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中國(guó)科技現(xiàn)代化的一座豐碑:李政道與北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程

“高能物理合作將為中國(guó)帶來(lái)很多技術(shù),這臺(tái)機(jī)器將把中國(guó)推向科學(xué)的前沿”。

“高能物理合作將為中國(guó)帶來(lái)很多技術(shù),這臺(tái)機(jī)器將把中國(guó)推向科學(xué)的前沿”。

——費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室主任羅伯特·R·威爾遜(Robert R. Wilson)

享譽(yù)全球的科學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美籍華裔物理學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院外籍院士、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士、中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心終身主任,為中國(guó)和世界高能物理學(xué)發(fā)展都做出過不可磨滅貢獻(xiàn)的李政道先生,于當(dāng)?shù)貢r(shí)間2024年8月4日凌晨2時(shí)33分,在美國(guó)舊金山家中去世,享年98歲。

促成中國(guó)科大“少年班”的建立;設(shè)立CUSPEA(中美聯(lián)合招考物理研究生項(xiàng)目);促成中美高能物理合作建設(shè)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī);建言設(shè)立博士后制度、國(guó)家自然科學(xué)基金等制度、設(shè)立中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心……

李政道先生不僅在自己的學(xué)術(shù)生涯中不斷攀登科學(xué)的高峰,還懷著一腔熱忱與濃濃的赤子情懷,為祖國(guó)科技事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了巨大的力量。李政道先生在物理學(xué)領(lǐng)域的輝煌成就和為祖國(guó)殫精竭慮的無(wú)私奉獻(xiàn)必將永載史冊(cè),他也無(wú)愧為科學(xué)史上的一座豐碑。

謹(jǐn)以此文追憶李先生對(duì)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程做出的突出貢獻(xiàn),以致深切緬懷。

十年磨一劍,進(jìn)軍科學(xué)前沿

1988年10月16日,由中國(guó)科學(xué)院高能物理所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)研制、全國(guó)數(shù)百家單位共同參與建造的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPC)實(shí)現(xiàn)了首次正負(fù)電子對(duì)撞。

著名物理學(xué)家錢三強(qiáng)、趙忠堯、張文裕、王淦昌等紛紛發(fā)表談話,認(rèn)為這臺(tái)對(duì)撞機(jī)的研制成功,使中國(guó)與先進(jìn)國(guó)家在高能物理研究手段方面的差距縮短了25到30年。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的成功表明,我國(guó)高能物理研究在當(dāng)時(shí)已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。

1988年10月24日,李政道(左)陪同鄧小平在高能所視察北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。(上海交通大學(xué)圖書館編:《印象·李政道》,上海交通大學(xué)出版社,2014年,第46頁(yè)。)


10月24日上午,鄧小平在視察了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室時(shí)發(fā)表了《中國(guó)必須在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地》的著名講話,他指出:“過去也好,今天也好,將來(lái)也好,中國(guó)必須發(fā)展自己的高科技,在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地。這些東西反映了一個(gè)民族的能力,也是一個(gè)民族、一個(gè)國(guó)家發(fā)達(dá)興旺的標(biāo)志……不僅這個(gè)工程,還有其他高科技領(lǐng)域,都不要失掉時(shí)機(jī),都要開始接觸,這個(gè)線不能斷了,要不然我們很難趕上世界的發(fā)展”。

作為我國(guó)首個(gè)“大科學(xué)”裝置,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的落成是中國(guó)科技史上里程碑式的一刻。它既是我國(guó)在“四個(gè)現(xiàn)代化”的口號(hào)下向“科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化”邁進(jìn)的突出成果,也是我國(guó)在改革開放下積極開展跨國(guó)科學(xué)交流,吸收和掌握外國(guó)技術(shù)實(shí)現(xiàn)“趕超”的中國(guó)式現(xiàn)代化的最好例證。

從“文革”結(jié)束后的1977年中國(guó)重啟高能加速器建造計(jì)劃,到1988年北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)建成,十余年光陰匆匆逝去。

“十年磨一劍,鋒利不尋常。雖非干莫比,足以抑猖狂?!敝袊?guó)科學(xué)院高能物理所副所長(zhǎng)、北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)總設(shè)計(jì)師謝家麟曾經(jīng)為北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)這個(gè)“大國(guó)重器”留下過這樣的詩(shī)句。

在我國(guó)第一臺(tái)高能物理加速器的建造過程中,李政道先生付出了巨大的努力,他為我國(guó)高能物理事業(yè)的跨國(guó)科學(xué)合作和未來(lái)人才培養(yǎng)嘔心瀝血,以無(wú)私的奉獻(xiàn)精神為中國(guó)科學(xué)做出了不可磨滅的重要貢獻(xiàn)。

追光赤子,一往情深

李政道1946年9月赴美求學(xué),1956年起任哥倫比亞大學(xué)教授,他還與楊振寧因提出弱相互作用下的宇稱不守恒定律而共同獲得1957年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

然而,冷戰(zhàn)格局下東西方陣營(yíng)之間的對(duì)抗極大地限制了李先生回國(guó)探望的可能。

作為原子物理與核物理在亞原子領(lǐng)域的延伸,高能物理學(xué)也在冷戰(zhàn)初期迅速發(fā)展,并進(jìn)而演變?yōu)槊捞K兩個(gè)超級(jí)大國(guó)除了導(dǎo)彈核武器和人造衛(wèi)星以外、在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域展開競(jìng)爭(zhēng)的最前沿陣地。

