小宇宙的探秘者

陈启文

一

那在银灰色的天空下呈现出的山峦如同太阳底下的静物，哪怕走得很近了也是一片宁静。这是位于东莞松山湖和大岭山之间一片荔枝林，这一带原本就是荔枝之乡，长出了岭南最鲜美的荔枝。老乡们说，这山上长出的荔枝就是杨贵妃最喜欢吃的，名叫贵妃笑。可老乡们做梦也没想到，这荔枝沟里竟然生长出了另一种事物。就在这漫山遍野的荔枝林里，深藏着一座人类探悉小宇宙奥秘的神秘利器——中国散裂中子源，这也是我国迄今为止单项投资规模最大的大科学装置。远远一看，在山岚云水间有一片蒙上了神秘面纱的领地，恍若卡夫卡笔下的城堡。若从空中鸟瞰，又像一个闪烁发光的天体。

当荔枝散发出成熟的气味，我抵达了这个此前可望而不可即的秘境，却被一道壁垒森严的大门堵在了大门口。这是中国散裂中子源的第一道门，在这道门的背后，还有一道道玄之又玄的众妙之门，那些尖端科技就隐藏于其间。其实，对于我这样一个科学的门外汉，哪怕深入其间，看了也是白看，但越是无知，越是对那未知的世界充满了好奇和探寻的渴望。

若要从第一视角解密这个大科学装置，第一人就是中国散裂中子源工程总指挥陈和生。

一个挺拔的身影正从那如时空隧道般的长廊里一步一步走过来，在幽深泛蓝的光芒下，感觉那是另一个宇宙的来客。如果不知道他的年岁，你还真看不出这是一个年过古稀的老人，他穿着一身藏青色的西装，配上洁白的衬衫和蓝白相间的领带，一个科学家那深邃、严谨而干练的职業感，令人油然而生敬仰。

若要揭开散裂中子源的秘密，还得从世界的本质说起。世界是物质的，物质是运动的，运动是有规律的，而一切物质都是由基本粒子构成的。当“人猿相揖别”，人类从原始洞穴一步一步走出，就开始探索天地万物的秘密。在近代科学诞生之前，大至天地，小至虫蚁，人类都只能凭肉眼进行观察和分辨。如果说古人还能仰望星空——大宇宙，而对于微观世界——小宇宙，人类则几乎处于失明状态。最本质的世界往往藏在世界最幽深的内部。历经数千年的上下探索，人类正在不断深入极广大和极幽微的时空。在对大宇宙的探索中，以南仁东为代表的中国科学家创造了迄今以来世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜——“中国天眼”，让人类的视野延伸到了此前从未抵达过的宇宙盲区。而对于微观世界，随着人类对物质的结构层次由浅入深的探悉，由分子而原子，而原子核，人类对基本粒子有了越来越深入的认知。

最早被人类认知的基本粒子就是原子。据科学家迄今以来探测的情况，每个原子由一个原子核和一个壳层电子组成。原子很小，其直径比一千万分之一毫米还要小，一根头发的直径相当于银原子的二十万倍。每个原子就像一个小宇宙，原子核位于原子的核心部分，在某种意义上说就是小宇宙的中心。原子核极小，其体积只占原子体积的几千亿分之一，如果将原子比作地球，那么原子核相当于一个棒球场大小，而核内的夸克及电子只相当于棒球大小，但每个原子百分之九十九的物质都集中在原子核上。原子核的密度极大，若将一立方米的体积装满原子核，其质量将达到一百万亿吨。原子核的能量也极大，当原子核发生裂变——原子核分裂为两个或更多的核，或聚变——轻原子核相遇时结合成为重核，这是典型的小宇宙爆发，将会释放出巨大的原子核能。

而今，人类已把基本粒子从原子、原子核、电子、质子和中子、夸克一直推至了比夸克还小的亚夸克。随着粒子的内部结构揭开了一层又有一层，恰似“庭院深深深几许，杨柳堆烟，帘幕无重数”。这也意味着，随着人类对微观世界的探索越来越深入，逐渐发现这个世界的最基本的物质越来越渺小，大宇宙大得没有边际，越来越趋向无穷大，小宇宙又小得难以想象，越来越趋向无穷小。而这么渺小的物体人类又怎么去探悉和发现呢？

三百多年前，西方科学家利用光学原理发明了光学显微镜，把人眼所不能观察到的物体放大千余倍，人类才第一次看到了肉眼无法直接观察到的细胞和细菌。这是人类观察微观世界迈出的一大步。但光学显微镜的分辨率还是十分有限，当科学进入电子时代，人类又发明了电子显微镜，这比光学显微镜的分辨率提高了一千倍，甚至可以将物体放大几十万倍，让人类可以看到比细胞、细菌更小的病毒，这是人类观察微观世界又迈出的一大步。然而，电子显微镜也难以观察到比病毒更小的基本粒子，若要对微观世界有更深入的探悉，这就是粒子物理学家的使命，他们就像小宇宙的侦探，最直接和有效的方法就是用“探针”去探测，这种“探针”就是能量极高的入射粒子。

越是最渺小、最基本的粒子，越是难以分割，若要把那神奇的“探针”探到基本粒子的内部，必须用高能量的大科学装置去打开它内部的极其渺小又极其牢固的微观结构，或撞击，或散射。自20世纪40年代以来，随着质子加速器、电子同步加速器、正负电子对撞机和散裂中子源等世界上各种大型高能加速器投入运行，高能物理或粒子物理逐渐从核物理中分化了出来，在这一领域的科学演变也形成了极大的反差，一方面是科学家发现的粒子越来越小，一方面是其依托的大科学装置越来越大，由此形成了一个小小的粒子承载起国之重器的奇特风景。北京正负电子对撞机（BEPCII）和中国散裂中子源（CSNS）就是在陈和生院士主持下打造出来的中国大科学装置的两个代表作，堪称是探悉微观世界的神秘探针或超级显微镜。

科学是一个不断递进的过程，而在必然中偶然才会迈出关键的一大步。人类在推动科学技术的进程中，每取得一次重大的科学突破，都会有一些代表人物发挥出关键性作用，而科学的命运往往又取决于人的命运。罗马不是一天建成的，那个最终主持建造罗马的科学家或设计师，也许要穷尽一生的心血并持之以恒，才能取得最终的成功。中国大科学装置堪称是高能物理领域的罗马城，而陈和生几乎就是为建造这一座又一座的罗马城而生。

1946年8月，陈和生出生于水深火热的江城武汉，当他还处于幼年记忆空白的三年里，第三次国内革命战争的烈火浓烟正席卷大江南北，而他儿时的第一个记忆，就是插在武汉城头的五星红旗，在招展的旗帜下，是烈火硝烟过后的断垣残壁和废墟。一个百废待兴的新中国在重建过程中急需的就是科学技术和人才。陈和生无缘赶上新中国的第一波建设高潮，却恰逢开国后的第一个流金岁月，“为中华之崛起而读书”，是周恩来少年时的座右铭，也是他担任共和国总理后对天下学子的殷殷勉励。陈和生天生就是个书虫，只要看见一本书就会深深地钻进去。他家原本是杏林世家，如果没有意外，他将顺理成章地继承父亲治病救人的衣钵，父亲也满心指望他能考取一所中医药大学。但他一生的命运却被另一本书改变了。那是上高一时，他读到了爱因斯坦和利·英费尔德合著的科普名著《物理学的进化》，多少年后，陈和生还记得这样一段话：“我们可以把实物看作是空间中场特别强的一些区域，……按照这种观点，抛掷出的一个石子就是变化着的场，在变化着的场中强度最大的场的态以石子的速度穿过空间。”

