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总有人问王贻芳，你们做中微子研究和粒子物理研究，有什么用？有时，他会笑着回答，“没什么用。” 看似“无用”的基础科学，需要花那么多时间、精力和金钱，值得吗？要向公众解释这些问题，对他来说，是从事科研之外必须去做的普及。 “只有基础科学领先国际，才有科学和技术的真正领先和国家的富强。”9月23日，在2021未来青年论坛上，王贻芳登上讲台，解释基础科学研究如何推动企业以及一个国家的技术发展。 他举了一个例子，高能物理研究所在做江门中微子研究时，需要能满足世界最高探测效率要求的20吋光电倍增管。虽然中国过去曾生产过小光电倍增管，但技术后来被日本滨松垄断。在他们的推动下，与中国兵器北方夜视公司合作，经过六年研制，国产光电倍增管的技术终于达到要求并实现量产。这一类的高速光电器件在国防、工业、医疗、科研方面有广泛的应用，通过这个过程，我国的光电器件技术一下子走到了国际的前列。 2012年，震动全球物理学界的消息——在大亚湾反应堆中微子实验中，王贻芳领导的团队发现了新的中微子振荡模式。 《科学》杂志将这一发现列为当年全球十大科学突破，并称“中国粒子物理的时代业已到来”，王贻芳也一战成名，成为首位获得“基础物理学突破奖”的中国科学家。 但真正把王贻芳拉到公众面前的，是2016年他与杨振宁教授之间关于“中国是否适宜建造超大对撞机”之争。那之后，CEPC（环形正负电子对撞机）走进大众视野，成为公众话题。 争议和反对，从来都是科学家们要面对的现实。王贻芳的导师、诺贝尔物理学奖获得者丁肇中曾说，他这一生遭遇过的反对太多，“但我从来没有失去信心，仍然做自己该做的事，不能因为考虑到有这个人反对、那个人反对，就顾虑重重，无所适从。” 
王贻芳也没有因为质疑而彷徨。他没有停留在辩论上，而是竞赛一般抓紧时间，一边带团队做科学研究，一边四处为项目的推进而奔走。2019年，他获得“未来科学大奖”物质科学奖，当即把50万美元奖金全部捐出，建立“CEPC促进基金”。 “对我来说，最核心的问题就是，你是不是做了一件你认为正确的事情，如果是，你就应该坚持下去。”王贻芳说，他看到的是在一个极其重要的科学领域，中国领先于世界的可能性。认清方向，极力推动，是他身为科学家的责任。 科学狂人 在同事眼中，王贻芳是个极度追求完美的“科学狂人”。 1963年生于江苏南京的王贻芳，生长在“文革”时期。在那个学工、学农的时代，他回忆起年少时跟同学一起去工厂实习、到农村住到农民家干农活，“确实是增加了很多了解社会的体验。” 学习对王贻芳来说，从来不是困难的事情。刚恢复高考，他就选了南京大学物理系，理由也很单纯——数理化的学科中，他不喜欢背生物化学，数学又太抽象，“物理相对轻松一点，原理讲清楚了，就可以推导，不用背。” 多年以后回想当时的选择，他认为自己并没有太多前瞻性，“第一步没有选错，就沿着这条路走了下来。”大学期间，除了上课，他就泡在图书馆，大量阅读历史、艺术、小说和哲学、社会学书籍。 很多接触王贻芳的人，都会对他知识面的广博印象深刻。直到现在，他依然保持着广而杂的阅读习惯，“阅读历史和人文非常重要，你对很多事情的认识会更加理性。从历史的眼光去看，能看到整个物理学的发展过程，很有意思。人文的积淀，对你理解和预估未来的变化，对你怎么选择项目、选择合作者，或是跟合作者沟通，都很有帮助。” 
他人生轨迹的改变，是从考上丁肇中先生的研究生开始的。 上世纪80年代，丁肇中向教育部建议，在中国选拔年轻人才加入他领导的位于瑞士日内瓦的L3实验室。对王贻芳这一代中国学生来说，丁肇中是神一样的人物，系里推荐他去考试时，匆忙得连准备时间都没有。他还记得，丁肇中的考题都是书上不会讲的内容，需要靠物理原理去推导。当时并没有觉得太难，最终能考上，成了意外之喜。 来到世界物理学家的“圣地”欧洲核子研究中心，王贻芳迅速显示出天分。 合作组有400多名科研人员，大家抢题目，写文章，第一年一共发表了21篇论文。而王贻芳一个人，就占了3篇。善于培养中国年轻人的丁肇中迅速看上这个年轻人，提拔他为唯一的学生组长。 去佛罗伦萨大学攻读博士期间，他不懂意大利语，很难参与小组讨论。两三年后，他已经能用意大利语讨论艰深的专业问题，并用意大利语完成博士论文。 “我大概比别人更努力一点”，说起国外的学习生活，王贻芳轻描淡写。