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?？衫相l(xiāng)們做夢也沒想到，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投資規(guī)模最大的大科學裝置。遠遠一看，在山嵐云水間有一片蒙上了神秘面紗的領地，恍若卡夫卡筆下的城堡。若從空中鳥瞰，又像一個閃爍發(fā)光的天體。

當荔枝散發(fā)出成熟的氣味，我抵達了這個此前可望而不可即的秘境，卻被一道壁壘森嚴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，對于我這樣一個科學的門外漢，哪怕深入其間，看了也是白看，但越是無知，越是對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大科學裝置，第一人就是中國散裂中子源工程總指揮陳和生。

一個挺拔的身影正從那如時空隧道般的長廊里一步一步走過來，在幽深泛藍的光芒下，感覺那是另一個宇宙的來客。如果不知道他的年歲，你還真看不出這是一個年過古稀的老人，他穿著一身藏青色的西裝，配上潔白的襯衫和藍白相間的領帶，一個科學家那深邃、嚴謹而干練的職業(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)是運動的，運動是有規(guī)律的，而一切物質(zhì)都是由基本粒子構成的。當“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。在近代科學誕生之前，大至天地，小至蟲蟻，人類都只能憑肉眼進行觀察和分辨。如果說古人還能仰望星空——大宇宙，而對于微觀世界——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空。在對大宇宙的探索中，以南仁東為代表的中國科學家創(chuàng)造了迄今以來世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡——“中國天眼”，讓人類的視野延伸到了此前從未抵達過的宇宙盲區(qū)。而對于微觀世界，隨著人類對物質(zhì)的結構層次由淺入深的探悉，由分子而原子，而原子核，人類對基本粒子有了越來越深入的認知。

最早被人類認知的基本粒子就是原子。據(jù)科學家迄今以來探測的情況，每個原子由一個原子核和一個殼層電子組成。原子很小，其直徑比一千萬分之一毫米還要小，一根頭發(fā)的直徑相當于銀原子的二十萬倍。每個原子就像一個小宇宙，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，那么原子核相當于一個棒球場大小，而核內(nèi)的夸克及電子只相當于棒球大小，但每個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)量將達到一百萬億噸。原子核的能量也極大，當原子核發(fā)生裂變——原子核分裂為兩個或更多的核，或聚變——輕原子核相遇時結合成為重核，這是典型的小宇宙爆發(fā)，將會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)部結構揭開了一層又有一層，恰似“庭院深深深幾許，楊柳堆煙，簾幕無重數(shù)”。這也意味著，隨著人類對微觀世界的探索越來越深入，逐漸發(fā)現(xiàn)這個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，西方科學家利用光學原理發(fā)明了光學顯微鏡，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胞和細菌。這是人類觀察微觀世界邁出的一大步。但光學顯微鏡的分辨率還是十分有限，當科學進入電子時代，人類又發(fā)明了電子顯微鏡，這比光學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胞、細菌更小的病毒，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，若要對微觀世界有更深入的探悉，這就是粒子物理學家的使命，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裝置去打開它內(nèi)部的極其渺小又極其牢固的微觀結構，或撞擊，或散射。自20世紀40年代以來，隨著質(zhì)子加速器、電子同步加速器、正負電子對撞機和散裂中子源等世界上各種大型高能加速器投入運行，高能物理或粒子物理逐漸從核物理中分化了出來，在這一領域的科學演變也形成了極大的反差，一方面是科學家發(fā)現(xiàn)的粒子越來越小，一方面是其依托的大科學裝置越來越大，由此形成了一個小小的粒子承載起國之重器的奇特風景。北京正負電子對撞機（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裝置的兩個代表作，堪稱是探悉微觀世界的神秘探針或超級顯微鏡。

科學是一個不斷遞進的過程，而在必然中偶然才會邁出關鍵的一大步。人類在推動科學技術的進程中，每取得一次重大的科學突破，都會有一些代表人物發(fā)揮出關鍵性作用，而科學的命運往往又取決于人的命運。羅馬不是一天建成的，那個最終主持建造羅馬的科學家或設計師，也許要窮盡一生的心血并持之以恒，才能取得最終的成功。中國大科學裝置堪稱是高能物理領域的羅馬城，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，而他兒時的第一個記憶，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。一個百廢待興的新中國在重建過程中急需的就是科學技術和人才。陳和生無緣趕上新中國的第一波建設高潮，卻恰逢開國后的第一個流金歲月，“為中華之崛起而讀書”，是周恩來少年時的座右銘，也是他擔任共和國總理后對天下學子的殷殷勉勵。陳和生天生就是個書蟲，只要看見一本書就會深深地鉆進去。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。但他一生的命運卻被另一本書改變了。那是上高一時，他讀到了愛因斯坦和利·英費爾德合著的科普名著《物理學的進化》，多少年后，陳和生還記得這樣一段話：“我們可以把實物看作是空間中場特別強的一些區(qū)域，……按照這種觀點，拋擲出的一個石子就是變化著的場，在變化著的場中強度最大的場的態(tài)以石子的速度穿過空間。”

