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專訪陸錦標(biāo):當(dāng)年沒人看好大亞灣實(shí)驗(yàn),但我們打敗了所有對(duì)手

澎湃新聞?dòng)浾?虞涵棋
2019-11-22 16:53
來源:澎湃新聞
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即使是一個(gè)描摹過很多遍的故事,也可能有著墨過淡的角色。對(duì)于大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)而言,陸錦標(biāo)就是這樣一個(gè)角色。

陸錦標(biāo),1953年3月出生于中國香港,家境貧寒,1976年依靠助學(xué)金和學(xué)貸從香港大學(xué)畢業(yè),1983年獲美國羅格斯大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)美方發(fā)言人、加州大學(xué)伯克利分校教授、美國文藝和科學(xué)院院士。

作為中國物理有史以來最重要、最成功的實(shí)驗(yàn)之一,大亞灣項(xiàng)目在國內(nèi)外叫好又叫座。憑借證實(shí)第三種中微子振蕩的存在,為解釋宇宙中物質(zhì)與反物質(zhì)不對(duì)稱性提供可能,大亞灣實(shí)驗(yàn)斬獲了美國《科學(xué)》雜志2012年度十大科學(xué)突破、美國物理學(xué)會(huì)潘諾夫斯基獎(jiǎng)、“2016國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)”、2016“基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎(jiǎng)”、2019“未來科學(xué)大獎(jiǎng)物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”等榮譽(yù)。陸錦標(biāo)和中國科學(xué)院高能物理研究所所長王貽芳作為項(xiàng)目的共同策劃者,多次站上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。

即便如此,陸錦標(biāo)在媒體報(bào)道里留下的痕跡始終很淡。

“中微子是很害羞的,它不喜歡和別的交往,所以不容易被發(fā)現(xiàn)!”他曾經(jīng)這樣形容幽靈一般的粒子。中,意為電中性;微,意為質(zhì)量極輕。它與其他物質(zhì)的相互作用很微弱,但會(huì)在自身的三種形態(tài)間神奇變換。

陸錦標(biāo)和家人在2019未來科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上。

細(xì)細(xì)揣摩那一串履歷時(shí)間線,卻可以發(fā)現(xiàn)不尋常的端倪。當(dāng)陸錦標(biāo)在2000年左右開始醞釀這樣一個(gè)項(xiàng)目時(shí),香港幾乎沒有任何高能物理基礎(chǔ),中國大陸的高能物理研究也不為國際所知,而在大洋彼岸,美國至少有兩處可選的地址。在這樣的情形下,陸錦標(biāo)是如何串聯(lián)起多地的華人科學(xué)家,獲得李政道等貴人相助,最終促成美國能源部放棄本土的選項(xiàng),轉(zhuǎn)而支持美國科學(xué)家加入大亞灣的呢?

11月17日,就著陸錦標(biāo)前來北京參加未來科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮的契機(jī),澎湃新聞?dòng)浾咭姷搅诉@位66歲的粒子物理學(xué)家。

他頭發(fā)花白,個(gè)頭不高,有著嶺南典型的瘦削身材,長方形邊框眼鏡下是一雙和善的眼睛。青年赴美的經(jīng)歷使陸錦標(biāo)沒有太多練習(xí)普通話的機(jī)會(huì)。不過,在采訪前為青少年做科普?qǐng)?bào)告時(shí),他努力地組織起粵語口音濃重的中文,并堅(jiān)持這樣回答問題,即使那些優(yōu)秀的北京中學(xué)生貼心地使用了英文提問。

回憶起十多年前的往事,陸錦標(biāo)在敘述時(shí)經(jīng)常出聲輕笑。講到為了解大亞灣核電站的信息,寫郵件得不到回復(fù)時(shí),他自嘲地笑;講到大費(fèi)周章輾轉(zhuǎn)搭上線時(shí),他如釋重負(fù)地笑;講到因?yàn)檫x擇大亞灣招致美國同事的失望和不理解,他無奈苦笑;講到意外獲得美國能源部官員的支持,他的笑聲還保留著當(dāng)年的驚喜。

