郑志鹏
摘要 :
中国科学院创立至今已整整70周年。在这70年中,作者与中科院结缘60年,作为一个亲历者,目睹了自1958年来中国科学院的巨大变迁,见证到了它由弱变强的过程。
中国科学院创立至今已整整70周年。在这70年中,我与中科院结缘60年。作为一个亲历者,我目睹了自1958年来它的巨大变迁,我见证到了它由弱变强的过程。
下面就以我与中科院结缘的这段历史,从一个侧面观察中科院发展壮大的不平凡的历程,从中深感中科院事业之所以能持续发展,乃得益于它始终重视人才培养,不断涌现出一批又一批的优秀人才,将执着的科学精神和勤恳踏实的工作作风一代代传承下去,成为其科学事业不断取得辉煌的源泉。
五年科大生活
1958年我考上了心中最理想的中国科学技术大学。这是一所刚刚成立、由中科院创办的以培养高端科技人才为目标的大学。以全院办学,所系结合的方针,使我们享受到得天独厚的资源。教师大多是中科院的兼职研究人员。我所在的原子核物理与工程系(5801系,后改为近代物理系)系主任是著名原子核物理学家赵忠尧,他除了繁忙的科研、管理工作外,还亲自给我们讲授原子核反应的课程。他邀请了著名粒子物理学家张文裕讲授粒子物理,著名数学家关肇直讲授高等数学,此外还请朱洪元讲授量子力学,梅镇岳讲授原子核物理,他们都是该领域赫赫有名的学者。
我们还能听到吴有训、严济慈、钱学森、华罗庚、赵九章等大师级的专家讲授的大课。我们从这些名师身上不但学到了许多知识,还学习到了做科学研究的态度和方法。他们对科学执着的精神和勤恳、踏实的作风影响了我的一生。华罗庚讲过:读书要越读越薄,从中汲取精华。张文裕讲过:不但要学习知识,更重要的是学习方法,掌握解决问题的本事。这些话使我终身受益。
这里不但有最好的老师,而且有极佳的学习环境和刻苦努力的学风。进入大学三年后就来到实验室,通过实践,学习到理论联系实际、勤于动手的良好作风。毕业设计时,又可以到原子能研究所实习,受到严格的培养和训练。
研究初期训练
毕业后我分配到中科院原子能研究所工作。很荣幸,我能在赵忠尧先生的指导下从事原子核反应研究,继续接受他的教诲。研究组的组长叶铭汉曾在中科大给我们上过加速器课,现在指导我们在一台称为V2的国内第一台加速器、250万电子伏静电加速器开展核反应实验工作。他热情指导年轻人,工作作风严谨、踏实、以身作则,能影响到组内的每一个人。在这样的环境下,年轻人通过实际锻炼得到很快成长。
他交给我的第一项任务是制备一台核磁共振测磁仪。从调研到线路设计到制造再到测试,每一步工作都得到他的指点和启发。我最终在半年内圆满完成任务。
但不久“文革”来了,科研受到极大冲击,基础科学研究受到限制,研究工作很难开展下去。即使这样,我们的研究工作也没有完全停顿,仍在艰难的条件下进行辐射探测器的研制工作。我自己更没有放弃,在业余时间阅读我感兴趣的专业书籍和期刊。
在丁肇中实验室工作
1978年初,我有幸被选送到丁肇中实验室学习、工作,成为改革开放后第一批出国访问的学者。第一批先选送十人是邓小平接见丁肇中时商量确定的。出国前我们还受到时任中科院院长方毅的接见。
我们第一批赴丁肇中实验室学习工作的十人,1978年元旦刚过便乘机飞往汉堡,到德国同步加速器中心(DESY)丁肇中实验室参加MarkJ探测器的建造工作。到达DESY的第二天,丁先生就给我们分配任务,然后就开始了紧张的工作。我们没有时间系统学习,只能边干边学,不懂就向丁先生和外国同事请教。一开始丁先生考虑到“文革”期间中国科研所受的干扰,对我们能否胜任工作是有疑虑的,但很快就放下心来。因为我们十个中国人每一个都能很好地完成他交给的任务。原因之一是挑选的这十人都有一定的科研、业务基础,且适应性很强。加之大家都十分珍惜这次宝贵的学习机会,学习工作十分刻苦,每天都工作十个小时以上,周末也不休息。我们以顽强的毅力,坚持不懈的努力很快就上手了。我们在顺利完成任务的同时也学到了许多国际粒子物理前沿的知识以及丁肇中先生严谨的科学作风和果断的决策能力。
一年多的时间里,我们十位中国同事和外国同事一起在丁肇中先生的领导下成功完成了MarkJ探测器的建造。探测器性能优良,不久在其上发现了著名的三喷注现象,找到了胶子存在的实验证据。这一发现获得了1995年的欧洲物理特别奖。在2016年丁先生访问中科院做报告时还多次提到第一批到他那里学习工作过的十人,对我们的工作给予很高的评价。
建造北京正负电子对撞机
从丁先生实验室回来不久,就赶上了建造国内自己的探测器的机会。
中国高能加速器计划几经周折,最终,北京正负电子对撞机建设项目在邓小平同志亲自关怀下获批,并于1984年开始建造。
我参加了对撞机的核心装置北京谱仪的建造工作。一开始负责飞行时间谱仪的制备,1986年后接替叶铭汉,负责北京谱仪的建造、安装和调试。
