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參與超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)國(guó)際合作始末
2017-05-04 |文章來源: 知識(shí)分子| 瀏覽次數(shù):  |

  對(duì)撞機(jī)是各國(guó)物理學(xué)家們研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要手段之一。上世紀(jì)八十年代計(jì)劃研發(fā)的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)由于能量特別大(20TeV),物理學(xué)家們希望可以用其進(jìn)行更加復(fù)雜和深層的研究,如物質(zhì)本質(zhì)和宇宙起源等,試圖揭示大自然的奧秘。 

  1993年初我國(guó)決定參加超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)的國(guó)際合作,該項(xiàng)目是當(dāng)時(shí)的最前沿, 也是世界歷史上高科技領(lǐng)域最重大的基礎(chǔ)科研國(guó)際合作。其主要目的是提高我國(guó)的科研和工藝技術(shù)水平、促進(jìn)科技進(jìn)步,并在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地,提高我國(guó)的國(guó)際地位。 

  為此,我國(guó)成立了國(guó)務(wù)院超級(jí)對(duì)撞機(jī)國(guó)際合作領(lǐng)導(dǎo)小組,當(dāng)時(shí)的副總理朱镕基任組長(zhǎng),國(guó)務(wù)委員、科委主任宋健任副組長(zhǎng),其他幾位成員均為正部級(jí)領(lǐng)導(dǎo),包括國(guó)務(wù)院副秘書長(zhǎng)劉志堅(jiān)、國(guó)家計(jì)委副主任甘子玉、國(guó)務(wù)院經(jīng)貿(mào)辦副主任張壽、中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)周光召、航空航天工業(yè)部部長(zhǎng)林宗棠等。林宗棠部長(zhǎng)為常務(wù)成員兼辦公室主任,負(fù)責(zé)合作工作的具體執(zhí)行。愛國(guó)華僑、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者李政道先生鼎力推動(dòng)和協(xié)助我國(guó)參與超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目的國(guó)際合作。 

  從科學(xué)家們的角度看萬物似乎總是從兩個(gè)方面:微觀和宏觀。有趣的是,超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)這項(xiàng)研究和微觀、宏觀都密切相關(guān),它借助質(zhì)子對(duì)撞從微觀世界開始來研究宏觀世界——宇宙大爆炸和宇宙的形成。不僅如此,一旦我們能夠充分了解和認(rèn)識(shí)基本粒子及其相互作用,也將有可能掌握和利用潛力極大的“粒子能”來造福人類和世界。 

  筆者參與對(duì)撞機(jī)高科技國(guó)際合作已是二十多年前的經(jīng)歷,雖然大學(xué)所學(xué)專業(yè)是航空,對(duì)高能物理這門科學(xué)懂得很少,但仍然覺得有不少值得回顧和受到啟迪的事情。 

  超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)SSC 

  對(duì)撞機(jī)是各國(guó)物理學(xué)家們研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要手段之一,它的出現(xiàn)經(jīng)歷了從直線加速器、高能同步加速器到環(huán)形加速器再發(fā)展到對(duì)撞機(jī)的過程,其質(zhì)心能量也從百萬電子伏特級(jí)(MeV)提高到十億電子伏特級(jí)(GeV)。對(duì)撞機(jī)具有積累功能,能加速由前級(jí)加速器注入的兩束粒子流,當(dāng)其強(qiáng)度及能量達(dá)到預(yù)定大小數(shù)值時(shí)使粒子流在相向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下發(fā)生對(duì)撞,并同時(shí)對(duì)粒子對(duì)撞破碎后的情況(又稱事例)實(shí)時(shí)記錄、測(cè)量和分析。全世界現(xiàn)存加速器超過2500臺(tái)。 

