专访幽灵粒子捕手王贻芳:做科研走投无路是常态
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随着2026年诺贝尔物理学奖的揭晓,“幽灵粒子”中微子再次成为公众关注的焦点。 10月6日,瑞典皇家科学院将2026年诺贝尔物理学奖授予弗朗西斯·哈尔岑(Francis Halzen),以表彰他“对冰立方中微子天文台以及捕获天体物理起源高能中微子领域作出的贡献”。 中微子是宇宙中数量最多的粒子之一,与光子一样无处不在。令人惊奇的是,每秒钟有数以万亿计的中微子穿过人体,人们却毫无察觉。至今仍有一系列谜题待解:中微子的质量究竟是多少?质量顺序是正还是反?它是否是自己的反粒子? 这些问题,也是中国科学院院士、高能物理学家、中国科学院高能物理所原所长王贻芳半生以来持续追寻的方向。 1984年第一次见到丁肇中,改变了王贻芳的人生轨迹。当时他还是南京大学大四学生,在一场选拔考试中由丁肇中亲自面试,随后被选中,前往瑞士日内瓦参加当时世界上最大的高能物理实验项目——L3实验。 “你的文章,30年以后还会有人看吗?”这是丁肇中常对学生说的一句话。很多年后,王贻芳依然清晰记得,这句话也影响了他的学术选择。 上世纪90年代,中微子并非粒子物理的热门方向,不同实验给出的结果互相矛盾。有人觉得这不是一个好的领域。而王贻芳看到的,是另一面:“有问题自然就有解决问题的机缘和机会。” 后来,他领导的大亚湾中微子实验首次测得了中微子混合角θ₁₃,颠覆了学界对中微子振荡模式的固有认知,这是中国高能物理历史上最重要的成果之一;随后他又牵头主持江门中微子实验(JUNO),2025年8月该实验正式投入运行,今年6月,JUNO公布了中微子质量顺序数据,被认为是迄今为止国际最高精度的测定。 “朝闻道,夕死可矣。”42年过去,王贻芳站上2026国际基础科学大学领奖台,接过丁肇中物理奖章时,说了这几个字。 日前,新京报记者专访王贻芳,谈科研过程中的“走投无路”、基础科学的“无用之用”,以及对科研体制、人才培养环境的反思。
新京报记者专访中国科学院院士王贻芳。米潇楠摄 【对话】 中微子天文学是相对新的领域,希望能得到更多理解和支持 新京报:听闻今年诺奖颁发消息的第一反应是什么? 王贻芳:非常高兴,既为领域高兴,也为Francis Halzen高兴。这个成果应该说是众望所归,大家都认为是早晚而已。我跟Francis很熟,也受邀评审过他的工作,经常切磋讨论各种问题。他从20世纪80年代开始,从科学目标出发,推动建设南极冰下实验,从无到有,发展出了中微子天文学这个新领域,科学、技术和工程成果都很了不起,学术和管理能力都很强,人品高尚,很让人敬佩。 新京报:此次诺奖颁发给中微子相关研究,对促进相关领域研究有何积极意义? 王贻芳:中微子天文学是一个相对新的领域,还有很大的发展空间。特别是引力波天文学起来以后,我们现在有了一个新名词,叫作多信使天文学,综合利用传统的可见光、x射线、gamma射线、带电宇宙线,以及新兴的中微子与引力波,我们对宇宙的认识可以上一个新的台阶。中国在这方面现在有很多很好的想法,有希望在未来引领国际。非常希望借此机会,能得到更多的理解和支持。 新京报:中微子至今没有测出绝对质量,难点在哪儿? 王贻芳:因为中微子质量太小,是电子质量的百万分之一。这么小的质量,要想测出来非常困难,没法直接称量,只能通过各种间接办法。到了这样的精度,间接办法会受各种外界因素影响,我们称之为系统误差,跟仪器设备状态等都有关系。所以要把所有东西都做非常高精度的校准,确认测量没有受到外界干扰。 新京报:江门中微子实验的成果,对于普通人理解宇宙有什么意义?