因为是在国内第一次建造这样一台500多吨重,由上万个元件组成的精密复杂的探测器,在设计、加工制造、安装、调试几乎每一步都遇到预想不到的困难。但在北京谱仪四年建设期间,100多位研究工程人员夜以继日,奋力拼搏,加班加点,节假日很少休息。大家都十分珍惜这个难得的机遇,决心建成中国的第一个高能加速器基地,早日实现自己的梦想。正是在这种精神鼓舞下,大家继承老一辈科学家赵忠尧、张文裕脚踏实地的传统,攻克了一个又一个技术难关,同时得到了全国有关单位的支援,终于在1988年10月16日实现了正负电子对撞,标志着对撞机、谱仪按时建造成功。
同年10月24日,邓小平等党和国家领导人到北京正负电子对撞机视察。小平同志接见了十位有功人员,我很荣幸成为这十人之一。他和我们一一握手,亲切询问我们是什么地方人,负责对撞机的哪一部分?我们一一作答。然后小平同志向与会人员发表了“中国必须在世界高科技领域占有一席之地”的讲话。讲话鼓舞了全体高能人继续拼搏,为占有世界高能物理的一席之地而努力奋斗。
去年是北京正负电子对撞机建成30周年,大家回顾30年来在对撞机上取得的丰硕成果,充分证明了“高能人”没有辜负小平同志的期望,实现了在世界高能物理占有一席之地的理想。
主持τ轻子质量实验
对撞机、谱仪建成后能不能出成果?各国同行都在关注,这是我们必须回答的问题。1992年,我主持的在北京谱仪上进行τ轻子质量测量实验取得了成功,打响了北京谱仪的“第一炮”。
在经过精心的准备后,北京谱仪合作组的物理学家开始了一次带有极大挑战性的实验。由于方案创新,我们在世界上首次采用τ质量阈值扫描方法,加上使用了精巧的实验手段,最终得到了比以前实验精度高十倍的结果,回答了国际高能物理界几年来争议不休的问题。我们以可靠的数据向粒子物理界宣布:轻子普遍性原理是正确的,以前的怀疑是因为质量测量的偏差所致。北京谱仪的实验让国际高能物理界为之一震,刚建成不久的北京正负电子对撞机就取得了世界瞩目的成果,可谓一鸣惊人。该实验被权威的 PDG(粒子数据小组)认为是50年来粒子物理最重要的实验之一。实验成果获得1995年国家自然科学奖二等奖。
从此以后北京谱仪上的一项项成果接踵出现,向世界表明中国科学家不但可以建成世界一流水平的对撞机和谱仪,而且可以做出令世界瞩目的物理研究成果。从此北京谱仪在国际高能物理界逐步建立起了信誉。
1992年,我担任了中科院高能物理研究所所长,在原有科研工作的基础上又增加了新的任务。任这个大所的所长,我感到诚惶诚恐。周光召院长勉励我,要依靠集体,调动大家的积极性,并说:“你的任务是带领全所职工促进对撞机早日出成果,推动高能物理及相应学科发展,实施一院两制的改革任务。”我明白自己身上的担子有多重,只有全心全意、踏踏实实工作才能以勤补拙;必须团结高能所领导班子全体成员,调动全体职工的积极性才能完成任务,不辜负科学院的期望。
为了在对撞机上取得出色的物理成果,需要不断提高对撞机的亮度和谱仪的质量。为此,在我任所长期间,组织全所力量开展了对撞机、谱仪的升级改造,最终获取到更多、更优质量的物理事例;同时加强物理分析队伍进行数据分析,充分利用北京谱仪国际合作的优势,提高数据分析水平。在采取了这些措施之后,才获得了一批国际高能物理界认可的成果。同步辐射装置不断完善与扩建,在其上也取得了许多应用成果。
利用国际合作的优势,经过多年的努力,1994年高能所建成了我国第一条互联网线路,提供给中科院广大科学家服务,大家第一次享受到这种新通信方式的便捷。高能所计算中心则精心维护好这套系统,使其稳定畅通运行。
这期间西藏羊八井宇宙线高山站也取得一系列国际一流水平的成果。在天体物理研究方面,为高空气球发放,X射线天文望远镜的预制研究打下了坚实的基础;在自由电子激光研究方面也给予大力支持,为这个亚洲第一台实现饱和受激辐射振荡的自由电子激光器的建成准备了良好的条件。
所领导班子在致力于研究所实力的提高,人才培养方面做了许多扎实的工作。我个人在科研中也培养了20多位硕士、博士研究生,他们之后在国内外都成为粒子物理与相关学科方面的骨干,有的已成为中科院院士,有的已是粒子物理、探测器领域的学科带头人。看到他们的成长,并在各自岗位发挥作用,我感到无比欣慰。
高能所的进展也获得了国际上的认可和中科院的表彰,在我任职期间多次获得中科院优秀研究所的称号。
从我的导师赵忠尧、张文裕、叶铭汉到我,再到我的学生,几十年来一代又一代把中科院的优良作风传承下来,使得中国的高能研究事业不断发展。从零起步到如今中国高能物理在世界上已牢牢占有一席之地;从对撞机到大亚湾中微子实验再到国家散裂中子源的建造成功,这是几代人努力的结果,是科学精神传承的力量。
从高能物理发展的一个侧面,可以窥测到中科院发展的脉络。70年前中科院诞生到如今取得的辉煌,也是一代一代人传承发展的结果。这种传承的力量是中科院由弱到强、不断壮大的源泉,也是这种力量预示了中科院更加辉煌的未来。
回忆我与中科院结缘的一生,心中充满了感激之情。感谢中科院的培养,并给了我一个平台,能为中国科学事业尽一点微薄之力。为此我感到自己的一生过得十分充实。
注: 郑志鹏,79岁,中科院高能物理研究所研究员,原所长。
本文源自:《定格在记忆中的光辉70年:献给中国科学院70周年华诞》,科学出版社,2019年