科學思維往往也充滿了形象思維，愛因斯坦這個比喻一下把深奧而抽象的科學變得形象生動了，這讓一個少年躍躍欲試，他不知向長江里拋擲出了多少個石子。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，我只是像一個在沙灘上玩耍的男孩，一會兒找到顆特別光滑的卵石，一會兒發(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，在我眼前的真理的汪洋大海，我尚未認識，尚未發(fā)現(xiàn)?！睂τ趧e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，而陳和生則是在進行一場“實物和場”的物理實驗。多少年后，他的同學少年才發(fā)現(xiàn)，他是拋得最遠的一個，他拋出的不是石子，而是在“實物和場”中嗖嗖穿行的一個個粒子。

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原子核物理專業(yè)，這是當時最前沿最高端的專業(yè)之一，學制長達六年，但六年中有四年在動亂中度過，陳和生剛剛打下一點兒專業(yè)基礎，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。當課桌被砸翻，老師被揪走，陳和生只能躲進陰暗狹窄的樓梯間，借著一絲微光繼續(xù)讀他的專業(yè)書和一些被掃進了垃圾堆的外文版科學書刊。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，這是一個盜火者，在世界科學史中有無數(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。當他讀得入了迷，那入定般的身體就像一個孤獨的影子，而哪怕是影子也會被人釘上，一旦釘上就被人貼了大字報，直到如今還有老同學跟他開玩笑，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農(nóng)場勞動鍛煉。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到了知識，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年中國恢復招考研究生，陳和生以優(yōu)異的成績考入中國科學院高能物理研究所，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，由中國科學院副院長、中國近代物理學奠基人吳有訓兼任所長，錢三強任副所長。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驗基地。周恩來總理親筆復信：“這件事不能再延遲了?？茖W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項目之一?！?973年2月，中國科學院按照周總理的指示，在原子能研究所一部的基礎上組建高能物理研究所（簡稱“中科院高能所”）。當陳和生背著行囊、風塵仆仆地邁入這科學的殿堂，他忽然感覺到什么，猛地站住了，又下意識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的墻面上，高懸著周總理復信的手跡：“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，他被一種時不我待的緊迫感深深攫住了。

中國在高能物理學領域原本起步較晚，又加之經(jīng)歷了太多的折騰，無論在技術、設備和人才上都遠遠落后于西方發(fā)達國家。1979年1月，鄧小平訪美期間，簽署了中美兩國在高能物理領域的合作協(xié)議。而在中美高能物理領域的科技合作中，美籍華裔物理學家丁肇中是一個重要推手。1974年，他在美國布魯克海文國家實驗室的質(zhì)子加速器中發(fā)現(xiàn)了一個質(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，科學家一直相信宇宙是由三種最基本粒子構成的，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域，并使基本粒子物理學邁進了一個新境界。丁肇中也是史上最年輕的諾貝爾獎得主之一，而自諾貝爾獎1901年問世以來，他是繼李政道后又一個用中文發(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的第二年，1977年8月，中國科學院高能物理研究所邀請他來華訪問。在與中國科學家交流時，他深信像中國這樣一個大國，在世界高能物理等高科技領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現(xiàn)代化貢獻我的一份力量，我熱切希望中國年輕一代能迅速成長，能出現(xiàn)一批真正的科學巨人?！?/p>

丁肇中的這一次訪問交流促成了中美科學技術史上的第一次大規(guī)模合作，由中科院選派有培養(yǎng)前途的青年物理學家參加丁肇中領導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實驗組工作。三十三歲的陳和生還是第一次走出國門，那時的西方世界在中國人眼里還是一個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，很多人遠涉重洋抵達這里，首先就要去易北河畔瀏覽一下異國的風情，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。但陳和生抵達漢堡后連時差也沒有倒過來，就一頭鉆進了德意志電子同步加速器中心。這是20世紀60代德國建造第一個高能粒子物理加速器，里邊就像一個深邃而復雜的迷宮，如同高能物理領域的圣地，吸引著全世界的科學家來這里朝覲。每年都有幾百名科學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。

中國何時才能擁有這樣的大科學裝置??？陳和生在大洋彼岸回望遙遠的祖國，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入角色的，他從原子核物理進入高能物理，本質(zhì)上都是粒子物理，又加之他對著英文詞典閱讀了大量國外粒子物理學書刊，英語基礎和技術功底比較扎實。但他和來自國內(nèi)的其他訪問學者一樣，對于粒子物理必須掌握的計算機程序知之甚少。那年頭，計算機在國內(nèi)還是一個傳說，最典型的一個事例，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代發(fā)明的算盤一個一個打出來的。陳和生深知，人類正在加速邁進計算機時代，如此艱苦簡陋的條件決不能成為中國科研的常態(tài)。為了盡快掌握計算機程序的設計方法，陳和生連趕路、吃飯時也在琢磨計算機程序。每天晚上，在緊張工作了一天后，陳和生還要在計算機上一遍遍地演算和練習。他用兩三個月的時間就會操作每秒鐘運轉(zhuǎn)幾百萬次的大型計算機。

