1984年5月，丁肇中先生來到了上海。丁先生當時已經(jīng)憑借J粒子的發(fā)現(xiàn)獲得諾貝爾物理學(xué)獎。他從1981年起在歐洲核子中心組織和領(lǐng)導(dǎo)了一個國際合作組——L3組，預(yù)計在1988年建成的高能正負電子對撞機LEP上進行高能物理實驗。丁先生來上海的目的就是選拔中國學(xué)生去他所領(lǐng)導(dǎo)的小組進行高能物理方面的工作。

我當時還是個即將從物理系畢業(yè)的毛頭小子。之前我接到了面試的通知，說可以報考丁先生的研究生。誰都不知道要考什么，就沒有任何準備地去參加了英文筆試。通過了以后是丁先生的面試。丁先生和其他一些教授坐在一起，看起來紅光滿面，說起話來也中氣十足，一點不像快50歲的人。他問我：“波在海水中傳播，是長波傳得遠，還是短波傳得遠？”這個題目并不難，用大學(xué)物理的知識就能解決，主要考查一個人能否將書本中的知識應(yīng)用到生活中去。他還問了一些量子力學(xué)和波粒二象性以及康普頓散射的問題，我都一一作答了。回答了三四個問題后，丁先生說：“我沒有問題可問了。”我能感覺到他對我是滿意的。

2018年10月20日，中國科學(xué)院高能物理研究所在北京舉行北京正負電子對撞機建成30周年研討會，中科院院士、中科院高能所所長王貽芳在研討會上介紹高能所發(fā)展相關(guān)情況。 視覺中國 資料圖

去歐洲核子中心對我來說，是人生的一個重要節(jié)點。20世紀80年代，國內(nèi)的高能物理研究基礎(chǔ)非常差。我剛本科畢業(yè)，完全沒有科學(xué)研究的概念。歐洲核子中心是我科學(xué)研究工作的起點，那里有著世界上最好的加速器。我在那里學(xué)到很多做科學(xué)研究的基本方式方法和理念。比如說，如何選擇課題，什么是值得做的課題，哪些是科學(xué)上最重要的問題。

丁先生是個非常有鉆研精神的人，他會問你很多的“為什么”，逼著你去想一些很深入的問題，讓你養(yǎng)成了很好的科學(xué)研究的習(xí)慣。L3實驗組，會聚了14國30多所科研機構(gòu)共400多名科學(xué)家，要做很多的溝通和協(xié)調(diào)工作。丁先生很善于做這些，他總是能在聽取眾多分歧意見之后，找到一條大家都認為是正確的道路。我從他這里學(xué)會了如何組織和協(xié)調(diào)大型科學(xué)實驗，這些讓我受益匪淺。

我在歐洲核子中心待了11年，主要參與正負電子對撞的研究，后期也參加了空間站實驗AMS。有一天，我突然覺得做的事情有些按部就班，沒有太多的挑戰(zhàn)。我們身處這么大的一個實驗組，每個人都被分配好了任務(wù)，就相當于機器里的一個螺絲釘，位置明確而固定。對于年輕人來說，起到的作用和影響更是有限的。那時，我甚至可以看到30年后的自己，依然守著這么一小塊事情，別的事情都與你無關(guān)。

當時，中微子研究開始有一些熱度。中微子是構(gòu)成物質(zhì)世界的12種基本粒子之一。宇宙大爆炸時，在第一秒鐘內(nèi)就產(chǎn)生了無數(shù)的中微子，它們攜帶了比光更早期的宇宙信息。但中微子幾乎不跟任何物質(zhì)發(fā)生作用，不容易被捕捉到，因此也成為人類迄今為止了解最少的一類基本粒子。它還有一個別稱——“幽靈粒子”。一種中微子在飛行過程中變?yōu)榱硪环N中微子，然后再變回來，這叫作中微子振蕩，三種中微子之間可發(fā)生三種振蕩。捕捉中微子的振蕩模式，很有可能讓我們知道，宇宙是如何被創(chuàng)造出來的，其中的結(jié)構(gòu)是如何形成的，反物質(zhì)到哪里去了等。這有可能打開新物理學(xué)的大門。