建國(guó)以來(lái),我國(guó)也高度重視發(fā)展高能物理,但高能物理事業(yè)的發(fā)展可謂曲折坎坷。1956-1975年的近20年間,我國(guó)高能加速器建設(shè)經(jīng)歷了“六上六下”的艱難歷程。(方守賢:《我的高能加速器夢(mèng)》,《現(xiàn)代物理知識(shí)》,2013年第1期、張文裕:《我國(guó)高能物理三十五年的回顧(節(jié)選)》,《現(xiàn)代物理知識(shí)》,2018年第5期。)在中蘇關(guān)系破裂前,中國(guó)在杜布納原子核研究所曾經(jīng)完成了三次加速器的設(shè)計(jì)方案,但最終隨著中蘇關(guān)系惡化而草草收?qǐng)?。“文革”時(shí)期,高能加速器的設(shè)計(jì)更是徹底淪為一紙空談。

20世紀(jì)70年代初,在“乒乓外交”的推動(dòng)下,中美關(guān)系呈現(xiàn)出“解凍”的跡象,1972年2月美國(guó)總統(tǒng)尼克松訪華,更是實(shí)現(xiàn)了中美兩國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人跨越太平洋的握手。

一直心系祖國(guó)發(fā)展的李政道在意識(shí)到中美關(guān)系回暖后,開始積極籌備回國(guó)事宜,他給好友朱光亞寫信,并通過訪華的美國(guó)科協(xié)代表團(tuán)轉(zhuǎn)告周培源,表示“很想有機(jī)會(huì)回國(guó)參觀一次,既探望親友,亦亟愿了解國(guó)內(nèi)各方面的情況,尤其是科學(xué)上的發(fā)展情況”(劉金巖、張柏春、吳岳良:《李政道:中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究和國(guó)際交流的積極推動(dòng)者》,《現(xiàn)代物理知識(shí)》)。1972年9月19日,李政道及其夫人秦惠?終于在闊別多年后第一次回到了祖國(guó)。

在李先生回國(guó)前的一個(gè)月,以張文裕、朱洪元為首的原子能所一部的18位科技人員在8月聯(lián)名致信周總理,呼吁加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和高能加速器的預(yù)制研究工作。9月11日,周總理在回信中指示:“這件事不能再遲了,科學(xué)院必須把基礎(chǔ)科學(xué)和理論研究抓起來(lái),同時(shí)又要把理論研究與科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)。高能物理研究和高能加速器的預(yù)制研究,應(yīng)該成為科學(xué)院要抓的主要項(xiàng)目之一?!保ㄖ泄仓醒胛墨I(xiàn)研究室編:《周恩來(lái)年譜1949-1976 下卷》,中央文獻(xiàn)出版社,2020年,第536頁(yè)。)

在李政道回國(guó)期間,中國(guó)高能物理學(xué)家們也不忘抓住機(jī)會(huì),向他征求有關(guān)中國(guó)高能加速器發(fā)展方向的建議。

10月13日上午,在周培源的主持下,李政道在人民大會(huì)堂同北京大學(xué)、物理研究所、原子能研究所等單位共30多位科學(xué)家舉行了學(xué)術(shù)座談會(huì)。李政道建議,中國(guó)高能物理要闖出自己的新路,還應(yīng)當(dāng)開拓國(guó)際交流的手段,同時(shí)要求歐美專家來(lái)華和派人出國(guó)考察,準(zhǔn)確、透徹地掌握國(guó)際先進(jìn)技術(shù),同時(shí)立足培養(yǎng)國(guó)內(nèi)人才,做好人才儲(chǔ)備。

1972年10月14日,周恩來(lái)在人民大會(huì)堂接見李政道先生。(上海交通大學(xué)圖書館編:《印象·李政道》,上海交通大學(xué)出版社,2014年,第49頁(yè)。)


1973年初,中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所在周恩來(lái)的關(guān)照下正式成立,由張文裕、朱洪元、方守賢等14位物理學(xué)家組成的代表團(tuán)又于1973年6月再次展開了對(duì)美國(guó)五大主要高能物理實(shí)驗(yàn)室為期數(shù)周的訪問。訪問期間,李政道和袁家騮、吳健雄等華裔物理學(xué)家不僅熱情地接待了來(lái)自中國(guó)的高能物理學(xué)家們,還親自安排他們會(huì)見了正在布魯克海文實(shí)驗(yàn)室的美國(guó)能源部副部長(zhǎng)。

在李政道的引薦下,中國(guó)高能物理代表團(tuán)與美國(guó)各大高能物理實(shí)驗(yàn)室都建立了初步的聯(lián)系,時(shí)任費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室主任的羅伯特·威爾遜(Robert Wilson)也多次表示,期待在高能物理領(lǐng)域能夠有與中國(guó)展開合作的機(jī)會(huì)。

1974年,李政道再次回國(guó)訪問。他在復(fù)旦大學(xué)參觀時(shí),看到的唯一研究工作僅僅是測(cè)量幾只大燈泡的功率,絕大部分的同學(xué)不在學(xué)校里學(xué)習(xí),而是下鄉(xiāng)去勞動(dòng)。他對(duì)國(guó)內(nèi)完全放棄科技人才培養(yǎng)的狀況憂心如焚,并感到情況相較于兩年之前更加惡化,“似乎覺得整個(gè)國(guó)家已經(jīng)快要走上一條絕路”(中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心編:《李政道文選(科學(xué)和人文)》,上海科學(xué)技術(shù)出版社,2008年,第25頁(yè)。)。