科学思维往往也充满了形象思维，爱因斯坦这个比喻一下把深奥而抽象的科学变得形象生动了，这让一个少年跃跃欲试，他不知向长江里抛掷出了多少个石子。而那位“百科全书式的全才”牛顿也曾充满诗意地描述真理的海洋：“我不知道后人怎样看我，但在我看来，我只是像一个在沙滩上玩耍的男孩，一会儿找到颗特别光滑的卵石，一会儿发现一只异常美丽的蚌壳，就这样使自己玩乐消遣。而与此同时，在我眼前的真理的汪洋大海，我尚未认识，尚未发现。”对于别的少年，那只是一种比赛抛石子或用石子在水中打水漂儿的游戏，而陈和生则是在进行一场“实物和场”的物理实验。多少年后，他的同学少年才发现，他是抛得最远的一个，他抛出的不是石子，而是在“实物和场”中嗖嗖穿行的一个个粒子。

1964年，十八岁的陈和生以湖北省高考物理状元的成绩考入北京大学原子核物理专业，这是当时最前沿最高端的专业之一，学制长达六年，但六年中有四年在动乱中度过，陈和生刚刚打下一点儿专业基础，天下就再也放不下一张平静的书桌。陈和生仿佛什么都放得下，就是放不下一本书。当课桌被砸翻，老师被揪走，陈和生只能躲进阴暗狭窄的楼梯间，借着一丝微光继续读他的专业书和一些被扫进了垃圾堆的外文版科学书刊。连那些被焚烧后尚未燃尽的书刊他也偷偷拾来了。我突然想，这是一个盗火者，在世界科学史中有无数的盗火者，他们像希腊神话里普罗米修斯一样，把火种从神那里偷到了人间。当他读得入了迷，那入定般的身体就像一个孤独的影子，而哪怕是影子也會被人钉上，一旦钉上就被人贴了大字报，直到如今还有老同学跟他开玩笑，称他是“‘文革中仍成天捧着书本不放的陈某某”。1970年，陈和生按期毕业，在正式分配之前先被下放到河南信阳一个农场劳动锻炼。白天，他在农场里垦荒、耕种、放牛、喂猪，夜里又支撑着腰酸背疼的身体伏在牛棚里的油灯下读书，那些书都是经过伪装的，外边包着另一张皮，而包在里边的则是他灵魂向往的疆域。这些书不只是让他学到了知识，更让他度过了那段痛苦而煎熬的非常岁月，在他的精神成长史上，这是最难忘或许也是最难得的一段岁月。

1978年中国恢复招考研究生，陈和生以优异的成绩考入中国科学院高能物理研究所，成为该所首批录取的研究生。追溯高能物理研究所的前身，最早是创建于1950年的近代物理研究所，由中国科学院副院长、中国近代物理学奠基人吴有训兼任所长，钱三强任副所长。后几经更名，先后改称物理研究所、原子能研究所。1972年8月，张文裕等十八位科学家联名致信周恩来总理，提出中国必须建造高能加速器和粒子物理实验基地。周恩来总理亲笔复信：“这件事不能再延迟了。科学院必须把基础科学和理论研究抓起来，同时又要把理论研究与科学实验结合起来。高能物理研究和高能加速器的预制研究，应该成为科学院要抓的主要项目之一。”1973年2月，中国科学院按照周总理的指示，在原子能研究所一部的基础上组建高能物理研究所（简称“中科院高能所”）。当陈和生背着行囊、风尘仆仆地迈入这科学的殿堂，他忽然感觉到什么，猛地站住了，又下意识地扶了扶被汗水浸湿的黑框眼镜，抬眼看见了在中科院高能所主楼大堂一侧的墙面上，高悬着周总理复信的手迹：“这件事不能再延迟了……”

多少年后，他还是戴着一副黑框眼镜，还记得那一瞬间的感觉，感觉一股电流直贯头顶，他被一种时不我待的紧迫感深深攫住了。

中国在高能物理学领域原本起步较晚，又加之经历了太多的折腾，无论在技术、设备和人才上都远远落后于西方发达国家。1979年1月，邓小平访美期间，签署了中美两国在高能物理领域的合作协议。而在中美高能物理领域的科技合作中，美籍华裔物理学家丁肇中是一个重要推手。1974年，他在美国布鲁克海文国家实验室的质子加速器中发现了一个质量约为质子质量三倍的长寿命中性粒子——J粒子。此前，科学家一直相信宇宙是由三种最基本粒子构成的，而J粒子的发现提出了第四种可能，这为人类开拓了宇宙未知的领域，并使基本粒子物理学迈进了一个新境界。丁肇中也是史上最年轻的诺贝尔奖得主之一，而自诺贝尔奖1901年问世以来，他是继李政道后又一个用中文发表演讲的。在人们频频举杯的祝贺声中，丁肇中谦逊地说：“J粒子也不过是真理大海海滩边一颗光滑的卵石罢了。”

就在丁肇中摘得诺奖的第二年，1977年8月，中国科学院高能物理研究所邀请他来华访问。在与中国科学家交流时，他深信像中国这样一个大国，在世界高能物理等高科技领域必将占有一席之地，也必须占有一席之地，第一就是要培养这一领域急需的高科技人才。他还真诚地表示：“我很乐意为中国的科学现代化贡献我的一份力量，我热切希望中国年轻一代能迅速成长，能出现一批真正的科学巨人。”

丁肇中的这一次访问交流促成了中美科学技术史上的第一次大规模合作，由中科院选派有培养前途的青年物理学家参加丁肇中领导的高能物理研究工作。1979年4月，还是在读研究生的陈和生就通过层层选拔被派往德国汉堡的德意志电子同步加速器中心，在丁肇中主持的Mark-J实验组工作。三十三岁的陈和生还是第一次走出国门，那时的西方世界在中国人眼里还是一个充满了神秘感的世界，而汉堡是德国著名的旅游城市和欧洲最富裕的城市之一，很多人远涉重洋抵达这里，首先就要去易北河畔浏览一下异国的风情，品尝品尝原汁原味的汉堡包，喝几杯散发着麦芽清香的汉堡原酿啤酒。但陈和生抵达汉堡后连时差也没有倒过来，就一头钻进了德意志电子同步加速器中心。这是20世纪60代德国建造第一个高能粒子物理加速器，里边就像一个深邃而复杂的迷宫，如同高能物理领域的圣地，吸引着全世界的科学家来这里朝觐。每年都有几百名科学家在这里参加国际合作，钻研从晶体到夸克的微观世界，通过这个加速器，可以探测到质子本身千分之一大小的粒子。

中国何时才能拥有这样的大科学装置啊？陈和生在大洋彼岸回望遥远的祖国，颇有望洋兴叹之感。

陈和生和来自中国的十五名青年访问学者大多是从低能物理转入高能物理的“新兵”，而陈和生算是较快进入角色的，他从原子核物理进入高能物理，本质上都是粒子物理，又加之他对着英文词典阅读了大量国外粒子物理学书刊，英语基础和技术功底比较扎实。但他和来自国内的其他访问学者一样，对于粒子物理必须掌握的计算机程序知之甚少。那年头，计算机在国内还是一个传说，最典型的一个事例，陈景润为证明哥德巴赫猜想全靠一支笔在稿纸上演算，那演算稿装起来有几麻袋。中国“两弹一星”的大数据，也是靠我们祖先在北宋时代发明的算盘一个一个打出来的。陈和生深知，人类正在加速迈进计算机时代，如此艰苦简陋的条件决不能成为中国科研的常态。为了尽快掌握计算机程序的设计方法，陈和生连赶路、吃饭时也在琢磨计算机程序。每天晚上，在紧张工作了一天后，陈和生还要在计算机上一遍遍地演算和练习。他用两三个月的时间就会操作每秒钟运转几百万次的大型计算机。