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驗室里度過的，每天從清晨工作到凌晨。他絕非一個工作狂，只要鉆進工作室，整個世界仿佛都已不存在，而他已經(jīng)進入了另一個更隱秘的世界，這是一般人進不去的，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Mark-J實驗組的工作告一段落，丁肇中從這一批中國訪問學者中選出兩名到美國麻省理工學院跟他攻讀博士學位，陳和生是其中之一，他的勤奮和踏實是丁肇中先生挑選他到美國留學的重要原因。陳和生在麻省理工學院只花十三個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院博士學位，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就已發(fā)現(xiàn)了J粒子。當有人問他對美國和麻省理工學院有什么印象，他只能老老實實地回答：“沒注意，我的全部時間都用來學習了?！本驮谶@年9月，鄧小平在北戴河接見丁肇中教授，在會談中有一個話題是如何培養(yǎng)中國自己的博士后。當時中國科學院高能物理所正在中國率先進行博士后流動站試點。在麻省理工學院做了半年博士后研究的陳和生，隨即于當年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沒有絲毫猶疑。當時，世界高能粒子加速器已經(jīng)發(fā)展了近半個世紀，而中國大科學裝置尚未從零起步。那種時不我待的緊迫感，一直深深地攫著他。多少年后他仍念念不忘自己的初心：“我當初出國就是為了中國的高能物理，現(xiàn)在應該是回去的時候了，中國若要在世界高科技領域占有一席之地，歸根結底還是要靠中國人自己在中國的土地上去奮斗！”

二

走進北京石景山區(qū)玉泉路，遠遠就能看見一座蔚藍色主體的建筑，外形像一只碩大的羽毛球拍。這是中國第一臺大型高能加速器——北京正負電子對撞機（BEPC）。當正負電子在其中的高真空管道內(nèi)被加速到接近光速，并在指定的地點發(fā)生對撞，通過北京譜儀記錄對撞產(chǎn)生的粒子特征，科學家通過對數(shù)據(jù)的處理和分析，進一步認識粒子的性質(zhì)，從而揭示微觀世界的奧秘。每個人看見了這個大科學裝置，都有橫空出世之感，還會下意識地問，北京正負電子對撞機是怎樣“撞”出來的？

陳和生說，若要探索物質(zhì)的微觀結構，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：當兩只小松鼠站在機器的兩頭，手中各拿著一個核桃，若憑松鼠之力把核桃直接掰開很費勁，但若換一種方式，讓兩個核桃高速對撞可能就能撞開。對于高能物理，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)。這個原理說穿了就是一個常識，但一旦上升到科學層面那就非常之難了。一方面，電子束流對撞要求粒子多、截面積小、頻率高，才能獲得足夠高的對撞亮度；另一方面，科學家通過正負電子不斷對撞，要獲取分析對撞產(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。這是極其渺茫可慮的發(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)雨點中辨認出一個帶顏色的雨點那樣困難?！敝灰l(fā)現(xiàn)了一個從未發(fā)現(xiàn)過的新粒子，就是重大的科學發(fā)現(xiàn)，很有可能給世界帶來一場科技革命。

北京正負電子對撞機是在鄧小平的直接推動下建設的大科學裝置。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。當中華民族歷經(jīng)磨難走上復興之路，很多科學家都在力推中國大科學裝置早日上馬，時不我待啊！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電子對撞機，這也是中美高能物理合作協(xié)議框架下的一個項目。然而，當時正值百廢待興之際，又恰逢我國國民經(jīng)濟調(diào)整、基建收縮時期，這一項目差點被叫停了。中國科學院黨組書記李昌和副院長錢三強給中央寫了一份緊急報告，“請求中央批準我們12月5日上報的正負電子對撞機方案，繼續(xù)執(zhí)行中美高能物理合作協(xié)議”。這個“緊急報告”于22日呈報小平同志，他當天就批示：“這項工程已進行到這個程度，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?！比旌?，12月25日，鄧小平在會見李政道博士時，又對陪同會見的李昌說：“要堅持，下決心，不要再猶豫了。”在談到工程進度和經(jīng)費時，鄧小平又轉(zhuǎn)過身對國務院副總理姚依林說：“五年為期，經(jīng)費要放寬一些，不要再猶豫不決了，這個益處是很大的。”就這樣，中國改革開放的總設計師以連續(xù)三個“不再猶豫”奠定了北京正負電子對撞機的乾坤。

1984年10月7日，北京正負電子對撞機工程破土動工，鄧小平為奠基石鏟了第一锨土。盡管當時還有爭議，還有質(zhì)疑，但他一臉堅毅地說：“我相信這件事不會錯！”

1988年10月16日，北京正負電子對撞機首次對撞成功。這標志著，中國高能物理領域在苦盼多年后終于邁進了大科學裝置時代。10月24日，鄧小平又來到了四年前他親自奠基的地方，視察北京正負電子對撞機，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。這些東西反映一個民族的能力，也是一個民族、一個國家興旺發(fā)達的標志?！?/p>