但事实上，天才背后是难以想象的努力。他每天要工作12个小时，甚至更长，偶尔到了周末能休息半天，就去逛逛博物馆，了解这个国家的文化和历史。 从1985年至1995年的十年间，他跟随丁肇中从研究生读到博士后。在实验室后期，丁肇中最受争议的AMS实验中，他成为了主要的设计人员。那些年，欧洲静谧的田园风光，他无暇顾及，而是与来自世界各地的顶尖科研人员埋首在实验室，进行人类与宇宙太空的对话。 决定离开丁肇中实验室时，王贻芳是想寻找自己更多的可能性。1996年，他进入美国斯坦福大学物理系任助理研究员，2001年，他选择归国。在中国做中微子振荡实验，成为他当时最大的心愿。 基础科学，现代社会发展的动力 缺钱、压力、风险、争议，是王贻芳作为项目领导者经常面临的难题，但他总是坚持而不妥协地度过一个个难关。 大亚湾反应堆中微子实验，就曾冒着做不成的风险。在这个中美合作的项目上，他拒绝采用美方提供的方案，因为“灵敏度比中方方案差20%”。很多人当时劝他，就用美国人的吧。他反驳，如果采用美方方案，国家的投入得不到足够回报，就算做不成，也不能妥协放弃。 扛着巨大压力前行，他最终以实验的成功证明，中国中微子研究是位于世界前列的。 
王贻芳身上，综合着坚毅果断与严谨理性，“我们一直说，基础科学研究一定要有一个高的目标，才会有好的设计，才有高的指标。” 很多时候，他无法向公众说出某个方程式有什么用，但会用一些例子普及基础科学的现实意义——没有热力学、牛顿力学等科学作为基础，两次工业革命无从谈起；现代医院临床上的核磁共振设备采用的超导磁铁，就是因为上一代美国最大的加速器Tevatron带来的超导磁铁技术突破与普及；万维网也是在高能物理研究过程中产生的。 “如果对基础科学不关心，不知其所以然，一定会落后。基础科学研究才是现代社会发展的动力。”他坦言，因为基础科学研究拥有“世界第一”的追求，相应也会提升中国工业界的创新研发能力，“科学家和工程师的合作，是提高我们创新能力的绝佳途径。” 谈到科学史时，王贻芳说，早在古希腊时期，西方就通过逻辑推理发展出一整套科学体系。但中国哲学讲究“天人合一”，使得中国人自古以来都更关注自身，而不是外部自然世界。 他认为，从历史来看，因为不重视基础科学，中国吃过太多亏，“从2000年前直到现在，中国的基础科学从来没有领先过。中国有四大发明，知道怎么制作火药，但根本不知道背后的化学规律，没有发展出相应的科学体系。” 鸦片战争失败后，中国开始向西方学习，但只是购买枪炮，没有引进西方的科学体系，最终甲午战争失败。而日本在明治维新时期引进了西方科学，比中国早几十年建立起科学体系。 到今天，他依然需要不断普及基础科学的重要性，呼吁社会更多关注基础科学建设。 “在过去的20年，我们国家对基础科学研究经费的投入，始终没有变化。”他拿出一个数据，中国的研发经费是GDP的2.4%，基本达到中等发达国家的水平，但基础研究经费只占研发经费的6%，跟发达国家15%-20%的数据相比，有很大差距，“我们的基础研究经费总量只有美国的1/5。国家应该有一个计划，把我们对基础科学研究的投入提高到15%。” “上海天文馆的建设花费3亿，但中国连一台3米以上的天文望远镜都没有。”他横向对比各个国家的基础研究经费发现，在发达国家，很多企业都在资助基础研究。韩国企业在基础研究的投入中处于主导地位，使得韩国很多产业领先于世界。在日本，企业对基础科学的投入，也使日本拥有众多世界顶尖技术，“日本从2000年起，基本每年一个诺贝尔奖，原因之一是离不开高端仪器的制造和使用。” 他呼吁中国企业支持基础研究，弥补政府支持的不足，甚至可以像美国那样，设立专注于基础科学研究的私人基金会，“美国企业的超强竞争力，与他们一贯重视基础研究，特别是领域内前沿性的基础研究密不可分。” 2019年，王贻芳荣获“未来科学大奖”物质科学奖时说，“我从事的中微子研究和粒子物理研究是'无用’的科学，我们需要纯粹的好奇心，在纯粹的科学方面做出更大的贡献，中微子研究、大型环形对撞机都是出于这种目的，我们需要有这种重大科学意义的大科学装置。” 直到现在，他依然在这条他认为确定无疑的路上前行。 【专访王贻芳】我们这一代没有拿诺贝尔奖，下一代一定会有 第一财经：你说过，你走上物理学研究的路，是一种惯性使然，也有偶然性和机会。在成长为一名科学家的过程中，你怎么确立目标的，有没有过动摇？ 王贻芳：一开始学物理我就是喜欢的，第一步就没有选错。