从来到汉堡的第一天到从这里离去的最后一天，陈和生几乎都是在实验室里度过的，每天从清晨工作到凌晨。他绝非一个工作狂，只要钻进工作室，整个世界仿佛都已不存在，而他已经进入了另一个更隐秘的世界，这是一般人进不去的，看不见的，但这微观世界一如浩瀚的宇宙一般，无数的粒子亦如星辰一样闪烁着神奇迷人的光芒。

1982年8月，当Mark-J实验组的工作告一段落，丁肇中从这一批中国访问学者中选出两名到美国麻省理工学院跟他攻读博士学位，陈和生是其中之一，他的勤奋和踏实是丁肇中先生挑选他到美国留学的重要原因。陈和生在麻省理工学院只花十三个月就完成了其他人通常要花两三年完成的课程和考试。1984年5月，陈和生获得了美国麻省理工学院博士学位，但他没有太多的欣慰。这年他已三十八岁了，而丁肇中在三十八岁时就已发现了J粒子。当有人问他对美国和麻省理工学院有什么印象，他只能老老实实地回答：“没注意，我的全部时间都用来学习了。”就在这年9月，邓小平在北戴河接见丁肇中教授，在会谈中有一个话题是如何培养中国自己的博士后。当时中国科学院高能物理所正在中国率先进行博士后流动站试点。在麻省理工学院做了半年博士后研究的陈和生，随即于当年11月回国，成为中科院高能物理研究所的第一位博士后研究人员，他也是中国的第一位博士后。

那正是国内掀起“出国潮”之际，而陈和生在选择回国时没有丝毫犹疑。当时，世界高能粒子加速器已经发展了近半个世纪，而中国大科学装置尚未从零起步。那种时不我待的紧迫感，一直深深地攫着他。多少年后他仍念念不忘自己的初心：“我当初出国就是为了中国的高能物理，现在应该是回去的时候了，中国若要在世界高科技领域占有一席之地，归根结底还是要靠中国人自己在中国的土地上去奋斗！”

二

走进北京石景山区玉泉路，远远就能看见一座蔚蓝色主体的建筑，外形像一只硕大的羽毛球拍。这是中国第一台大型高能加速器——北京正负电子对撞机（BEPC）。当正负电子在其中的高真空管道内被加速到接近光速，并在指定的地点发生对撞，通过北京谱仪记录对撞产生的粒子特征，科学家通过对数据的处理和分析，进一步认识粒子的性质，从而揭示微观世界的奥秘。每个人看见了这个大科学装置，都有横空出世之感，还会下意识地问，北京正负电子对撞机是怎样“撞”出来的？

陈和生说，若要探索物质的微观结构，就得把它打碎，打碎物质的“炮弹”是高速粒子束流，而加速器就是发射这种炮弹的武器。如果这样说还是不大理解，陈和生又换了一种更形象的说法：当两只小松鼠站在机器的两头，手中各拿着一个核桃，若凭松鼠之力把核桃直接掰开很费劲，但若换一种方式，让两个核桃高速对撞可能就能撞开。对于高能物理，粒子就是核桃，只有把粒子打开才能看清里面是什么东西，速度越快、撞得越碎，越可能有所发现。这个原理说穿了就是一个常识，但一旦上升到科学层面那就非常之难了。一方面，电子束流对撞要求粒子多、截面积小、频率高，才能获得足够高的对撞亮度；另一方面，科学家通过正负电子不断对撞，要获取分析对撞产生的大量事例，才能看其中是否可能有一些稀有现象，能否发现一些新粒子。这是极其渺茫可虑的发现，如丁肇中教授所说：“这就好像在北方地区下了一场倾盆大雨，我从无数雨点中辨认出一个带颜色的雨点那样困难。”只要发现了一个从未发现过的新粒子，就是重大的科学发现，很有可能给世界带来一场科技革命。

北京正负电子对撞机是在邓小平的直接推动下建设的大科学装置。这一工程早在1972年就经周总理批示，但在那段非常岁月一直迟迟无法落实。当中华民族历经磨难走上复兴之路，很多科学家都在力推中国大科学装置早日上馬，时不我待啊！1981年5月，中科院高能物理研究所提出建造加速能量为22亿电子伏的北京正负电子对撞机，这也是中美高能物理合作协议框架下的一个项目。然而，当时正值百废待兴之际，又恰逢我国国民经济调整、基建收缩时期，这一项目差点被叫停了。中国科学院党组书记李昌和副院长钱三强给中央写了一份紧急报告，“请求中央批准我们12月5日上报的正负电子对撞机方案，继续执行中美高能物理合作协议”。这个“紧急报告”于22日呈报小平同志，他当天就批示：“这项工程已进行到这个程度，不宜中断，他们所提方针，比较切实可行，我赞成加以批准，不再犹豫。”三天后，12月25日，邓小平在会见李政道博士时，又对陪同会见的李昌说：“要坚持，下决心，不要再犹豫了。”在谈到工程进度和经费时，邓小平又转过身对国务院副总理姚依林说：“五年为期，经费要放宽一些，不要再犹豫不决了，这个益处是很大的。”就这样，中国改革开放的总设计师以连续三个“不再犹豫”奠定了北京正负电子对撞机的乾坤。

1984年10月7日，北京正负电子对撞机工程破土动工，邓小平为奠基石铲了第一锨土。尽管当时还有争议，还有质疑，但他一脸坚毅地说：“我相信这件事不会错！”

1988年10月16日，北京正负电子对撞机首次对撞成功。这标志着，中国高能物理领域在苦盼多年后终于迈进了大科学装置时代。10月24日，邓小平又来到了四年前他亲自奠基的地方，视察北京正负电子对撞机，并做了重要讲话：“过去也好，今天也好，将来也好，中国必须发展自己的高科技，在世界高科技领域占有一席之地。如果60年代以来中国没有原子弹、氢弹，没有发射卫星，中国就不能叫有重要影响的大国，就没有现在这样的国际地位。这些东西反映一个民族的能力，也是一个民族、一个国家兴旺发达的标志。”

“中国必须在高科技领域占有一席之地”，这句话被镌刻在了中科院高能物理研究所主楼大堂另一侧的墙面上，与周恩来总理的那句话构成了一种历史性的互相映衬：“这件事不能再延迟了……”

中国高能物理所凭借着BEPC这个大科学装置终于上路了，但还不能说驶入了快车道，由于BEPC是一台单个储存环的对撞机，储存环里只有一对正负电子束进行对撞，装置的对撞亮度难以提高。在运行十多年后，北京正负电子对撞机乃至中国高能物理的发展都陷入了困境。1998年夏，陈和生受命于危难之际，担任中科院高能物理研究所所长。为了保持我国在国际高能物理领域的一席之地，他提出了北京正负电子对撞机改造升级（BEPCII）方案。这一方案经国家批准后，让陷入困境的高能所热情高涨，然而就在此时，从美国康奈尔大学传来一个消息，如同一股暖流遭遇了寒流。

