胡锦涛总书记在２００８ 年两院院士大会上的重要讲话中 ，阐述了改革开放３０ 年来我国的科技成就 ，指出 ： “北京正负电子对撞机、 兰州重离子加速器 、 大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜、 超导托卡马克聚变实验装置 、 国家农作物基因资源工程等国家重大科学工程建设为我国基础科学研究取得重大进展创造了良好条件。 ” 温家宝总理在视察北京正负电子对撞机重大改造工程时指出 ： “对撞机的建设 ，奠定了我国在粒子物理领域的国际地位 ，为从高能量和高精度研究物质结构的最基本单元及其相互作用规律提供了重要的研究手段 。 ” 北京正负电子对撞机 （BEPC）一机两用 ，既是高能物理研究的重要实验工具 ，又是用于多学科研究的同步辐射装置 。 面对 BEPC 取得的丰硕成果和巨大荣誉 ，使我不由想起那充满激情的日子 ： １９８４ 年 １０ 月 ７ 日 ，我国改革开放的总设计师邓小平同志亲自来到高能物理研究所为 BEPC 工程奠基… …

路漫漫其修远

古往今来 ，人类一直在思考和探索我们赖以生存的物质世界究竟是怎么构成的 。 两千多年前 ，古希腊和中国的哲学家就提出了原子的概念 ，中国古代还有 “金、 木、 水、 火、 土” 的五行说 。 １７ 世纪实验科学逐步建立起来后 ，人类开始用科学方法对物质的微观结构进行研究。 １９ 世纪初 ，人们通过科学实验认识到自然界不同物质是由分子构成的 ，而分子又由各种不同的原子组成 ，原子尺寸大约只有百亿分之一米。 到 １９ 世纪末 ，人们发现原子的结构就像一个微小的太阳系 ，中间是原子核 ，外面有电子在环绕原子核的轨道上运动。 建立在相对论和量子论基础上的 ２０世纪物理学研究深入到原子核的内部。 ２０ 世纪３０ 年代中子发现后 ，人们认识到原子核是由不同数量的质子和中子 （总称核子） 构成的 ，核子的尺寸只有约千万亿分之一米 （１ 飞米） 。 ２０ 世纪 ６０ 年代以来 ，随着越来越高能量粒子加速器的建成和在这些加速器上开展的粒子物理实验 ，科学家发现质子和中子也不是单一的粒子 ，它们是由被称为夸克的粒子组成。 高能物理研究比核子更深层次的物质结构 ，而同步辐射则可用在分子和原子层次上研究物质的性质。 研究微观粒子的结构 ，需要用高速运动 （也就是高能量） 的粒子把它们打碎。 粒子加速器就是产生高能粒子束流的机器 ，而对撞机则是一种让两束相向运动的高能粒子对撞 ，从而更有效地将微观粒子打碎的加速器。 利用高能电子束沿加速器的环形轨道切线方向发出的高性能光 ，即同步辐射 ，可以深入开展生物、 材料、物理、 化学、 环境、 医学 、 能源等科学领域的研究 。

