北京正负电子对撞机（BEPC）是新中国成立之后的第一个大科学工程，从最初的提出到最后的建成运行，倾注了几代领导人和几代科学家的心血。到现在，BEPC已经历整整20年，它对中国高能物理的发展，乃至对中国的高科技和整个社会经济到底产生了哪些深远影响？我们又能从BEPC的发展中得到哪些启发？

 

带着这些问题，《科学时报》记者专访了中国科学院高能物理研究所所长、中国科学院院士陈和生。陈和生不仅是我国著名的粒子物理学家，而且还从2001年起担任北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII）指挥部经理。

 

 

陈和生：我们党和国家的几代领导人对粒子物理和物理的研究都非常重视，中科院成立的第一批研究所就包含近代物理研究所，这个所正是以核物理和粒子物理研究为主的研究所。我们有很多杰出的科学家，如王淦昌、赵忠尧等，都对世界粒子物理发展作出过重要贡献。

 

粒子物理研究是一个投入比较高的大科学，它属于基础科学最前沿，并广泛使用战略高技术，东西方的竞争一直很激烈。20世纪50年代，欧洲在日内瓦建立了核子物理研究中心。为了与之竞争，前苏联和一些社会主义国家在莫斯科附近的杜布纳（Dubna）成立了杜布纳联合核子研究所。

 

中国于20世纪50年代中期参加了杜布纳联合核子研究所，当时王淦昌率领了一个国际科学家小组发现了一种新的粒子——反西格马负超子，得到了很高的评价。

 

20世纪60年代，中国从杜布纳退了出来。周恩来总理说，要把每年交给杜布纳的经费攒起来，建立中国自己的高能物理研究基地。在这个背景下，中国高能物理学家一直在考虑如何建立中国的高能物理研究基地，即便在“文化大革命”时期也在探讨这个问题。

 

1972年，张文裕等18位科学家写信给周恩来总理，建议中国建造一台高能加速器，开展高能物理实验研究，得到周总理的批准。至此，高能加速器建设正式启动。1973年，高能物理研究所从原子能所独立了出来，正式成立了中国科学院高能物理研究所。

 

经过“七下八上”，各种方案的变换以及国家经济形势的变换，中央于1982年最终决定建造北京正负电子对撞机。

 

 

陈和生：1977年，时任欧洲核子研究中心总主任的阿达姆斯来访时，就向邓小平同志提出了一个问题：“你们目前经济并不发达，为什么要开展高能物理研究，搞高能加速器？”邓小平回答说：这是从长远发展的利益着眼，既然要搞四个现代化，就得看高一点、看远一点，不能只看到眼前。

 

应该说，小平同志对对撞机的建设高瞻远瞩，他看到的不仅仅是一个物理学的研究和发展，而是看到了对撞机是一个国家综合实力的象征，它会促进国家高技术的发展。经过20年，我们回过头来看，小平同志的战略思想是非常英明的。

 

第一，我们的高能物理研究得到了很好的发展，在世界高能物理领域“占有一席之地”的目标已经实现，取得了大批国际一流的高能物理研究成果，我们的研究水平和国际地位都越来越高。

 

第二，它促进了大批高技术的发展。如微波技术，在对撞机建造之前，电视发射台的速调管依赖进口，而这种速调管和对撞机上使用的非常相近。在建造对撞机过程中引进了速调管的技术，实现了速调管国产化。

 

还有一个更典型的例子是我国因特网的发展。1986年，高能所通过高能物理的国际合作，建立了从北京到欧洲核子物理研究中心的网络连接，这是一个稳定可靠的网络连接，可以远程登录因特网。1988年，高能所的计算机节点进入了世界的因特网，有了自己的节点名称。后来在基金委支持下，我们为国内的院士和科学家提供网络服务。那时的不少外国使馆和大公司也是通过电话拨号到高能所才能使用电子邮件。此外，www网页技术，也是欧洲核子物理研究中心为高能物理的研究而发明的。20世纪90年代初，www网页刚出来时，我们就将其引进到高能所，向全国推广，产生巨大的影响。

 

第三，依托大科学装置，如同步辐射装置、散裂中子源，都是在BEPC建设之后发展起来的，BEPC成为多学科交叉的研究前沿基地，在发达国家，这类装置都成为国家创新体系中关键的元素。

 

BEPC应该说是我国第一个大科学装置，国家给了很大的支持，当时给予了很高的评价。1988年10月24日，举行对撞机落成典礼，小平同志再次来到高能所，所有的政治局常委和在京的政治局委员都出席了。

 

 