  美國(guó)超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)(SSC,Super-Conducting Super Collider)項(xiàng)目的能量則要更大,可達(dá)到兆兆(萬億)電子伏特級(jí)(TeV),可以進(jìn)行更加復(fù)雜和深層次的研究。研究目標(biāo)是探索和揭開物質(zhì)最基本的特征和能量的奧秘,包括宇宙大爆炸及宇宙的形成等。該項(xiàng)目由美國(guó)牽頭,參與合作的有中、俄、日、印、韓、德、臺(tái)等15個(gè)國(guó)家和地區(qū)。最初美國(guó)學(xué)者們提出了課題和建議,得到了當(dāng)時(shí)美國(guó)最上層的首肯,時(shí)任總統(tǒng)里根(Ronald Wilson Reagan)宣布美國(guó)將開發(fā)用于探究基本粒子的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī),并決定由美國(guó)能源部領(lǐng)導(dǎo)實(shí)施。1983年秋,能源部批準(zhǔn)研究20TeV能量級(jí)對(duì)撞機(jī)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可行性。 

  在完成了大量工作后,1989年美國(guó)在達(dá)拉斯建立了超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)室SSCL(Super Conducting Super Collider Lab,我們稱它為對(duì)撞機(jī)總部)并開始運(yùn)作。1992年SSCL對(duì)超導(dǎo)超級(jí)撞機(jī)的關(guān)鍵工程作好安排,在進(jìn)行或已完成某些基本項(xiàng)目(如磁體測(cè)試等)、實(shí)驗(yàn)任務(wù)得到了批準(zhǔn),并和中國(guó)、印度等多國(guó)簽訂了合作協(xié)議。整個(gè)工程初步計(jì)劃1999年建成,初始預(yù)算40億美元,不久調(diào)整為82億美元,后來估計(jì)總費(fèi)用達(dá)到110-150億美元,就是在今天這也是一筆不小的資金。 

  這項(xiàng)特大工程得到了美國(guó)三屆總統(tǒng)里根(Ronald Wilson Reagan)、布什(George Herbert Walker Bush)和克林頓(Bill Clinton)的支持,是投資未來的前沿科學(xué)項(xiàng)目。能源部聲稱把它作為科研項(xiàng)目的首選,認(rèn)為超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)的建設(shè)有利于維持美國(guó)在物理研究領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。1989年已簽訂合同18000項(xiàng),惠及46個(gè)州,并為美國(guó)提供大量就業(yè)機(jī)會(huì):1993年提供了8000個(gè)工作崗位,1994年9300個(gè)崗位。參與合作的美國(guó)和世界各國(guó)的廠所院校710所,科學(xué)家、學(xué)者、研究人員逾千人。項(xiàng)目具有巨大的溢出效應(yīng),據(jù)建在瑞士和法國(guó)邊境的歐洲核子研究中心(CERN)一項(xiàng)研究表明,在對(duì)撞機(jī)上每投入一美元將會(huì)產(chǎn)生三美元的經(jīng)濟(jì)效益。 

  超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)用質(zhì)子束(Positive & Negative Proton作為粒子對(duì)撞。按設(shè)計(jì),對(duì)撞機(jī)建在美國(guó)得克薩斯州達(dá)拉斯市附近地下直徑超過4米的隧道里,深度12至76米,主要設(shè)備多在地下50米深處。項(xiàng)目共建造四段加速助推器,第一段長(zhǎng)600米,第二段10.8千米,分別為低能和中能助推器,第三段高能助推器10.8千米,真正的實(shí)驗(yàn)區(qū)在第四段,是最后一段對(duì)撞環(huán),周長(zhǎng)87.1千米。四段均由電阻磁鐵產(chǎn)生巨大磁場(chǎng),后兩段為超導(dǎo)磁鐵。上萬組超導(dǎo)磁鐵產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)會(huì)控制和聚焦質(zhì)子流,使其每秒沿環(huán)道循環(huán)3000次,并能夠選擇和控制在最合適的時(shí)機(jī)發(fā)生對(duì)撞。除了加速裝置外,對(duì)撞機(jī)還有其它許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜和精密的系統(tǒng)、設(shè)施,如大型量能器等。 