如果我选一个自己不喜欢的专业，再想尽一切办法去改，那就会很痛苦。 在我们上研究生的时候，也有人讨论，要不要去学计算机，IT公司的工资会比我们高10倍，或者要不要去做金融，工资更高。各种诱惑也不是没有听过，但我没有太大兴趣，总体来说，是相对顺利地沿着这条路走了下来。 第一财经：你跟随丁肇中先生学习了十年，参与过他的AMS实验，当时这个实验遭到强烈反对，但丁先生认为物理学的进步，就是推翻前人已知的东西而发展的。他曾说，做实验物理，就不能考虑别人的看法，不能因为绝大多数人反对就不做。他给了你怎样的影响？ 王贻芳：我想，无论是在研究题目的选择上、项目的最终推动和落实，以及如何组织一个研究团队等等，应该说各方面都受到他很大的影响。 他一直强调，要选择好的、有意义的题目，能在历史上留得下来。这对我们提高自己的站位，提高品位和眼光非常重要。 说得通俗一点，如果你选择做一个艰难的、创新性比较大的项目，有可能得不到大家支持，没有钱。那你是跟着钱走，去做一个相对平庸、不那么重要的项目，还是让钱跟着你走？我们一直说，要想尽一切办法让钱跟着你走。 第一财经：怎么跟公众解释，你们目前正在做的研究？ 王贻芳：第一，我们一直在做加速器和探测器，关键点在于我们到底要建什么样的一个机器，性能是什么，如何优化它各方面的指标，需要落实到每一个具体设备的设计。这件事大概还需要三、四年，规模很大。 第二，我们已经开始了一些核心关键部件的技术预研。设计是落在纸面上的，并不知道能不能做出来，只有做了才知道困难在哪里，指标的极限在哪里，才能优化设计，调整指标，改进工艺和技术。这个工作也有七、八年的时间。 任何一个新的大型装置，都需要有理论和技术的创新，要摸索到创新的边界，这个过程很长。估计还需要5年以上，才能把所有技术做好。 在这个过程中，我们已经有很多非常重要的收获，一些重要的技术研发成果可以直接用在国内一些大装置上。 我们研发的技术是不会被浪费的，因为我们瞄准的是世界最先进的技术，相关的设备指标都是世界上最先进的。所以我一直说，基础科学研究一定要有一个高的目标，你的研究才会领先。如果你的科学的目标低了，技术目标和创新自然就不会那么高。如果科学不领先，技术永远不会领先。 
第一财经：去年，CERN通过欧洲粒子物理2020战略，跟中国高能物理学界倡议的环形正负电子对撞机设想高度一致的。得知这个消息，你是否会欣慰，也会觉得紧迫？ 王贻芳：我们非常欣慰。我们做了一个正确的选择，而且几乎是唯一的选择，如果欧洲有别的办法，一定不会跟着我们走。这个我们先提出的立足于未来的发展方向，被欧洲学界经过5年的讨论认可了。 欧洲的计划是2028年开工建设，对我们来说当然有压力。如果我们不能赶在那之前，最后就只能去参加欧洲的项目了，世界上不可能做两个同样的对撞机。 我们现在的目标是自己做，还有8年时间。压力更多是如何执行我们自己的计划，如何在具体的工作、设计中解决关键的技术问题。这些问题一旦能解决，我们也没有特别大的担心，如果技术领先了，我们去参加欧洲的项目也有一定的位置。 第一财经：如果一个年轻人有志于成为科学家，你认为他需要有什么特质？ 王贻芳：一个年轻人能否做出巨大的贡献，从具体的人你无法判断，这里面有机遇、环境和自身条件等很多因素。 能否成为科学家，是需要一定的天分的。从早期来看，他应该有主动性，眼里有活儿，知道该干什么，而不是导师要求他做什么就做什么。他有主动寻找问题、解决问题、克服困难的能力。他对自我的每个阶段的能力和未来都要有判断力，最核心的是，他必须热爱科学，喜欢这件事。就算资质略微差一些，能够不受外界诱惑，坚持下去，也会有很好的成就。 第一财经：你一直说，中国高能物理人才储备还远远不够，希望多培养些人才。你怎么看下一代的机遇？是否他们要抵御诱惑才能安心做科研？ 王贻芳：人才就跟资金一样，永远不够。就像航天事业一样，我们也是先有了项目，才能吸引和培养人才。如果一个项目准备十年，一代人就可以培养起来了。 下面这一代人无论从资质、能力、学识基础和未来的发展前途，肯定是远超我们。 其实我们年轻时也有很多诱惑，那些诱惑可能还超过现在。我相信一代比一代强，我们这一代没有人拿诺贝尔奖，下一代一定会有。现在这批年轻人的能力还没有被看到，等他们到了我这个年纪，就会有成就，就一定会冒出来。 |
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