“中國必須在高科技領域占有一席之地”，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的墻面上，與周恩來總理的那句話構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這個大科學裝置終于上路了，但還不能說駛入了快車道，由于BEPC是一臺單個儲存環(huán)的對撞機，儲存環(huán)里只有一對正負電子束進行對撞，裝置的對撞亮度難以提高。在運行十多年后，北京正負電子對撞機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域的一席之地，他提出了北京正負電子對撞機改造升級（BEPCII）方案。這一方案經(jīng)國家批準后，讓陷入困境的高能所熱情高漲，然而就在此時，從美國康奈爾大學傳來一個消息，如同一股暖流遭遇了寒流。

康奈爾大學威爾遜實驗室擁有美國著名的正負電子對撞機CESR，其負責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，在高能物理領域的較量不可避免。盡管中國一直不斷釋放信號，我們更愿意成為合作伙伴而不是競爭對手，然而，科學無國界，但科學成果有國界，誰都希望把核心技術牢牢地掌握在自己手里，當一個大國奮起直追，絕不會有人坐等你追上來，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，威爾遜實驗室從2000年起就著手轉(zhuǎn)入粲能區(qū)的研究，第二年就把一臺原先在高能量下運行的對撞機CESR改造為CESRc，多了一個小寫的C，指的就是粲物理或粲能區(qū)。其主要設計指標對撞亮度亦與我們BEPC的單環(huán)方案相同，說穿了，他們就是沖著北京正負電子對撞機的領先優(yōu)勢來的。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)達到設計目標，這至少能比BEPCII早兩年達到同樣的性能指標。

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力和自信。而對美國在高科技領域的實力絕對不可低估，更何況其負責人賴斯教授對我們的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，其設計對撞亮度比陳和生院士最初提出BEPCII改造方案的設計亮度還要高，從2004年開始，美國正負電子對撞機CESRc還沒有達到他們自己的設計效果，就已全面超越中國BEPC在粲能區(qū)的領先優(yōu)勢。

陳和生對國外同行一向充滿敬佩，但決不臣服。面對美國人的挑戰(zhàn)，他心知肚明，在同一個能區(qū)的高能物理領域，兩個同樣的正負電子對撞機其實也有合作共存的機會，絕非只有你死我活的競爭，但若對方非要把你壓下去，那是難以共存的，只能是最好的一個生存下來。他一臉冷峻地對同事們說：“在這種情勢下，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)超越了我們預定的改造升級目標，我們已被逼得只有一條路，不僅是要升級自己，還要勝出對方，只有將原先的單環(huán)對撞方案改成雙環(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當初建造時的難度要大得多，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，北京正負電子對撞機BEPC正式結束運行，這是結束，也是開端，北京正負電子對撞機重大改造工程（BEPCII）正式上馬，科研人員根據(jù)“一機兩用”的設計原則，采用了獨特的三環(huán)結構和當時國際最先進的雙環(huán)對撞機方案，并建造與升級后對撞機亮度相匹配的第三代北京譜儀（BESIII）。工程分三階段進行：直線加速器改造、儲存環(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隧道原來是為單個儲存環(huán)設計的，現(xiàn)在要在原來的隧道內(nèi)給正負電子束流各做一個儲存環(huán)，周長短、空間小、對撞區(qū)短。國際上成功的雙環(huán)電子對撞機周長一般在兩公里以上，而BEPC存儲環(huán)的周長只有240米；國外成功的雙環(huán)對撞機是在80米距離內(nèi)實現(xiàn)電子對撞再分開，而我們的對撞區(qū)必須在28米內(nèi)實現(xiàn)。這些改造中許多技術和設備在國內(nèi)外前所未有。

2009年7月，北京正負電子對撞機改造工程BEPCII全面竣工，實現(xiàn)了高流強和高亮度的對撞。這里就看看對撞的結果吧。若同自己比，BEPCII的對撞亮度是改造前的三十三倍，每秒對撞次數(shù)幾乎是改造前的一百倍。在2004年改造以前，BEPC對撞機以一對束團、每秒對撞約一百萬次，改造后，BEPCII對撞機成為國際上最先進的雙環(huán)對撞機之一，約一百個束團，每秒對撞約一億次。為什么對撞次數(shù)越多越好？陳和生解釋說：“每秒對撞一億多次，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，因為有些出現(xiàn)概率很小的罕見研究事例也會因為對撞次數(shù)的增加而出現(xiàn)，就使得研究更為精確?！?/p>

若同競爭對手比，BEPCII是這個能量區(qū)域里美國康奈爾大學的加速器CESRc曾創(chuàng)下的世界紀錄的四倍多，對撞亮度達到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：“本來我們準備是美國的三倍，但是他們只做到了其設計方案的四分之一，所以最后結果我們是他們的十二倍！”

這是改造，更是創(chuàng)造，北京正負電子對撞機的改造工程不但創(chuàng)造了同類加速器建設紀錄，也達到了當時的技術的極限。

一切不出陳和生所料，在同一個能區(qū)的高能物理領域，若沒有合作共存的意識，對方非要把你壓下去，只能是最好的一個生存下來。2009年5月，當BEPCII對撞亮度達到驗收指標的消息傳出后，美國康奈爾大學就決定將CESRc終止運行，主動退出歷史舞臺。賴斯教授倒也頗有紳士風度，他在郵件中對中國科學家表示了祝賀和期待：“由于CESRc將終止運行，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，其總體性能也達到了國際最高水平。

