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鄧小平關心對撞機研發,有人卻質疑,造出來有何用?能解決溫飽?


百曉生談曆史百曉生談曆史曆史領域創作者距離電子對撞機的研發盡管過去了將近年,作為中國科學院院士、中科院物理研究所原所長的方守賢回憶起那段充滿...

- 2021年6月20日22時55分
- 科學文摘 / 百曉生談曆史

百曉生談曆史

曆史領域創作者

距離電子對撞機的研發盡管過去了將近33年,作為中國科學院院士、中科院物理研究所原所長的方守賢回憶起那段充滿汗水的艱辛曆程,參與機器研發制作的他,看到我國中國第一台電子對撞機在北京建成之後,臉上洋溢著幸福的笑容。

1988年10月24日,作為國家領導人的鄧小平前往北京高能物理研究所,目的是為了親眼見證我國科學技術水平的進步,同時也是為了和科研學者們共同慶祝這個偉大的時刻,電子對撞機的制造成功,標著我國科學領域的科研能力得到很大的加強,這是繼兩彈一星成功研發之後又一重大突破性的光輝成就,在慶祝的講話措辭中,鄧小平鏗鏘有力地說“中國六七十年代以前沒有高科技技術,六十年代我們有了氫彈原子彈,七十年代我們還有了衛星,這是我們中國科技史的進步,隨著時代的發展我們必須在高科技領域占有一席之地,越高越好,越新越好”。這番語重心長的話也成為這台對撞機正式投入使用的最佳印證。

現如今這台裝置即將迎來它33歲的誕辰,現任高能物理研究所長王怡芳在面對中科院各位研究學者時說道:“自從這台裝置誕生以來,中國在電子、光學、電磁學、振動波等多方位研究領域、取得了舉世矚目的成就,這三十年以來我見證了它創造的每一次成就,這不僅是對於中國的貢獻,我相信它以後會讓我們中國的科技水平達到一個前所未有的境界。”

在這個裝置誕生三十周年的偉大時刻,作為我國科學的領導者:葉銘漢、方守賢、鄭志鵬為首等眾多科研學者,不約而同的來到北京為這座充滿輝煌意義的裝置慶生,在這場歡盛宴裏,很多群眾和場下嘉賓滔滔不絕,在主持人提及這座巨獸的創造曆程使,幾位親手創造它的老人淚流滿面,那是一種艱辛曲折充滿回憶和汗水的結晶。過去那些反對和質疑的聲音仿佛又出現在他們眼前——

“這個東西造出來有什麼用?能吃嗎?能解決百姓的溫飽問題嗎?”

“造這個裝置是不是太花錢了?北京是中國的首都,建在這裏不會有什麼輻射嗎?”

“中國有些地方貧困人民飯都吃不飽,還花錢搞這種沒實際意義的東西?”

對於這些質疑不斷的聲音,最難過的莫過於那些創造它生命的締造者,那些為了中國科學進步的科學家,那些為了讓中國能在世界上占有一席之地的無產階級革命家們,他們有些人將自己的一生都獻給了國家,到了白發蒼蒼的年紀依然奮鬥在第一戰線,心中始終擔憂自己背後的祖國,過去的中國或許會被欺辱,被外國侵略者肆意妄為的分割,從中國的土地上刮走大片屬於中國人自己的財富,好在有骨氣的中國先烈用血肉之軀擊退了外國的野獸,用一身正氣捍衛祖國的尊嚴不容踐踏。

建國以來我們從最基礎的溫飽問題解決,隨後通過各種政策扶持經濟發展,科技力量水平提高,時間的遷移讓我們與西方列強差距逐漸減小,氫彈、原子彈、衛星就是最好的證明,是那些在默默無聞的奉獻者為我們扛起了中國在國際上的地位,是通過絕對的硬實力告訴世界,我們不再是過去的“東亞病夫”,我們是有血有肉、有情有義,正義凜然的中國人!

電子對撞機的發展曆程

北京正負電子對撞機這座科學巨獸在北京西郊八寶山建成落地。單單從表面來看,它就像一個環形橢圓,裝置主要由電子發射器、電子儲存圈、電子分析儀和同步輻射燈四個主要部分構成,所占的區域面積高達五萬平方米。不知道這個裝置是什麼的人,一定會十分驚歎的問:這個巨大的建築有啥用?