康奈尔大学威尔逊实验室拥有美国著名的正负电子对撞机CESR，其负责人赖斯教授在中美高能物理合作期间被聘为中科院顾问，在高能所工作了三年之久。国际上既有合作，更有竞争，在高能物理领域的较量不可避免。尽管中国一直不断释放信号，我们更愿意成为合作伙伴而不是竞争对手，然而，科学无国界，但科学成果有国界，谁都希望把核心技术牢牢地掌握在自己手里，当一个大国奋起直追，绝不会有人坐等你追上来，超越他。国际竞争是没有硝烟的战场，但那暗藏的刀锋往往比激烈的战争更有杀伤力。为了在粲能区争夺物理成果，威尔逊实验室从2000年起就着手转入粲能区的研究，第二年就把一台原先在高能量下运行的对撞机CESR改造为CESRc，多了一个小写的C，指的就是粲物理或粲能区。其主要设计指标对撞亮度亦与我们BEPC的单环方案相同，说穿了，他们就是冲着北京正负电子对撞机的领先优势来的。美国人倒也直爽，捅破天窗说亮话，他们的CESRc将采用“短平快”的方法，在二至三年内达到设计目标，这至少能比BEPCII早两年达到同样的性能指标。

美国人一开始就亮出了自己的底牌，这源于他们底气十足的科技实力和自信。而对美国在高科技领域的实力绝对不可低估，更何况其负责人赖斯教授对我们的BEPC早已了如指掌，知己知彼而百战不殆，这让我们有些人难免情绪低落，认为和美国竞争必输无疑甚至是必死无疑，还有的人甚至丧失了信心而离开了高能所。而美国人还真是厉害，他们将CESR改造成CESRc后，其设计对撞亮度比陈和生院士最初提出BEPCII改造方案的设计亮度还要高，从2004年开始，美国正负电子对撞机CESRc还没有达到他们自己的设计效果，就已全面超越中国BEPC在粲能区的领先优势。

陈和生对国外同行一向充满敬佩，但决不臣服。面对美国人的挑战，他心知肚明，在同一个能区的高能物理领域，两个同样的正负电子对撞机其实也有合作共存的机会，绝非只有你死我活的竞争，但若对方非要把你压下去，那是难以共存的，只能是最好的一个生存下来。他一脸冷峻地对同事们说：“在这种情势下，我们就算是按最初的改造方案建成了BEPCII，也没有意义，人家已经超越了我们预定的改造升级目标，我们已被逼得只有一条路，不仅是要升级自己，还要胜出对方，只有将原先的单环对撞方案改成双环方案，才能大幅度提高性能，否则就将失去国际竞争力。但这比BEPC当初建造时的难度要大得多，但只要努力就一定能做成！”他那一口带着武汉口音的普通话特别有底气，“两军相逢，勇者胜！”

2005年7月，北京正负电子对撞机BEPC正式结束运行，这是结束，也是开端，北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII）正式上马，科研人员根据“一机两用”的设计原则，采用了独特的三环结构和当时国际最先进的双环对撞机方案，并建造与升级后对撞机亮度相匹配的第三代北京谱仪（BESIII）。工程分三阶段进行：直线加速器改造、储存环改造和探测器改造。这每一阶段的改造难度都超乎想象。BEPC隧道原来是为单个储存环设计的，现在要在原来的隧道内给正负电子束流各做一个储存环，周长短、空间小、对撞区短。国际上成功的双环电子对撞机周长一般在两公里以上，而BEPC存储环的周长只有240米；国外成功的双环对撞机是在80米距离内实现电子对撞再分开，而我们的对撞区必须在28米内实现。这些改造中许多技术和设备在国内外前所未有。

2009年7月，北京正负电子对撞机改造工程BEPCII全面竣工，实现了高流强和高亮度的对撞。这里就看看对撞的结果吧。若同自己比，BEPCII的对撞亮度是改造前的三十三倍，每秒对撞次数几乎是改造前的一百倍。在2004年改造以前，BEPC对撞机以一对束团、每秒对撞约一百万次，改造后，BEPCII对撞机成为国际上最先进的双环对撞机之一，约一百个束团，每秒对撞约一亿次。为什么对撞次数越多越好？陈和生解释说：“每秒对撞一亿多次，就意味着每秒获取的研究事例是以前的将近一百倍，这可以大大提高效率，降低研究的誤差，因为有些出现概率很小的罕见研究事例也会因为对撞次数的增加而出现，就使得研究更为精确。”

若同竞争对手比，BEPCII是这个能量区域里美国康奈尔大学的加速器CESRc曾创下的世界纪录的四倍多，对撞亮度达到CESRc亮度的十二倍。说到这里，一向低调的陈和生难掩自豪之情：“本来我们准备是美国的三倍，但是他们只做到了其设计方案的四分之一，所以最后结果我们是他们的十二倍！”

这是改造，更是创造，北京正负电子对撞机的改造工程不但创造了同类加速器建设纪录，也达到了当时的技术的极限。

一切不出陈和生所料，在同一个能区的高能物理领域，若没有合作共存的意识，对方非要把你压下去，只能是最好的一个生存下来。2009年5月，当BEPCII对撞亮度达到验收指标的消息传出后，美国康奈尔大学就决定将CESRc终止运行，主动退出历史舞台。赖斯教授倒也颇有绅士风度，他在邮件中对中国科学家表示了祝贺和期待：“由于CESRc将终止运行，我们期待来自BESIII的一系列重要的物理发现。”赖斯教授所说的BESIII，是指在这次改造工程中与之匹配的北京谱仪BESIII，其总体性能也达到了国际最高水平。

有人说，“北京正负电子对撞机，撞出粲物理领域三十年领先”。

三

2006年春夏之交，这一年正值陈和生的花甲之年，当人生岁月进入又一轮轮回，他肩负着又一个重大使命从北京石景山来到了东莞大朗，对于他，这甚至是自己生命和使命的又一个开端，一切都将从此开始。

说来也是机缘。那时，中国散裂中子源项目正在寻找合适的建设地点，而在高能物理的国家战略布局中，华南和珠三角地区还是一片空白。广东省一直希望推动一些大型高科技项目，作为珠三角科技发展的依托和引擎。在陈和生院士的奔走下，中国科学院和广东省决定共建中国散裂中子源，广东省发改委推荐了三个地方——珠海、广州萝岗和东莞。这年5月，陈和生院士率队到三个地方实地考察，最终认为原本摆在最后一个的东莞最为合适。而东莞最初推荐的地点为松山湖国家级高新技术开发区，但陈和生等专家考察后发现地基不合适，而从未来着眼还必须预留足够的发展空间。陈和生和考察组专家在卫星地图上反复搜寻，发现大朗镇水平村的一块地，这一带背后靠山，高速公路四通八达，又正好处于珠三角的几何中心，离广州、深圳、香港都不超过一小时车程，四周还有长远的发展空间。当陈和生提出选址这块地时，东莞市的陪同人员还不大相信有这块地。陈和生当即借用一个单位的前台的计算机网线，在卫星地图上演示了从松山湖到这块地的路线。陪同人员随即和陈和生一行去现场考察。考察组发现这块地确实如地图上看到的那样位置合适、交通方便，而这里原来还是一个采石场，这表明地质基础好，确是一块建设科学大装置的风水宝地。双方一拍即合，中国高能物理领域的又一个大科学装置将要在此诞生了。