  在對(duì)撞過程中,加速器在周長(zhǎng)達(dá)87.1千米的對(duì)撞環(huán)封閉管道內(nèi),把處于攝氏零下數(shù)百度的液態(tài)介質(zhì)中的兩束正負(fù)質(zhì)子流加速到接近光速(0.9999999倍光速)進(jìn)行對(duì)撞,此時(shí)質(zhì)子流能量高達(dá)20TeV。能量極高的質(zhì)子在巨大沖擊力下撞擊后粒子破碎,形成無數(shù)新粒子,這些粒子的運(yùn)行軌跡(高能物理上稱為徑跡)和參數(shù)(能量、速度、質(zhì)量等)由兩個(gè)巨型的閃爍量能器SDC和電磁量能器GEM在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)量、記錄和分析。 

   

  ?超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)和現(xiàn)有各種對(duì)撞機(jī)的對(duì)比 

   

  ?美國(guó)超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)(SSC)的磁鐵組和管道 

  超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)的加速器和探測(cè)器技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、診斷、癌癥治療等。對(duì)撞機(jī)的實(shí)驗(yàn)和對(duì)超導(dǎo)磁體的研究也可以對(duì)研發(fā)高速列車、磁槳船、超速計(jì)算機(jī)、新一代測(cè)量技術(shù)、新一代X光技術(shù)、低損耗電力傳輸、磁能儲(chǔ)存系統(tǒng)、環(huán)境(土壤)污染檢測(cè)和處理及最具商業(yè)價(jià)值的新產(chǎn)品的開發(fā)等方面起巨大作用。 

  中途下馬 

  1993年秋天,美國(guó)國(guó)會(huì)由于超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目發(fā)生的費(fèi)用大幅攀升,造成巨大財(cái)政赤字,認(rèn)為擠占了其他項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi),決議停建超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)。 

  當(dāng)時(shí)適逢國(guó)會(huì)中期選舉,不少新當(dāng)選的議員對(duì)于超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)的重大科學(xué)意義并不清楚,許多公眾也不了解這個(gè)項(xiàng)目的長(zhǎng)遠(yuǎn)價(jià)值,加上美國(guó)國(guó)家審計(jì)總署作出過對(duì)項(xiàng)目很不利的報(bào)告。為此,美國(guó)總統(tǒng)克林頓在10月12日寫信給眾議院,稱“超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)是美國(guó)政府最優(yōu)先項(xiàng)目”,希望給予支持(參見附錄(1)克林頓給國(guó)會(huì)小組委員會(huì)主席貝維爾的信),對(duì)撞機(jī)的主管單位美國(guó)能源部部長(zhǎng)奧麗萊H. R O'Leary)也給國(guó)會(huì)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)去信呼吁給予支持。10月14日,參議院不同意眾議院的意見,決定繼續(xù)支持該項(xiàng)目,并建議1994年為超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目撥款6.4億美元。隨后在參、眾兩院代表聯(lián)席會(huì)議上認(rèn)同了參議院的6.4億美元撥款方案,再提交審議。但眾院再次否決了撥款的議案,并通過停建超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目的修正案。 

  1993年10月21日,眾議院和參議院達(dá)成一致,決定“終止超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目以減少赤字預(yù)算”,當(dāng)時(shí)已為超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目投資約20億美元。  

  美國(guó)對(duì)撞機(jī)總部在對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目停建后派來了幾個(gè)代表團(tuán)商討有關(guān)收尾工作,中方介紹和提供了各個(gè)合作項(xiàng)目的具體情況和發(fā)生的費(fèi)用清單,他們還訪問了北京、西安、上海等地的有關(guān)單位,最后美方向我們提供了補(bǔ)償費(fèi)用,我國(guó)參與過合作的各有關(guān)單位得到了相應(yīng)的補(bǔ)償份額。 