有人說，“北京正負電子對撞機，撞出粲物理領域三十年領先”。

三

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

說來也是機緣。那時，中國散裂中子源項目正在尋找合適的建設地點，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一些大型高科技項目，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)改委推薦了三個地方——珠海、廣州蘿崗和東莞。這年5月，陳和生院士率隊到三個地方實地考察，最終認為原本擺在最后一個的東莞最為合適。而東莞最初推薦的地點為松山湖國家級高新技術開發(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，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車程，四周還有長遠的發(fā)展空間。當陳和生提出選址這塊地時，東莞市的陪同人員還不大相信有這塊地。陳和生當即借用一個單位的前臺的計算機網(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采石場，這表明地質(zhì)基礎好，確是一塊建設科學大裝置的風水寶地。雙方一拍即合，中國高能物理領域的又一個大科學裝置將要在此誕生了。

大朗，就在我居住地的隔壁，對這一方水土我就像鄰居一樣熟悉。這是東莞的一個工業(yè)重鎮(zhèn)，全鎮(zhèn)地形西南窄，東北寬，地勢從西南向東北傾斜，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目建設的前期準備工作。他和幾位老科學家每天早出晚歸，對每一個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，在不斷抓撓后就會留下密密麻麻的傷疤和結痂，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，這些大科學家為了給國家節(jié)省一點兒經(jīng)費，每天進進出出，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院院士和高能物理領域的尖端科學家。

那時候，還極少有人知道他們來這里干什么，更不知道一個大科學裝置將在這里落戶。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)，我才有機緣一探究竟。

在高能物理領域，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“姐妹花”。北京正負電子對撞機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)大分子的結構、洞察各種材料的微觀結構，其強項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)。隨著人類對微觀世界探索的科技手段越來越高，對微觀世界越來越深入，人類又邁出了關鍵的一大步，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了，前者的缺陷正是后者的優(yōu)勢，中子散射可以洞穿同步輻射的盲區(qū)。

陳和生院士解釋說：“中子對物質(zhì)有很強的穿透性，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，釋放出大量的中子，這些中子形成非常強的中子束流，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，通俗點兒說，我們常常把它作為超級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家希望研究的物質(zhì)和材料的微觀結構，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家還特別善于打形象的比喻，陳和生院士啟迪我這個以形象思維為職業(yè)的人想象一下：在中子面前，由原子搭建起來的物質(zhì)結構就像一張立體大網(wǎng)。當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動軌跡在第一時間記錄下來，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，你就能把這張網(wǎng)精確地描繪出來，科學家通過測量被“原子立體網(wǎng)”散射出來的中子能量和動量的變化，就可以精確地反推出物質(zhì)的結構，研究在原子、分子尺度上各種物質(zhì)的微觀結構和運動規(guī)律，告訴人們原子、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。

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坐落在風光旖旎的泰晤士河畔，1977年，英國政府批準了ISIS計劃。在此之前，英國散裂中子源計劃一度稱為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，被認為是生命復活的象征。ISIS歷經(jīng)七年建設，1985年10月正式建成。這是世界上第一臺散裂中子源大裝置，也是世界上亮度最高的散裂中子源。

美國橡樹嶺國家實驗室耗資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，建立起了領先世界的納米材料科學中心。

日本原子能研究機構建起了世界上第三座散裂中子源J-PARC，這是迄今造價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，供不應求，日本正在醞釀建設下一臺散裂中子源，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，就有科學家預言，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)部最細微的結構。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)達國家競相建造散裂中子源并不斷升級，絕不僅僅是為了國家榮譽而戰(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、材料科學、生命科學、生物學和生物技術、凝聚態(tài)物質(zhì)物理、磁性材料的研究、化學化工、化學反應催化劑的原位研究、可燃冰、新能源等諸多領域，都需要散裂中子源來支撐。尤其對新能源、電子信息（磁性和超導材料）、航空航天和生物醫(yī)學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和北斗導航衛(wèi)星所用的材料，都要從美國、日本等國家進口。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。一般人都會對小數(shù)點后面的數(shù)字忽略不計，而對于高科技則絕對不能忽略，每個參數(shù)都有特別的用途。民用，精確度必須做到小數(shù)點后面的第三位數(shù)，軍用，精確度必須做到小數(shù)點后面的第四位數(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，也會狠狠敲你一筆竹杠，更恐怖的是，當核心技術掌握在人家手里，這又怎么保護我們的國家安全？

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

四

中國從來不缺少充滿了危機感和前瞻性的科學家，2000年8月，中科院高能物理研究所與原子能科學院向科技部正式提出國家重大科學工程項目建議書——多用途中子科學裝置脈沖強中子源。科學家之憂，也是國之所憂，隨后，中國散裂中子源（CSNS）項目正式列入了國家“十一五”的大科學裝置建設計劃，這一計劃能否實現(xiàn)？對于中國人的智慧，中國科研的綜合實力，無疑又是一場嚴峻的大考。