為此,他不僅向周恩來(lái)總理再次說(shuō)明培養(yǎng)基礎(chǔ)科學(xué)研究人才的重要性,還向高能物理所所長(zhǎng)張文裕解釋基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)的關(guān)系:“基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)就像藥與糧食。基礎(chǔ)研究如同藥,應(yīng)用研究如糧食。人如果得了病光吃糧食就不行,還要吃藥來(lái)醫(yī)治。而藥需要事先準(zhǔn)備?!保▌⒔饚r、張柏春、吳岳良:《李政道:中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究和國(guó)際交流的積極推動(dòng)者》,《現(xiàn)代物理知識(shí)》2023年第5期。)

在這次訪問期間,李政道也與高能所的物理學(xué)家們就中國(guó)高能物理的發(fā)展規(guī)劃和高能加速器的建造的籌備工作展開了討論,就擬邀請(qǐng)的外國(guó)加速器專家、加速器的建造問題以及如何在高能物理研究中將基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究結(jié)合起來(lái)等問題提出了意見和建議。

1975年2月,科學(xué)院和國(guó)家計(jì)委聯(lián)合向國(guó)務(wù)院上報(bào)了《關(guān)于高能加速器預(yù)制研究和建造問題的報(bào)告》。報(bào)告指出,為了在不遠(yuǎn)的將來(lái)趕上和超過世界先進(jìn)水平,必須建立我國(guó)自己的高能加速器實(shí)驗(yàn)基地。并打算在十年內(nèi),經(jīng)過預(yù)制研究,建造一座質(zhì)子環(huán)形加速器。

1975年3月,主持整頓的鄧小平與病中的周恩來(lái)一同批示了這個(gè)報(bào)告,這項(xiàng)工程也因此被定名為“七五三”工程。

可惜的是,“七五三”工程上馬沒多久,又開始了“批鄧反擊右傾翻案風(fēng)”,1976年又相繼發(fā)生了數(shù)位領(lǐng)導(dǎo)人去世、唐山大地震、逮捕“四人幫”等事件,“七五三”工程上馬沒多久,便又處于停滯狀態(tài)。中國(guó)的高能加速器計(jì)劃在“文革”后期政治運(yùn)動(dòng)的余波中再次陷入停滯。

緊握歷史機(jī)遇,力促中美高能物理合作

“文革”結(jié)束后,隨著中國(guó)重新將工作重心轉(zhuǎn)向經(jīng)濟(jì)建設(shè),并重提本世紀(jì)末實(shí)現(xiàn)“四個(gè)現(xiàn)代化”的宏偉目標(biāo),科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化成為趕超世界先進(jìn)水平的關(guān)鍵。中國(guó)的高能加速器建造工作又被重新提上日程。

1977年8月,鄧小平在會(huì)見來(lái)訪的美籍物理學(xué)家丁肇中時(shí)再次強(qiáng)調(diào):“科學(xué)技術(shù)要趕超世界先進(jìn)水平,可以在部分領(lǐng)域或一些方面先趕超??蒲性O(shè)施要從最先進(jìn)的著手,而高能加速器就是個(gè)重點(diǎn)?!保ㄖ泄仓醒胛墨I(xiàn)研究室編:《鄧小平年譜 1975-1997(上)》,北京:中央文獻(xiàn)出版社,2004年,第183-184頁(yè)。)

國(guó)家科委副主任工程總指揮趙東宛認(rèn)為,雖然新的高能加速器工程總體上延續(xù)了“七五三”工程的建設(shè),但新的開始要有新的氣象,因此他提出將“七五三”改為“八七”工程(意為1987年建成),這已經(jīng)是中國(guó)高能加速器方案的第七次“上馬”了。

李政道十分積極地關(guān)注著祖國(guó)科學(xué)事業(yè)的動(dòng)向,聽聞國(guó)內(nèi)重啟高能加速器計(jì)劃,他多次給高能所所長(zhǎng)張文裕、國(guó)家科委主任、國(guó)務(wù)院副總理方毅等人寫信,提出關(guān)于培養(yǎng)高能物理學(xué)者的建議,在提出這些建議之前,李政道還以私人的身份與美國(guó)20多所大學(xué)和三大國(guó)家高能實(shí)驗(yàn)室布魯克海文實(shí)驗(yàn)室(BNL)、費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室(FNAL)和斯坦福國(guó)家加速器中心(SLAC)進(jìn)行了聯(lián)系,都獲得了熱烈的反響,每所實(shí)驗(yàn)室都表示歡迎中國(guó)物理學(xué)家前去長(zhǎng)期工作。

1978年6月考察團(tuán)隊(duì)訪問期間謝家麟在費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室(FNAL)升起中國(guó)國(guó)旗(圖片來(lái)源:“…Peoples Republic of China flag joins Central Laboratory gallery of flags…,” in “Physics Joins East, West,” June 1, 1978, The Village Crier, Vol.1, No.4.)