大朗，就在我居住地的隔壁，对这一方水土我就像邻居一样熟悉。这是东莞的一个工业重镇，全镇地形西南窄，东北宽，地势从西南向东北倾斜，东南部有连绵起伏的大小山岗，形成一幅天然屏障。陈和生看中的那片山野，一年四季都被茂密的荔枝林遮蔽着，看上去香气扑鼻，但只要往里边一走，你试试看。陈和生院士试过了，从2007年起，他便提前来到东莞，开始中国散裂中子源项目建设的前期准备工作。他和几位老科学家每天早出晚归，对每一个山沟山头都要深入考察，林子大了，什么鸟都有，什么虫子都有，到处都是叮人的花脚蚊子，而这儿的蚊子还特别欺生，越是生人越是叮得厉害。第一次来东莞的人，几乎都在劫难逃，而这蚊子毒性很大，叮咬之后，手臂上都是密密麻麻、奇痒无比的红疹，在不断抓挠后就会留下密密麻麻的伤疤和结痂，经久难愈乃至终身难愈。除了蚊子，还有山蚂蚁、马蜂以及各种颜色和形状的毛毛虫。一个给他们带路的本地姑娘说，这些毛毛虫长得越漂亮越恐怖，可千万别被它们粘上了。可常在林中走，又哪能不粘上？说来，还真是难以置信，这些大科学家为了给国家节省一点儿经费，每天进进出出，租的是一辆拉鱼的皮卡车，那辆车晚上拉鱼，白天就载着他们去工地，大家下班后好像从鱼塘里回来的民工，每个人身上都散发出一股鱼腥味。谁能想到，谁能想到啊，这拉鱼车上坐着的竟是中国科学院院士和高能物理领域的尖端科学家。

那时候，还极少有人知道他们来这里干什么，更不知道一个大科学装置将在这里落户。这地方在我的必经之路上，但我在路过时只能匆匆瞥上一眼，而这样匆匆一瞥连自己也觉得鬼头鬼脑。过了好几年，我才听说中国科学院正在这里建造一座“中子工厂”，但我也不知道这神秘的工厂到底是干什么的。直到今年荔枝飘香的季节，我才有机缘一探究竟。

在高能物理领域，同步辐射和中子散射好比现代微观物质探测中的一对“姐妹花”。北京正负电子对撞机就是同步辐射源第一代光源的代表。尽管中国已拥有同步辐射源，但若没有散裂中子源，在高能物理领域依然是跛足的。同步辐射可以用来解析蛋白质大分子的结构、洞察各种材料的微观结构，其强项则是探测较重的原子，如稀土元素、铂、金等，但若遇上外围电子稀少的轻元素，如氢、氦、碳等就十分困难了，换言之就是还有许多无法深入探测的盲区。随着人类对微观世界探索的科技手段越来越高，对微观世界越来越深入，人类又迈出了关键的一大步，这就是散裂中子源。同步辐射源的缺陷，恰恰被中子散射弥补了，前者的缺陷正是后者的优势，中子散射可以洞穿同步辐射的盲区。

陈和生院士解释说：“中子对物质有很强的穿透性，而散裂中子源是用来自大型加速器的高能质子轰击重金属靶，从而引起金属原子的散裂反应，释放出大量的中子，这些中子形成非常强的中子束流，中子经碰撞减速后与样品发生散射，最后由中子散射谱仪接收。科研人员根据这些中子散射的数据就可以分析出被观测物体的微观特征，通俗点儿说，我们常常把它作为超级显微镜或神奇的探针，用散裂中子源源源不断产生的中子来探测科学家希望研究的物质和材料的微观结构，从而揭开我们肉眼看不到的物质世界的神秘面纱。

这么说还是太抽象，而惯于理性思维的科学家还特别善于打形象的比喻，陈和生院士启迪我这个以形象思维为职业的人想象一下：在中子面前，由原子搭建起来的物质结构就像一张立体大网。当你不断地打出一串串弹珠——中子，有的弹珠嗖嗖穿网而过，还有的恰好打在网上，纷纷弹向不同的角度。如果把这些弹珠的运动轨迹在第一时间记录下来，你就能大致推测出网的形状。如果打出去的弹珠够多、够密、够强，你就能把这张网精确地描绘出来，科学家通过测量被“原子立体网”散射出来的中子能量和动量的变化，就可以精确地反推出物质的结构，研究在原子、分子尺度上各种物质的微观结构和运动规律，告诉人们原子、分子在哪里，原子、分子在做什么，这种研究手段就叫中子散射技术。

嘿，這下我终于听明白了，又感觉我明白得太迟了。

中国散裂中子源也比西方发达国家迟到了许多年，在此之前，英国、美国和日本已相继建起了散裂中子源装置。

英国散裂中子源ISIS坐落在风光旖旎的泰晤士河畔，1977年，英国政府批准了ISIS计划。在此之前，英国散裂中子源计划一度称为SNS，而雄踞政坛十一年的英国首相、著名的铁娘子玛格丽特·撒切尔夫人将其命名为ISIS，这并非通常的英文缩写，ISIS是古埃及的一位主要女神，她具有超越所有其他神的力量，并能使人起死回生，被认为是生命复活的象征。ISIS历经七年建设，1985年10月正式建成。这是世界上第一台散裂中子源大装置，也是世界上亮度最高的散裂中子源。

美国橡树岭国家实验室耗资14亿美元建造了世界上第二座散裂中子源，2006年，打出了第一束中子脉冲，是迄今世界上最亮的脉冲源。美国依托散裂中子源，建立起了领先世界的纳米材料科学中心。

日本原子能研究机构建起了世界上第三座散裂中子源J-PARC，这是迄今造价最为昂贵的散裂中子源，自2008年投入使用后，用户一直在迅猛增长，供不应求，日本正在酝酿建设下一台散裂中子源，其能量将是美国散裂中子源的两倍。

陈和生说：“一代材料决定一代产品，产品基本上是靠材料决定的，没有材料一切都决定不了，若没有大科学装置，你就是有最好的材料也无法得到最好的利用，你甚至根本不知道这些材料好在哪里。”

早在散裂中子源诞生之前，就有科学家预言，未来中子将成为我们的另一只眼睛，在原子尺度上看见物质内部最细微的结构。近年来，随着国际竞争的白热化，这句话的意义更凸显出来了。那些西方发达国家竞相建造散裂中子源并不断升级，绝不仅仅是为了国家荣誉而战，只因散裂中子源拥有广泛的又无可替代的用途。在地球和资源环境科学、材料科学、生命科学、生物学和生物技术、凝聚态物质物理、磁性材料的研究、化学化工、化学反应催化剂的原位研究、可燃冰、新能源等诸多领域，都需要散裂中子源来支撑。尤其对新能源、电子信息（磁性和超导材料）、航空航天和生物医学等材料的研究具有特别的紧张性。而在中国研发散裂中子源之前，我们只能仰仗外国，甚至连我们的军事雷达和北斗导航卫星所用的材料，都要从美国、日本等国家进口。你买这些材料是军工还是民用，人家一清二楚，凭什么？就看小数点。一般人都会对小数点后面的数字忽略不计，而对于高科技则绝对不能忽略，每个参数都有特别的用途。民用，精确度必须做到小数点后面的第三位数，军用，精确度必须做到小数点后面的第四位数，人家一听你所要的精确度，就知道你是用于民用还是军用，就算人家肯卖给你，也会狠狠敲你一笔竹杠，更恐怖的是，当核心技术掌握在人家手里，这又怎么保护我们的国家安全？

