子方案,而由於正負電子對撞機方案超過了「八七」工程結余的7000萬元,只能等國民經濟好轉了再談。
根據謝家麟的回憶,這個指示與4月以來的一系列活動和原來所理解的出國意圖全然不同,使他也感到茫然,他也只得懷著沈重的心情登上赴美的班機。
在鄧照明與李政道進行說明後,李先生憤慨地表示,「方毅副總理在9月中旬的復信中還明確表示支持正負電子對撞機的方案,現在如果重回質子方案,中國在這條路走下去幾乎是完全無用,再做下去也是完全的浪費。剛剛確定的方案不能輕易變動,如果這樣輕易變動,中美會議怎麽個開法?我作為聯絡人怎麽工作?」(中國高等科學技術中心編:【李政道文選(科學和人文)】,上海科學技術出版社,2008年,第40頁。)
如此一來,存取還沒有開始,便面臨著夭折的可能。
商議過後,鄧照明決定以長途飛行身體不適為由,不參加下午的討論,而是立即向盧嘉錫院長匯報情況,而朱洪元和謝家麟則暫時不向美國科學家介紹取消正負電子對撞機方案,繼續建設小的質子方案的決定,而只介紹上次費米非正式會議後在對撞機方案方面所進行的工作。在加急請示後,盧嘉錫院長指示「只談電子,不談質子」,最終暫時保住了正負電子對撞機方案。
這次存取回國後,高能所又在全所範圍內展開了持續數周的大討論,產生了很多不同意見。大多數人都肯定了3月費米會議所提出的電子對撞機方案的研究與技術意義,但反對的聲音主要來自經費和技術難度上的問題,擔心既無法按時完工,錯過「物理視窗」的同時,又給國家帶來經濟負擔。
12月,李政道歸國安葬父親骨灰,但同樣急切的是關心中國高能物理調整方案的落實。12月19日,李政道與科學院領導會談後卻被告知高能方案仍在研究中,這讓他十分著急,他再次言辭激烈地表示,如果國家不正式批準這個建造高能加速器的方案,中美高能物理合作的協定將失去合作內容……他本人為祖國盡力,花了很多心血,如果中斷合作協定,他就只好宣布結束中美高能物理聯合委員會,這樣一來,如果再要恢復,困難就難以想象。
1981年12月鄧小平接見李政道,並再次向他說明中國領導人對此事的決心(柳懷祖:【改革開放的一次實踐——憶小平同誌親自關懷下的北京正負電子對撞機建設】,【現代物理知識】2013年第1期。)
在這種情況下,12月22日,中國科學院李昌、錢三強等領導緊急報送特急件到中央,請求批準科學院12月5日報送的北京正負電子對撞機方案,並繼續執行中美高能物理協定。鄧小平當天就批示了這個報告,指示道:「這項工程已經進行到這個程度,不宜中斷,他們所提方針,比較切實可行。我贊成加以批準,不再猶豫。」
25日中午,鄧小平接見並宴請李政道。會見李政道前,鄧小平還對科學院的李昌同誌說:「要堅持,下決心,不要再猶豫了」。而在談到工程進度和經費時,他也對姚依林說:「五年為期,經費要放寬些,不要再猶豫不決了,這個益處很大的」。(中共中央文獻研究室編:【鄧小平年譜 1975-1997(下)】,北京:中央文獻出版社,2004年,第793頁。)
這樣,在李政道和潘諾夫斯基等人的大力推動和中國高能物理學家的積極爭取下,中國高能加速器計劃最終被確定為建造一台「正負電子對撞機」。1982年3月,推遲了一年多的中美高能物理合作聯合委員會第三次會議終於在北京舉行。
1982年6月至10月,一支由前「八七」工程總設計師謝家麟、高能所常務副所長張厚英率領的21人設計團隊在史丹佛直線加速器中心(SLAC)完成了北京正負電子對撞機各主要部份的設計,他們在美國受到了李政道、吳健雄等美籍華人高能物理學家和能源部各大實驗室主任的熱情接待。
1983年4月25日,國務院正式批準了國家計委上報的【關於審批2×22億電子伏特正負電子對撞機建設計劃的請示報告】,對撞機方案至此終於正式確定了下來。
奠基——「我相信這件事情不會錯」
北京正負電子對撞機(BEPC)方案正式確定下來後,李政道仍然時刻關心著中國高能加速器工程,他不僅時常透過個人關系向中央領導人建言獻策,還每年參加聯合委員會的年度會議,積極協助中國開展國際合作。
在他的建議下,1983年12月25日,胡耀邦在中央書記處第103次會議上決定,將政府電子對撞機列入國家重點計畫,要求五年左右建成,代號「8312」工程,還決定成立由谷羽、張壽、林宗棠、張百發組成的四人小組,代表書記處和國務院專門進行領導。中國高能物理在經歷了「七下八上」的艱難歷程後,終於走上正軌。
早在北京正負電子對撞機方案提出之時,李政道和其他美國科學家就曾經指出其「一機兩用」的可能性,即利用對撞機產生的同步放射線光增加光束線引出系統,建立實驗站,借此開展同步放射線研究。
在谷羽參與領導對撞機工程的過程中,李政道和潘諾夫斯基又多次向她解釋同步放射線光的重要性,這也使她敏銳地意識到,如果將同步放射線的套用研究提前進行,將原定的兩步走合為一步,不僅爭取了時間,又可以盡快發揮這台加速器的套用效能,使其與當時中國科技政策為經濟建設服務的目標相結合。