同時(shí),關(guān)注到中國(guó)釋放出的重視科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化,引進(jìn)西方先進(jìn)技術(shù)的信號(hào),李政道還主動(dòng)致信美國(guó)能源部能源研究辦公室主任約翰·多伊奇(John Deutch),向其強(qiáng)調(diào)了中國(guó)對(duì)科學(xué)領(lǐng)域的重視和對(duì)高能物理計(jì)劃的決心。

他說(shuō)服多伊奇稱,“高能物理計(jì)劃的成功將成為一項(xiàng)中國(guó)人民引以為傲的前沿科技成果,而失敗則可能會(huì)使政府目前對(duì)科學(xué)和教育的開明政策發(fā)生逆轉(zhuǎn),鑒于此,這將是美國(guó)利用通過非政治性的手段通過高能物理界大大增強(qiáng)兩國(guó)之間的友好關(guān)系的難得機(jī)會(huì)”。

他還建議采取兩方面措施,一方面確保兩國(guó)間有實(shí)質(zhì)性的科學(xué)家交流計(jì)劃,簡(jiǎn)化程序并在實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)層面進(jìn)行管理,另一方面考慮通過購(gòu)買、出借或贈(zèng)送的方式向中國(guó)提供一些前沿技術(shù)。(“Letter from T. D. Lee and R. Ronald Rau to John M. Deutch,” July 20, 1978, in RG434, General Records of the Department of Energy, U.S. /China JCHEP Files, 1978–1996, Box1, folder1, National Archives at Kansas City.)

在李政道先生的極力促進(jìn)下,美國(guó)能源部和各大高能物理實(shí)驗(yàn)室也開始考慮建立起一套在高能物理領(lǐng)域與中國(guó)展開跨國(guó)科學(xué)合作的長(zhǎng)效機(jī)制。為此,美國(guó)能源部建立了中美高能物理合作協(xié)調(diào)小組和一個(gè)協(xié)調(diào)辦公室作為聯(lián)絡(luò)處,并由李政道擔(dān)任聯(lián)絡(luò)處主席。

1978年11月20日費(fèi)米會(huì)議上約翰·多伊奇提出的中美高能物理合作協(xié)調(diào)組織關(guān)系圖(“Memorandum for Chinese High Energy Physics Files, Subject: Coordination Meeting at FermiLab,” Nov. 20, 1978, Wolfgang Panofsky Papers, Ser. IVg, Box 56, folder 4, SLAC Archives, Stanford, CA. )


李政道作為中美高能物理合作協(xié)調(diào)員的第一項(xiàng)工作就是向中國(guó)建議,立即派一個(gè)能做實(shí)際工作的考察團(tuán)前往美國(guó)。

1978年12月,在同高能所所長(zhǎng)張文裕的電話中,李政道指出,“迫切地需要有一個(gè)來(lái)自中國(guó)的有權(quán)威的訪問小組,與美國(guó)能源部和所有感興趣的高能物理實(shí)驗(yàn)室討論未來(lái)中美合作的詳細(xì)總體計(jì)劃”。

而這次系統(tǒng)性訪問不僅要求代表團(tuán)詳細(xì)了解美國(guó)各高能實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際工作情況,還要求盡可能地對(duì)中國(guó)高能加速器建設(shè)的基本方案作出修正,同時(shí)確定涉及美國(guó)幫助的具體內(nèi)容與方式。

1979年1月1日中美兩國(guó)正式建交,中美關(guān)系也由此翻開了歷史的新篇章。

以“八七”工程總工程師林宗棠為首、包括中國(guó)科學(xué)院高能物理所副所長(zhǎng)陸獻(xiàn)林、總設(shè)計(jì)師謝家麟、四機(jī)部科技司司長(zhǎng)殷子列等8人組成的高級(jí)別高能物理考察團(tuán)在李政道的邀請(qǐng)下于1979年1月15日訪美,在考察的同時(shí)也與美國(guó)能源部官員展開了重要會(huì)談。

1979年1月,在李政道的極力安排下,林宗棠代表團(tuán)赴美,照片前排右起依次為謝家麟、林宗棠、袁家騮、李政道以及威爾遜(R. R. Wilson,美國(guó)費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室主任)(上海交通大學(xué)圖書館編:《印象·李政道》,上海交通大學(xué)出版社,2014年,第54頁(yè)。)


1979年1月29日—2月5日,國(guó)務(wù)院副總理鄧小平訪美,此行之意義非凡,甚至被美國(guó)媒體形容為“刮起了一股鄧旋風(fēng)”。

在此期間,鄧小平與卡特總統(tǒng)簽署了《中美科學(xué)技術(shù)合作協(xié)定》,同時(shí)國(guó)家科委主任方毅與美國(guó)能源部部長(zhǎng)施萊辛格還簽訂了《中美高能物理合作協(xié)定》,這也是《中美科技合作協(xié)定》下屬的第一個(gè)子協(xié)定。

根據(jù)這一協(xié)定,中美高能物理合作聯(lián)合委員會(huì)正式成立,每年舉行一次會(huì)議,中國(guó)科學(xué)院高能物理所所長(zhǎng)張文裕和美國(guó)能源部高能物理與核物理副主任詹姆斯·李斯(James E. Leiss)將分別擔(dān)任中美雙方的聯(lián)席主席。

在李政道的積極推動(dòng)下,中美高能物理合作終于建立起了一套跨國(guó)合作機(jī)制,而這一合作的主要內(nèi)容,就是完成高能加速器設(shè)計(jì)、建造工程,幫助中國(guó)實(shí)現(xiàn)其高能物理目標(biāo)。

