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王贻芳,研究员,博士生导师。现任中国科学院高能物理研究所所长,北京正负电子对撞机国家实验室副主任,中国物理学会高能物理分会副理事长,中国核学会核电子学与核探测技术分会理事长,国际未来加速器委员会委员,全球华人物理学会理事。
中国科学院院士、俄罗斯科学院外籍院士、第三世界科学院院士。
2015年11月9日,王贻芳作为大亚湾中微子项目的首席科学家获得“基础物理学突破奖”。这是中国科学家首次获得该奖项。
丁肇中得意门生、三院院士、引力波事件、对撞机项目王贻芳身上的标签太多,争议也不少,可备受关注的2016年度国家科技大奖——国家自然科学奖一等奖还是毫无悬念地颁发给了他。“文无第一,武无第二”,纷繁杂说难掩科技成就光芒。然而,谁能了解,王贻芳本质上只是一个极其单纯的科研工作者,一个将科学精神视为宗教信仰的人,“有宗教信仰的人,他的力量是无穷的”。王贻芳带着他的科学信仰,与“幽灵粒子”结下不解之缘。
盛名之下:荣誉永远都是过去式
今年1月9日,在人民大会堂的领奖台上,王贻芳从国家领导人手中接过代表我国自然科学领域最高奖的证书——2016年度国家自然科学奖一等奖。王贻芳及其所里团队成员曹俊、杨长根、衡月昆、李小男等5位来自中国科学院高能物理研究所的科学家,因为在大亚湾反应堆中微子实验中发现了中微子振荡的新模式,而共同分享了这一荣誉。
这不过是高能所众多持续研究项目中的一个,获奖既在意料之外,也在意料之内。说意料之外,是因为对他们来说,这不过是他们每天的工作之一。意料之内,则是这些年频频拿奖,冷不丁的就会有大奖过来敲门。
中微子是轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一。中微子不带电,自旋为1/2,质量非常轻(小于电子的百万分之一),与其他物质的相互作用十分微弱,号称宇宙间的"隐身人"。中微子只参与非常微弱的弱相互作用,具有最强的穿透力,能穿越地球直径那么厚的物质。在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应,因此中微子的检测非常困难。正因为如此,在所有的基本粒子中,中微子是构成物质世界的12种基本粒子中人类了解最晚也最少的一类。大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生,如核反应堆发电(核裂变)、太阳发光(核聚变)、天然放射性(贝塔衰变)、超新星爆发、宇宙射线等。宇宙中充斥着大量的中微子,大部分为宇宙大爆炸的残留,大约为每立方厘米300个。它近似光速运动,悄无声息地自由穿行于地球,是破译宇宙起源与演化密码最重要的钥匙。科学界从预言它的存在到发现它,用了20多年的时间。王贻芳的研究对象,正是被称作“幽灵粒子”的“中微子”,亦是2015年诺贝尔物理学奖的获奖项目。
2012年3月8日14时15分,那是一个让中国乃至世界科学界激动的时刻。王贻芳以大亚湾中微子实验国际合作组发言人的身份向外宣布,他所带领的团队历时8年首次发现了中微子的第三种振荡模式,并精确测量了表征其振荡幅度的参数:θ13。这一发现为当时正处在“岔路口”的中微子研究找到了未来发展的方向。至此,在这场法国、日本、韩国、中国等多国参与的大科学“赛事”中,中国率先冲线。这项实验曾入选2012年末美国《科学》杂志评选的“2012年十大科学进展”。王贻芳也因此在学界声名鹊起。