陳和生院士作為中國散裂中子源工程的總指揮，又一次率領中國高能物理的科研團隊和建設者從零起步。從2006年起，此時離中國散裂中子源項目在東莞奠基還有五個年頭，而一系列關鍵技術的預制研究工作就已開始，攻克了眾多技術難題，這其實才是真正的奠基。而在陳和生院士看來，基礎的基礎還是人才。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用隊伍，從長遠看，這個價值甚至要超過中國散裂中子源本身。

越是尖端科學家，越是謙卑，陳和生院士很少提及自己的付出和貢獻，他建議我不要老是盯著他，圍著他轉(zhuǎn)，他更看重的是團隊的力量，尤其是應該多關注一下那些年青一代的科學家，他們才是攻克一道道難關的中堅。這些年輕的科研人員其實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技術，而是團隊合作精神。高能物理必須依托大科學裝置展開，這也決定了團隊合作是這一科技領域的基本特征。而他作為團隊的領頭人，讓團隊成員下意識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，看上去就像一個老父親和他的兒女們在商量家里的事情。這個團隊也確實像一個大家庭，而他們也確實把這里當成了他們的第二個家。在食堂里吃工作餐，那些年輕人也會圍著他，從科研上遇到的困難到家庭生活、孩子上學，七嘴八舌，無所不談。只要聽說誰有生活上的困難，他馬上就會想辦法解決。在科研方面，他一再鼓勵年輕科研人員勇于獨立承擔課題，給每一位科研人員以任務、壓力以及動力，團隊中每個人不僅自己是負責課題的小專家，同時又對其他同事的課題有所了解，每個人都發(fā)揮出了一專多能、優(yōu)勢互補的作用。正是秉持著這樣的理念和信念，他不僅帶領團隊成員攻克了一道道科技難關，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技術發(fā)展的黃金時代，后生可畏，大有可為??！”

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家。他逢人便說，CSNS的第一道難關，就是齊欣帶領的團隊攻克的。幾經(jīng)周折，我終于聯(lián)系上了正在這里攻關的齊欣博士。她非常忙，幾乎每一秒鐘都不能耽誤。按預約時間，她像踩著鐘點一樣準時走進了會客室。我悄悄打量著她，這位還挺年輕的女科學家，一個素面朝天的質(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。

齊欣出生于一個知識分子家庭，父親是研發(fā)飛機發(fā)動機的高級工程師，母親是高級教師。她微笑著對我說，一個女生選擇工科，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。父親時常在家里的飯桌上繪圖，伏在一只木箱上演算。又拆解電機電器的零部件，然后不斷地進行重組和連接，嘗試著各種可能性，她在一邊看得入了迷，在電機電器的內(nèi)部竟然還暗藏著這樣一個復雜而神秘的世界，那各種元件和密如蛛網(wǎng)、細如發(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仿佛只有神經(jīng)的觸須才能深入的幽深境界。她時常聽見父親嘆息，咱們不光是技不如人，在材料科學上也遠遠落后了。多少年后她才明白，一切落后都與高能物理領域的落后直接有關，若沒有大科學裝置，你就是地大物博，擁有再多再好的材料，也無法進行利用。在中國飛機制造領域，材料一直是一個難以突破的瓶頸。

在很多人的印象中，工科生都是機械的、刻板的，其實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，齊欣幾乎連想也沒想，就下意識地選擇了工科，選擇了她最感興趣的電力電子專業(yè)。大學畢業(yè)后，她又考上了中國科學院高能物理研究所碩博連讀研究生。那時，中國散裂中子源正在陳和生院士的主持下進行可行性研究，其中有一項關鍵技術——大功率諧振電源預制研究，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制研究課題，那時齊欣剛拿到博士學位不久，看上去還是一個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，承擔了我國第一臺25Hz諧振電源的研制課題，這也是CSNS第一個開展專項技術研究的課題。

當她說到這里，我下意識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：“我有機會能夠參與到這么大一個裝置，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任務，然后就一路堅持著，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家的培養(yǎng)和信任，每走一步都有他們的精心指點，要不怎么能走到今天？”

散裂中子源的關鍵技術之一，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，在設計圖上就是絕對空白。為了盡可能少走彎路，齊欣和課題組成員也動了心思，那就是借鑒國外成熟的技術路線。當時，世界上只有日本散裂中子源（J-PARC）成功采用類似技術。齊欣和課題組成員抵達神岡日本散裂中子源園區(qū)。日本科學家對來自中國的同行很客氣也很低調(diào)，你們來進行學術訪問交流，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。對此，日本同行也做了入情入理的解釋，J-PARC的設備是日立公司研制的，幾乎每一項關鍵技術都是天機不可泄露的商業(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行交流。至于核心技術，對不起，就算你愿意付出高昂的代價，他們也不會賣給你。