塞翁失馬,焉知非福

“八七”工程繼承了“七五三”工程的一些設(shè)計(jì),其最初總預(yù)算接近10億人民幣,提出了一系列龐大的建造計(jì)劃,以直接趕超為目標(biāo),最終建造一臺(tái)1.2TeV的質(zhì)子環(huán)形加速器,建成后可位列世界最高能量加速器之一。

1979年3月后,隨著“調(diào)整、改革、整頓、提高”的國(guó)民經(jīng)濟(jì)新方針的施行,“八七”工程的一期建設(shè)規(guī)模和投資不得不進(jìn)行了一定的壓縮。而國(guó)民經(jīng)濟(jì)經(jīng)過近兩年的調(diào)整,雖然取得一定成效,但被動(dòng)的局面依然沒有得到根本性的扭轉(zhuǎn),中央下決心,提出了所謂的“一部退夠”的方案,大幅壓縮基建投資。高能物理也因此受到影響,1980年底,科委主任趙東宛組織座談會(huì),宣布質(zhì)子加速器緩建?!鞍似摺惫こ套罱K還是下馬了。

聽說(shuō)了這一消息后,李政道和其他一些美籍物理學(xué)家等都紛紛致信表示惋惜,并提出一系列調(diào)整建議。李政道還先后多次致電高能所,詢問中國(guó)高能物理調(diào)整情況,言辭急切,并建議立即派人赴美商談。

由于“八七”工程的下馬,中美高能物理合作聯(lián)合委員會(huì)的會(huì)議也一度中斷。在這種情況下,在李政道的催促和方毅的指示下,高能所副所長(zhǎng)朱洪元與“八七工程”總設(shè)計(jì)師謝家麟于1981年3月赴美,同李政道和美國(guó)能源部官員及各美大高能物理實(shí)驗(yàn)室主任在芝加哥費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室舉行了一次非正式會(huì)談。

此次會(huì)談的目的,除了要向美方通報(bào)由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)調(diào)整,中央決定停建50GeV質(zhì)子同步加速器外,還有向美方尋求調(diào)整方案的新建議,因此在出發(fā)前,中方實(shí)際已經(jīng)制定了一個(gè)約7500萬(wàn)經(jīng)費(fèi)的慢脈沖5GeV弱流質(zhì)子加速器方案。

在這次非正式會(huì)議上,李政道同斯坦福直線加速器中心(SLAC)主任潘諾夫斯基(W. H. K. Panofsky)一起,再次提出了建造一臺(tái)“正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)”的建議。

1981年3月費(fèi)米非正式會(huì)談上潘諾夫斯基的發(fā)言手稿(“Informal Meeting of the US-PRC Joint Committee on High Energy Physics,” Mar. 17, 1981, Wolfgang Panofsky Papers, Ser. Vp, Box 223, folder 2, SLAC Archives, Stanford, CA.)


實(shí)際上,潘諾夫斯基早在1976年就曾經(jīng)訪問過中國(guó),而在此之前,李政道就曾經(jīng)與其討論過哪種加速器更加適合中國(guó)高能物理的起步。他們都同意建設(shè)一臺(tái)正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是正確的選擇,李政道還委托其帶去了大量關(guān)于正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和同步輻射的資料。

同樣地,1977年,在聽聞“八七”工程重新上馬,方案仍然是質(zhì)子時(shí),李政道也曾致信張文裕,委婉地表達(dá)了“中國(guó)建設(shè)質(zhì)子加速器的能量如果不夠大,將難以產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)”的批評(píng),言外之意希望中國(guó)考慮建設(shè)能量更低但研究意義更廣泛的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。(中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心編:《李政道文選(科學(xué)和人文)》,上海科學(xué)技術(shù)出版社,2008年,第32頁(yè)。)

從當(dāng)時(shí)世界高能加速器的發(fā)展來(lái)看,質(zhì)子加速器都在向更高能量的方向發(fā)展,而如果放棄原本的TeV級(jí)別的質(zhì)子方案,只有50年代技術(shù)水平的5GeV質(zhì)子加速器將不會(huì)有多大的意義。而從趕超的角度,正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)與同步輻射的發(fā)展在70年代也才剛剛起步,方興未艾,電子方案雖然有一定困難,但確實(shí)有機(jī)會(huì)接近甚至趕超國(guó)際先進(jìn)水平,讓中國(guó)真正進(jìn)入世界高能物理領(lǐng)域。

嚴(yán)武光等15名當(dāng)時(shí)在美國(guó)各大實(shí)驗(yàn)室訪問的學(xué)者也聯(lián)名致信,表示支持電子對(duì)撞機(jī)方案。

國(guó)民經(jīng)濟(jì)調(diào)整和“八七”工程的下馬給了李政道等人再次提出“正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)”建議的絕佳機(jī)會(huì)。朱、謝二人帶著李政道和潘諾夫斯基等人提出的方案回國(guó)后,中國(guó)科學(xué)院在1981年5月2日到8日召集全國(guó)各個(gè)大學(xué)、四機(jī)部、一機(jī)部和理論物理所、數(shù)學(xué)物理學(xué)部等60余位專家,召開了第二次香山會(huì)議,討論中國(guó)高能加速器的未來(lái)。

與會(huì)的絕大多數(shù)人都認(rèn)為,建造低能量的5GeV質(zhì)子加速器的替代方案是不可取的,在這個(gè)能區(qū)只能重復(fù)別人已經(jīng)做過的實(shí)驗(yàn),而電子對(duì)撞機(jī)在較低的能區(qū)還擁有一定的“物理窗口”,能做一些前沿的研究。這樣,中國(guó)高能加速器方案開始朝著“對(duì)撞機(jī)”傾斜。