中国科学家扔出的“石子”,激起了千层浪。根据王贻芳统计,2012年,中微子团队实验成果所发表的首篇θ13论文SCI他引是695次,在粒子物理学领域2011年以来发表的研究论文中排名第三,前两名则是欧洲核子中心发现希格斯粒子(即“上帝粒子”)的两篇论文。
美籍华裔物理学家、诺贝尔奖得主李政道说:“这是物理学上具有重要基础意义的一项重大成就。”甚至有科学家认为,这是半个多世纪以来,中国人在基础物理领域取得的最重要的实验成果。
说王贻芳师出有名、厚积薄发一点不为过。2015年11月9日,2016年“突破奖”颁奖仪式在美国加州圣何塞举行。王贻芳作为大亚湾中微子项目的首席科学家获得“基础物理学突破奖”,这也是中国科学家首次获得该奖项。2013年5月25日,获周光召基金会第六届科技奖“基础科学奖”。2013年入选中组部“万人计划”杰出人才。2015年当选中国科学院院士。
作为中国科学院高能物理研究所所长,王贻芳不但是中国科学院院士,还是俄罗斯科学院外籍院士、第三世界科学院院士。
然而,对王贻芳来说,荣誉永远是过去式。现在王贻芳的工作时间三分之一用于所里管理,三分之一重心在中微子研究,三分之一放在对撞机项目上。他用在业务工作的时间和精力占去近70%。他从没因为院士头衔或已有的成果躺在功劳簿上,始终认为坚持在科研一线是他的本分。
成长之路:人才从来就靠自己长
读书上学、留学深造、进科学院做研究王贻芳走的是中国科研人员最普遍常规的一条路。多年的体制教育并没束缚他的思想,王贻芳从小就不是特别乖的孩子,喜欢讲道理。在他眼里,我们所有的训练都应该是科学、合理的,只要是不科学、不合理的,王贻芳都会表现不满或反抗。当笔者问到“有没有顶撞老师的时候呢?”,王贻芳不假思索笑道:“肯定有,具体例子不记得了”。
王贻芳小学和中学全都是“就近入学”,压根没经历过“考名校”的折磨,大学成绩仅位列班级的中上游,从来不是“学霸”,也从来没有谁感觉他有什么物理方面的所谓超常天赋,更没有任何人生导师为其做过“职业规划”。在没有得到过多的关注的环境中,王贻芳顺着兴趣自由成长,探寻科学真理成了他不变的追求,不知不觉就长成现在这样子——中科院高能所所长,三院院士。
有这样的成长经历,王贻芳的孩子也同样幸运。他从来没指导过孩子的学习,尤其是孩子的奥数题,王贻芳说自己也做不来,更没为孩子选过专业、规划人生。但巧的是,女儿在麻省理工(MIT)学的也是物理,不知是不是基因的作用。“反正我从没引导过她学物理,所里我也只带她来过一次。”王贻芳否认对孩子有过任何引导。他认为人才成长每个阶段都很重要,但从专业上来说博士和博士后阶段比较重要,本科和研究生的学习过于基础。
“人才不是培养出来的,是在竞争中自己成长出来的。”这是王贻芳的人才成长理念。高能所的人才成长路线也是在这种理念下设计的。高能所有一整套的考核机制,考核和评价是一体的,但不同于一般高校、科研院所,非常独特。
对于人才考核评价,王贻芳这样说:“科研工作跟别的工作不一样,科研人员不是工厂里的工人,不是做计件工作,而是高水平的智力劳动,你得心里老想着这事。对科研人员的考核是很复杂的,我们不能说我们考核的办法很完备,一点缺陷也没有,考核的结果即使不好,我们也不会一次就让你下岗,但你不能和平均值相差太多。你自己说你干了什么,为什么排在最后,我们找人来听,大家打分。要说有没有偏见,肯定有。我跟你关系好一点我分会打高点,但如果找足够多的人,数学统计上做一些处理,去掉最高分最低分,还是相对合理公平的。