如果談及這個機器的豐功偉績,那真的可以說是數不勝數: 1988年10月該裝置成功建立後,成為當時國際社會上τ-粒子質量精確測算的第一台儀器,並且經過後來的一系列驗證也證實了數據的真實准確性,第一次發現物質是由“質子-反質子”互逆相吸構成的穩定態,1990年國家最高科技創新獎、2016年中國科學技術進步一等獎、5 項國家高能物理和天然物理學二等獎。2013年3月,成為世界上第一個發現4誇克的物質機器,也因此成功入選美國物理學會年度科技獎榜單,並高居榜首。

如果說上面的那些例子還不足以引起人們的共鳴,那麼接下來涉及的一項成就絕對是家喻戶曉,以至於現在每個人的生活都離不開它,那就是:互聯網。

在1986年時,我國向國外發出第一封電子郵件,這封郵件標志了第一條國際計算機通信線路正式建成並且能夠順利使用,自此中國打開了與世界交往溝通的網絡大門,並在1993年鋪設第一根國際互聯網聯絡專線,1994年中國建立了第一個萬維網綜合性網絡平台——這一切都和北京正負電子對撞機有著密不可分的關系。

在中國科學技術研究院高能物理研究所的絕密檔案室,有一封機密性最高的文件,這封文件是由美國物理學家潘諾夫斯基在1991年6月份時,為了給正在發展物理領域的科學家們提出意見而寫的一封指導函,這份文件裏面包含很多條重要的信息,其中有一條的內容是這樣的:If China wants to succeed in the field of physics, it must build a well-developed Internet network system(中國如果想要在物理領域有所成就,那麼就必須建立發達的互聯網網絡體系)。

作為網絡信息研究所的成員之一,許榕生回憶起九十年代網絡方面一窮二白時,他和他的團隊日複一日奮鬥在研究所裏,忙到不分白天黑夜,只希望中國能夠擁有屬於自己的健全網絡體系,他記憶猶新的一句話是:當時中國想要建立一條因特網與世界網絡接軌,於是歐洲國家開玩笑地對我們網絡研究所說“你是想把網絡普及到全國中人使用嗎”,因為當時中國經濟很落後,而上網的費用又十分高昂,因此言下之意就是表明“這對於中國來說是不可能的事情。”

面對其他國家的明嘲暗諷,作為這項工程的負責人許榕升並沒有動搖自己的信念,帶領一批有志向、有幹勁的年輕人夜以繼日、廢寢忘食地奮戰了一年半的時間,終於在1993年3月,建成了中國第一條與國際互聯網正式接軌的網絡通道,並且在這之後還引進了國外精密機床,用於制造精密高效的超級計算機,超級計算機與電子對撞機在航空航天、數學研究、模型測算、地理測繪多方面具有重要作用,因此可以說它們猶如鳥之兩翼,缺一不可。

王貽芳曾在一場公開演講中表示“我們物理研究一個大項目的時候,動輒幾千上億的投入資金,這些資金其實在初期都是收不回來的,因為研究的過程必然面臨失敗,失敗了收獲的只有教訓,成功的幾率很小,人民群眾不明白我們搞科研的為什麼要花那麼多錢,有些人就覺得把這些錢花在食物這種實際一點的東西上豈不是更好?

這個道理實際上就是“授人以魚不如授人以漁”的道理一樣,把這些錢投入到食物上去確實能夠解決很多人的溫飽問題,但是不能解決根源問題,袁先生搞雜交水稻的目的就是為了從根源上解決人民吃不飽飯的問題,你能說他花那麼多錢搞研究沒意義嗎?不是的,他搞研究只是一時花錢,以後帶來的價值回報那是不可估量的存在,我們物理研究也是一樣,現在或許看不到研究成果,但我相信只要懷著一顆熱忱的夢想,成功的太陽一定會驅散我們過去失敗的陰影。”

時間的發展也證明了當初創造電子對撞機的正確性,一個最具有說服力的例子就是,歐洲核能研究所在信息分享方面存在阻礙,如果采用傳統的郵件方式,一是速度太慢耽誤研究進程,二是運輸途中存在丟失和被竊取的風險,這種機密性的信息安全性絕對擺在首要地位,因此為了解決這一難題,科學家在內部實驗過程中發明了萬維網,現如今萬維網已經是一項融入生活的必要技術,網絡的發展不僅帶來給科學研究帶來便利,同時也驗證了王怡芳院士的那句話“現在或許看不到研究成果,但我相信只要懷著一顆熱忱的夢想,成功的太陽一定會驅散我們過去失敗的陰影”。

科學的初衷是為探索未知。

作為曾經擔任物理研究所長的葉銘漢說“科學家在進行實驗的時候發現了新的元素和能量形式,最具代表的就是電與磁的發現,磁生電和電生磁的技術促進人類走向了電氣化時代;內燃機的成功研發取代了蒸汽機,效率也更高更好,在研究原子的組成過程人類發現了原子之間存在原子能,於是我們利用原子能制造了原子彈還有氫彈,當然後面的核能發電也和這個密切相關,我們一直在科研道路上沒有停止過探索,誰又知道將來的物理領域會不會有新的發現,發現的技術能不能給人類社會帶來回報呢?”