在某種意義上,屬于陸錦標(biāo)的這一半大亞灣故事,為中國高能物理日后獲得國際認(rèn)可埋下了伏筆。

“沒人看好大亞灣能贏,因?yàn)槲覀円ㄔ斓臇|西太多了。結(jié)果,合作工作進(jìn)行得很順利,我們后來者居上,打敗了他們?!边@是陸錦標(biāo)在采訪中笑得最燦爛的一次。

以下為澎湃新聞?dòng)浾吲c陸錦標(biāo)的對(duì)話譯文(原文為英文)。

澎湃新聞:大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)在國內(nèi)外已經(jīng)斬獲了很多獎(jiǎng)項(xiàng)。為什么這個(gè)項(xiàng)目的意義如此重大?

陸錦標(biāo):我首先解釋一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的。反應(yīng)堆會(huì)產(chǎn)生“反電子中微子”,我們想知道它們在空中飛行一段時(shí)間后還剩多少。如果第三種中微子振蕩真的存在,那一部分反電子中微子就會(huì)消失,變成另一種。

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之初,我們無從得知能否看到這種中微子振蕩,以及中微子混合角θ13是否為零。這是巨大的未知。然而,僅僅收集了55天數(shù)據(jù)就看到一部分反電子中微子確實(shí)消失了,我們感到很驚訝。我們當(dāng)然也很激動(dòng),但按照規(guī)則,在宣布發(fā)現(xiàn)前必須排除掉其他可能性。

因此,我們花了很長時(shí)間交叉印證,直到確定每一步都正確,我們才公布了結(jié)果。

澎湃新聞:我聽說當(dāng)時(shí)國際上也有一些競爭?

陸錦標(biāo):對(duì)的,那時(shí)候中微子振蕩已經(jīng)被觀測到了。加拿大的SNO實(shí)驗(yàn)和日本超級(jí)神岡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了兩種。一種與中微子混合角θ12有關(guān),有時(shí)也叫做太陽中微子振蕩混合角;另一種則是大氣中微子振蕩測定的中微子混合角θ23。

我在2000年前后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,沒人知道θ13的大小。不過,那時(shí)候國際上已經(jīng)有兩個(gè)在建的項(xiàng)目,一個(gè)是法國的Double Chooz實(shí)驗(yàn),一個(gè)是韓國的RENO實(shí)驗(yàn),他們起步都比大亞灣早一些。

此外,大亞灣實(shí)驗(yàn)一共要挖將近3公里的隧道,韓國RENO實(shí)驗(yàn)只有約600米的隧道,這就體現(xiàn)出兩個(gè)項(xiàng)目在規(guī)模上有相當(dāng)大的差距。大亞灣實(shí)驗(yàn)還決定把實(shí)驗(yàn)設(shè)備發(fā)揮到極致。我們建造了8個(gè)探測器,每一個(gè)都比法國或韓國的實(shí)驗(yàn)重。

因此,當(dāng)時(shí)圈內(nèi)都持懷疑態(tài)度,沒人看好大亞灣能贏,因?yàn)槲覀円ㄔ斓臇|西太多了。結(jié)果,合作工作進(jìn)行得很順利,我們后來者居上,打敗了他們。

澎湃新聞:很多人說大亞灣實(shí)驗(yàn)不僅顯示出中國能做大科學(xué),也是中美科學(xué)合作的標(biāo)桿。這個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)生了什么后續(xù)影響?

陸錦標(biāo):我會(huì)說大亞灣實(shí)驗(yàn)在中國科學(xué)的現(xiàn)代化過程中非常關(guān)鍵。特別是大亞灣是首個(gè)有美方重要貢獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。中美團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目過程中發(fā)揮了平等的作用,互幫互助,各有所長,才有了出色的成果。

誠然,就像大多數(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一樣,這中間也時(shí)有分歧和爭論,但我們最終都解決了。這點(diǎn)也很要緊。一旦涉及到國際合作,就要公平地分配功勞和責(zé)任。

澎湃新聞:你在項(xiàng)目過程中遇到的主要挑戰(zhàn)有哪些?

