《荆州骄傲》之日月星辉：陈和生 纳宇宙于粒子

 

视频：《荆州骄傲》第四季 陈和生：让宇宙粒子释放“中国能量”

 

　　荆州新闻网消息：收藏一座城市的荣耀，诉说荆州儿女的骄傲。回首人类社会的发展史，无不显示着人类拓展自己空间、时间的无限憧憬和不竭动力。面对茫茫宇宙，空间在宇宙的背景下成为一个瑰丽而隽永的概念。满天星斗离我们是如此遥远，而人类现有的物理学理论所能认知的物质只占宇宙构成的4%，剩余96%则是暗物质和反物质。2011年，人类第一次在外层空间开展粒子物理实验，去寻找暗物质和反物质。这其间，有一位主要成员就是我们中国的科学家，荆州走出去的中国科学院院士，著名粒子物理学家陈和生。

　　2011年5月16日，美国“奋进号”航天飞机搭载高精度粒子探测器——“阿尔法磁谱仪2”在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心驶入国际空间站，此刻的“阿尔法磁谱仪2”体内有一颗强大的“中国心”——一块中国制造、内径约1.2米、重约2.6吨、中心磁场强度达1370高斯的环形巨大永磁体。未来十年以至更长时间，“阿尔法磁谱仪2”将在国际空间站运行，寻找反物质和暗物质，探究宇宙最深处的奥秘。

AMS第一次升空期间在约翰逊航天中心值班

　　这一项目被视为继人类基因组计划、国际空间站计划和强子对撞机计划之后的又一个大型国际科技合作项目。而此前的1998年,由陈和生主持研制的大型永磁体项目，就解决了几十年来不能将大型磁体送入外层空间运行的世界技术难题，为永磁体进入空间站打下了坚实的基础。当年6月，“阿尔法磁谱仪1”搭载美国“发现号”航天飞机首次进入太空,成为人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。当时,陈和生也亲历了那次为期10天的实验。

　　成功并非一蹴而就，得到美国同行认可的背后是谁也数不清的上万次、上百万次的实验。全球的物理学家们很早就希望把磁谱仪放到太空去，希望通过这个磁谱仪的强磁场使带电粒子发生偏转，从而了解粒子是带正电还是带负电以及它的动量是多少。但是，在上世纪90年中期以前，物理学家一直没能把大型的磁体送到太空，原因是常见的磁体会漏磁。

 1984年5月在MIT通过博士论文答辩，陈和生与导师丁肇中先生

　　陈和生院士的导师是诺贝尔物理学奖得主、杰出的美籍华裔实验物理学家丁肇中教授。1994年至1995年期间，丁肇中教授也多次与陈和生讨论，希望能够造一个磁谱仪送到宇宙空间里去，寻找有没有反物质的存在。当时，陈和生所在科学院电工所的专家们正在研制核磁共振的永磁体，这中间有一个非常好的设计，叫做“魔环”，独具慧眼的陈和生打算用这个“魔环”打破全球永磁体研制的瓶颈。

　　确定了研究方向，接下来的就是无数次试验、论证，再试验、再论证。常人看来枯燥乏味的工作，陈和生和同事们干得有滋有味。此后的三年多时间，他们不仅研制出了世界领先水平的大型永磁体，还解决了同行们没能攻克的载荷问题。

　　从1964年考入北京大学物理系算起，陈和生院士投身物理学研究已经有49年时间。其间，他有很多重要科研成果，取得过很多足以令同行们嫉妒的荣誉。就在“阿尔法磁谱仪2”进入空间站的第二年，2012年7月4日，欧洲核子研究中心发现疑似“上帝粒子”的新闻，震动了世界科学界，因为这有可能意味着“人类对宇宙的理解将要改变”。在这项重大发现的背后，也有着陈和生院士多年的坚持和付出。

　　20世纪，人类在物理学方面有三次跨越，科学家们先后发现原子由原子核和电子构成；原子核由质子和中子构成；质子、中子由更小、更基本的“粒子”构成。由于它极其重要而又难以寻觅，所以获得了“上帝粒子”的别称，为了寻找它，全世界的物理学家们已经努力了近半个世纪。我国早已在上世纪八十年代就开始了此项研究的设备投入。

