本報獨家專訪中科院高能物理研究所研究員阮曼奇

“科學(xué)研究的‘撞門’最令人激動”

“科學(xué)研究其實可以看作三步：‘撞門’、‘搶’寶貝、寫總結(jié)，然后期待下一次‘撞門’。在這三步中，‘撞門’最關(guān)鍵、最困難，也最令人激動。”在第四屆世界頂尖科學(xué)家論壇(WLF)召開間隙，中國科學(xué)院高能物理研究所研究員阮曼奇接受了本報記者獨家專訪。

在近一個小時里，阮曼奇對大型環(huán)形對撞機(jī)建設(shè)、開放科學(xué)及基礎(chǔ)研究、青年人才成長等話題侃侃而談。采訪結(jié)束，他急匆匆地趕去了世界頂尖科學(xué)家莫比烏斯論壇，“交流和討論是科學(xué)研究的重要組成部分，我很享受?！?/p>

找出宇宙神秘“寶藏”

“大自然把給人類的‘禮物’藏在了宇宙的每一個角落，而科學(xué)家的使命，就是找出這些神秘‘寶藏’?！比盥嬲f。希格斯粒子或許是這句話最好的例證。作為物質(zhì)的質(zhì)量之源，由于難以尋覓又極為重要，它被稱為“上帝粒子”。2012年，這種粒子在被預(yù)言半世紀(jì)后終獲實驗確認(rèn)。

希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)使得整個科學(xué)界為之激動。這一發(fā)現(xiàn)不僅證實了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的完整粒子譜，而且希格斯粒子也和包括物質(zhì)和能量的起源、暗物質(zhì)的本質(zhì)、宇宙的穩(wěn)定性等粒子物理前沿的大量未解之謎息息相關(guān)?！叭祟惖目茖W(xué)認(rèn)知是螺旋上升的。每一次‘撞門’后，就會有很多有意思的發(fā)現(xiàn)，通過總結(jié)就會形成模型，甚至標(biāo)準(zhǔn)模型。粒子物理如此，宇宙學(xué)也如此?！比盥娓嬖V記者。阮曼奇說，目前人類對粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型仍是“知其然而不知其所以然”——標(biāo)準(zhǔn)模型有著簡單優(yōu)美的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，但人類并不理解自然為何選擇這樣的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)；標(biāo)準(zhǔn)模型有大量的自由參數(shù)，其取值決定了宇宙的面貌，但人類也不理解自然界為何選取了這些參數(shù)……

“科學(xué)家提出了大量的新物理模型，急需關(guān)鍵的實驗數(shù)據(jù)來驗證。能精確測量希格斯粒子的對撞機(jī)，是探索標(biāo)準(zhǔn)模型背后物理規(guī)律的最佳手段。”阮曼奇表示。

建“工廠”追前沿

希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，也讓世界最大實驗室——歐洲核子研究中心更加廣為人知。事實上，就在“上帝粒子”被發(fā)現(xiàn)的同一年，中國高能物理學(xué)界也開始討論環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)(CEPC)的建設(shè)。

中國的正負(fù)電子對撞機(jī)有個很“科學(xué)”的別稱：“希格斯粒子工廠”。阮曼奇掏出手機(jī)，用一張張圖片向記者科普，“‘希格斯粒子工廠’由加速器和探測器兩部分組成。加速器具有高真空、極低溫的極端環(huán)境，它能產(chǎn)生正負(fù)電子并加速，最終精確聚焦對撞。探測器相當(dāng)于具有可以高速、高精度拍照的立體顯微鏡，用來記錄帶電和不帶電的各種微觀粒子?！?/p>

阮曼奇說，對于對撞機(jī)而言，超導(dǎo)腔是重中之重。在前期有限的投入下，中國科學(xué)家已經(jīng)將超導(dǎo)腔的兩個關(guān)鍵指標(biāo)——電場梯度和能量可保持的時間做到了國際領(lǐng)先水平。“我們還計劃通過先進(jìn)速調(diào)管，將產(chǎn)生微波的效率從世界目前的最好水平60%提高到了80%?？蓜e小看這20%，能讓廢熱減半，對于埋在地下的龐然大物而言，絕對是個好消息。”

和科學(xué)研究一樣，大科學(xué)裝置的建設(shè)不會一帆風(fēng)順。對于“希格斯粒子工廠”來說，不同的聲音一次次考驗著項目的前行。有專家認(rèn)為通過宇宙射線就能有新發(fā)現(xiàn)，“宇宙射線在粒子物理發(fā)展的早期的確起到了重要作用，但它攜帶的信息畢竟相對有限?！比盥娌⒉徽J(rèn)可，“當(dāng)前，宇宙射線更多是作為研究極端天體行為的觀測手段。半個世紀(jì)以來，粒子物理的絕大部分進(jìn)展，無論是新粒子的發(fā)現(xiàn)還是標(biāo)準(zhǔn)模型的確立，都是通過加速器實驗實現(xiàn)的?！?/p>

更多人不理解的是，花數(shù)百億元建造這樣一個裝置，究竟有什么用？“CEPC的核心價值在于其巨大的科學(xué)意義，它有可能解決上面提到的種種重大問題。我們的極力推動，有好奇心，有對明天的明天的期待，也有信念?！比盥婊卮穑案呔獾膶ψ矙C(jī)會推動技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，直接改善人們的生活，比如醫(yī)療、電子學(xué)等?！?/p>

“最強(qiáng)大腦”都有童心

參加第四屆世界頂尖科學(xué)家論壇，阮曼奇接觸了很多頂尖科學(xué)家，也和“小科學(xué)家”們打了不少交道。“我可能比較樂觀，我覺得現(xiàn)在的高中生比我們更強(qiáng)，而且一定會做得更好。他們已經(jīng)表現(xiàn)出出色的批判性思維和邏輯判斷?！彼z毫不吝贊美之詞。

話鋒一轉(zhuǎn)，他表示對這些青少年也有些許心疼。他說，會期有不少中學(xué)生找他交流，他了解到他們中的大部分還是要參加高考，“過獨木橋”?！拔矣X得強(qiáng)化線上線下校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)規(guī)范管理很有必要。這能讓孩子們從意義不大的‘內(nèi)卷’中解放出來，釋放真正的好奇心和創(chuàng)造力。”

而對于頂尖科學(xué)家們，阮曼奇最深的印象是：好奇心。他旁聽了生命科學(xué)等不同領(lǐng)域的論壇，發(fā)現(xiàn)“最強(qiáng)大腦”們都展現(xiàn)出對于人類未來命運的擔(dān)憂、對于新技術(shù)的激情和對提出問題的尊重?！八麄冋娴亩歼€有顆童心，也把推動人類認(rèn)知向前、生存空間擴(kuò)大的重任寄希望于下一代。”阮曼奇表示。本報記者 郜陽

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