陈和生：1977年刚刚复出不久的邓小平同志接见了丁肇中先生，他们谈到了发展中国的高能物理问题。但因为当时国内没有自己的实验基地，所以小平同志就向丁肇中建议，派中国的物理学家和学生去他的研究组工作。“文革”后期，我国开始与西方开展科技交流，都限于代表团访问，没有人长期去国外的实验室工作一年两年的。而中国大量地派访问学者和研究生去国外实验室，就是从小平同志的这个部署开始的。

 

我是第二批参加丁肇中领导的MARK-J实验的。1978年国家刚开始招收研究生，我就是那年考入高能所的。1978年9月，科学院从报名的研究生中挑了一批人去丁肇中的实验室做访问学者，我是其中之一。丁肇中派人来给我们培训了一段时间，1979年的4月，我们前往了丁肇中的实验室，最后丁肇中从15个学生中选了两名去麻省理工学院攻读博士学位，我也是其中之一。1984年我拿到博士学位后回国，当时BEPC刚开始建造。

 

丁肇中的实验室其实为中国培养了一大批BEPC和高能物理的储备人才。高能所最近几年来的领导中，有相当多的人都是在丁肇中那里学习和工作过的。像我所的前任所长郑志鹏、唐孝威院士，很多研究室的主任，以及现在建造北京谱仪的很多人，都是那时去丁肇中实验室做访问学者的人。前后可能有四五十人。为了建造BEPC，李政道先生也安排了另一部分同志去美国工作和学习，并组织了中美联合招考物理研究生项目（CUSPEA），推荐中国学生去美国学习。

 

BEPC的建设是我国高能物理发展的里程碑。BEPC建成之后，成为世界的八大高能物理研究中心之一，我们在高能物理领域有了一席之地。现在我们跟国外的合作，不再只是去人家那里学习了，而是有我们的特长、有我们的贡献，可以在平等的情况下，开展“以我为主”的重大国际合作。这一点在我国的基础研究中是为数不多的。

 

此外，由于BEPC一系列的重大发现，使粲物理的能量区域这一本来比较沉寂的研究领域变成了国际热点。而这一点在我国的基础研究领域也不多见。

 

在人才培养方面，因为有了实验基地，我们的人才培养水平也大大提高，尤其是实验人才。实验人才要通过实验工作来培养。目前，我们能造出世界上先进的对撞机和先进的探测器，许多人才都能达到国际水平。

 

高能物理的理论研究也有很大的提高。由于以前没有实验基地，以前我们的理论研究和实验的结合是很松散的。有了BEPC之后，与之有关的理论研究现在在国内已经形成一个特点，如轻强子谱，这在国际上处于领先地位。

 

 

陈和生：可以说，20世纪是物理学的世纪，20世纪的物理学研究从原子到原子核，到质子、中子，到现在的基本粒子，实现了很多次的跨越，而且转变为巨大的生产力。现在的半导体、集成电路、计算机、GPS、激光、原子能等等，都是从20世纪物理学的成果发展出来的技术。

 

然而，20世纪的物理学成果仍只能解释宇宙的4%，还不到1/20，其余96%的暗物质和暗能量现在并不知道。这就给高能物理、天体物理的研究提出了一个严峻的挑战——就是要去解释其余的96%是什么。这本身就说明粒子物理面临严峻的挑战和重大的历史发展机遇。21世纪对高能物理来说，正处在一个重大发现的前夜。

 

高能物理研究涉及两个方面的内容，一个是对物质结构规律的认识，它会带来强大的生产力，就像我们过去在原子核的结构研究中所带来的半导体、激光、原子弹、原子能发电等。对暗物质、暗能量的研究同样也可能对社会产生重大影响，但具体是什么影响，我们现在还完全不知道，但必须去研究，不研究就不能抓住发展机遇。

 

另一个，粒子物理的研究需要依靠大科学装置。大科学装置往往需要采用大量的先进技术，它能带来大量的高技术，如超导、精密机械、自动控制、计算机等的快速发展，这些技术往往会在较短时间内就对整个社会的高技术发展起到很大的推动作用。

 

因此，无论是从科学的动力，还是从高技术发展的动力来说，我们都应积极地推动高能物理研究的发展。一方面我们要积极发展国内的研究基地，发展“以我为主”的国际合作；一方面，也应积极参与国际上的重大合作。

 

我们不可能建造所有的研究基地，像BEPC这样能量不是最高、规模较小，但是属于国际精确测量前沿、而且是能够以我国为主建设的，我们就应当积极发展。能量最高的大型加速器则超出了任何一国的能力，需要大型国际合作。10月21日，我在欧洲参加了大型强子对撞机的落成典礼，这个对撞机是目前国际上能量最高的对撞机，需要投资几十亿美元。而这只能通过国际合作。通过国际合作，我们可以参与前沿的研究，也能掌握一部分先进技术。

 

《科学时报》 (2008-11-5 A1 要闻)