  對(duì)撞機(jī)的下馬在美國(guó)引起了極大的震撼,美國(guó)能源部部長(zhǎng)奧麗萊就國(guó)會(huì)決議立即發(fā)表聲明(參見附錄(2)),她對(duì)美國(guó)國(guó)會(huì)決定停止對(duì)世界最重要的高科技國(guó)際合作項(xiàng)目超級(jí)對(duì)撞機(jī)撥款深感遺憾,并認(rèn)為這一項(xiàng)目的取消會(huì)使科學(xué)研究工作受到損害,也會(huì)對(duì)美國(guó)在世界科技的領(lǐng)導(dǎo)地位產(chǎn)生不利影響。能源部將與科學(xué)家們一起探求繼續(xù)在高能物理領(lǐng)域研究的其它方法,并向參與和支持SSC項(xiàng)目的部門和個(gè)人表示真誠(chéng)的感謝。 

  一些科學(xué)家也對(duì)中止建造超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)深表憂慮和不安,李政道先生說這是美國(guó)科學(xué)界一個(gè)黑色的日子。對(duì)撞機(jī)總部國(guó)際部主任迪艾克博士(Dr. Duek) 給我們來電說:總部全體職工(對(duì)項(xiàng)目停建)受到巨大沖擊。日本科學(xué)界反映強(qiáng)烈,他們?cè)?jì)劃出資十億美元,最后表示:沒有想到會(huì)發(fā)生這樣的事情。我國(guó)高能物理研究所的科學(xué)家們則認(rèn)為對(duì)撞機(jī)下馬會(huì)影響全世界的高能物理研究工作。 

  在超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)室主任皮帕爾斯(Peoples)1994年1月31日給中國(guó)加速器研發(fā)中心柳懷祖副主任來信對(duì)中方參與合作給予了高度評(píng)價(jià),并提出:他本人希望強(qiáng)調(diào),中方對(duì)于對(duì)撞機(jī)的合作的態(tài)度積極、熱情、支持,顯示了良好的技術(shù)水平。中方也表示愿和美方為今后可能的合作做努力。 

  SSC停建后,建在歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC,Large Hadron Collider)就成為當(dāng)今世界最大的對(duì)撞機(jī)。但LHC對(duì)撞區(qū)的周長(zhǎng)和能量等級(jí)都僅僅為SSC的1/3左右(SSC周長(zhǎng)87千米, 能量為40TeV;LHC周長(zhǎng)只有27千米,能量為14TeV)。 

   

  ?歐洲對(duì)撞機(jī)中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC) 

  我們的任務(wù)和具體工作 

  1993年初,我國(guó)決定參加超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)的國(guó)際合作,以便促進(jìn)科技進(jìn)步,提高我國(guó)的科研和工藝技術(shù)水平,提升國(guó)際地位。 

  當(dāng)時(shí),為開展超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)國(guó)際合作,國(guó)務(wù)院在航空航天工業(yè)部附近的友好賓館主樓一樓設(shè)立了辦公室,并成立了中國(guó)加速器研發(fā)中心,林宗棠部長(zhǎng)是中心主任,中國(guó)科學(xué)院辦公廳副主任柳懷祖為副主任,從第四設(shè)計(jì)院、上海飛機(jī)廠、飛行所等部屬單位調(diào)來多人參與工作,我就是在那個(gè)時(shí)候參加到項(xiàng)目中的。工作得到航空航天工業(yè)部機(jī)電產(chǎn)品出口辦、國(guó)際合作司(外事局)、中科院、高能所及有關(guān)廠所院校、企業(yè)的極大關(guān)心和支持。 