陸錦標(biāo):把時(shí)間倒撥回項(xiàng)目一開始的時(shí)候,我?guī)慊厮葸@些挑戰(zhàn)。當(dāng)我剛有了利用大亞灣核反應(yīng)堆做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的想法時(shí),第一個(gè)難題就是獲取核電站的信息。

要知道,我1977年就去美國了。我知道深圳附近的大亞灣是有一個(gè)核電站,但我了解的信息很有限。比如說,它靠不靠山?這很重要,實(shí)驗(yàn)需要利用山體來阻擋宇宙射線。

我找不到地圖,只能寫郵件給香港相關(guān)部門,解釋為什么我需要這樣的信息。數(shù)周后他們回信給我,很抱歉,他們沒有大亞灣的信息。于是我又寫郵件給中廣核公司,結(jié)果等了一個(gè)月也沒有回信。

于是我開始鼓動(dòng)香港同事們加入這個(gè)項(xiàng)目,那個(gè)時(shí)候香港沒有任何高能物理研究。他們聽了覺得這主意不錯(cuò)。正好香港大學(xué)的一個(gè)教員是香港輻射學(xué)會(huì)主席,和香港中華電力公司有些聯(lián)系,而香港中華電力公司又正好是大亞灣核電站的一個(gè)小股東。這下,我終于和核電站搭上了線。

我獲得了想要的信息,并且促使中國大陸地區(qū)、臺(tái)灣地區(qū)、香港地區(qū)和美國的華人科學(xué)家達(dá)成了合作的意向。接下去面臨的第二個(gè)挑戰(zhàn)就是說服大亞灣核電站同意我們使用這塊地。這中間其實(shí)沒什么我能做的事,中科院高能物理所時(shí)任所長陳和生教授出面和核電站溝通。雖然他也算是個(gè)“大人物”了,但嘗試了數(shù)月無果。我們感到很沮喪,不知何去何從。這是我們遇到的第二個(gè)挑戰(zhàn),最后獲得了中央政府的支持才出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)。

再然后是建立合作的挑戰(zhàn)。那時(shí)候北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)已經(jīng)建成,但國際上還是不太了解中國的高能物理學(xué)研究,也不太在意。我和王貽芳教授去信歐洲的朋友,沒有一個(gè)回復(fù)我們的邀請(qǐng)。當(dāng)然,部分原因是他們中有些已經(jīng)決定加入法國的Double Chooz實(shí)驗(yàn)。

好消息是,我說服了美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的副主任。那是在2004年,同一年,在中美高能物理年會(huì)上,他向中國科學(xué)院提出了合作倡議,雙方達(dá)成了初步的一項(xiàng)。

最大的驚喜來自美國能源部高能物理辦公室副主任羅賓?斯塔文。我當(dāng)時(shí)不確定他會(huì)不會(huì)同意,因?yàn)槲抑皼]和他談過。結(jié)果,他在會(huì)議上表現(xiàn)得非常支持。他說這是個(gè)好主意,然后轉(zhuǎn)過身來說:“嗨!錦標(biāo),你能在會(huì)議結(jié)束后陪我去一趟那個(gè)核電站嗎?”我驚呆了。因此,這一次的挑戰(zhàn)最后演變成了巨大的驚喜。

當(dāng)然,這故事還沒完。除了大亞灣之外,我當(dāng)時(shí)其實(shí)也在考慮美國加州的一個(gè)核電站。因?yàn)椴淮_定大亞灣能不能上馬,我之前同時(shí)推行兩個(gè)計(jì)劃。這樣一來,加州那邊的同事們就很失望。我試圖說服他們加入大亞灣,但他們不太了解中國,心存疑慮。最后,我們得到了李政道教授的幫助。他意識(shí)到這對(duì)中國、對(duì)美國都是一件好事,出面向兩邊的朋友們和一些政府官員們呼吁。

