[科普中國]-陳和生：松山湖水平，散裂中子生

2021年5月22日

“科普中國-我是科學(xué)家”將舉辦第34期活動

“突破想象力！”

本期演講嘉賓

陳和生

中國科學(xué)院院士

中國散裂中子源工程總指揮

《松山湖水平 散裂中子生》

陳和生采訪視頻：

為什么學(xué)物理？

聽到這個(gè)問題，中國散裂中子源工程總指揮陳和生院士，略有些驚訝，而他的答案仿佛在問——為什么不學(xué)物理？“現(xiàn)在，多數(shù)成績優(yōu)秀的學(xué)生可能都想學(xué)金融、管理、計(jì)算機(jī)或者生命科學(xué)，但上世紀(jì)我上大學(xué)的時(shí)候，物理才是成績優(yōu)秀的學(xué)生的首選。”

那是一個(gè)什么樣的年代？

1905年，愛因斯坦提出了相對論，奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)；1911年，盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子核，啟發(fā)了核物理學(xué)的誕生；1925年海森堡和薛定諤建立了量子力學(xué)，進(jìn)一步揭示了微觀物質(zhì)世界的規(guī)律；1929年，哈勃觀察到宇宙中遙遠(yuǎn)天體的退行，證明了宇宙膨脹理論；1942年，世界第一座原子反應(yīng)堆被建立，停留于理念和微觀世界的物理，開始對現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生巨大影響。

相對論的提出奠定了現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展 | 圖蟲創(chuàng)意

那是物理的盛宴，偉大的物理學(xué)家多如群星，而隨之誕生的物理發(fā)現(xiàn)亦璀璨如銀河。

在這樣一個(gè)年代，投身物理是不需權(quán)衡、思索的事?！澳莻€(gè)時(shí)候，大家都覺得物理對于一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非常重要?！?/p>

1964年，陳和生進(jìn)入北大學(xué)習(xí)，專業(yè)是原子核物理?！澳悄瓯贝笫藗€(gè)系在我們湖北只招收16個(gè)人，一個(gè)系只要一個(gè)人?！?/p>

“1977年，鄧小平同志接見了美籍華人諾貝爾獎(jiǎng)獲得者丁肇中教授，為了推動中國高科技發(fā)展，他提出來，希望派遣中國物理學(xué)家，去丁肇中教授的實(shí)驗(yàn)室工作、學(xué)習(xí)?！?978年，陳和生進(jìn)入高能物理研究所，成為文化革命后第一批研究生。作為年輕人代表，他被挑選到丁肇中在德國漢堡的電子同步加速器研究中心，“工作兩年后，在丁肇中教授的推薦下，我去了美國麻省理工，攻讀博士學(xué)位。1984年，我通過博士論文答辯?！?/p>

通過博士論文答辯的同一年秋天，陳和生便啟程歸國。

至于，留學(xué)生最常遇見的問題：為什么回國？它的答案，與之前一致——為什么不回國？留在國外，從來就不是陳和生的選擇之一。

“我是公派留學(xué)，我始終認(rèn)為中國的科學(xué)技術(shù)，歸根結(jié)底還是要在中國自己的土地上，靠中國人自己來發(fā)展、奮斗?！标惡蜕┦慨厴I(yè)歸國后，中國還沒有博士后制度，他又成為了第一個(gè)博士后。

陳和生回國的同一年，中國的第一個(gè)大科學(xué)裝置，北京正負(fù)電子對撞機(jī)（BEPC）動工。作為粒子物理學(xué)家，陳和生有了可以做實(shí)驗(yàn)的平臺。90年代后期，陳和生又開始推動北京正負(fù)電子對撞機(jī)的改造升級?！拔覀兲岢鰜鞡EPCII方案，升級后使它的性能提高了100倍。”

所謂大科學(xué)裝置，是指需要大的科學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，大規(guī)模資金、長時(shí)間投入，建成后可以實(shí)現(xiàn)重要科學(xué)目標(biāo)的裝置。北京正負(fù)電子對撞機(jī)投資2.4億，花費(fèi)4年時(shí)間，而陳和生主持的另一項(xiàng)大科學(xué)裝置中國散裂中子源總投資高達(dá)23億元，從規(guī)劃到投入使用，歷時(shí)18年。

陳和生介紹散裂中子源靶體插件 | 中科院高能所東莞研究部供圖

投入了極大時(shí)間、資金建造出來的散裂中子源，對大眾有什么意義？

陳和生解釋：“物質(zhì)的性質(zhì)取決于它的結(jié)構(gòu)，而研究結(jié)構(gòu)有兩種大科學(xué)裝置可以助力：同步輻射光源和散裂中子源。相比前者，后者技術(shù)更復(fù)雜、造價(jià)也高，但是很多重要問題只有用它才能解決。比如說，大家關(guān)心的航空發(fā)動機(jī)葉片的金屬疲勞，俗稱‘發(fā)動機(jī)的心臟病’，只有用散裂中子源才能準(zhǔn)確測量金屬疲勞和殘余應(yīng)力。高鐵的車輪，也需要測量金屬疲勞，超過一定的限度就要更換，不然就會有安全風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>

航空發(fā)動機(jī)葉片的金屬疲勞現(xiàn)象需要散裂中子源測量 | 圖蟲創(chuàng)意

在陳和生眼里，科技創(chuàng)新的背后，最主要的還是人的力量?！耙?chuàng)新型的國家，歸根結(jié)底還是要有大批獻(xiàn)身科學(xué)，熱愛祖國的科學(xué)家?！?/p>

而這，在陳和生那個(gè)年代，是無須思索、理所應(yīng)當(dāng)?shù)氖隆?/p>

5月22日，歡迎來“我是科學(xué)家”，聽陳和生聊聊散裂中子源的故事。

監(jiān)制：吳歐

策劃：吳歐

編輯：李霄

撰稿：范可鑫

排版：蔡祎 凝音