  國(guó)務(wù)院對(duì)撞機(jī)國(guó)際合作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室和美國(guó)達(dá)拉斯的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)總部保持很密切的聯(lián)系和溝通,并及時(shí)把有關(guān)信息匯報(bào)和轉(zhuǎn)達(dá)給領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門,當(dāng)時(shí)我國(guó)已有科學(xué)家在對(duì)撞機(jī)總部工作。在合作的幾年里,我們接待過多個(gè)美國(guó)對(duì)撞機(jī)總部派出的代表團(tuán)來給中方介紹超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)的原理和技術(shù),了解和考察我國(guó)有關(guān)部門或企業(yè)的技術(shù)及制造能力,以便進(jìn)一步合作。在各種場(chǎng)合的會(huì)談紀(jì)要中均有這樣的表述:林宗棠部長(zhǎng)代表中國(guó)國(guó)務(wù)院超級(jí)對(duì)撞機(jī)國(guó)際合作領(lǐng)導(dǎo)小組表示,中國(guó)政府將積極支持并愿意為這一項(xiàng)世界最大、最重要的國(guó)際高科技研究項(xiàng)目的合作作出貢獻(xiàn)。 

  當(dāng)時(shí),我們整理有關(guān)材料并不定期地出刊“超級(jí)對(duì)撞機(jī)簡(jiǎn)報(bào)”匯報(bào)給林宗棠部長(zhǎng)及其他領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)單位,李政道先生特為“簡(jiǎn)報(bào)”題了字。在“簡(jiǎn)報(bào)”上刊登過的材料包括《美國(guó)超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)簡(jiǎn)介》、《超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)有關(guān)情況匯報(bào)》、《西航公司領(lǐng)導(dǎo)會(huì)見著名物理學(xué)家李政道》、《(接待美國(guó)對(duì)撞機(jī)總部來賓)會(huì)談紀(jì)要》等。 

   

  ?李政道先生為簡(jiǎn)報(bào)題字 

  此期間,航空航天工業(yè)部國(guó)際合作司魯永強(qiáng)和我一起擔(dān)任林宗棠部長(zhǎng)的技術(shù)助手和英語翻譯,處理與美國(guó)能源部在超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)高科技國(guó)際合作項(xiàng)目中的具體業(yè)務(wù),并有機(jī)會(huì)陪同林宗棠部長(zhǎng)多次訪問國(guó)內(nèi)外的工廠、大學(xué)、研究機(jī)構(gòu),魯永強(qiáng)負(fù)責(zé)接待、生活和其它方面的翻譯,我則負(fù)責(zé)技術(shù)性會(huì)談、講座以及參觀有關(guān)單位時(shí)的翻譯。 

  在工作中,我們力圖爭(zhēng)取有更多的合作研究和制造機(jī)會(huì),和美國(guó)超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)總部或來訪的代表團(tuán)商定派出多名科學(xué)家和工程師去美國(guó)參與合作研究和設(shè)計(jì)。有多人應(yīng)邀去美國(guó)對(duì)撞機(jī)總部、相關(guān)實(shí)驗(yàn)室或大學(xué)參觀考察,包括橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室、費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室及布魯克海文實(shí)驗(yàn)室、芝加哥大學(xué)等。初步統(tǒng)計(jì),我國(guó)出訪對(duì)撞機(jī)總部和美國(guó)其它國(guó)家實(shí)驗(yàn)室或大學(xué)參與合作設(shè)計(jì)、研究、實(shí)驗(yàn)累計(jì)超過30人次,包括中科院高能所、清華大學(xué)、航空精密機(jī)械研究所、航空材料研究所、上海航空工業(yè)公司、上海飛機(jī)制造廠、西航公司及量能器、成形器零部件的生產(chǎn)廠均有參與。 

  來訪的專家們則來自許多美國(guó)的重要研究和制造部門,如馬丁·馬里艾達(dá)航天集團(tuán)、布魯克海文和橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、波士頓大學(xué)、芝加哥大學(xué)等,他們對(duì)所接觸和看到的情況贊不絕口,對(duì)所參觀企業(yè)的加工能力和組織管理水平以及工作人員的素質(zhì)留下深刻印象,并對(duì)航空系統(tǒng)打算將航空質(zhì)量保證體系用于所有和對(duì)撞機(jī)電磁量能器(GEM)有關(guān)項(xiàng)目的制造感到鼓舞(這些體系在上海航空工業(yè)公司與麥道公司在麥道飛機(jī)制造合作中得到成功應(yīng)用)。 