挽狂瀾于既倒,對(duì)撞機(jī)方案終落成

在此期間,李政道多次打電話詢問,并力勸高能所,即使正式方案還沒有獲批,也應(yīng)當(dāng)及早著手開始預(yù)制研究。他還建議中國(guó)科學(xué)院派出領(lǐng)導(dǎo)同朱、謝兩教授再次赴美進(jìn)行討論,同時(shí)為恢復(fù)已經(jīng)延期一年的高能物理合作聯(lián)合委員會(huì)會(huì)議作準(zhǔn)備工作。

1981年10月10日,由中國(guó)科學(xué)院二局副局長(zhǎng)鄧照明和朱洪元、謝家麟兩位教授組成的小組再次啟程赴美方案。然而,就在他們出發(fā)前,中國(guó)科學(xué)院主席團(tuán)卻得出了相反的意見,指示僅可同意5GeV的質(zhì)子方案,而由于正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)方案超過了“八七”工程結(jié)余的7000萬(wàn)元,只能等國(guó)民經(jīng)濟(jì)好轉(zhuǎn)了再談。

根據(jù)謝家麟的回憶,這個(gè)指示與4月以來(lái)的一系列活動(dòng)和原來(lái)所理解的出國(guó)意圖全然不同,使他也感到茫然,他也只得懷著沉重的心情登上赴美的班機(jī)。

在鄧照明與李政道進(jìn)行說(shuō)明后,李先生憤慨地表示,“方毅副總理在9月中旬的復(fù)信中還明確表示支持正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的方案,現(xiàn)在如果重回質(zhì)子方案,中國(guó)在這條路走下去幾乎是完全無(wú)用,再做下去也是完全的浪費(fèi)。剛剛確定的方案不能輕易變動(dòng),如果這樣輕易變動(dòng),中美會(huì)議怎么個(gè)開法?我作為聯(lián)絡(luò)人怎么工作?”(中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心編:《李政道文選(科學(xué)和人文)》,上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2008年,第40頁(yè)。)

如此一來(lái),訪問還沒有開始,便面臨著夭折的可能。

商議過后,鄧照明決定以長(zhǎng)途飛行身體不適為由,不參加下午的討論,而是立即向盧嘉錫院長(zhǎng)匯報(bào)情況,而朱洪元和謝家麟則暫時(shí)不向美國(guó)科學(xué)家介紹取消正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)方案,繼續(xù)建設(shè)小的質(zhì)子方案的決定,而只介紹上次費(fèi)米非正式會(huì)議后在對(duì)撞機(jī)方案方面所進(jìn)行的工作。在加急請(qǐng)示后,盧嘉錫院長(zhǎng)指示“只談電子,不談質(zhì)子”,最終暫時(shí)保住了正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)方案。

這次訪問回國(guó)后,高能所又在全所范圍內(nèi)展開了持續(xù)數(shù)周的大討論,產(chǎn)生了很多不同意見。大多數(shù)人都肯定了3月費(fèi)米會(huì)議所提出的電子對(duì)撞機(jī)方案的研究與技術(shù)意義,但反對(duì)的聲音主要來(lái)自經(jīng)費(fèi)和技術(shù)難度上的問題,擔(dān)心既無(wú)法按時(shí)完工,錯(cuò)過“物理窗口”的同時(shí),又給國(guó)家?guī)?lái)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

12月,李政道歸國(guó)安葬父親骨灰,但同樣急切的是關(guān)心中國(guó)高能物理調(diào)整方案的落實(shí)。12月19日,李政道與科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)會(huì)談后卻被告知高能方案仍在研究中,這讓他十分著急,他再次言辭激烈地表示,如果國(guó)家不正式批準(zhǔn)這個(gè)建造高能加速器的方案,中美高能物理合作的協(xié)議將失去合作內(nèi)容……他本人為祖國(guó)盡力,花了很多心血,如果中斷合作協(xié)議,他就只好宣布退出中美高能物理聯(lián)合委員會(huì),這樣一來(lái),如果再要恢復(fù),困難就難以想象。

1981年12月鄧小平接見李政道,并再次向他說(shuō)明中國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人對(duì)此事的決心(柳懷祖:《改革開放的一次實(shí)踐——憶小平同志親自關(guān)懷下的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)建設(shè)》,《現(xiàn)代物理知識(shí)》2013年第1期。)


在這種情況下,12月22日,中國(guó)科學(xué)院李昌、錢三強(qiáng)等領(lǐng)導(dǎo)緊急報(bào)送特急件到中央,請(qǐng)求批準(zhǔn)科學(xué)院12月5日?qǐng)?bào)送的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)方案,并繼續(xù)執(zhí)行中美高能物理協(xié)議。鄧小平當(dāng)天就批示了這個(gè)報(bào)告,指示道:“這項(xiàng)工程已經(jīng)進(jìn)行到這個(gè)程度,不宜中斷,他們所提方針,比較切實(shí)可行。我贊成加以批準(zhǔn),不再猶豫?!?/p>