如今，美国对中国采取全方位的技术封锁，这不是封杀一两家中国企业，对中国很多产业几乎是绝杀，这也是一种倒逼机制，倒逼我们闯出一条绝处逢生的路来，把核心技术牢牢掌握在自己手里。

四

中国从来不缺少充满了危机感和前瞻性的科学家，2000年8月，中科院高能物理研究所与原子能科学院向科技部正式提出国家重大科学工程项目建议书——多用途中子科学装置脉冲强中子源。科学家之忧，也是国之所忧，随后，中国散裂中子源（CSNS）项目正式列入了国家“十一五”的大科学装置建设计划，这一计划能否实现？对于中国人的智慧，中国科研的综合实力，无疑又是一场严峻的大考。

陈和生院士作为中国散裂中子源工程的总指挥，又一次率领中国高能物理的科研团队和建设者从零起步。从2006年起，此时离中国散裂中子源项目在东莞奠基还有五个年头，而一系列关键技术的预制研究工作就已开始，攻克了众多技术难题，这其实才是真正的奠基。而在陈和生院士看来，基础的基础还是人才。他倍感欣慰的是，在研发和打造中国散裂中子源的过程中，培养出一支年轻的加速器和中子散射研究和应用队伍，从长远看，这个价值甚至要超过中国散裂中子源本身。

越是尖端科学家，越是谦卑，陈和生院士很少提及自己的付出和贡献，他建议我不要老是盯着他，围着他转，他更看重的是团队的力量，尤其是应该多关注一下那些年青一代的科学家，他们才是攻克一道道难关的中坚。这些年轻的科研人员其实都是他直接或间接地带出来的，而他最想传给年轻人的还不是科学技术，而是团队合作精神。高能物理必须依托大科学装置展开，这也决定了团队合作是这一科技领域的基本特征。而他作为团队的领头人，让团队成员下意识地觉得他身上总是散发出一种无形的磁场，无论他走到哪里，都会将周围的人吸引在一起，这场景我已见过好几次，看上去就像一个老父亲和他的儿女们在商量家里的事情。这个团队也确实像一个大家庭，而他们也确实把这里当成了他们的第二个家。在食堂里吃工作餐，那些年轻人也会围着他，从科研上遇到的困难到家庭生活、孩子上学，七嘴八舌，无所不谈。只要听说谁有生活上的困难，他马上就会想办法解决。在科研方面，他一再鼓励年轻科研人员勇于独立承担课题，给每一位科研人员以任务、压力以及动力，团队中每个人不仅自己是负责课题的小专家，同时又对其他同事的课题有所了解，每个人都发挥出了一专多能、优势互补的作用。正是秉持着这样的理念和信念，他不仅带领团队成员攻克了一道道科技难关，也带出了一支既能啃硬骨头又充满了协作精神的科研队伍。这近四百名科研工程人员平均年龄不到三十五岁。一说到这些年轻人，他眼里就闪烁着兴奋而又羡慕的光泽，“他们的平均年龄比我还小一半啊，正好赶上了中国科学技术发展的黄金时代，后生可畏，大有可为啊！”

齐欣就是陈和生院士一手带出来的，又放手让她挑大梁的青年科学家。他逢人便说，CSNS的第一道难关，就是齐欣带领的团队攻克的。几经周折，我终于联系上了正在这里攻关的齐欣博士。她非常忙，几乎每一秒钟都不能耽误。按预约时间，她像踩着钟点一样准时走进了会客室。我悄悄打量着她，这位还挺年轻的女科学家，一个素面朝天的质朴女性，单薄瘦弱的身子，略显苍白憔悴的面容，还有那明显的黑眼圈，她这模样忽然令我感到分外愧疚，真不该来打扰她。

齐欣出生于一个知识分子家庭，父亲是研发飞机发动机的高级工程师，母亲是高级教师。她微笑着对我说，一个女生选择工科，让很多人都感到不可思议，她却觉得这是自然而然的选择。她从小深受父亲的影响。父亲时常在家里的饭桌上绘图，伏在一只木箱上演算。又拆解电机电器的零部件，然后不断地进行重组和连接，尝试着各种可能性，她在一边看得入了迷，在电机电器的内部竟然还暗藏著这样一个复杂而神秘的世界，那各种元件和密如蛛网、细如发丝的连接线，她看得眼花缭乱，什么也看不清楚，却把她的思维带入了一个仿佛只有神经的触须才能深入的幽深境界。她时常听见父亲叹息，咱们不光是技不如人，在材料科学上也远远落后了。多少年后她才明白，一切落后都与高能物理领域的落后直接有关，若没有大科学装置，你就是地大物博，拥有再多再好的材料，也无法进行利用。在中国飞机制造领域，材料一直是一个难以突破的瓶颈。

在很多人的印象中，工科生都是机械的、刻板的，其实工科最需要特别灵敏的神经和神奇的想象力。在高考选择专业时，齐欣几乎连想也没想，就下意识地选择了工科，选择了她最感兴趣的电力电子专业。大学毕业后，她又考上了中国科学院高能物理研究所硕博连读研究生。那时，中国散裂中子源正在陈和生院士的主持下进行可行性研究，其中有一项关键技术——大功率谐振电源预制研究，正是齐欣钻研的专业方向。2008年，中科院高能物理研究所成立了大功率谐振电源预制研究课题，那时齐欣刚拿到博士学位不久，看上去还是一个留着一头波浪式披肩发的小女生，就凭借其出色的专业成绩而被委以重任，承担了我国第一台25Hz谐振电源的研制课题，这也是CSNS第一个开展专项技术研究的课题。

当她说到这里，我下意识地看了看她那瘦弱的肩膀，她那一直挂在嘴角的笑意消失了，脸色有些凝重地说：“我有机会能够参与到这么大一个装置，在国内，这也是散裂中子源的第一套系统，真是‘压力山大啊，但我也感到非常荣幸，我咬着牙接受了这个任务，然后就一路坚持着，一步一步走过来了，这一走就是十多年啊，多亏有陈和生院士等老一辈科学家的培养和信任，每走一步都有他们的精心指点，要不怎么能走到今天？”

散裂中子源的关键技术之一，就是产生用于轰击重金属靶的高功率质子束的强流质子加速器。CSNS加速器采用中能直线加速器和快循环同步加速器的方案，这种高功率强流质子加速器在国内也是首次研制。既是首次研制，在设计图上就是绝对空白。为了尽可能少走弯路，齐欣和课题组成员也动了心思，那就是借鉴国外成熟的技术路线。当时，世界上只有日本散裂中子源（J-PARC）成功采用类似技术。齐欣和课题组成员抵达神冈日本散裂中子源园区。日本科学家对来自中国的同行很客气也很低调，你们来进行学术访问交流，呃，欢迎，欢迎！他们马上就安排人带齐欣等人参观。你可以看，甚至可以摸，但看不清门道，摸不到诀窍。对此，日本同行也做了入情入理的解释，J-PARC的设备是日立公司研制的，几乎每一项关键技术都是天机不可泄露的商业秘密，你可以在日本同行的陪同下参观，也可以同日本同行进行交流。至于核心技术，对不起，就算你愿意付出高昂的代价，他们也不会卖给你。