党和国家历来重视科学研究 ，关心物质结构的探索。 毛主席曾多次会见科学家谈粒子物理研究问题 ，并从哲学的高度提出 “物质无限可分”的著名论断 。 早在１９５６ 年我国制定的科学发展１２ 年远景规划中 ，就提出了建造一台能量为２０亿电子伏特的电子同步加速器的方案 ，并派科学家参加了当时社会主义国家共同建立的前苏联杜布纳联合核子研究所的合作研究。 ２０ 世纪６０ 年代中 ，我国科学家被迫从联合所撤回 ，国家决定建设我国自己的高能加速器 。 周恩来总理在 １９７２ 年给张文裕等科学家的信中明确指出 ，高能物理研究和高能加速器的预制研究 “这件事不能再延迟了” 。 １９７３ 年 ，中国科学院高能物理研究所在原子能研究所高能部的基础上成立 ，中国科学家再一次集结起来 ，为建设我国高能物理实验基地继续努力 。当时我还在辽宁省北票煤矿工作 。 １９６８ 年 ，我从清华大学工程物理系毕业后 ，分配到辽宁省北票矿务局工作 ，一干就是七年。 先在井下挖了三年煤 ，接着在矿中教了一年体育 ，后来又到矿务局生产处当技术员。一次来北京开会 ，我去清华拜访当时的工物系主任张礼教授 ，谈话之间 ，他兴奋地告诉我 ：周总理有批示 ，高能物理要上 ，我们已经把加速器专业毕业的同学推荐给了高能物理所。 听到这些我坐不住了 ，就急急赶到那时还在中关村的高能所 ，向人事处的同志述说对于中国科学院和高能加速器的向往 。 几个月后 ，我收到了高能所的调令 。 同期到达的 ，还有一批有着类似经历的年轻人。 就这样 ，我们这些经受磨练又豪情满怀的新兵 ，从祖国的四面八方汇聚到高能物理所 ，在张文裕、 谢家麟 、 叶铭汉、 方守贤等老一辈科学家的带领下 ，开始了建设我国高能加速器艰辛而光荣的征程 。

高能所成立后曾先后提出了多个加速器建设的方案。 但由于 “文革”和 “四人帮” 的破坏 ，我国高能加速器的建造计划一次又一次地搁浅。“文革” 结束后 ，由于对我国国情认识不足 ，我们提出的５００亿电子伏特的质子同步加速器方案的规模过大 ，在国内科技界引起很大争议 ，其设计研究处于困难境地。

占据一席之地

历经二十多年的几上几下的曲折 ，正当我国高能物理实验研究面临“山穷水复疑无路” 的时候 ，改革开放的春风带来了科学的春天 。 １９７８ 年召开的中共中央十一届三中全会 ，做出了把党和国家的工作重点转移到社会主义现代化建设上来和实行改革开放的战略决策 。 在同年召开的全国科学大会上 ，小平同志提出科学技术是生产力、 知识分子是工人阶级的一部分和四个现代化关键是科学技术现代化等著名论断 。 １９７９ 年 ，小平同志访美时 ，在他亲自决策并与卡特总统共同主持下 ，签署了中美两国在高能物理领域的合作协议。 这是中美两国第一个科技合作协议 ，从此打开了中美两国科技合作的大门 ，推动了我国与世界各国的科技交流与合作。 一批批科技工作者被派往美国、 欧洲和日本等发达国家 ，学习国外的先进科学技术知识。 作为访问学者 ，我当时在美国芝加哥附近的费米加速器实验室和纽约附近的布鲁克海汶实验室 （BNL ） 访问工作。国内外发展水平的强烈反差给我们极大的震撼 ，大家都抱着一种 “追科学” 的紧迫感 ，如饥似渴地学习 ，夜以继日地工作 ，逐步掌握高能加速器的设计原理 、 研究方法和技术要点。 １９８０ 年８ 月我完成了在BNL 的访问 ，回国前该实验室的著名华裔科学家袁家骝教授专门组织了学术报告会 ，请BNL 的专家就我做的加速器设计研究工作进行讨论。 会后 ，他和吴健雄教授又邀请我到他们在纽约的寓所做客 ，在谈话中他们一再说 ：“中国这几年发展非常快 ，非常有希望 ，你们的到来加强了中美之间的合作 ，回去后一定要把中国自己的实验室基地建设好 。 ”