1996年，我加入斯坦福大學(xué)的中微子項目時，科學(xué)界對于中微子振蕩是否存在尚有爭議。當時，國際上已經(jīng)有多個實驗組在尋找中微子振蕩，但實驗結(jié)果都不一致，說法也不一。即使到1998年大氣中微子振蕩被發(fā)現(xiàn)，也有人認為這是數(shù)據(jù)出了問題，或者用另外的模型去解釋。我覺得這個領(lǐng)域很有意思，值得去看一看。我是在1996年向丁先生請辭的，我到了美國斯坦福大學(xué)的一個研究中微子的項目。這個項目很小，只有20多人，但我是作為骨干人員參與的。在這里我什么都干，有時候甚至還要焊接電路板，充當木工，不過正是這些讓我感受到了高能物理實驗的各個方面。

我是2001年接到中國科學(xué)院高能所（以下簡稱“中科院高能所”）的邀請回國的。這一年，我們在斯坦福大學(xué)的中微子實驗做完了，沒有看到中微子振蕩。我有些自己的想法。但坦率地說，在美國，像我這樣的研究人員，多一個不多，少一個不少，按照我自己的思路做實驗，更是沒有可能。但國內(nèi)已經(jīng)不是我出國前的模樣，對科技的投入增加了很多。在這之前一年，國家科教領(lǐng)導(dǎo)小組審議并原則通過了中國科學(xué)院提交的《我國高能物理和先進加速器發(fā)展目標》，確定了中國高能物理和先進加速器的發(fā)展戰(zhàn)略。這意味著，中國的高能物理研究開始進入一個新的發(fā)展階段。

我覺得自己回國能做一些事情。但朋友和家人并不同意我的想法，他們說：“像你這樣不會搞關(guān)系的人，出國多年，在國內(nèi)也沒有根基，回國是混不下去的。”我和太太僵持了一年，才獲得了回國許可。回來后，我才發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)推進中微子研究并沒有想象中那么容易。起初，我們是想跟日本合作。他們的方案是建設(shè)一個新的加速器，將中微子打到中國來，中科院高能所再進行探測。這需要千萬甚至上億美元的投入，方案討論了很久，我們覺得不太可能就放棄了。我也就投入北京正負電子對撞機的重大改造項目（BEPCII/BESIII）中去了。這是中科院高能所當時已經(jīng)得到批準的一個項目。

2002年，來自加拿大和日本的兩個實驗采用了不同的探測方法，分別確認了太陽中微子振蕩的存在，這時業(yè)界對于中微子振蕩的認識也達到了一致。中微子的研究自此進入精細化階段——尋找第三種振蕩模式成為中微子研究的新熱點。2003年，國際上開始熱烈討論利用反應(yīng)堆中微子來測量中微子第三種振蕩模式的混合角，而且國際上已經(jīng)有好幾個團隊打算進行同類實驗。我當時的第一反應(yīng)是中微子研究將是一場競爭激烈的賽跑，最終看誰跑得快，精度高。我琢磨出了一個提高精度的方案，拿給我在斯坦福大學(xué)的實驗室老板看，對方說：“我要是你的話，現(xiàn)在就趕緊回家偷偷做！”我倒是也想，但錢從哪里來？當時我估計至少需要1億元人民幣。

我的想法獲得了國內(nèi)外科學(xué)家的支持，也逐漸獲得了相關(guān)部門的贊同。但在中國的科研體系里，這種1億左右的項目沒有支持渠道——科技部“國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃”（即973）項目經(jīng)費的上限是4000萬元，科學(xué)院能給4000萬元，基金委最多有1000萬元，三者加起來還不到一個億。我的朋友錢致榕教授（曾任香港科技大學(xué)創(chuàng)校副校長）給我提了一個建議，“去富裕的中國南方找錢”。我們一起去了深圳，深圳市副市長閆小培接待了我們，我們強調(diào)了探尋中微子的基礎(chǔ)研究意義，陳述了這個項目如何好，如何在國際上領(lǐng)先，她讓我們回去寫個方案給她。

