■ 人物档案
王贻芳研究员,博士生导师,中国科学院高能物理研究所所长,北京正负电子对撞机国家实验室副主任,核探测与核电子学国家重点实验室主任,中国物理学会高能物理分会副理事长,中国核学会核电子学与核探测技术分会理事长,亚洲未来加速器委员会副主席,国际未来加速器委员会委员,全球华人物理学会理事。1984年毕业于南京大学物理系,1992年获意大利佛罗伦萨大学博士学位,曾在美国麻省理工学院,斯坦福大学工作。2000年入选中科院“百人计划”,2001年2月回国,2013年入选国家“万人计划”杰出人才。
中微子,以近似光速运动,悄无声息地自由穿行于地球,难以捕捉,有人称它“幽灵粒子”。但中微子却是构成物质世界的12种基本粒子中人类了解最少的一个,也是破译宇宙起源与演化密码最重要的钥匙。
19年来,研究中微子,已成为王贻芳的一种生活方式。无论是不久前被评上中组部“万人计划”杰出人才,还是当选为年度十大科技创新人物,这种生活方式波澜不惊。
师承丁肇中
1984年5月,即将从南京大学毕业的王贻芳来到上海。在这里,他将参加丁肇中面向全国招收高能物理研究生的面试。
通过笔试进入面试的王贻芳第一次见到了影响他一生的导师——丁肇中教授。
“他当时问了几个问题,比如‘波在海水中传播,长波传得远还是短波传得远?’,这些问题用大学普通物理的知识就能解决,但考验的是基础牢不牢靠,能否灵活运用。”王贻芳对那次面试记忆犹新。
毫无疑问,王贻芳获得了丁肇中的青睐。随后11年,从1985年到1996年,他在丁肇中的指导下研究高能粒子,参与L3实验。这为他以后从事中微子的研究打下了坚实的基础。
丁肇中的L3实验位于瑞士日内瓦的欧洲核子中心,那里拥有世界最大的粒子加速器。在L3实验组,王贻芳展露了物理天赋:一年时间内发表3篇论文;1990年出任“新粒子寻找组”组长,在所有L3实验物理分析小组组长中,唯有他是一名学生;1991年,在被L3实验组内部认为是不可能的情况下,精确测量出了陶轻子的极化。
缘结中微子
但在欧核中心待了10年,王贻芳感到:L3实验汇聚了14国、30多所科研机构的400多名科学家,年轻人在这样一个大型项目里,起到的作用和影响有限。
同时,美国斯坦福大学一个尚在设计阶段、只有20人、研究中微子的小项目吸引了他。
1996年,他向丁肇中请辞,并成为斯坦福大学项目里的骨干技术人员。
在这个小项目里,王贻芳什么都干,有时候甚至充当电焊工。但正是什么都干,让王贻芳了解了高能物理实验的各个方面。
也正是这个实验,中微子研究正式走进王贻芳的物理世界。尽管当时中微子还并非研究热门,但王贻芳乐在其中。
寻找θ13
随着斯坦福项目的结束,王贻芳不知不觉在美国已待了6年。工作已稳定,买了房子,儿子和女儿也相继出生,家庭也和谐。但他却做了一个决定:回国。
2000年,王贻芳入选中国科学院“引进国外杰出人才”,2001年12月他回到祖国,担任中国科学院高能物理研究所一名普通的研究员。
2003年冬天,王贻芳留意到:关于利用反应堆中微子来测θ13已成为国际热点,多个外国团队正打算进行同类实验。一场竞争激烈的赛跑悄然展开。王贻芳开始参与其中,设计了一个自己的实验,并多方奔走,呼吁国内也开展同类研究。
2006年底,在许多人的努力下,由中国主导、中美两国合作、100多位科学家参与的大亚湾中微子国际项目正式启动,这是美国能源部在基础研究领域对外投资第二大的国际合作。2007年10月,大亚湾核反应堆300米外中微子实验室建设启动。
经过3年的建设、1年的安装,2011年12月24日,大亚湾的探测器准备就绪。但此时,中国已在这场寻找中微子的赛跑中落后许多:
早在2011年6月15日,日本T2K中微子实验就发表了θ13的测量结果,但置信度只有2.5个标准偏差(按国际惯例,置信度在3个标准差以下的测量结果叫迹象,处于3—5个标准差之间的结果叫证据,超过5个标准差的实验结果才叫发现)。尽管T2K的这个结果最多只能被称作“迹象”,但这一研究仍被欧洲的《物理世界》列为当年十大物理突破的第7位。随后美国和法国的实验也相继宣布发现了1.7个标准偏差的迹象。韩国的实验也在2011年8月开始运行。
但55天之后,王贻芳却领先一步。2012年3月8日,大亚湾国际实验测得新的中微子振荡模式,即θ13,其数值为8.8度,置信度有5.2个标准差,也就是可以被明确称作“发现”。
“这是中国本土迄今为止最重要的物理学成果”,大亚湾中微子实验国际合作组成员、美国杰佛逊国家实验室副主任罗伯特·麦克欧文这样评价。
开始新征程
中微子的项目成果发布后,不少媒体直接将其同诺贝尔奖联系在一起,理由是此前发现大气中微子振荡、太阳中微子振荡的美国和日本科学家都获得了这一殊荣。
2012年年末,美国《科学》评选的2012年十大科学进展准时出炉。大亚湾中微子实验成功入选。
面对赞扬,王贻芳很平静:“过誉了。2002年中微子振荡获奖,是原创性的,证实了中微子振荡的存在,我们只是在继续推进而已。”
2013年,大亚湾中微子实验二期项目即将启动,王贻芳开始了新征程,继续研究中微子,这种生活方式,一成不变。
——科研·人生——
把方案让给美国,这种事情绝不能做
2005年,大亚湾中微子实验项目组成立。中国(包括香港和台湾地区)、美国、俄罗斯、捷克等6个国家和地区的30多个研究单位的190多位研究人员组成了一个庞大的团队。以王贻芳为代表的中方紧紧把握了实验的主导权。
这种主导权来之不易。最初的博弈主要来自美国。谈判的时候,王贻芳“单刀赴会”,和十余位具有国际影响力的美国高能物理学家开始了主导权之争。
双方争论的焦点是大亚湾实验采用谁的方案。按照美国的方案走,可以争取到国际合作,但中方的贡献和地位就有限;反之,可能就没有国际合作,项目可能根本无法在国内立项。
王贻芳说:“我坚信我的方案最正确。而且国家要花这么多钱,如果把方案让给美国,让他们得到成果,这种事情绝对不能做!”
在谈判桌外,王贻芳也聚拢了一批国内和美国华裔科学家,其中包括从美国归来的项目副经理曹俊、项目电子学负责人李小男等优秀科学家。
最终,不愿缺席这一将对高能物理学界具有里程碑意义的大型实验的美国,同意了王贻芳的方案。
要学会从分歧中归纳总结
能管理好庞大的大亚湾中微子实验项目组,王贻芳将其归功于在L3和斯坦福的实验经历。
在斯坦福研究中微子时,项目小,只有十几个人。王贻芳很多都要自己亲自动手,每次做实验都需要考虑方方面面,特别是实验细节。
“这段经历让我了解了高能物理的各个方面,让我在大亚湾中微子实验中少走了很多弯路。”王贻芳说。
而在L3实验,汇聚了14国、30多所科研机构的400多名科学家。王贻芳从丁肇中老师身上学到的重要一条就是:如何组织和协调大型科学实验。
“他总是能在听取众多分歧之后,找到一条大家都能接受的道路。这一点值得我学习。”王贻芳说。
在大亚湾中微子实验项目组,出现不同意见是家常便饭,每每这个时候,王贻芳总是能迅速归纳总结,找到最合适的方法解决分歧。
希望学生对我说不
归国十几年来,王贻芳带过不少学生,不少都已经成为行业骨干。
谈起这些学生,王贻芳说:“每次给他们定任务、定课题、定研究方向的时候,我总希望他们对我说‘不行’。”
在王贻芳的心里,他希望把自己的学生培养成科学家,而不是一个高级工人。
王贻芳告诉记者,也许学生想的不一定正确、寻找的研究方向或是歧路、考虑的或不够全面,但敢于对权威说“不”、独立思考,这是一种优秀的科学品质。“做一个优秀的科学家需要这种品质。”
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