人家很清楚，一旦中国掌握了这些大科学装置和核心技术，将意味着什么。几乎所有的关键技术，核心技术，都是“卡脖子”的技术，国外的同行都是垄断的。在那些特别客气和谦卑的日本同行面前，齐欣感觉有一种冷冰冰的东西扼住了喉咙，那样一种窒息感，让她真切地体验到了“卡脖子”的滋味，当有人卡住你的脖子，有时候并不是激烈的、狰狞的，甚至是温情脉脉的、文质彬彬的、充满了绅士风度的。当然，你可以看看那些设备和装置的外部，但其内部则是一个完全封闭的状态，你也只能在事物的外部打转转。齐欣和她的同事最终两手空空地回来了，而在她的脑袋里，一个意识愈加清晰地凸显出来，对于中国人，自力更生从未过时，只有自主创新，把核心技术牢牢掌握在自己手里，才能解放那被牢牢卡住的脖子，开始自由畅快地呼吸。

对于齐欣和课题组成员，一切只能从零起步，从空白处出发。

陈和生院士给他们打气：“你们要干的，就是要填补中国高科技领域的一项空白。”

从2008年到2011年，齐欣感觉这是她有生以来度过的最艰难的一段岁月，她和课题组成员没日没夜地泡在实验室和实验场地，从最初的原理摸索，到一个个元件、一条条导线的设计，然后通过不同的测试方法去验证。而对于他们，最多的就是那种被卡住的感觉，有时候刚刚突破了一个难点，紧接着又被一个难点卡住了。陈和生一方面让这支年轻团队放开手脚干，他自己很少插手插脚，但每当年轻人在攻关过程中被卡住时，他也不会袖手旁观，而是凭自己丰富的经验来启迪他们，从核心的参数到每一个技术细节，他都要反复检测，看到底是卡在哪里了。他说：“往往在你被死死卡住之后，在你尝试着各种可能性的过程中，总有灵光乍现。所谓灵感，其实也是一种可能性，没有尝试就没有灵感。”历经四年的攻关，齐欣和课题组如同穿越了一条黑暗而幽深的时光隧道，终于找到了一种突破性方式——高次谐波矢量补偿法，从而利用25Hz全数字化谐振电源消除了磁铁饱和带来的磁场畸变的难题，这一方式通过上万次的高压大电流实验研究，终于解决了所有的关键技术问题，首次自主研发成功兆瓦级谐振电源系统。

这一技术通过原创性电流谐波注入解决了动态磁场的控制问题，磁场测量结果表明，不仅关键性能指标优于日本散裂中子源，电源技术无论在设计思想、技术和可靠性方面均优于日立公司J-PARC设备的同类产品。这一技术不仅填补了国内空白，并达到了国际先进水平，研制过程中的技术积累也将广泛地应用于其他相关的工程技术领域。

25Hz高功率全数字化谐振电源技术的突破，为中国散裂中子源的关键路径提供了技术保障，也為这一大科学装置正式开工扫除了第一大障碍。

齐欣说，若没有陈院士在关键技术问题上的指点，他们不可能完成这样一个高难度的课题。

陈和生说，这都是年轻人干出来的成果，他只是起到一点儿“催化剂”的作用。

一项处于国际尖端的技术难题终于被咱们中国人自己给解决了，随即引起了美国、日本等国际同行的“强烈关注和兴趣”，这一次，终于轮到咱们中国人来接待他们的访问和交流了，而齐欣和她的同事们则显得平实而低调。谁都知道，只有将一项一项的核心技术和关键技术牢牢地掌握在自己手里，你才可以这样平实，这样低调。

五

2011年10月，中国散裂中子源（CSNS）在那片荔枝园里正式奠基。这年岁末，陈和生从中科院高能物理研究所所长的岗位上卸任。从1998年担任所长到2011年年底卸任，他担任所长达十三年，这十几年也正是“大科学装置的盛世”。卸任之后，他并没有如释重负之感，依然担任北京正负电子对撞机国家实验室主任和中国散裂中子源工程建设总指挥。走进总指挥办公室，从办公桌到沙发、茶几，皆是一副极简主义的风格，但贴在墙上的那幅工程图却是极为复杂。但凡大科学装置，都是由各种高、精、尖设备组成的一个极为庞大复杂的整体，部件繁多，每一个部件的工艺都有严格以至苛刻的要求，在制造和安装过程中会遇到重重困难。陈和生其实很少待在办公室，从花甲之年到步入古稀，他几乎每天都奔波在科研与建设的第一线。

这年他已六十六了，一身肩负着两个大科学装置的重任，但在他身上你几乎感觉不到压力。那挺拔的身姿依然有一股刚劲的帅气，连花白的头发也精神抖擞。其实，他也有压力，那种压力，怎么说呢？陈和生把中国散裂中子源的研发和建设过程形象地比喻为坐“过山车”，爬升、滑落、倒转，然后又继续爬升……他每天几乎都是在这跌宕起伏的轮回中呼啸而过。每天清晨五点多钟，他便起床了，这也是多年来养成的生活习惯，他身体内早有一台生物钟。他起床的时候，正是大朗的空气最清新的时候，也是他脑子最清醒的时候，他一边散步，哪怕散步也有钟摆一样的节奏，一边在脑子里把每个设计环节细细地梳理一遍，生怕有一点儿疏漏。早上8点，他准时上班，但何时下班从来没有固定的时间，每天的日程被排得满满的又井然有序，而在每晚下班前，他总是对同事们说，其实也是对自己说：“最好检查一遍，再检查一遍。”而他在下班后还要继续工作，直到深夜才就寝，哪怕睡着了，他常常会在睡梦中醒来，脑子里装满了怀疑，实验设计是不是有问题？设备数据是不是准确？还有哪些测试没有做？在高科技领域，无论哪个环节有纰漏都会造成严重的影响，甚至是致命的事故。

结果还是出问题了，出大问题了！这不是工程本身的问题，而是地质结构问题。这地质结构要承受多大的重量？说出来吓我一跳，每平方米的地基要承载一百吨的重量。这儿的地质结构算是非常坚固了，但还不足以承载如此重负，必须进行进一步处理。又加之当地施工队伍缺乏大科学装置的施工经验，致使隧道等土建工程延误了一年半时间，这大大压缩了设备安装和调试的时间。对于整个工程进度，这是一个严峻的挑战，若按原方案推进，陈和生和工程指挥部对国家的承诺的“六年半完成工程建设，达到国家验收指标”的目标就不可能兑现。陈和生一辈子也没有失信于任何人，又怎能失信于国家和人民。为了把工期赶回来，他决定调整方案，把通用设施的安装调试与隧道土建施工交叉并行。他解释说，就是先在地面把设备装一次，调试好了，再搬到地下去重新安装，这等于成倍地增加了工作量。这让施工人员感到“压力山大”，但他又用那浓厚的武汉口音喊出一句话：“后墙不倒！”这意味着他们身后已没有退路，只能背水一战。