2005年，“十一五”規(guī)劃出臺，首次將研發(fā)經(jīng)費占GDP的比例寫進文件。新政策的出臺，對我們的項目起到了推動作用。在中科院的支持下，原基礎(chǔ)局局長張杰陪我們又去了一趟南方。這一次，獲得了廣東省、深圳市以及中國廣東核電集團的資金和行動的支持。2006年我們就知道資金沒有問題了。我們將探測實驗室設(shè)在大亞灣核電站，這是一個非常理想的選擇。大亞灣核電基地有6臺百萬千瓦的核電機組，是世界上最大的核反應(yīng)堆群之一，為實驗提供了較為豐富的中微子源。此外，大亞灣核電基地緊鄰高山，可以屏蔽宇宙射線的干擾。

當時，國際上一共有8個類似的項目在起步，但到了2011年真正準備好投入探測的只有3個，中國、法國和韓國的項目。美國曾經(jīng)有過兩個方案，最終放棄的原因，一方面是錢有困難，另一方面是在核電站附近做這樣的探測實驗，需要大量的審批手續(xù)，無法及時啟動。一個大科學(xué)裝置的建設(shè)，耗費是巨大的，從準備到完成需要6到8年的時間，且需要各個層面的配合。它不同于其他的科學(xué)競爭，可以憑想法后來居上。事實上，啟動的時間是一個關(guān)鍵點。如果一個研究點，不能和國際上的相關(guān)研究同時啟動，就意味著失敗的風(fēng)險大大增加了。除非你相信你的設(shè)備做一年工作可以抵別人十年。

2012年3月，我們測得了中微子振蕩的第三種模式。一定程度上來說，我們是幸運的，因為這個參數(shù)的值比較大，所以相對容易捕捉——在此之前，大家并不知道這個值可能是多少，甚至也許是0。這樣描述我們的實驗過程可能太輕松了。因為競爭確實是激烈的，我們的壓力一方面來自項目組內(nèi)部合作伙伴的競爭，另一方面來自國際同行間的競爭。大家的實驗方向一樣，探測方式也一樣，那么要想贏得比賽，只能比認真和細節(jié)。做實驗是經(jīng)常會發(fā)生錯誤的。為了防止錯誤，我們在各自任務(wù)分工的基礎(chǔ)上，每個人又負責(zé)檢查另外一個人的任務(wù)。只有做到最好，才能在國際合作中有更多的話語權(quán)。

有人會問我，你們做這些研究有什么作用。我聽多了也就不生氣了。我覺得大家在基礎(chǔ)研究上有過于功利的想法。包括物理學(xué)在內(nèi)的基礎(chǔ)研究是為了讓我們認識自然界，如果我們不了解自然，就沒有辦法發(fā)展和利用它。換句話說，基礎(chǔ)研究是社會發(fā)展的最根本動力。當然，這些是不能即刻帶來經(jīng)濟效益的。它帶來的更多是短時間不能見效的東西，包括科研水平的提高，即創(chuàng)新能力的提高、人才的培養(yǎng)、對技術(shù)的推動和發(fā)展等。

現(xiàn)在大家都在說我們的“卡脖子”問題，歸根結(jié)底還是人才水平問題。這些都是需要基礎(chǔ)研究來培養(yǎng)的。這一塊是基礎(chǔ)，不是說，你做個大攻關(guān)就能一下子解決問題的。我們國家善于集中力量辦大事，所以我們能夠看到某個領(lǐng)域突然冒頭，但總體看來依舊是薄弱的。就像我所從事的高能物理領(lǐng)域，我們只是某個項目在國際上取得了領(lǐng)先的地位，但若要說整個高能物理，從規(guī)模和人員上，我們跟國際上還有差距。

【采訪手記】

王貽芳是那種你能想象出來的典型的科學(xué)家模樣：嚴肅、謹慎、寡言。除了工作，他的話語中很少會涉及私人事務(wù)。有人曾打趣過他，讓他多說點話，比獲取實驗數(shù)據(jù)還要難。同王貽芳交流會覺得有一點壓力，但又覺得很放心。因為他們往往有另外一個優(yōu)點：有話直說，不會有遮掩。

