第一代北京譜儀

　　第二代北京譜儀

　　第三代北京譜儀 中科院高能物理研究所供圖

　　30年前，北京譜儀正式投入運(yùn)行，我國(guó)第一個(gè)大科學(xué)裝置——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)從此睜開“眼睛”。投入運(yùn)行后的北京譜儀，讓中國(guó)首次成為國(guó)際科技合作的主導(dǎo)者。

　　9月5日，北京譜儀物理30周年專題研討會(huì)上，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)與北京譜儀曾經(jīng)的力推者、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、著名美籍華裔物理學(xué)家李政道向中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所（以下簡(jiǎn)稱高能物理所）和北京譜儀國(guó)際合作組發(fā)來賀信：

　　“北京譜儀在τ物理、粲物理、強(qiáng)子物理等方面取得了世界矚目的成果，使中國(guó)在世界高能物理領(lǐng)域占有了一席之地。祝愿高能所及北京譜儀國(guó)際合作組取得更多一流成果，為進(jìn)一步提升祖國(guó)在世界高能物理領(lǐng)域的地位貢獻(xiàn)力量，為世界科技發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。”

　　　尋求合作的美國(guó)人 

　　1989年，在克服了經(jīng)費(fèi)緊張、工業(yè)落后、經(jīng)驗(yàn)缺乏等困難之后，北京譜儀投入運(yùn)行。“中國(guó)北京的對(duì)撞機(jī)開始運(yùn)行了”，世界高能物理學(xué)界將目光投向了中國(guó)。

　　1990年2月至3月間，在美國(guó)斯坦福直線加速器中心工作的Walter Toki教授來到高能物理所，高能物理所前所長(zhǎng)、時(shí)任副所長(zhǎng)鄭志鵬接待了他。

　　“我和我的同事們對(duì)北京譜儀物理非常感興趣，希望能夠與中國(guó)合作。”Toki說。

　　Toki并不是第一個(gè)表達(dá)合作意愿的美國(guó)人。早在1988年北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)建設(shè)之時(shí)，李政道和美國(guó)斯坦福直線加速器中心教授Wolfgang K.H. Panofsky就曾向中科院時(shí)任院長(zhǎng)周光召及高能物理所時(shí)任所長(zhǎng)葉銘漢提出過合作建議。

　　Toki當(dāng)然也不是最后一個(gè)表達(dá)合作意愿的美國(guó)人。1990年夏天，在一次召開于新加坡的高能物理大會(huì)上，鄭志鵬向世界高能物理學(xué)家介紹了北京譜儀的新進(jìn)展。會(huì)上，美國(guó)斯坦福直線加速器中心時(shí)任主任Burton Richter教授告訴鄭志鵬，斯坦福直線加速器中心和美國(guó)其他機(jī)構(gòu)的物理學(xué)家對(duì)北京譜儀非常感興趣，不知道是否有可能由此開展中美科技合作。

　　“北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的建設(shè)過程中，我們得到了美國(guó)科學(xué)家的幫助。北京譜儀運(yùn)行之后，很多數(shù)據(jù)分析工作我們也需要向美國(guó)學(xué)習(xí)。”鄭志鵬告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，正是由于這兩點(diǎn)原因，北京譜儀向合作尋求者敞開了大門。

　　最終，1990年12月，Richter與高能物理所時(shí)任所長(zhǎng)方守賢簽署了“高能物理所與美國(guó)直線加速器中心合作備忘錄”。北京譜儀由此成為第一個(gè)由我國(guó)主導(dǎo)的國(guó)際合作組實(shí)驗(yàn)。

　　　從2個(gè)國(guó)家到15個(gè)國(guó)家 

　　這些美國(guó)科學(xué)家的選擇不是盲目的。“北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的對(duì)撞能量在當(dāng)時(shí)不是最高的，但北京譜儀卻是在一個(gè)非常特殊和重要的能區(qū)工作。”鄭志鵬說。