回国后 ，我就全副精力地投入了国内高能加速器的设计研究。 遵照小平同志的指示 ，在方毅同志主持下 ，国内外科学家充分研究国际高能物理研究和高能加速器的的发展态势 ，提出了在我国建造一台能量为２ ×２２ 亿电子伏特的正负电子对撞机的建议 ，这就是北京正负电子对撞机。在这个方案中 ，加速器的能量和规模比原先计划的 “大质子方案” 小得多 ，但由于采用了在储存环中相向运动的正负电子束流对撞的方式工作 ，其相互作用的有效能量高 ，与 “大质子方案” 有相当的物理目标 ，而且能一机两用 ，开展同步辐射研究。 经过反复研究和科学论证 ，中国科学院向国家提出了建设北京正负电子对撞机 （以下简称对撞机） 的计划 ，小平同志听取这个方案的汇报后非常高兴 ，表示 ： “我赞成加以批准 ，不再犹豫” 。 １９８３ 年４ 月 ，国务院批准了对撞机计划 ，列为国家重点工程项目 ，要求在五年内建成 ，并成立了由参与过 “两弹一星” 组织领导工作的中科院谷羽同志、 国家计委副主任张寿、 国家经委副主任林宗棠和北京市副市长张百发组成的工程领导小组 ，直接对党中央、 国务院负责。

在工程项目批准后 ，科研人员立即投入了紧张的设计研究 ，经过几个月的日夜工作完成了对撞机的工程设计 ，并开展了关键设备的预制研究。 １９８４ 年１０ 月７ 日 ，小平同志等党和国家领导人来到对撞机建设工地 ，亲切会见了对撞机的建设人员 ，并亲自为对撞机工程奠基 ，就此拉开了我国第一台高能加速器建设的序幕。 对撞机涉及高功率微波、 高性能磁铁、 高稳定电源、 高精密机械、 超高真空、 束流测量、 自动控制、粒子探测 、 快电子学、 数据在线获取和离线处理等高技术 ，其设计指标几乎都是当时技术的极限。 在党中央、 国务院亲切关怀下 ，在工程领导小组的领导和北京市的大力支持下 ，中国科学院高能物理研究所和全国数百个工厂 、 研究所、 高等院校、 建筑公司的数已万计的科研人员和干部工人大力协同、 顽强拼搏 ，在充分吸收、 消化国外先进技术的同时 ，主要依靠我们自己的力量 ，发挥中华民族的聪明才智 ，严格按科学规律办事 ，克服重重困难 ，取得了一个又一个进展。 小平同志在对撞机工程简报上批示说 ： “我们的加速器必须保证如期甚至提前完成” ，给了工程建设者极大的鼓舞。 在对撞机建设的一千多个日日夜夜里 ，我们精心设计、 精心组织 、 精心研制 、 精心安装、 精心调试数千台设备 ，在１９８８ 年５月开始束流调试 。 调束工作十分艰辛 ，需要一天 ２４ 小时、 每周 ７ 天不间断进行。 我们分了 ５ 个调束班 ，每班 １２ 小时交替 ，值班长都是年轻人 ，热情很高但缺少经验 。 下班后 ，大家还经常留下来讨论 ，最紧张的时候一连几天就在中控室工作 ，困了就在椅子上倚一会儿 。 记得有一天我值夜班 ，工程副经理陈森玉打来电话 ，询问束流情况 ，并告诉说 ，小平同志非常关心对撞机的调试 ，等待着我们的好消息 。 这使我们感到责任重大、 信心倍增 。 就在这个班上 ，我们实现了束流从 １畅１GeV 到 １畅６GeV 的加速。 调束工作又是激动人心的 ，每天都有新的进展 。 经过几个月的精心调束 ， １０ 月１６ 日BEPC 首次实现正负电子对撞 ，不久安装在加速器上的大型探测器 ——— 北京谱仪上也观测到了粒子信号 ，标志着对撞机的胜利建成。 １９８８ 年１０ 月２４ 日 ，又是一个金色的秋日 ，小平同志等党和国家领导人再一次来到高能物理研究所 ，兴致勃勃地视察了刚建成的对撞机 ，会见了对撞机建设者和出席中美高能物理领域第八次合作会议的代表。 在听取了关于对撞机建设情况的汇报后 ，小平同志发表了 “中国必须在世界高科技领域占有一席之地” 的著名讲话 ，指出 ： “过去也好 ，今天也好 ，将来也好 ，中国必须发展自己的高科技 ，在世界高科技领域占有一席之地 。 ”