　　经过不断的调试，1988年，陈和生和同事们一起欢庆北京正负电子对撞机对撞成功，见证中国终于有了最先进的研究物质微观世界的“武器”，成为世界八大加速器中心之一，这也被视为中国科技发展史上的重要里程碑。邓小平在参观BEPC时说：“中国必须在世界高科技领域占有一席之地。”这句话被镌刻在了高能所主楼大堂另一侧的墙面上。

　　在学术研究上，陈和生院士是永远不知道满足的，2004年至2008年，他又带领团队实现了北京正负对撞机的大规模改造，改造后的高能加速器性能比从前提高了近百倍，成为国际上最先进的双环对撞机之一。

　　与陈院士聊天，你会发现他就是很多人印象中特别典型的科学家形象。面对摄像机镜头时，他会有一些拘谨，不知道怎么摆一个合适的姿势，但当谈论起粒子物理与宇宙的奥秘，他立刻放松下来，谈笑风生。他是个从小努力学习，长大刻苦钻研，甚至没有时间培养业余爱好的科技工作者。即使是讲述亲身经历，他也往往使用抽象的总结，而不是描述具体的画面。但一谈到他的研究领域，就滔滔不绝如数家珍。在陈院士工作近二十年的高能物理所，他给我们好好当了一次向导。

　　在高能所主楼大堂一侧的墙面上，镌刻着1972年9月11日周恩来总理的批文“这件事不能再延迟了”。“这件事”指的就是建立中国的高能物理研究机构。1973年，中科院高能物理研究所正式成立，而真正蜚声国际，成为世界排名前五的粒子物理研究机构，是在1998年至2011年期间，这也是陈和生院士担任高能所所长的13年。这13年，陈院长不仅做了很多高端的研究，也通过高能物理的发展促进了中国科学技术发展，实实在在服务了国人的生活。

　　陈院士的科研成果还有很多很多，可每每谈及这些，他却十分谦虚。谈及当初“放弃美国优越条件，毅然回国”这一决定时，陈和生院士总会自豪地肯定当年的抉择。

　　回想1978年，陈和生被选派前往华裔诺贝尔奖得主丁肇中教授在德国汉堡主持的实验室作访问学者。第二年，丁肇中教授从15个学生中仅仅选出2名到美国麻省理工学院跟他攻读博士学位，陈和生就是其中之一。1984年，陈和生顺利获得麻省理工学院博士学位。这其间，丁肇中教授对陈和生十分器重。

　　正当陈和生在美国干得有声有色的时候，1984年9月，邓小平会见丁肇中，讨论培养中国自己的博士后。此后，在祖国的一声召唤下，当时已经在麻省理工学院做了半年博士后研究的陈和生回到祖国，成为中国的第一位博士后。那时，依依不舍的丁肇中教授送给陈和生一份礼物。

2009年7月 BEPCII验收会

　　陈和生院士总是把深沉的情感埋在心底，不轻易表达，但他一颗炙热的心从不曾改变。在他的心目中，第二故乡沙市是他梦开始的地方。陈和生院士1946年出生在湖北武汉，1964年他以高考湖北省物理单科第一名的成绩考入北京大学技术物理系，学制六年。毕业两年后，他被分配到沙市三中教书，在这里，他十分享受浓郁的学习氛围。

　　2000年的时候，陈和生院士回过沙市一趟，直到现在，他都十分关注第二故乡。

　　现在，67岁的陈和生院士还奋战在科研的第一线，在他眼里，物理学是一门探索自然界奥秘的，兴味无穷的基础学科。他说：“基础学科看似离人们的生活比较远，但20世纪的许多新技术都由物理学转化而来，例如原子能、半导体、电视、计算机、激光、手机等等，它们都对人类产生了深远的影响。最早的互联网，也是粒子物理学家们出于数据共享的需要而被发明出来。”他对中国的粒子物理学前景充满信心，他认为“物理学正处于重大发现的前夜”，并深信物理学能将人类对宇宙的认识带入一个全新的时期。”我们期待这一天的到来，期待陈院士更多重大的科研成果。

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