当然第一和第二没有差别,但第一名和最后一名肯定有差别,差别大了去了。”高能所从来不以论文或者其他硬性指标作为考核评价标准。“我们的标准就是一个科学家的标准,科学家的标准在每个人心里。任何硬性指标都会有办法对付。我们从来不数文章,要以文章做为硬性指标,就会有人拿假文章差文章糊弄。”论文虽然不作为硬性指标,但出论文完全算成果。高能所的考核不讲究立刻出成果,同样宽容失败。“科研出成果总需要时间,有些五年十年也出不来,有时实验设备没来一年就干不了事。如果在中间状态,没问题,思路和过程也可以在考核中陈述。”高能所给的时间也比较充裕,淘汰制是两届,三年一届,一般情况下,第六年还没有成果才会不再续签。
有考核评价、淘汰机制,就会有人才流动。有的人在考核的过程中,经过横向比较,自我比较,重新发现、认识自己,找到真正兴趣和特长所在,扬长避短,重新调整事业发展方向。高能所鼓励合理、良性的人才流动,积极为所里人员调整合适的岗位。王贻芳认为,找到更适合自己的位置,对单位和个人是双赢。考核使高能所产生内生的动力、竞争的压力。不是每个人都适合做研究,个人定位和单位的考核评价结果也不尽相同,因此高能所的人才流动也不少。“我们不能养混日子的人。一个人不干活,大家都看着,把大家都带坏了。如果这个人走了,大家会知道,我在这个岗位上同样不能混日子。科研人员对自己要有压力,要有一个最低要求,没有这个做不好科研。”
所里职工怎么看呢?实验物理中心副主任、江门中微子实验项目负责人曹俊告诉笔者,“高能所的人才评议机制参照同行评议建立,绝大多数职工是认可这套人才评价体系的”。
榜样力量:前进路上总有明灯
王贻芳在学术上养成的习惯和导师丁肇中的影响密不可分。在王贻芳的印象中,丁肇中每天都会组织开会,检查工作的进展,讨论问题,在细节上严格要求,用王贻芳的话说,“每个人在他面前不太有可能藏得住”,出错了他也会就事论事的提出批评。他对科研工作的深入细致潜移默化地在王贻芳的工作中传承了下来。在高能所,王贻芳也是出了名的“细节控”,虽然他不会每天组织开会,但项目每周一次的工作汇报从来没间断过。项目研究的关键环节王贻芳都会参与,把握事关成败的关键点。
说到同一年度获国家最高科学技术奖的大同行——同为物理学领域的赵忠贤院士,王贻芳是发自内心由衷佩服的。“能够在时隔20多年两次获国家自然科学奖一等奖,尤其是70多岁还能第二次拿一等奖的,在科技奖历史上应该是第一个,也是迄今为止唯一一个。第一次在50来岁尚属正常,最近得的这次是70多岁,70多岁还在一线,这是不太可以想象的事,一般人很难做到的,非常了不起。这次给他最高奖,我个人是从心底佩服的。”王贻芳坦言,“是否有成果既要运气,也要看当时的状态。大部分院士在70多岁出这样的成果都不容易。我都不能保证,我70岁还能坚持在科研一线,并且出这样的成果。我想应该是很难的。”
“你站在桥上看风景,看风景的人在楼上看你,明月装饰了你的窗子,你装饰了别人的梦”——在王贻芳的学术人生路上,不断有这样的榜样力量影响着他,成为理想的向度。同时,他也在不知觉中成为后来人的榜样,照亮科学的未来。科学精神代代相传。
“王贻芳有时自称运气太好。在我看来,科学上的成功固然有运气的成份,但若不是他目光长远,未雨绸缪,不可能每次都能把握得住到手的机会”与王贻芳共事13年的团队成员曹俊这样评价他。