為此,她提出將對撞機建設的方針改為「一機兩用,套用為主」。萬裏副總理在聽取她的報告後也指示:「這樣改完全符合中央的方針,把同步放射線光的套用提前搞是對的,就這樣辦」。這樣,北京正負電子對撞機又正式確定了「一機兩用,套用為主」的方針,並進一步擴大了初步設計。
1984年10月7日,玉泉路中國科學院高能物理所舉行了盛大的奠基儀式,北京正負電子對撞機工程正式破土動工。鄧小平、萬裏、方毅、余秋裏、胡喬木等中央領導人都參加了典禮。鄧小平親自題詞「中國科學院高能物理研究所北京正負電子對撞機國家實驗室」,並為工程奠基。
美國總統科學顧問基沃斯(Keyworth)博士、美國駐中國大使恒安石和參加高能物理聯合委員會第五次會議的美方代表團也參加了奠基儀式。
在盧嘉錫院長致辭後,鄧小平為基石培上了第一鏟土,並對周圍人堅定地說:「我相信這件事情不會錯!」(柳懷祖:【改革開放的一次實踐——憶小平同誌親自關懷下的北京正負電子對撞機建設】,【現代物理知識】2013年第1期。)
1984年10月7日,鄧小平為北京正負電子對撞機工程奠基並題詞(柳懷祖口述,楊小林、陳京輝存取整理:【北京正負電子對撞機工程建設親歷記——柳懷祖的回憶】,湖南教育出版社,2016年,第156頁。)
在北京正負電子對撞機的建造和營運過程中,李政道先生仍然不遺余力地身體力行,堅定推動著中國高能物理研究的進步和發展。他不僅總會在關鍵的節點提出重要的建議,還深入到細微之處,為對撞機的工程組織管理工作提供了諸多寶貴的指導。
李政道先生提出的在領導機制中實行所長和經理負責制,在工作管理中引入鼓勵機制等建議,都極大地幫助了北京正負電子對撞機的順利建設。在此期間,中國科學院還接受了李政道的建議,邀請1984年退休的史丹佛直線加速器中心(SLAC)主任潘諾夫斯基作為高級顧問,每年來華兩次,每次為期兩周,為工程提供指導,他也在國家實驗室營運建設和先期規劃方面為中國提出了諸多寶貴的建議。
再回首,先生風姿依舊、身影如昨
1986年,在高能物理領域世界上正在建設和已經建設完畢的大科學設施共計37個,美國17個,西歐12個,蘇聯5個,日本2個,而中國只有尚在建設中的北京正負電子對撞機(BEPC)1個。
1988年10月,北京正負電子對撞機工程的奠基人鄧小平到北京玉泉路中國科學院高能物理研究所視察工程,他緊緊握住李政道的雙手,向他為對撞機工程付出了巨大的努力表示感謝。
成功對撞後,鄧小平在視察北京正負電子對撞機時與李政道緊緊握手(中國高等科學技術中心編:【李政道文選(科學和人文)】,上海科學技術出版社,2008年,第47頁。)
正如中國科學院高能物理所所長王貽芳院士回憶的那樣,「如果沒有李政道,北京正負電子對撞機可能建不起來,也可能拖延很久,或者品質出現很大的問題」。可以說,正是李政道先生的排除萬難、親力親為,極大地推動了北京正負電子對撞機的建設,更是幫助了中國科學重新攀登世界科學前沿的高峰。
1992年,中美兩國科學家在第26屆國際高能物理大會上發表了在北京正負電子對撞機上合作進行的τ輕子品質的精確測量結果,其精度較原結果提高了5倍,這一成果也被譽為「近期國際高能物理領域最重要的實驗結果之一」。(樊洪業主編:【中國科學院編年史 1949-1999】,上海科技教育出版社,1999年,第350頁。)
中美高能物理合作的一系列的成果都表明,北京正負電子對撞機在建成營運之後,也真正實作了中國進入世界高能物理前列的目標。
回顧中國高能物理事業的發展歷程,從「沒有希望、辦不成事」到「在世界高科技領域占有一席之地」, 中國高能物理設施的成功建設,離不開中國高能物理學家們的日夜拼搏和領導人關鍵決策,也同樣離不開廣泛的跨國科技交流與合作。正是在李政道先生這樣的無數海外華人和外國科學家的無私幫助下,北京正負電子對撞機才取得了如此巨大的成功。
可以說,北京正負電子對撞機為中國提供了一種獨一無二的歷史機遇,它不僅為中國帶來了廣泛的知識分享與技術轉移的渠道,更為中國科學以高能物理學這一重要突破口回歸國際世界創造了條件。
北京正負電子對撞機的設計、建造與營運過程,不僅從無到有地為中國培養了大批加速器建造和實驗物理方面的人才、使中國引進了先進的組織管理方法與實驗室營運經驗,更使得中國樹立起了進行國際尖端大科學工程建設的信心。而包括李政道在內的中美兩國的科學家,作為科學、資訊與技術的跨國傳播者,也助力開創了中美官方與民間科技交流的新局面。北京正負電子對撞機工程本身,除了實作新中國一代高能物理學家的夢想外,更是一躍化身中國科技現代化的象征,成為中國科技發展史上的一座豐碑。
如今,中國科技現代化和高能物理科學都已經取得了長足的進步,但這也使我們必須銘記千千萬萬像李政道先生這樣高尚無私的海外華裔科學家和無數為中國科技事業拼搏的奮鬥者們。他們的成就、經歷與故事,也應當更加激勵著我們,永不停止中國科學邁向世界前沿的步伐。
顧銘晨
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