25日中午,鄧小平接見并宴請(qǐng)李政道。會(huì)見李政道前,鄧小平還對(duì)科學(xué)院的李昌同志說(shuō):“要堅(jiān)持,下決心,不要再猶豫了”。而在談到工程進(jìn)度和經(jīng)費(fèi)時(shí),他也對(duì)姚依林說(shuō):“五年為期,經(jīng)費(fèi)要放寬些,不要再猶豫不決了,這個(gè)益處很大的”。(中共中央文獻(xiàn)研究室編:《鄧小平年譜 1975-1997(下)》,北京:中央文獻(xiàn)出版社,2004年,第793頁(yè)。)

這樣,在李政道和潘諾夫斯基等人的大力推動(dòng)和中國(guó)高能物理學(xué)家的積極爭(zhēng)取下,中國(guó)高能加速器計(jì)劃最終被確定為建造一臺(tái)“正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)”。1982年3月,推遲了一年多的中美高能物理合作聯(lián)合委員會(huì)第三次會(huì)議終于在北京舉行。

1982年6月至10月,一支由前“八七”工程總設(shè)計(jì)師謝家麟、高能所常務(wù)副所長(zhǎng)張厚英率領(lǐng)的21人設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在斯坦福直線加速器中心(SLAC)完成了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)各主要部分的設(shè)計(jì),他們?cè)诿绹?guó)受到了李政道、吳健雄等美籍華人高能物理學(xué)家和能源部各大實(shí)驗(yàn)室主任的熱情接待。

1983年4月25日,國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)了國(guó)家計(jì)委上報(bào)的《關(guān)于審批2×22億電子伏特正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)建設(shè)計(jì)劃的請(qǐng)示報(bào)告》,對(duì)撞機(jī)方案至此終于正式確定了下來(lái)。

奠基——“我相信這件事情不會(huì)錯(cuò)”

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPC)方案正式確定下來(lái)后,李政道仍然時(shí)刻關(guān)心著中國(guó)高能加速器工程,他不僅時(shí)常通過個(gè)人關(guān)系向中央領(lǐng)導(dǎo)人建言獻(xiàn)策,還每年參加聯(lián)合委員會(huì)的年度會(huì)議,積極協(xié)助中國(guó)開展國(guó)際合作。

在他的建議下,1983年12月25日,胡耀邦在中央書記處第103次會(huì)議上決定,將政府電子對(duì)撞機(jī)列入國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目,要求五年左右建成,代號(hào)“8312”工程,還決定成立由谷羽、張壽、林宗棠、張百發(fā)組成的四人小組,代表書記處和國(guó)務(wù)院專門進(jìn)行領(lǐng)導(dǎo)。我國(guó)高能物理在經(jīng)歷了“七下八上”的艱難歷程后,終于走上正軌。

早在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)方案提出之時(shí),李政道和其他美國(guó)科學(xué)家就曾經(jīng)指出其“一機(jī)兩用”的可能性,即利用對(duì)撞機(jī)產(chǎn)生的同步輻射光增加光束線引出系統(tǒng),建立實(shí)驗(yàn)站,借此開展同步輻射研究。

在谷羽參與領(lǐng)導(dǎo)對(duì)撞機(jī)工程的過程中,李政道和潘諾夫斯基又多次向她解釋同步輻射光的重要性,這也使她敏銳地意識(shí)到,如果將同步輻射的應(yīng)用研究提前進(jìn)行,將原定的兩步走合為一步,不僅爭(zhēng)取了時(shí)間,又可以盡快發(fā)揮這臺(tái)加速器的應(yīng)用效能,使其與當(dāng)時(shí)中國(guó)科技政策為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的目標(biāo)相結(jié)合。

為此,她提出將對(duì)撞機(jī)建設(shè)的方針改為“一機(jī)兩用,應(yīng)用為主”。萬(wàn)里副總理在聽取她的報(bào)告后也指示:“這樣改完全符合中央的方針,把同步輻射光的應(yīng)用提前搞是對(duì)的,就這樣辦”。這樣,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)又正式確定了“一機(jī)兩用,應(yīng)用為主”的方針,并進(jìn)一步擴(kuò)大了初步設(shè)計(jì)。

1984年10月7日,玉泉路中國(guó)科學(xué)院高能物理所舉行了盛大的奠基儀式,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程正式破土動(dòng)工。鄧小平、萬(wàn)里、方毅、余秋里、胡喬木等中央領(lǐng)導(dǎo)人都參加了典禮。鄧小平親自題詞“中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室”,并為工程奠基。

美國(guó)總統(tǒng)科學(xué)顧問基沃斯(Keyworth)博士、美國(guó)駐中國(guó)大使恒安石和參加高能物理聯(lián)合委員會(huì)第五次會(huì)議的美方代表團(tuán)也參加了奠基儀式。

在盧嘉錫院長(zhǎng)致辭后,鄧小平為基石培上了第一鏟土,并對(duì)周圍人堅(jiān)定地說(shuō):“我相信這件事情不會(huì)錯(cuò)!”(柳懷祖:《改革開放的一次實(shí)踐——憶小平同志親自關(guān)懷下的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)建設(shè)》,《現(xiàn)代物理知識(shí)》2013年第1期。)

1984年10月7日,鄧小平為北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程奠基并題詞(柳懷祖口述,楊小林、陳京輝訪問整理:《北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程建設(shè)親歷記——柳懷祖的回憶》,湖南教育出版社,2016年,第156頁(yè)。)