谈起王贻芳,曹俊有四点主要印象。一是工作勤奋,“在高能所,王贻芳是出了名的拼命三郎”。二是注重细节,“他的细致并没有在当了所长之后改变,科研工作中的每一个重要环节,小到一颗螺丝钉他都会关注。我曾经看到丁肇中的访谈,当载着阿尔法磁谱仪的航天飞机上了发射架后,丁肇中找了间屋子,一个人在里面静静呆了四个小时,把所有的环节从头到尾,细细推敲了一遍,确信没有问题后才签字发射。王贻芳这点跟他很像,可能也只有他能够对大亚湾实验的所有关键细节了解于胸”。三是主人翁责任感,曹俊举了大亚湾项目的例子,王贻芳叮嘱大家,即使是国外负责的部分,我们也要掌握。事实上也确实有几次出现问题需要我们顶上的。但最令曹俊感触深刻的,还是王贻芳的前瞻性和大局观。
曹俊这次举了江门中微子实验的例子,令他毕生难忘感触最深。“说到这个项目的提出,还得从一次出租车上的讨论说起,”曹俊回忆起那次有意义的旅行,起源于王贻芳的“抠门”。王贻芳爱省钱也是所里出了名的,在他看来,该花的钱,几千万也不皱眉;可以省的钱,多一分也是乱花。那次本来是去香港参加一次学术会,从北京到香港的机票要四千多,而到深圳只要两千,王贻芳为了省钱,和曹俊买了从北京到深圳的机票,再从深圳机场打车到罗湖,坐地铁去香港。那是2008年,大亚湾实验刚启动建设,在出租车上,王贻芳就开始找曹俊讨论下一个中微子实验。讨论几个可能的方案——测量中微子反常磁矩、精确测量θ12,都觉得是小打小闹,科学意义不够重大。这时候曹俊想起了几个月前王贻芳给他转来的一篇论文,便说反应堆中微子可以测量中微子质量顺序,但不太现实,一是技术上做不到,这个实验要求极高的能量精度,比当时国际水平的极限还要提高一倍才行。二是经费问题,当时大亚湾实验争取1.7亿经费已经很困难,而这个实验规模需要非常大,至少贵10倍。也正因为这些原因,国际上也没有人认为这个实验可行,关注度不高,只有一些理论上的考虑。“这个意义倒是重大,但几乎不可能实现”,曹俊说。但王贻芳只经过短暂的思考,就说“好!这个实验太好了!”。接着他分析,我们不能用现在的眼光来看未来的问题,技术问题不怕,只要物理理论上没问题就行,离正式建设我们还有10年的时间去解决技术问题,经费我们现在觉得多,但如果按GDP的增长速度,以及国家对基础研究投入的增长速度来看,10年后就不算多了。随后王贻芳马上干了3件事:发表了两篇论文,讨论实验的可行性;启动最关键的核心技术——光电倍增管的研发,计划将其探测效率在国际最高水平上再提高一倍;去大亚湾附近寻找合适的实验地点。
事情的发展正如王贻芳所期望的那样。2012年大亚湾实验发现θ13远大于预期,使这个实验的难度得以降低,也因此争得了高能所在该领域的话语权和公信力,更增强了投资单位对高能所实验团队的信心。2013年,以测量中微子质量顺序为主要目标的江门中微子实验得到批准。2015年,王贻芳发明的具有自主知识产权的新型光电倍增管研发成功,探测效率比以前提高了一倍。诚然,如果测试结果θ13不是那么大,或者光电倍增管技术无法大幅提高,江门中微子实验则难以实现。从这个角度,确有运气的成份。但若不是对未来持有乐观的态度,立足长远考虑发展问题,及早做好各种准备,即便机会来了也难以把握。
用大家的话说,王贻芳在科学上是“大胆假设,小心求真”。在团队成员和学生心目中,王贻芳亦是他们的榜样。
科学精神:只认真理不惧权威
引力波事件回顾:去年2月,美国激光干涉引力波观测台(LIGO)宣布直接观测到引力波,成了春节期间最轰动的新闻。其实,我国科学家从未忽视引力波的研究,筹划中的既有空间引力波研究计划,还有地面观测计划——前者有中国科学院从2008年就开始进行预研究的“太极计划”、中山大学正在推行的“天琴计划”;后者有中国科学院高能物理研究所主导的中美合作项目“原初引力波探测”项目。然而,这些计划都没有获得国家立项。王贻芳希望LIGO能成为一面镜子,照出中国科研体制的短板,迎头赶上。
