伟大的渺小：中微子和它的朋友们——记未来科学大奖“物质科学奖”获奖者王贻芳、陆锦标

□ 郑莉颖

获奖人王贻芳、陆锦标与颁奖嘉宾合影

11月17日，2019年未来科学大奖颁奖典礼在中国大饭店举行。中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳与美国加州大学伯克利分校教授陆锦标，因在大亚湾实验中发现第三种中微子振荡模式，共享“物质科学奖”荣誉。

颁奖环节，一贯“严肃脸”的王贻芳接过奖杯时，难得地笑了几次。虽然转瞬即逝，但恰好被镜头捕捉到。后来的发言，他按要求准备了致辞稿，和不苟言笑的性格一样，讲话规规矩矩，洋洋洒洒的感谢占了大半篇幅。不想最后顺便捐了奖金，幽默地拉起赞助。“我和家人决定，捐出此次未来科学大奖的全部奖金，建立‘环形正负电子对撞机（CEPC）促进基金’。这个基金将由‘中国科学院大学教育基金会’管理。欢迎支持CEPC的各位踊跃捐款，特别欢迎大奖的捐赠人能‘好事做到底’，为CEPC添砖加瓦。”现场严肃的气氛瞬间被掌声和会意的笑声代替。

为表示尊重，陆锦标的获奖感言选择了不太熟练的中文。浓重的粤式普通话，多多少少带些喜感。左右踱步的小动作，也显露了他的紧张。他回忆说，奖项公布的时候，正好是自己最忙的一天，凌晨1点才得知有紧急留言。“王贻芳院士让我收到后即刻回电话，我还在想发生了什么事情。就在这种担心的情况下，知道了组委会在找我，所以这个奖真的带给我很大的惊喜!”

“羞涩”的粒子

随着奖项的颁布、获奖人走到台前，中微子，这个戴着神秘面纱的微小粒子，也再一次走进大众视线，成为被解读的对象。

中微子是构成物质世界的最基本单元之一，主要来自太阳、地球表面的大气层或核反应堆。它个头小，不带电，且几乎不与任何物质发生“交流”，但却无处不在。据科学家估算，每一秒钟都有成千上万亿个中微子穿越我们的身体。其一旦消失，太阳将停止散发光和热。

当前，中微子虽然被证明对宇宙起源及其演化有着重要作用，但因为特殊的物理性质，捕捉起来十分不易。这也导致在梳理其研究历史后，很容易关注到中微子的新发现大多伴随着科学界的狂欢，尤其是与多届诺贝尔物理学奖得主有不解之缘。

细细品读中微子的研究，60多年的实验历史，让它有了逐渐完整的轮廓。宇宙中一共有3类中微子，分别是电子中微子、μ（缪）中微子、τ（陶）中微子。一直以来，因为科学家们用粒子物理理论体系——“标准模型”，一次次成功预测并验证了粒子物理学现象，所以，中微子因在模型中的特殊表现，被打上了“没有质量”的标签。

但是，总有少数人会挑战经典。早在中微子被探测到的第二年即1957年，庞蒂科夫就提出，假如中微子有微小的质量，且存在不同种类，便可能会出现中微子振荡现象，即一种中微子在飞行中变成另外一种中微子。之后，这个概念不断革新、完善，在前赴后继的实验中发展至今。从1968年到2006年，日本、美国、加拿大陆续有研究实验发现一个奇怪的现象：太阳中微子和大气中微子皆存在“自发消失”情况。“它们为什么会不见？极有可能是中微子振荡。”

1998年，日本超级神冈实验以确凿的证据发现大气中微子存在振荡现象；2001年，加拿大SNO实验同时探测太阳中微子在探测器内发生的3种过程，发现电子中微子丢失，但中微子总数不变；2002年，日本KamLAND实验证实太阳中微子振荡模式……中微子振荡模式被越来越多的实验所证明，也间接说明了其存在质量的事实。

这，成为目前唯一超出粒子物理“标准模型”的实验现象。至此，中微子振荡模式的研究大门也被全面拉开。

大亚湾的逐光时刻

世界各国的科研者为中微子之谜前赴后继，我国乘着经济复苏、科学的春天的快班车，迎头直追。在这场追逐战中，王贻芳的名字不能被抹灭。

1963年出生的他，赶上了中国核物理研究的高光时刻。他顺理成章地考取了南京大学物理系原子核物理专业，后又得丁肇中先生青睐，赴欧洲核子中心的L3实验深造，结缘高能粒子。