  來訪的美方專家認(rèn)為中國(guó)有能力參與和承擔(dān)兩套主要的大型探測(cè)器中較多的研制任務(wù),包括閃爍量能器(SDC,Scintillating Detecting Calorimeter)的部分技術(shù)、器件以及電磁量能器(GEM - Gamma,Electron,Muon,格瑪、電子、繆介子)。參與研制工作將會(huì)大大促進(jìn)我國(guó)在高科技領(lǐng)域的進(jìn)步,提高我國(guó)在國(guó)際上的地位和話語權(quán)。 

  在國(guó)務(wù)院超級(jí)對(duì)撞機(jī)國(guó)際合作領(lǐng)導(dǎo)小組成立之前,中科院高能物理研究所已經(jīng)承擔(dān)了加速器和閃爍量能器部分零組件的試制工作,參與單位包括上海電機(jī)廠、新河造船廠等,在領(lǐng)導(dǎo)小組成立后和美方商談了電磁量能器、電磁鐵支架、閃爍量能器的其它工作,如覆銅板、微電子器件、對(duì)準(zhǔn)技術(shù)等。 

  1993年4月,林宗棠部長(zhǎng)率領(lǐng)航空航天和中科院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及工作人員訪問美國(guó)達(dá)拉斯對(duì)撞機(jī)總部,就雙方的進(jìn)一步合作進(jìn)行商談,并達(dá)成了一致。隨后,我們一行人員趕赴紐約哥倫比亞大學(xué)拜訪李政道教授,感謝他為促進(jìn)中美兩國(guó)在高能物理領(lǐng)域開展合作所作的貢獻(xiàn)。李政道在他所在的物理系大樓普平實(shí)驗(yàn)室里向我們介紹了當(dāng)今世界物理領(lǐng)域的最新研究?jī)?nèi)容和情況。和對(duì)撞機(jī)總部達(dá)成的協(xié)議為我們后來加深合作提供了具體的、可遵循的依據(jù)。 

   

  ?電磁量能器GEM 

  中方按林宗棠部長(zhǎng)訪問對(duì)撞機(jī)總部時(shí)的協(xié)議和美方來人訪問時(shí)的紀(jì)要進(jìn)行合作項(xiàng)目的有關(guān)工作,如完成測(cè)試量能器模塊的大型宇宙線試驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)方案,試制大型鑄造支架樣件,編寫焊接支架取代鑄造支架的設(shè)計(jì)和應(yīng)力、應(yīng)變分析報(bào)告,研制鎢棒、光電倍增管、陰極條板等樣件,設(shè)立閃爍量能器試驗(yàn)室,設(shè)計(jì)讀出系統(tǒng)開關(guān)電容陣列、模數(shù)變換器、以及電路功能塊等。開展對(duì)準(zhǔn)技術(shù)、微電子芯片、印制板等的設(shè)計(jì)和試制、調(diào)研光纖、陰極板、閃爍板的生產(chǎn)供應(yīng)、試制和試驗(yàn)電磁量能器多層間隙陰極條板、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)等。對(duì)前向磁場(chǎng)成形器、前向量能器等進(jìn)行了分析、研究并開始部分零件的試制。 

  當(dāng)時(shí)中國(guó)參與和美國(guó)超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)合作的單位包括中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所、北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、清華大學(xué)、南京大學(xué)、寶雞有色金屬加工廠、洛陽(yáng)銅加工廠以及航空系統(tǒng)的許多廠所院校等等。 