以上就是項(xiàng)目初期的主要挑戰(zhàn)。在項(xiàng)目過程中,挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)變成如何合作與決策,以跑贏其他兩個(gè)競爭對(duì)手。中美兩邊的做法,總歸有些不太一樣,一開始我們不可避免地吵了很多架。有些甚至從團(tuán)隊(duì)里蔓延到了學(xué)界,教人懷疑大亞灣項(xiàng)目到底能不能行。幸好我們總能找到辦法解決。

陸錦標(biāo)

澎湃新聞:你有沒有了解過中國擬建的環(huán)型正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(CEPC)項(xiàng)目?對(duì)此有何看法?

陸錦標(biāo):我對(duì)CEPC了解得不是很多,當(dāng)然我是聽說了這個(gè)項(xiàng)目。我來用一種不同的角度來回答這個(gè)問題,好吧?以一個(gè)旁觀者的身份。

目前,中國只有一個(gè)對(duì)撞機(jī),就是北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī),我想大概運(yùn)行了二十多年。

澎湃新聞:據(jù)我所知,它去年剛剛慶祝過三十周年。

陸錦標(biāo):對(duì),加上升級(jí)的話有三十年了??梢哉f,這個(gè)機(jī)器非常成熟了。如果中國還想繼續(xù)在國際粒子物理學(xué)界占據(jù)一席之地,那只有兩種選擇。要么我們繼續(xù)用這臺(tái)正在老化的機(jī)器做一些或多或少差不多的物理研究,要么我們就得尋找新的方向了。

我拿美國舉一下例子吧,我對(duì)美國的物理研究更熟悉。美國要想留住加速器專家,就要有新的項(xiàng)目。沒有新的項(xiàng)目,就留不住人才,因?yàn)槿瞬艜?huì)跑去做別的項(xiàng)目。沒人喜歡無所事事地坐在原地。我想中國現(xiàn)在面臨的是同樣的問題。

要么花四十年去新建,要么維持現(xiàn)狀,這是一個(gè)國家必須要做的抉擇。

澎湃新聞:美國當(dāng)年放棄了超級(jí)超導(dǎo)對(duì)撞機(jī)(SSC)。

陸錦標(biāo):沒錯(cuò),這就是美國的高能物理走了下坡路的原因。美國沒了SSC,很多人才就流失了。

澎湃新聞:流向了歐洲核子中心(CERN)?

陸錦標(biāo):對(duì)。如果拿對(duì)撞機(jī)作為參照點(diǎn)的話,那美國已經(jīng)失去了領(lǐng)導(dǎo)力。

澎湃新聞:那以你過往管理項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)來看,到底我們要怎么判斷一個(gè)項(xiàng)目該不該上馬呢?

陸錦標(biāo):這誠然是個(gè)好問題,但管理一個(gè)像大亞灣這樣的項(xiàng)目和管理一臺(tái)主力對(duì)撞機(jī)完全無法相提并論。我們討論的是超越科學(xué)的問題了。

舉例來講,日本現(xiàn)在正在推動(dòng)國際直線對(duì)撞機(jī)(ILC)。在粒子物理方面,日本的經(jīng)驗(yàn)還是領(lǐng)先中國的。這可能不中聽,但事實(shí)如此。

即使這樣,日本還是陷入了麻煩。這不是因?yàn)樗麄內(nèi)狈@方面的人才,而是項(xiàng)目造價(jià)高昂,而日本經(jīng)濟(jì)現(xiàn)在又不景氣。還有其他存在競爭關(guān)系的項(xiàng)目,政府想要從中抉擇并不容易?,F(xiàn)在日本政府正在嘗試說服一些歐洲國家加入ILC,這種討論已經(jīng)超越了科學(xué)界。

因此我很難回答說政府該不該在一臺(tái)對(duì)撞機(jī)上花這么多錢,畢竟政府還要操心很多科學(xué)以外的事情。

    責(zé)任編輯:李躍群
    校對(duì):張艷
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