　　事實(shí)證明，美國(guó)科學(xué)家當(dāng)時(shí)的選擇沒有錯(cuò)。精確測(cè)量τ輕子質(zhì)量、精確測(cè)量2－5Gev能區(qū)正負(fù)電子湮沒產(chǎn)生強(qiáng)子反應(yīng)截面（R值）、精確測(cè)量粲粒子弱衰變、發(fā)現(xiàn)X（1835）等新粒子、發(fā)現(xiàn)四夸克物質(zhì)Zc（3900）……每一個(gè)都是國(guó)際高能物理領(lǐng)域無人不知的重大成果。

　　這些成果讓更多人看到了北京譜儀的價(jià)值。鄭志鵬回憶，剛開始，合作組里有70位來自高能物理所、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)等機(jī)構(gòu)的中國(guó)物理學(xué)家，20多位來自美國(guó)斯坦福直線加速器中心、加州理工大學(xué)、麻省理工學(xué)院等10多家機(jī)構(gòu)的科學(xué)家。后來美國(guó)科學(xué)家慢慢增加到150人。而30年后的今天，北京譜儀國(guó)際合作組的科學(xué)家增加到500多位，從原先中美兩國(guó)增加到15個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

　　“我們的國(guó)際合作形式還在繼續(xù)發(fā)展，今年夏天有5個(gè)新的研究單位加入合作組，波蘭等國(guó)家也在考慮加入。他們希望自己國(guó)家的高能物理研究可以借助我們的平臺(tái)逐漸起步。”北京譜儀III國(guó)際合作組發(fā)言人苑長(zhǎng)征說。

　　更長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃 

　　回望歷史，北京譜儀為中國(guó)高能物理留下了很多成果，由北京譜儀開啟的國(guó)際科技合作也為中國(guó)科技發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

　　“北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和北京譜儀的研制，推動(dòng)了中國(guó)高能物理的發(fā)展，培養(yǎng)了一批既懂科學(xué)技術(shù)又擁有工程實(shí)踐能力的人才。更重要的是，它通過國(guó)際合作，使我國(guó)的科研組織形式、管理體系、理念文化發(fā)生了深刻變化，這種影響力是溢出北京譜儀本身的。”高能物理所所長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士王貽芳說。

　　過去30年里，電子學(xué)器件等設(shè)備的老化、技術(shù)的更新、新想法的出現(xiàn)，推動(dòng)著北京譜儀進(jìn)行了兩次更新?lián)Q代。北京譜儀的科學(xué)家們也正在醞釀新一輪升級(jí)改造。他們預(yù)計(jì)，升級(jí)后的北京譜儀III還能夠繼續(xù)工作5到10年。

　　但10年以后呢？在王貽芳看來，要讓中國(guó)高能物理能夠長(zhǎng)久地立足于世界舞臺(tái)中央，實(shí)現(xiàn)李政道先生期望的“提升祖國(guó)在世界高能物理領(lǐng)域的地位”，還需要比局部升級(jí)更長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃——大型環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（CEPC）。

　　對(duì)于這一廣受爭(zhēng)議的項(xiàng)目，王貽芳說：“中國(guó)高能物理的發(fā)展從來不曾容易過。曾經(jīng)，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目經(jīng)歷了起起落落，國(guó)外一些華人科學(xué)家甚至聯(lián)名寫信反對(duì)。但今天北京譜儀的成就證明了當(dāng)初國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的決策是正確的。”

　　30年前，備受爭(zhēng)議的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，因?yàn)橹袊?guó)對(duì)外開放和尋求國(guó)際合作的需求而塵埃落定。30年后的今天，同樣備受爭(zhēng)議的CEPC不知會(huì)有怎樣的結(jié)局。“當(dāng)初中國(guó)面臨的是開不開放的問題，今天中國(guó)面臨的是開放程度多少的問題，在目前的大環(huán)境下，中國(guó)仍然可以借助科學(xué)走向國(guó)際。”王貽芳說。這一想法在與北京譜儀合作了30年的夏威夷大學(xué)教授Fred Harris那里得到印證。“北京譜儀經(jīng)歷了不同凡響的30年。30年里，中國(guó)發(fā)生了很多變化，中美關(guān)系也發(fā)生了很多變化。今天，中美科技合作應(yīng)該繼續(xù)下去。”

　　（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-09-09 第1版 要聞）