  我們?cè)趪?guó)內(nèi)有關(guān)科研機(jī)構(gòu)、院?;蚱髽I(yè)進(jìn)行調(diào)研,陪同來訪外賓一起訪問,參與商談。包括到清華大學(xué)、上海飛機(jī)制造廠、航空部的幾處研究所、西航公司、蘭石化機(jī)廠等進(jìn)行調(diào)研。時(shí)任航空航天工業(yè)部部長(zhǎng)的林宗棠、中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)周光召、國(guó)務(wù)院計(jì)委副主任甘子玉、中科院辦公廳副主任柳懷祖、中科院高能物理研究所領(lǐng)導(dǎo)葉銘漢、鄭志鵬及上海航空工業(yè)公司、上海飛機(jī)制造廠、西航公司、清華大學(xué)、南京大學(xué)、蘭州石化機(jī)器廠鑄造廠等單位領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)工作人員參與了具體工作的領(lǐng)導(dǎo)和實(shí)施。 

  隨后,我們計(jì)劃在1993年10月27日的美中聯(lián)合會(huì)議上匯報(bào)我國(guó)在與美國(guó)對(duì)撞機(jī)總部合作中所做的具體工作,由中國(guó)科學(xué)院院士、北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主任方守賢教授、中國(guó)加速器研發(fā)中心副主任柳懷祖、航空航天工業(yè)部部長(zhǎng)林宗棠及中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)周光召發(fā)言,我們起草了英文演講稿,并由方院士介紹中方在已簽合同項(xiàng)目上的執(zhí)行情況,柳懷祖和我介紹雙方已口頭或書面商定但還未簽署的合同項(xiàng)目的進(jìn)展。方院士在演講中提到,在美國(guó)國(guó)會(huì)眾院決議不再為SSC項(xiàng)目撥款(1994年)后,對(duì)撞機(jī)總部隨后停止了所有出訪,給我方造成了疑慮,直到謝爾登博士(Dr. Sheldon)和迪艾克博士(Dr. Duek)1993年7月2日電告我方繼續(xù)進(jìn)行有關(guān)任務(wù)之前, 我們一直按之執(zhí)行,并未停止過工作。  

   

  ?高能所方守賢院士和中國(guó)加速器研發(fā)中心的發(fā)言稿 

   

  ?中科院為美國(guó)超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)室試制的邊耦合腔 

  我國(guó)非常重視高科技項(xiàng)目的研究和發(fā)展,在建造北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī) ( BEPC,Beijing Electron and Positron Collider) 時(shí)設(shè)立了四人領(lǐng)導(dǎo)小組,以中科院顧問谷羽為首,包括國(guó)務(wù)院經(jīng)委和計(jì)委領(lǐng)導(dǎo)林宗棠、張壽及北京市副市長(zhǎng)張百發(fā)(谷退休后由中科院院長(zhǎng)周光召任組長(zhǎng))負(fù)責(zé)項(xiàng)目的實(shí)施。 

   

  ?鄧小平在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)奠基典禮上(1984年) 

  北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)設(shè)計(jì)能量指標(biāo)為2.2GeV,由謝家麟院士擔(dān)任總設(shè)計(jì)師,該項(xiàng)目得到了許多外籍華人專家和教授,包括諾貝爾獎(jiǎng)獲得者李政道、丁肇中等人的關(guān)注、幫助和支持。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)在1984年10月奠基,1988年10月實(shí)現(xiàn)對(duì)撞并正式建成,它是繼我國(guó)“兩彈一星”后在高科技領(lǐng)域的又一項(xiàng)重大成果,其溢出效應(yīng)十分顯著,在高能物理、生物、光學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面發(fā)揮了很重要的作用,北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)也已在實(shí)驗(yàn)中成功地發(fā)現(xiàn)了粲夸克偶素,1990年北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)榮獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。  

  參與SSC項(xiàng)目合作的收獲 

  1993年10月下旬,美國(guó)國(guó)會(huì)決議停止為超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)撥款使這個(gè)在當(dāng)代和歷史上最大的國(guó)際高科技合作項(xiàng)目被迫下馬。我們和美國(guó)超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)總部的合作也就此終止,這是件令人十分遺憾和可惜的事。 

