你知道北京正負電子對撞機嗎？中國粲物理領域因它「撞」出30年領先

東方網記者傅文婧11月24日報導：今天是諾貝爾物理學獎得主、北京正負電子對撞機創建者之一—李政道先生的94歲生日。作為中國最為著名的對撞實驗裝置，北京正負電子對撞機曾被國際科學界稱為「中國繼原子彈、氫彈、飛彈、人造衛星之後，所取得的又一偉大成果」。它撞出了粒子的奇妙世界，撞出了粲物理領域三十年領先，撞出了中國高能物理走上世界舞臺。

北京正負電子對撞機工程資料圖（李政道圖書館館藏）

11月24日下午，在上海交通大學李政道圖書館舉行了一堂特殊的講座。主講人是著名作家葉梅女士，她於2020年6月發表了全景式展示北京正負電子對撞機建造始末的長篇報告文學作品《粲然》。活動中，葉梅帶領交大師生透過文字感受祖國大型科技裝置建造背後的歷史故事，領悟一代代科學家們熱血奉獻的情懷和追尋真理的精神。

葉梅女士發言

《詩經》美文暗合科研成果

作為反映北京正負電子對撞機誕生歷史的紀實性文學作品，書名中的「粲」與大科技裝置正負電子對撞機之間存在何種隱性的關聯呢？早在20世紀60年代，世界上第一臺正負電子對撞機在羅馬小鎮FRASCATI建成並投入運行，隨即美國史丹福大學建成質心系能量為3.1GeV的正負電子對撞機（Stanford Positron Electron Accelerating Ring，簡稱「SPEAR」），該設備促成高能物理領域研究的豐碩成果，如發現了ψ粒子，與後來丁肇中先生發現的J粒子並稱為J/ψ粒子，由此人們認識到世界上除了已知的三種夸克外還存在第四種夸克—粲夸克（charm quark，有時用c表示），該粒子的發現對建立粒子物理標準模型起到重要作用，以其為代表的研究工作奠定了高能物理新的研究方向：粲物理。我國在北京正負電子對撞機及其二期改造項目上主要進行了2-5GeV能區的正負電子對撞物理研究，重點是τ-粲能區的物理，自從上世紀90年代以來，已經取得了一批在國際高能物理界有重大影響的研究成果。

對撞機正負電子輸運線分叉處（圖源中科院官網）

「今夕何夕？見此粲者」，《詩經》中描繪的是何等美妙的意境。「粲然」的名稱既暗合了中華民族偉大先輩在《詩經》中描繪的美好景象，也一語見地地指明北京正負電子對撞機的科學成果。更重要的是，在北京正負電子對撞機的建造過程中，一代代科學家攜手共進、前赴後繼、勇於奉獻，他們的精神匯就了歷史長河的璀璨星空。

李政道先生（李政道圖書館館藏）

「物之道：道生物，物生道，道為物之行，物為道之成，天地之藝物之道。」這是李政道先生在2001年闡釋正負電子對撞過程的藝術性語言。葉梅女士表示，北京正負電子對撞機的成功建造是世界加速器建造史上的奇蹟，為人類奉上了揭開物質微觀世界之謎的鑰匙，令中國人自豪，讓世界對中國矚目。那些為之奮鬥的科學家更如明亮閃爍的群星，他們照亮了科技的前進之路，照亮了中國和世界。

李政道圖書館副館長郭晶表示，《粲然》一書的魅力不僅在於文字的清麗可讀、人物的可親可敬，更在於所傳遞的精神力量。一代代科學家用實際行動證明了科技必須自強，我們不僅可以建立正負電子對撞機這樣的大科學裝置，還可以從無到有創造更多奇蹟。對歷史的最好紀念是創造新的歷史，這是青年學子與科技工作者的使命，也應是每位交大人的追求。

大國利劍背後的追夢人

早在1956年代，中國科學家們開始建議建造一臺高能加速器，但幾經周折，經歷了「七下八上」的長期準備，北京正負電子對撞機（BEPC）才得到正式批准。1972年8月18日，中國科學院原子能研究所原副所長張文裕等18位同志（後人稱為「高能十八棵青松」）致信周恩來總理，提出發展高能物理必須建造高能加速器，建議建立我國自己的粒子物理實驗基地。1972年9月11日，周恩來總理覆信張文裕、朱光亞，對高能物理研究和高能加速器的預製研究作出指示：「這件事不能再延遲了。科學院必須把基礎科學和理論研究抓起來，同時又要把理論研究與科學實驗結合起來。高能物理研究和高能加速器的預製研究，應該成為科學院要抓的主要項目之一。」這封信對於建成正負電子對撞機來說起到歷史性的決定作用。

北京正負電子對撞機國家實驗室奠基儀式（李政道圖書館館藏）

當年參與電子對撞機建設以及二期改造的親歷者和熱忱參與的中外科學家們，懷抱一腔熱血，以無畏的奉獻精神，鋪就了我國獨立研發大科技裝置的強國道路，對撞機的成功應用極大振奮了民族精神，使「愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人」的科學家精神熠熠生輝。

2004年，方守賢院士在對撞機前

上海交通大學物理系著名校友、中國科學院院士、中國科學院高能物理研究所原所長方守賢曾說：「BEPC正式建成，從此，我國有了第一臺大科學裝置」。時至今日，中國已在世界高能物理領域佔有一席之地，不僅在對撞機上取得世界一流成果，還在中微子、天體物理等方面取得重大突破，這都是幾代物理學家薪火相傳的結果。

心繫祖國的海外華人科學家們突破重圍，積極參與正負電子對撞機的建造，他們通過反覆調研論證適合中國高能物理研究起步的加速器類型，並想方設法搜集關於正負電子對撞機和同步輻射的資料。張文裕、方守賢等國內科學家密切關注加速器的研究前沿，積極討論建造加速器的方法、前往美國實驗室學習經驗；在「八七工程」出臺時，眾多科學家認為方案中的質子加速器不符合中國物理研究與經濟能力的現狀，遂不遺餘力地向領導人解釋正負電子對撞機的優點、可開展研究的領域以及同步輻射等應用研究。