1958年,新中國成立還不到第十個年頭,經過蘇聯物理專家的幫助下,我國通過自己的財力設計出20億伏特級別的電子同步加速器。但在當時國家經濟尚不發達,國內許多民生問題迫需解決的形勢下,這一設計計劃因“勞神傷氣”被否認了。

後來到了1969年,20億伏特電子同步加速器的方案被改為150億伏特中子同步加速器,但是蘇聯物理專家認為中國沒有制造150億伏特中子同步加速器的能力,他們認為中國只能在蘇聯提供的70億伏特質子加速器技術上加以略微的改動。不具備單獨研發的能力。

對於電機對撞機這個科研項目,國內外科學界曾掀起多次浪潮,在眾多科研學者的聲討和借鑒國外研究成果的基礎上,中國科學研究院物理研究所於1981年12月向中央提出了關於建造正負電子對撞機的計劃報告。鄧小平看過這篇報告之後,立馬就給予了回應:“我同意這個方案的實施,資金方面的問題我會給予最大的支持。”, 1983年4月,中共中央國務院經過多方面的專人視察,批准了電子對撞機的建設,此次項目被稱之為“8312工程”。

在1985年—1990年期間,研究電子對撞機是發展質子加速器的改良升級版本,對撞機比傳統的靜止靶加速器更好,但制造電子對撞機的難度也和加速器不在一個層次上。以往的國家都是先建立靜止靶加速器然後在這個基礎上才建立對撞機,但是中國不一樣,中國的科學家們認為如果先建加速器再建對撞機,那麼無疑是一個很耗時耗力的工程項目,同時也會消耗過多的財力,方守賢回憶道:“當時我們的資金技術不允許在短時間內能開發出兩台機器,但國際局勢非常嚴峻,研發電機對撞機又是迫在眉睫的事情,因此我們團隊經過反複開會研究決定跳過加速器的研究,直接建造電子對撞機。”

美國蘇聯等走在國際社會科技前列的國家嘲諷中國,認為中國不過是剛見過一點點世面的皮毛小子,想要一步登天那簡直異想天開,這個行為就像是站在高速行駛的火車上,能站穩腳跟就能成功,失敗了那就是毀滅性的打擊。不僅是外國勢力的嘲諷,作為物理研究所內部的成員也有這樣的擔憂:電子對撞機這裏面包含了太多我們國家尚不掌握的頂尖技術,我們的物力財力還有人力都比不上西方國家,在這種情況下我們能不能造出來還是個未知數?中國物理研究所團隊成員大家的意見是更傾向於研究靜止靶加速器,因為世界上已經有好多個國家成功研究出來了,有比較豐富的經驗和成熟的技術能夠借鑒一下。

1986年2月對撞機項目實施有了一定的時間積累,在巨磁磁鐵、信號高頻輻射機、轉速控制管、計算機控制中心等四個關鍵性設備制造出來後,機器整體才有了一個雛形。然而接下來還需要多久的時間才能完成接下來的組裝和相關零件的開模和定型呢?方守賢作為這個項目的負責人清晰地記得,電子對撞機的精密零件一直到德國精密機床的引進後,1987年4月才開始批量生產,才打消了科研團隊認為無法完成的念頭。

2013年,歐洲原子能研究中心宣布在核裂變的過程探測到了希格斯粒子,這是基礎物理學史上一個重大性質的變革,這也是高能物理學研究的關鍵節點,研究希格斯粒子,是全世界物理學界的難點,因為希格斯粒子發現的幾率實在是微乎其微,每一百萬億個原子中只會出現一個甚至是沒有出現一個希格斯粒子,這概率小到可以為0,但是只要它存在,作為物理學家一定會以一種孜孜不倦的精神將它弄清楚,這是一種敬業精神的體現。

科學的發展只會一往無前

在正負電子對撞機30周年誕辰慶祝的現場,柳懷祖作為此次演講的主持人為王怡芳鼓勵,柳懷祖說 “你不要有什麼心理上的愧疚,搞科研肯定是要花錢的,不能說因為花了那麼多錢然後就覺得對不起國家,對不起人民,當時反對搞這個項目的人,肯定會比現在還要多的多,面對這些質疑聲我們能做的是把科學研究搞的更好,用科技的力量去改變人民的生活,給他們帶來實際的享受,打消那些反對的質疑聲。”

王怡芳在此次會談裏告訴記者,我們國家已經有了正負電子對撞機,但是這還不夠,現在我們團隊還打算建造一個環形電子對撞機,這個方案和設計概念已經很完善了,只需要得到國務院的批准,科研經費批下來之後我們團隊就可以開啟新的研發,記者提問道為什麼我們國家要花這麼多錢來搞不止一個這種大型的科學儀器呢?王怡芳回答是:“如果我們不搞這些東西(指電子對撞機),可能我們中國到現在還沒進入網絡信息化時代,可能我們現在還無法輕松與國際社會溝通交流,可能你現在采訪我的內容還無法順利的傳遞進人民大眾的視野裏。”

不管是從上個世紀的角度,但是現如今21世紀的方面來看,在物理研究這個方面,即使消耗再多的資金,我們也要進行科研探索,只有自身的實力強大起來,才能夠走在世界的前端,才能從根源上改變一個國家的綜合國力,面對那些質疑反對的聲音,不要因反對而滯留發展的腳步,科學的發展只會一往無前,而不會止步不前,相信國家,也相信科學的力量會改變人民的生活!


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