人家很清楚，一旦中國掌握了這些大科學裝置和核心技術，將意味著什么。幾乎所有的關鍵技術，核心技術，都是“卡脖子”的技術，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，讓她真切地體驗到了“卡脖子”的滋味，當有人卡住你的脖子，有時候并不是激烈的、猙獰的，甚至是溫情脈脈的、文質(zhì)彬彬的、充滿了紳士風度的。當然，你可以看看那些設備和裝置的外部，但其內(nèi)部則是一個完全封閉的狀態(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，一個意識愈加清晰地凸顯出來，對于中國人，自力更生從未過時，只有自主創(chuàng)新，把核心技術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，就是要填補中國高科技領域的一項空白。”

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驗室和實驗場地，從最初的原理摸索，到一個個元件、一條條導線的設計，然后通過不同的測試方法去驗證。而對于他們，最多的就是那種被卡住的感覺，有時候剛剛突破了一個難點，緊接著又被一個難點卡住了。陳和生一方面讓這支年輕團隊放開手腳干，他自己很少插手插腳，但每當年輕人在攻關過程中被卡住時，他也不會袖手旁觀，而是憑自己豐富的經(jīng)驗來啟迪他們，從核心的參數(shù)到每一個技術細節(jié)，他都要反復檢測，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，其實也是一種可能性，沒有嘗試就沒有靈感。”歷經(jīng)四年的攻關，齊欣和課題組如同穿越了一條黑暗而幽深的時光隧道，終于找到了一種突破性方式——高次諧波矢量補償法，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驗研究，終于解決了所有的關鍵技術問題，首次自主研發(fā)成功兆瓦級諧振電源系統(tǒng)。

這一技術通過原創(chuàng)性電流諧波注入解決了動態(tài)磁場的控制問題，磁場測量結果表明，不僅關鍵性能指標優(yōu)于日本散裂中子源，電源技術無論在設計思想、技術和可靠性方面均優(yōu)于日立公司J-PARC設備的同類產(chǎn)品。這一技術不僅填補了國內(nèi)空白，并達到了國際先進水平，研制過程中的技術積累也將廣泛地應用于其他相關的工程技術領域。

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

齊欣說，若沒有陳院士在關鍵技術問題上的指點，他們不可能完成這樣一個高難度的課題。

陳和生說，這都是年輕人干出來的成果，他只是起到一點兒“催化劑”的作用。

一項處于國際尖端的技術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“強烈關注和興趣”，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而低調(diào)。誰都知道，只有將一項一項的核心技術和關鍵技術牢牢地掌握在自己手里，你才可以這樣平實，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年擔任所長到2011年年底卸任，他擔任所長達十三年，這十幾年也正是“大科學裝置的盛世”。卸任之后，他并沒有如釋重負之感，依然擔任北京正負電子對撞機國家實驗室主任和中國散裂中子源工程建設總指揮。走進總指揮辦公室，從辦公桌到沙發(fā)、茶幾，皆是一副極簡主義的風格，但貼在墻上的那幅工程圖卻是極為復雜。但凡大科學裝置，都是由各種高、精、尖設備組成的一個極為龐大復雜的整體，部件繁多，每一個部件的工藝都有嚴格以至苛刻的要求，在制造和安裝過程中會遇到重重困難。陳和生其實很少待在辦公室，從花甲之年到步入古稀，他幾乎每天都奔波在科研與建設的第一線。

這年他已六十六了，一身肩負著兩個大科學裝置的重任，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，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。每天清晨五點多鐘，他便起床了，這也是多年來養(yǎng)成的生活習慣，他身體內(nèi)早有一臺生物鐘。他起床的時候，正是大朗的空氣最清新的時候，也是他腦子最清醒的時候，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設計環(huán)節(jié)細細地梳理一遍，生怕有一點兒疏漏。早上8點，他準時上班，但何時下班從來沒有固定的時間，每天的日程被排得滿滿的又井然有序，而在每晚下班前，他總是對同事們說，其實也是對自己說：“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，他常常會在睡夢中醒來，腦子里裝滿了懷疑，實驗設計是不是有問題？設備數(shù)據(jù)是不是準確？還有哪些測試沒有做？在高科技領域，無論哪個環(huán)節(jié)有紕漏都會造成嚴重的影響，甚至是致命的事故。

結果還是出問題了，出大問題了！這不是工程本身的問題，而是地質(zhì)結構問題。這地質(zhì)結構要承受多大的重量？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)結構算是非常堅固了，但還不足以承載如此重負，必須進行進一步處理。又加之當?shù)厥┕り犖槿狈Υ罂茖W裝置的施工經(jīng)驗，致使隧道等土建工程延誤了一年半時間，這大大壓縮了設備安裝和調(diào)試的時間。對于整個工程進度，這是一個嚴峻的挑戰(zhàn)，若按原方案推進，陳和生和工程指揮部對國家的承諾的“六年半完成工程建設，達到國家驗收指標”的目標就不可能兌現(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)。

為了實現(xiàn)“后墻不倒”的承諾，陳和生這個總指揮首先讓自己成了整個工程中一道不倒的“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備，有的設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備上爬上爬下，進行一次又一次的測試及故障分析。這樣的高溫和高負荷，讓一個老人怎么吃得消啊！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。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，要不就是住進了醫(yī)院，我也會跑回來。”他一直在撐著把設備調(diào)試了，才飛往北京做手術。大夫檢查后一下急眼了，“你怎么這么晚才來？”