20世纪90年代，当王贻芳正辗转意大利国家核物理研究所、美国麻省理工学院核物理实验室等地汲取知识的时候，在中国深圳，一座大型商用核电站——大亚湾核电站崛地而起。王贻芳当时不会想到，在那里，他将领导并见证粒子物理科学界的又一场狂欢。

2003年，王贻芳已回国任职，并且干了一件轰轰烈烈的大事。那时候，大气中微子振荡值θ23、太阳中微子振荡值θ12都已被测出来，人们自然将目光转向第三种中微子振荡θ13。它是否存在？数值是多少？“这个参数可以检验粒子物理学的模型和各种各样超越标准模型的新理论。换句话说，知道θ13后，我们就知道下一步该如何走。”王贻芳说。

7个国家参与、8项可能的实验方案被提出，θ13的求索一开场就进入白热化。而且，从熟练程度来讲，王贻芳等提出的大亚湾反应堆中微子实验并不占优势，相对于日本以及欧美的一些国家，中国甚至还没有建设中微子探测器的经验。“一方面，我们尽量争取人才到我国来，另一方面我们的方案一直没有停止往前走。到了2006年，我们的经费刚好有了着落，科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、广东省、深圳市以及中国广核集团共同出资，保证了项目的及时立项。同时，我们与国际方面的合作也有了眉目。”

2006年是极为关键的一年。8个方案择其三，大亚湾实验成为粒子物理世界的一个新成员。高兴的同时，携手而来的还有紧迫感。方案落地的那一刻，大亚湾的中微子实验，其实相比于韩国的RENO和法国的Double Chooz实验，是起步最晚的。但在这场关于求索θ13的角逐中，无所谓先来后到，速度和成功是外界评判它们的唯二标准。

集众智的大科学

2007年10月，大亚湾中微子实验破土动工；2011年11月，大亚湾中微子实验正式取数；2012年，第三种中微子振荡模式在大亚湾被发现，这一成果入选美国《科学》杂志当年的全球十大科学突破，并在之后荣获2016年度国家自然科学奖一等奖。

成果载誉而来，做出成果的人也不例外。2015年11月9日，2016年科学突破奖揭晓，王贻芳、陆锦标及大亚湾中微子实验团队实至名归。这也是中国科学家和以中国科学家为主的实验团队首次获得该奖项。

回顾大亚湾蜕变的点滴，“抢”是一个居功至伟的词汇。

抢时间，王贻芳说，从探测器取数到发表文章，他们团队只用了不到3个月。抢人才，陆锦标和王贻芳向欧美发去了一封又一封邀请函，“他们中有些已经决定加入法国的Double Chooz实验。好消息是，我说服了美国劳伦斯伯克利国家实验室的副主任，最大的惊喜来自美国能源部高能物理办公室副主任罗宾·斯塔文。我当时不确定他会不会同意，结果他非常支持，转过身来说‘嗨！锦标，你能在会议结束后陪我去一趟那个核电站吗？’”回忆起来，陆锦标的笑声中还留着当年的欣喜。

陆锦标很爱笑。在颁奖现场，他努力地组织中文，笑着回答青少年的提问，自嘲普通话的不标准。笑容是礼貌，也是这位66岁的粒子物理学家对生活的态度。

陆锦标生在香港，依靠助学金、学贷和兼职读完本科后，又靠着资助赴美深造。他自2000年前后酝酿高能物理实验项目，得知深圳大亚湾有座核电站，大费周章地搭上线，并促使大中华地区和美国的华人科学家达成合作意向。

他成为中国大亚湾反应堆中微子实验美方发言人，说服同事们加入大亚湾实验。“当时圈内都持怀疑态度，没人看好大亚湾能赢。而且中美两边的做法，总归有些不太一样，一开始我们不可避免地吵了很多架。不过结果，合作进行得很顺利，我们后来者居上。”第三种中微子振荡模式的发现，为超出标准模型的新物理研究，特别是解释宇宙中物质与反物质不对称性提供了可能。

在获奖人致辞环节，王贻芳和陆锦标都不约而同地提到“感谢团队”。王贻芳说：“要感谢我的同事们，没有他们的奉献和专业水平的工作，大亚湾实验是不可能成功的。”陆锦标也表示：“大亚湾实验的成功不是一两个人可以做出来的，它是一队很能干的国际科技人员的努力，这个奖应该属于他们。”

在科学这片疆域中，独木难成林。尤其在基础科学这条很难被大众了解、认可的道路上，多的是默默耕耘的人，与中微子一样，他们也是宇宙中伟大的渺小。