探求真理是一个科学家永恒的追求,但科研人员要有自己独到的鉴赏力,在项目的选择上尤为重要。中国体制内的多年教育和影响并没改变王贻芳对科学的好奇心。王贻芳不跟风,也不凑热闹。他有自己的关注点和兴趣点,认准的事多大的困难也会坚持下去。美国激光干涉引力波观测台(LIGO)宣布直接观测到引力波,成了去年春节期间最轰动的新闻。事实上,早在2013年,高能所就启动了中美合作项目“原初引力波探测”项目。然而,这个计划没有获得国家立项。在更早的10年前,高能所曾与加州理工学院讨论过参加LIGO及aLIGO(LIGO升级版)的可能性,甚至讨论过在中国建设类似aLIGO装置的可能性。可惜均未能实现。对此,王贻芳深表遗憾。“我们2013年就在推西藏阿里这个实验项目,但到最后也没有得到经费支持。国际上观测到引力波后,大家都来关注了,也问中国怎么没参与。说明我们的科学鉴赏能力还是有问题,自己没有能力判断,需要外界来认定。对撞机也是同样的道理。”
对撞机事件回顾:2012年,以王贻芳为代表的科学家提出在中国建造超大对撞机,这一提议受到知名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁的极力反对。去年9月,就这一预计将花费上百亿人民币的大项目,杨振宁和王贻芳在舆论上掀起公开论战。
多数接触过王贻芳的人都对他留有谨慎、严谨的印象。但在投入和影响较大的对撞机项目上,王贻芳却始终坚持。当问到这背后支撑他的动力是什么时,王贻芳打了一个比方,掷地有声。“有宗教信仰的人,他的力量是无穷的。这件事情我相信它是对的,以我的知识、经验,我对未来发展的预判,以及和国际上很多一线科学家的多次讨论,我相信这件事绝对正确。很多人没有看到这件事对国家和未来不可估量的正面影响。我一定会坚持下去,没有任何力量能阻挡我。”
科学精神就是王贻芳毕生的宗教信仰。因为有科学信仰支撑,王贻芳从容应对质疑,“大家反对的核心虽然是经费,但没有人有兴趣来看细节,都是凭所谓的感觉在说话,有没有人来分析三、四百亿经费问题在哪?合不合理?只说经费太多,要么就是说估得不对、将来还会涨,要么就是说人不够、做不了,或者干脆说你这就是不对。到目前为止,没有任何人有能力和兴趣具体提出科学上、管理上、技术上哪儿有问题?我们的项目是经过专家评审的。如果你有具体的、能说出道理的反对意见,我们很愿意召开专家评审会讨论。或者你在报纸上说出你的观点,哪个地方不对,那也行。没有具体的数字、具体的问题,只有大而化之、没有依据的扣帽子,概念性的假设你怎样。这就没法讨论,这不是科学的讨论。”
王贻芳反对“学术权威”一说,“科学上没有权威,谈不上权威,大家讲道理嘛,道理上说得通就可以。所谓权威那也只是某一方面的权威。说到建加速器,我最清楚。事情是我参与做的,一线的科研人员最有发言权。”
任重道远:科研创新业无止境
在今年初未来论坛2017年会暨首届未来科学大奖颁奖典礼上,王贻芳发表了主题演讲,谈了基础科学对前沿技术发展的价值、作用与意义。在会上他指出,不进行基础科学研究,就不能掌握前沿技术,一个国家就没有核心竞争力。在这次专访中,他重申了基础研究的重要性。