王贻芳:标准宇宙学模型有7个最重要的参数,其中1个就是中微子质量。中微子的数量在宇宙中巨大,跟光子一样无处不在。在宇宙学中,中微子本身也起了极其重要的作用,它的质量跟整个宇宙演化的历史和未来都有非常密切的关系。 新京报:江门中微子实验的建设过程中,遇到的最大困难是什么? 王贻芳:江门实验建设中最关键的难题之一,是提高光电倍增管的探测效率,要比当时国际上能买到的高出大约一倍。为了解决这个问题,我们决定自己研制。我们在国内找了很多企业,也提出了一个不同的设计方案,交给企业,希望他们做出来。企业当然也有自己的专业知识和基础。但合作了差不多三年,发现根本做不出来。 彻底失败以后,我们又重新寻找合作企业,从头开始。跟新企业合作,差不多又过了三年,也几乎是走投无路,还是没有做出来。最后我们继续坚持,企业终于找到了突破的办法。前后差不多用了七八年才最终做出来。 新京报:七八年时间,前面六年都失败了,当时什么感觉? 王贻芳:当时在相当程度上处于一种走投无路的感觉,不知道到底能不能成。但指标在那儿,达不到,实验就有很大问题。这是必须解决的问题。 做科研总有遇到困难、感觉走投无路的时候,这是经常会有的感觉。我们建设跨度近50米的江门中微子实验地下大厅时,遇到了非常严重的地下水渗漏。建设进度大幅拖延,中间遇到各种各样的问题。不光进度拖延,成本也大幅上升。我们组织了国内相关领域的顶级专家、院士,他们看了当时的地质条件和地下水问题,也看不出有什么特别好的办法,只能一寸一寸地慢慢往前挖。 王贻芳(右)在江门中微子实验现场。受访者供图 “朝闻道,夕死可矣” 新京报:你曾提到,1984年第一次见到丁肇中先生改变了你的一生。丁先生给你最大的影响是什么?
王贻芳:一方面,通过他的言行举止,我知道了一个好的粒子物理实验学家应该是什么样的、他日常关注的重大问题是什么、遇到问题是如何解决的;另一方面,他有一句口头禅:“你的文章30年以后还会有人看吗?”在选择科研课题的时候,他非常强调这件事情有多重要,而不是这件事情能不能做出来。 新京报:他的选择标准影响了你后来选择从事中微子领域吗? 王贻芳:有非常大的影响。有容易的课题,有难的课题,有重要的课题,有不那么重要的课题,如何选择?开展研究一定要选择重要的课题,而不是以能否做出成果作为首要评判标准。 新京报:你33岁时向丁先生请辞,当时怎么下的决心,有纠结吗? 王贻芳:我33岁时在丁先生那里待了11年,感觉应该换一个环境,有一个更宽的视野。到38岁时,觉得这是一个坎,如果不下决心回国,以后可能很难有机会了。当时国内的工作机会非常难得,总体来说,国内各方面毕竟缺人,科研支持在较快上升,如果想做事情,还是有机会得到支持的,所以没想太多就决定回来了。 新京报:回来初期是怎样的状态? 王贻芳:回国就是从头开始。那时国内没有人做中微子,一切从零起步,我们先搭平台、建团队。后来我去做北京正负电子对撞机,那是一个更大的平台,各方面就顺手一些。有了这个基础,再做大亚湾中微子实验就得心应手多了。 新京报:你在领奖时说“朝闻道,夕死可矣”,对你来说中微子的魅力在哪儿? 王贻芳:做研究,我们都希望得到结果。得到结果的一瞬间,那种喜悦是任何其他方式无法取代的。但科研的绝大部分常态是日常工作。如果日常工作都很痛苦,大概坚持不到最后,所以过程中有一些小进步,也会让人非常高兴,比如设备做成了、数据拿到了,或者数据分析后看起来还不错。 不管怎么样,这是一个重要且重大的问题,大家都希望能看到这个结果,即使是竞争对手,看到对方获得成果,大家也会由衷地为他高兴。
新京报:如果你此生看不到江门中微子实验完成使命的那一天,会有遗憾吗? 王贻芳:江门中微 |
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