陳和生只是豁達地笑笑，就像眼下，他帶著一臉豁達的笑容，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，其實只能看見很少的一部分，連冰山一角也稱不上，那個大科學裝置是地下工程，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、尖設備組成的一個大裝置整體。

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

從隧道口進來，先要穿過一條乳白色地面的長廊，長廊里安裝的是一臺負氫離子直線加速器。一旦開啟，一股負氫離子束流便從負氫離子源中奔涌而出，通過高速穩(wěn)定的強流射頻四極加速器，將負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)絲還要細得多。這是CSNS系統(tǒng)運行過程的第一步。

接下來要穿過一條油綠色地面的長廊，這里安裝著由數(shù)臺紅色和藍色大型機組組成的快循環(huán)同步加速器，這些機組呈對稱分布。當負氫離子進入一臺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，負氫離子要經(jīng)過一個剝離過程，將其所帶的電子全部剝?nèi)?，只剩下一個光禿禿的質(zhì)子，負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，這速度相當于0.9倍光速。這是CSNS系統(tǒng)運行過程的第二步。

第三步，把接近光速的質(zhì)子束當成“子彈”，通過兩條束流輸運線去轟擊原子系數(shù)很高的重金屬靶。在一個巨大的圓環(huán)里，凸顯出藍色的靶站，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?！@里再打個比方，原子核是由質(zhì)子和中子構成的，就像一個裝滿網(wǎng)球的桶，里面差不多一半是質(zhì)子，一半是中子。當高能質(zhì)子打擊原子核時，就像把一個網(wǎng)球奮力擲入桶中，在強有力的打擊下，桶里的一些球就會彈跳并翻出桶外，這就意味著原子核里的一些中子從原子核中被“剝離”出來，每個與原子核作用的質(zhì)子能轟出二十至三十個中子。這該需要多大的能量啊？我知道最厲害的就是核反應堆，最擔心的又是核輻射。說出來又嚇我一跳，散裂中子源產(chǎn)生的脈沖中子的流強，比從核反應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)子就會立即停止轟擊金屬靶，因而不會有任何放射性污染且可控，這也又一次驗證了散裂中子源是最安全的產(chǎn)生中子的方式。

當中子被撞擊出來，科學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)部結構都已顯露出來，但對于我仍然充滿了無盡玄機。而在譜儀的另一端，科學家正靜靜地守望著，他們注定要孤獨地面對一臺臺連接著譜儀的電腦，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。對于他們，這是現(xiàn)實之眼，也是未來之眼，他們時時刻刻期待著在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個謎團，然后開展各種科學實驗。

穿越這樣一條地下隧道，我也并沒有太多的壓抑之感，那些冷酷的機器設備都被涂裝了鮮明的現(xiàn)代派色彩，感覺已進入了超現(xiàn)實或后現(xiàn)代的世界。這里的每一臺機器，這里的每一個人，看上去都很孤獨，他們或它們之間其實都建立了復雜的關聯(lián)，這是一個深邃而復雜的系統(tǒng)，也是一個龐大的整體，而這也是大科學裝置的特性或本義。

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任務，并通過國家驗收，正式投入運行。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域領先三十年的西方發(fā)達國家，從此躋身世界上四個擁有散裂中子源的國家之一。這不但填補了國內(nèi)脈沖中子應用領域的空白，技術和綜合性能也進入國際同類裝置先進行列。國家驗收專家對此給予了嚴謹?shù)目茖W評價：“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、探測器及電子學等領域相關產(chǎn)業(yè)的技術水平和自主創(chuàng)新能力，使我國在強流質(zhì)子加速器和中子散射領域?qū)崿F(xiàn)了重大跨越，CSNS性能全部達到或優(yōu)于批復的驗收指標，裝置整體設計科學合理，研制設備質(zhì)量精良，靶站最高中子效率和三臺譜儀綜合性能達到國際先進水平。”

當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)實的世界里。即便像陳和生院士這樣的科學家，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，更不清楚他們的價值。這其實也是他們最喜歡的工作狀態(tài)。他很珍惜命運里的這份幸運的寂寞，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，試圖解開一個個未被人類發(fā)現(xiàn)的存在。對于他們，高能物理就是他們眼中最神秘也最迷人的科學風景。

陳和生院士堪稱是中國高能物理學家的一個縮影，但他謙虛地說自己只是一個微粒。我卻下意識地想到了那超速運動的粒子，一旦激發(fā)就會釋放出巨大的能量。中國高能物理或許就是在這樣的激發(fā)與釋放中，將一個又一個大科學裝置推向世界最前沿。在陳和生看來，人類對未知的探索正是科學之美的體現(xiàn)，越看不見我們就越想了解，越了解就覺得奧秘無窮。這就像中科院高能物理研究所的所徽，這一形象標識源自吳作人先生的水墨畫——《無盡無極》。一個年過古稀的科學家，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)歷了多少風塵和坎坷，他都在科學的世界里那么干凈地活著。

責任編輯 趙文廣