为了实现“后墙不倒”的承诺，陈和生这个总指挥首先让自己成了整个工程中一道不倒的“后墙”。2014年三伏季节，岭南的气候连续高温又潮湿闷热，热得连气也喘不过来。而散裂中子源都是大设备，有的设备比一层普通楼房还要高，按调整后的方案先在地面把设备装一次，还要调试好。为了不给工程留下任何隐患，陈和生这个指挥长从来不是站在一边指手画脚，他每天和那些年轻人一样在设备上爬上爬下，进行一次又一次的测试及故障分析。这样的高温和高负荷，让一个老人怎么吃得消啊！一位在他身边工作的年轻人偷偷告诉我，你别看陈院士的身子骨还挺硬朗，但毕竟年岁不饶人，他已经做过多次心脏手术。那些天，陈和生也感到心里堵得慌，却又咬牙忍着，但同事们一看他脸色就知道，他心脏病又犯了，都劝他先去看一下医生或休息一下。他摇了摇头，“眼下正在节骨眼上啊，我得先把这调试工作做好，才能走得开啊，要不就是住进了医院，我也会跑回来。”他一直在撑着把设备调试了，才飞往北京做手术。大夫检查后一下急眼了，“你怎么这么晚才来？”

陈和生只是豁达地笑笑，就像眼下，他带着一脸豁达的笑容，行走在这被阳光照耀得灿烂如银的土地上。如果只看看表面，其实只能看见很少的一部分，连冰山一角也称不上，那个大科学装置是地下工程，已被大山深深装入心中。那山坡上的荔枝林依然渲染着岭南大地的蓬勃与茂盛，而山底下则是各种高、精、尖设备组成的一个大装置整体。

穿行于一条科学的隧道中，陈和生院士每一步都走得特别踏实，而我走得小心翼翼，生怕触动了某个暗设机关。这地下隧道里还真是机关密布，多亏有一个科学家的惯用的“最强科普”，才让我感觉眼前的一切渐渐浮现出了清晰的轮廓。

从隧道口进来，先要穿过一条乳白色地面的长廊，长廊里安装的是一台负氢离子直线加速器。一旦开启，一股负氢离子束流便从负氢离子源中奔涌而出，通过高速稳定的强流射频四极加速器，将负离子聚集成一束粒子流，再由漂移管直线加速器将能量提升至8000万电子伏特。这漂移管直线加速器的安装的误差不能超过0.05毫米，比一根头发丝还要细得多。这是CSNS系统运行过程的第一步。

接下来要穿过一条油绿色地面的长廊，这里安装着由数台红色和蓝色大型机组组成的快循环同步加速器，这些机组呈对称分布。当负氢离子进入一台16亿电子伏特的快循环质子同步加速器——这一快循环同步加速器采用低能直线加速器+高能快循环同步加速器，加速器的25Hz交流磁铁在我国属首次研制，这也是齐欣博士和她的课题组立下的头功——在这里，负氢离子要经过一个剥离过程，将其所带的电子全部剥去，只剩下一个光秃秃的质子，负氢离子束流至此已变成了质子束流，在这里它们将被加速到16亿电子伏特，这速度相当于0.9倍光速。这是CSNS系统运行过程的第二步。

第三步，把接近光速的质子束当成“子弹”，通过两条束流输运线去轰击原子系数很高的重金属靶。在一个巨大的圆环里，凸显出蓝色的靶站，这就是散裂中子源的核心。在質子束的加速撞击下，金属靶那牢不可破的原子核被撞击出质子和中子。——这里再打个比方，原子核是由质子和中子构成的，就像一个装满网球的桶，里面差不多一半是质子，一半是中子。当高能质子打击原子核时，就像把一个网球奋力掷入桶中，在强有力的打击下，桶里的一些球就会弹跳并翻出桶外，这就意味着原子核里的一些中子从原子核中被“剥离”出来，每个与原子核作用的质子能轰出二十至三十个中子。这该需要多大的能量啊？我知道最厉害的就是核反应堆，最担心的又是核辐射。说出来又吓我一跳，散裂中子源产生的脉冲中子的流强，比从核反应堆获得的中子量还要高五十至一百倍，而散裂中子源加速质子所使用的是高频电磁场，只要切断电源，质子就会立即停止轰击金属靶，因而不会有任何放射性污染且可控，这也又一次验证了散裂中子源是最安全的产生中子的方式。

当中子被撞击出来，科学家便通过特殊的装置收集中子，这些宝贵的中子经过慢化后，再通过中子导管引向中子散射谱仪。那小角散射仪银灰色的外壳已经打开，内部结构都已显露出来，但对于我仍然充满了无尽玄机。而在谱仪的另一端，科学家正静静地守望着，他们注定要孤独地面对一台台连接着谱仪的电脑，一天到晚挺着僵直的腰板和僵硬的脖颈，这是他们的基本姿态，很多人年纪轻轻就患上了腰椎间盘突出和颈椎病，这也是他们的职业病。为了提神只能靠咖啡，每一个角落都弥漫着浓烈而苦涩的咖啡味。但他们又有着最敏感的神经和心灵，与世界内部保持着最深入的沟通。对于他们，这是现实之眼，也是未来之眼，他们时时刻刻期待着在CSNS系统的不断撞击中激发出新的可能性，透过这些中子解开一个个谜团，然后开展各种科学实验。

穿越这样一条地下隧道，我也并没有太多的压抑之感，那些冷酷的机器设备都被涂装了鲜明的现代派色彩，感觉已进入了超现实或后现代的世界。这里的每一台机器，这里的每一个人，看上去都很孤独，他们或它们之间其实都建立了复杂的关联，这是一个深邃而复杂的系统，也是一个庞大的整体，而这也是大科学装置的特性或本义。

2018年8月23日，中国散裂中子源按期、高质量完成了全部工程建设任务，并通过国家验收，正式投入运行。中国散裂中子源终于诞生了，中国以奋起直追的方式赶上了在这一领域领先三十年的西方发达国家，从此跻身世界上四个拥有散裂中子源的国家之一。这不但填补了国内脉冲中子应用领域的空白，技术和综合性能也进入国际同类装置先进行列。国家验收专家对此给予了严谨的科学评价：“中国散裂中子源通过自主创新和集成创新，在加速器、靶站、谱仪方面取得了一系列重大技术成果，显著提升了我国在高功率散裂靶、磁铁、电源、探测器及电子学等领域相关产业的技术水平和自主创新能力，使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越，CSNS性能全部达到或优于批复的验收指标，装置整体设计科学合理，研制设备质量精良，靶站最高中子效率和三台谱仪综合性能达到国际先进水平。”

当我从那条幽深的隧道里走出来，仿佛走到了世界的外边，但还得有人活在世界的内部，他们仿佛活在超现实的世界里。即便像陈和生院士这样的科学家，也是在默默无闻的状态下寂寞地工作，很少有人知道他的存在，更不清楚他们的价值。这其实也是他们最喜欢的工作状态。他很珍惜命运里的这份幸运的寂寞，甚至已经完全忘记了自己的存在，而他们的灵魂穿梭于我们看不见的小宇宙里，试图解开一个个未被人类发现的存在。对于他们，高能物理就是他们眼中最神秘也最迷人的科学风景。

陈和生院士堪称是中国高能物理学家的一个缩影，但他谦虚地说自己只是一个微粒。我却下意识地想到了那超速运动的粒子，一旦激发就会释放出巨大的能量。中国高能物理或许就是在这样的激发与释放中，将一个又一个大科学装置推向世界最前沿。在陈和生看来，人类对未知的探索正是科学之美的体现，越看不见我们就越想了解，越了解就觉得奥秘无穷。这就像中科院高能物理研究所的所徽，这一形象标识源自吴作人先生的水墨画——《无尽无极》。一个年过古稀的科学家，在这无尽无极的追求中依然保持着一颗天真的好奇心，那眼睛还像孩子般纯真透亮，无论经历了多少风尘和坎坷，他都在科学的世界里那么干净地活着。

责任编辑 赵文广