在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的建造和運(yùn)營(yíng)過程中,李政道先生仍然不遺余力地身體力行,堅(jiān)定推動(dòng)著中國(guó)高能物理研究的進(jìn)步和發(fā)展。他不僅總會(huì)在關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)提出重要的建議,還深入到細(xì)微之處,為對(duì)撞機(jī)的工程組織管理工作提供了諸多寶貴的指導(dǎo)。

李政道先生提出的在領(lǐng)導(dǎo)機(jī)制中實(shí)行所長(zhǎng)和經(jīng)理負(fù)責(zé)制,在工作管理中引入鼓勵(lì)機(jī)制等建議,都極大地幫助了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的順利建設(shè)。在此期間,中國(guó)科學(xué)院還接受了李政道的建議,邀請(qǐng)1984年退休的斯坦福直線加速器中心(SLAC)主任潘諾夫斯基作為高級(jí)顧問,每年來(lái)華兩次,每次為期兩周,為工程提供指導(dǎo),他也在國(guó)家實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)建設(shè)和先期規(guī)劃方面為中國(guó)提出了諸多寶貴的建議。

再回首,先生風(fēng)姿依舊、身影如昨

1986年,在高能物理領(lǐng)域世界上正在建設(shè)和已經(jīng)建設(shè)完畢的大科學(xué)設(shè)施共計(jì)37個(gè),美國(guó)17個(gè),西歐12個(gè),蘇聯(lián)5個(gè),日本2個(gè),而中國(guó)只有尚在建設(shè)中的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPC)1個(gè)。

1988年10月,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程的奠基人鄧小平到北京玉泉路中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所視察工程,他緊緊握住李政道的雙手,向他為對(duì)撞機(jī)工程付出了巨大的努力表示感謝。

成功對(duì)撞后,鄧小平在視察北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)時(shí)與李政道緊緊握手(中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心編:《李政道文選(科學(xué)和人文)》,上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2008年,第47頁(yè)。)


 正如中國(guó)科學(xué)院高能物理所所長(zhǎng)王貽芳院士回憶的那樣,“如果沒有李政道,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)可能建不起來(lái),也可能拖延很久,或者質(zhì)量出現(xiàn)很大的問題”??梢哉f(shuō),正是李政道先生的排除萬(wàn)難、親力親為,極大地推動(dòng)了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的建設(shè),更是幫助了中國(guó)科學(xué)重新攀登世界科學(xué)前沿的高峰。

1992年,中美兩國(guó)科學(xué)家在第26屆國(guó)際高能物理大會(huì)上發(fā)表了在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)上合作進(jìn)行的τ輕子質(zhì)量的精確測(cè)量結(jié)果,其精度較原結(jié)果提高了5倍,這一成果也被譽(yù)為“近期國(guó)際高能物理領(lǐng)域最重要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果之一”。(樊洪業(yè)主編:《中國(guó)科學(xué)院編年史 1949-1999》,上??萍冀逃霭嫔纾?999年,第350頁(yè)。)

中美高能物理合作的一系列的成果都表明,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)在建成運(yùn)營(yíng)之后,也真正實(shí)現(xiàn)了中國(guó)進(jìn)入世界高能物理前列的目標(biāo)。

回顧中國(guó)高能物理事業(yè)的發(fā)展歷程,從“沒有希望、辦不成事”到“在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地”, 中國(guó)高能物理設(shè)施的成功建設(shè),離不開中國(guó)高能物理學(xué)家們的日夜拼搏和領(lǐng)導(dǎo)人關(guān)鍵決策,也同樣離不開廣泛的跨國(guó)科技交流與合作。正是在李政道先生這樣的無(wú)數(shù)海外華人和外國(guó)科學(xué)家的無(wú)私幫助下,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)才取得了如此巨大的成功。

可以說(shuō),北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)為中國(guó)提供了一種獨(dú)一無(wú)二的歷史機(jī)遇,它不僅為中國(guó)帶來(lái)了廣泛的知識(shí)分享與技術(shù)轉(zhuǎn)移的渠道,更為中國(guó)科學(xué)以高能物理學(xué)這一重要突破口回歸國(guó)際世界創(chuàng)造了條件。

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的設(shè)計(jì)、建造與運(yùn)營(yíng)過程,不僅從無(wú)到有地為我國(guó)培養(yǎng)了大批加速器建造和實(shí)驗(yàn)物理方面的人才、使中國(guó)引進(jìn)了先進(jìn)的組織管理方法與實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),更使得中國(guó)樹立起了進(jìn)行國(guó)際尖端大科學(xué)工程建設(shè)的信心。而包括李政道在內(nèi)的中美兩國(guó)的科學(xué)家,作為科學(xué)、信息與技術(shù)的跨國(guó)傳播者,也助力開創(chuàng)了中美官方與民間科技交流的新局面。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程本身,除了實(shí)現(xiàn)新中國(guó)一代高能物理學(xué)家的夢(mèng)想外,更是一躍化身中國(guó)科技現(xiàn)代化的象征,成為中國(guó)科技發(fā)展史上的一座豐碑。

如今,我國(guó)科技現(xiàn)代化和高能物理科學(xué)都已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但這也使我們必須銘記千千萬(wàn)萬(wàn)像李政道先生這樣高尚無(wú)私的海外華裔科學(xué)家和無(wú)數(shù)為中國(guó)科技事業(yè)拼搏的奮斗者們。他們的成就、經(jīng)歷與故事,也應(yīng)當(dāng)更加激勵(lì)著我們,永不停止中國(guó)科學(xué)邁向世界前沿的步伐。

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