王贻芳认为基础研究是国家的核心竞争力,基础研究一方面可以获得最根本的科学成果,同时也推动了技术的发展,重要的基础研究突破很多是新技术带来的,基础研究是新技术的一个主要推手。基础研究的方法也是创新的一个最根本的方法,在这个过程中还会培养大量的创新型的人才。中国总体的创新能力不强,很大程度上是因为我们基础研究能力不强。核心是创新人才不足,我们国家基础研究投入只占R&D的5%,远远低于国际平均水平的10%~20%。未来要想创新,要培养人才,基础研究是最重要的核心。
高能所根据《国家十三五规划纲要》《“十三五”国家科技创新规划》以及中科院的系列规划目标要求,制定了所“十三五”规划,找准一个定位,重点培育七个学科方向,实现五个重大突破。
高能所的定位叫“使命定位”,在规划中,笔者找到这样一行文字,阐述使命定位:高能所的主要学科方向是粒子物理与粒子天体物理研究、先进加速器物理及技术研究和先进射线技术及应用研究。高能所的特点为在开展广泛的国际合作和国内协作的基础上,自行设计、研制与建造对国内外高度开放、先进的国家重大科技基础设施,并以此为平台开展基础研究、应用开发与系统集成,形成多学科交叉的综合优势。
高能所紧密围绕中科院“创新2020”规划发展目标和实现“四个率先”的历史任务,充分发挥在相关学科领域40年发展积累的综合优势和特色,拟定7个重点学科培育方向,在“十三五”期间实现5个重大突破。7个重点学科培育方向是粒子物理前沿研究、粒子天体物理和粒子宇宙学的研究、先进加速物理与技术研究、核探测技术与核电子学研究、X射线光学技术、射线技术应用、核能放射化学及相关材料的前沿研究。5个突破包括粲能区物理研究取得重大创新成果、中微子物理研究取得重大成果、优质建成散裂中子源装置并开放运行、纳米药物的研究取得突破、建成硬X射线调制望远镜(HXMT)并取得重大成果。
谈到“十三五”规划,王贻芳滔滔不绝,如数家珍,远不是40页规划原文所能承载。“我们有具体的硬任务、各级管理体系、目标清晰。有些装置要完成,有几个成果转化项目要推进。当然,成果转化的钱很少,不指着它,但有的成果总是需要得到应用的,所里不全是基础研究。”
尽管高能物理不像恐龙、鸟类、机器人那么容易做科普,王贻芳依然积极参加科普活动,他认为这是科学家义不容辞的义务,每年都会去大学做高能物理的讲座,科技馆组织的活动他也参加过。“但效果怎么样就不知道了。”王贻芳认为自己不是很好的科普专家。“中微子是构成整个宇宙物质世界的最小的砖块,是最基本的元素。通过这些砖块我们能构建成整个宇宙,我们的加速器就是最高级的显微镜,光学显微镜做到最好就是电子显微镜我也就只能讲成这样了。”说到这,王贻芳自己也笑了。
当笔者问道“天体碰撞产生的射线能达到地球,那天体碰撞产生的高能电子流、中子流等,能否达到地球?”等专业问题时,王贻芳飞快答道,“跟距离有关,中子是不稳定粒子,是会衰变的,离得近能达到地球,离得远就衰变掉了。电子也是一样,离得近能达到地球,离得远的话,在碰撞过程中跟宇宙中的磁场发生相互作用,就到不了地球。总的来说,能量足够高,距离足够近,就能达到地球”看来,王贻芳要真做科普,该不知牵动多少少年的心,为立志科学事业埋下希望的种子。
对于回国的选择,王贻芳没有谈理想报负,也没有提爱国情怀,而是实实在在的相信祖国能为科研人员提供种种条件,而发达国家给不了。国家基础研究的经费虽然少,但是增长的趋势。美国虽然经费多,却没有增量,有的方面还有削减的趋势。有增长的空间就能做新的研究,争取新的项目。王贻芳认为在中国做科研平台更好。目前,海归回国已成为潮流,但他早在2001年就回来了,而且是一直揣着中国护照回来的。我们可以理解为他有眼光、有远见,更可阚见他难以释怀的爱国情怀!