見到王貽芳是在他位于中科院高能所的辦公室，他是個勤奮的人，早上8點上班，下午6點半下班，晚上回家再工作3個小時，每天的睡眠時間是6個小時。他在生活中也沒有什么愛好，認識他十幾年的學(xué)生也是偶然在一次集體出游中，才知道他愛打乒乓球。

2012年在大亞灣探得中微子的第三種振蕩模式后，王貽芳又帶著科研人員開始建設(shè)江門中微子實驗項目。這是對中微子研究的繼續(xù)延伸和提前布局。科學(xué)家希望能夠通過江門中微子實驗項目探究中微子的質(zhì)量順序，以更深層次地理解微觀的粒子物理規(guī)律，進一步認識宇宙。

在做科研時，王貽芳一直強調(diào)前瞻性。他說，一個國家的科研界，如果不出重大成果，不僅證明這一代人是失職和無能的，也證明上一代的規(guī)劃有問題。但重大成果的產(chǎn)出都需要很長時間，如果沒有前瞻性，現(xiàn)在不開始策劃，將來就不會有重大成果。2016年，美國的引力波LIGO實驗發(fā)現(xiàn)引力波后，王貽芳專門寫了一篇文章，他說，引力波的發(fā)現(xiàn)是人類認識自然的另一個里程碑。引力波的探測中，美國科學(xué)家做出了決定性貢獻，歐洲科學(xué)家成績斐然但運氣不佳，日本和印度科學(xué)家都有一席之地，但中國的科學(xué)家參與度卻不高。這是為什么呢？從1964年開始，國外科學(xué)家就相繼開展引力波的探測實驗，但國內(nèi)在支持宇宙學(xué)研究上一直相對保守，加上經(jīng)濟發(fā)展以及科研投入不足的問題，使得中國的引力波探測從開始就掉了隊。

王貽芳覺得，要想解決這個問題，必須推進大的科研項目的實施。他說，大項目不能保證百發(fā)百中，但風(fēng)險不能成為不作為的理由。要想成為世界領(lǐng)先，要想獲得重大科學(xué)成果，必須有新思想、新技術(shù)或新方法并將其落實為大項目。這也是他一直以來堅持要做大型對撞機的原因。2016年9月4日，著名物理學(xué)家楊振寧公開發(fā)文稱“中國今天不宜建造超大對撞機”，楊振寧的理由是，大型對撞機造價大，可能是一個無底洞，中國目前仍然是一個發(fā)展中國家，還有亟待解決的民生問題，超大對撞機不是燃眉之急，目前不宜考慮，而且建造超大對撞機必將大大擠壓其他基礎(chǔ)科學(xué)的經(jīng)費等。

第二天，王貽芳就撰文以“中國今天應(yīng)該建造大型對撞機”為標題對楊振寧進行了回應(yīng)。他說，在下一個五年計劃開建大型對撞機，是中國在高能物理領(lǐng)域領(lǐng)先國際的一個難得的機遇，這個機遇期的時間窗口只有10年，失去這個機會，下一次就不知道是什么時候了。而且，中國的經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展期，也處于轉(zhuǎn)型期，有建設(shè)能力和科學(xué)需求。因此大型對撞機是一個各方面都合適的項目。“早些年，我們實力弱，選擇跟在別人后面是對的選擇，因為通過參加別人的項目，你就會知道前沿在哪里，能夠掌握最先進的技術(shù)、方法、理論和科學(xué)內(nèi)涵，但到了現(xiàn)在，只有做到領(lǐng)跑才是有意義的。”王貽芳說。

（本文原題：王貽芳：國內(nèi)中微子研究從無到領(lǐng)跑，選自現(xiàn)代出版社2019年出版的《光榮與道路——中國大時代的精英記憶》一書，該書由《三聯(lián)生活周刊》編著，李鴻谷主編，澎湃新聞經(jīng)授權(quán)刊發(fā)。））