  回顧我國(guó)在設(shè)立國(guó)務(wù)院超級(jí)對(duì)撞機(jī)國(guó)際合作領(lǐng)導(dǎo)小組時(shí)提到:“參與重大高科技國(guó)際合作的目的是為了提高我國(guó)的科研和工藝技術(shù)水平,直接參加最前沿科研,促進(jìn)科技進(jìn)步并在世界高科技領(lǐng)域占有一席之地,提高我國(guó)的國(guó)際地位”,這一項(xiàng)目合作的要求和意義十分清楚,那時(shí)我國(guó)已經(jīng)改革開放,提倡學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)、管理理念為我所用,像超級(jí)對(duì)撞機(jī)國(guó)際合作這樣的項(xiàng)目對(duì)我國(guó)有重要價(jià)值和作用。 

  比如超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)上的閃爍量能器(SDC)和電磁量能器(GEM)要在千萬分之一秒的時(shí)間內(nèi)對(duì)質(zhì)子撞擊時(shí)產(chǎn)生的百億個(gè)以上的每一個(gè)新粒子(實(shí)際就是質(zhì)子撞擊后的碎片)的運(yùn)動(dòng)徑跡和能量、速度、質(zhì)量等作出精密的測(cè)量、記錄和分析。這兩臺(tái)主要測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜,電磁量能器直徑達(dá)23米、長(zhǎng)36米、重兩萬余噸,在不同部位采用不同的金屬材料起到各異的作用,既有銅、鉛、鎢等高密度材料也有鎂及其它輕金屬。閃爍量能器內(nèi)有大量大尺寸的覆銅板及其它電子器件,安裝要求十分嚴(yán)格,需要用激光裝置對(duì)準(zhǔn),精度極高。這一切無疑都是新事物,不僅是對(duì)物理學(xué)家們的挑戰(zhàn),也是對(duì)最尖端高科技研究和工業(yè)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。我國(guó)的參與會(huì)極大地促進(jìn)和提高了我國(guó)在高科技領(lǐng)域的技術(shù),許多廠所院校就曾參與設(shè)計(jì)和制造了兩臺(tái)主要量能器及電磁鐵大型支架的有關(guān)工作。 

  作為世界最前沿的特大型科研項(xiàng)目,SSC的下馬給人留下很多思索,該如何建設(shè)和運(yùn)作好大型科研項(xiàng)目,處理完善這樣一個(gè)要求十分嚴(yán)格的系統(tǒng)工程,的確需要有明確的科學(xué)大方向,資金落實(shí),做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及組織、管理,還需要有良好的交流溝通。張九慶在2005年所作的《從超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)(SSC)看大科學(xué)工程研究的實(shí)施》一文,對(duì)美國(guó)超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)的建設(shè)、成就、下馬進(jìn)行了分析,并提出了與大科學(xué)工程研究有關(guān)的一些問題和建議。 

  地球是全人類所擁有的共同財(cái)富,研究地球、宇宙及物質(zhì)的本質(zhì)不僅僅是前人的義務(wù)和責(zé)任,也是我們這一代,乃至后世的義務(wù)和責(zé)任,人類已經(jīng)從原子和核子的發(fā)現(xiàn)及利用中得到了巨大的收益,進(jìn)一步深入研究一定會(huì)給人類帶來更大的福祉。我國(guó)和多個(gè)國(guó)家有幸參與了美國(guó)在超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目上的合作,是很好的實(shí)踐過程。 

  近年來,我國(guó)在科研上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,有了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的成功建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),以及和各國(guó)科學(xué)家們?cè)诟吣芪锢眍I(lǐng)域的交流,相信我們也將會(huì)熟悉和掌握這些非常前沿的基礎(chǔ)科學(xué),揭示大自然的奧秘,為造福人類做出更大貢獻(xiàn)。 


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