对撞机的建设者没有辜负党和人民的期望。 对撞机建成后迅速达到设计指标 ，成为在国际同能区领先地位的高能加速器和高性能的同步辐射装置 ，成为我国高能物理发展史上的一个重要里程碑 ，赢得了国内外的高度赞誉 。 对撞机的优异性能为我国开展高能物理实验创造了条件 ，历年的运行时间和工作效率都达到了国际先进水平 ，在其工作能区获取的粒子事例数比国际上同类实验装置高 １０ 倍以上。 北京谱仪合作组成为以我国为主的大型国际合作 ，成员除了国内 ２１ 个研究单位外 ，还有美国、 欧洲和日本的７ 个实验室的数十位科学家 ，按照国际规范的方式在对撞机上开展合作研究。 ２０ 世纪 ９０ 年代以来 ，北京谱仪合作组在对撞机上获得了 τ轻子质量精确测量 、 R 值精确测量 、 胶子球的研究和新粒子的发现等一批国际领先的重大成果 ，在国际权威的粒子数据表上就有 １００多项数据是在北京谱仪合作组在对撞机上测定的 ，高能物理研究所也跻身于世界八大高能加速器实验中心之一。 北京同步辐射装置作为我国众多学科的大型公共实验平台 ，每年向来自全国数百个研究所和高等院校用户开放 ，取得了包括若干重要蛋白质结构测定在内的许多重要结果。２００３ 年抗击非典期间 ，对撞机照常运行 ，并在同步辐射装置上完成了药物与非典病毒分子的相互作用研究等成果 。 通过在对撞机上开展的高水平研究工作 ，培养了大批人才 ，发展了我国尖端领域的科研队伍 ，提高了我国在相关领域的工业技术水平 ，并为我国今后相关的大科学工程的建设提供了丰富的经验 ，打下了坚实的基础。 １９９３ 年我代表高能物理所出席在德国召开的第１５ 次高能加速器国际会议做特邀报告。 站在汉堡议会中心高高的讲台上 ，我豪情满胸怀 ，在报告了对撞机的成果后不无动情地说 ：北京正负电子对撞机的成功 ，表明有着古代四大发明的民族有能力建造诸如加速器和探测器这样的高技术装置 。 报告结束后许多国外科学家前来向我们表示祝贺 ，也使我深深体验到改革开放带来的我国国力增强、 科技发展和国际地位的提高。

再铸高能辉煌

改革开放使我国的科学技术加入国际合作和竞争。 ２００１ 年初 ，陈和生所长、 李卫国副所长和我访问美国康奈尔大学 ，我们报告了 BEPC 的改进方案 ，又详细了解对方的工作计划。 美国康奈尔大学有一台正负电子对撞机 CESR ，原先在２ × ５６ 亿电子伏特高能量下工作 ，他们看到我们的对撞机取得了大量成果 ，也计划把束流的能量降低到我们的能区工作（称为CESR‐c） ，而且主要设计指标对撞亮度超过了 BEPC 性能 ，与当时我们的改进项目的指标相同。 面对国际知名实验室和曾经创造亮度世界纪录对撞机的挑战 ，我们怎么办 ？ 是放弃改进计划 ，还是提高方案的竞争力 ？我们考虑了采用双环方案的可能性 ，但还是担心是否能竞争得过CESR‐c 。 陈所长在电话里向李政道先生谈了我们的想法和担心 ，李先生说 ：生活是很有趣的 ，鼓励我们接受 CESR‐c的挑战。 回国以后 ，我们召开了全体工程人员大会 ，向大家详细报告了访问情况 ，具体分析了面临的机遇和挑战 。 经过充分讨论 ，大家统一了思想 ，决心接受挑战 ，迎难而上 ，并提出了新的改造方案 ，理论设计对撞亮度比 BEPC 高 １００ 倍 ，是康奈尔大学对撞机的３ ～ ７ 倍 ，从而大大提高了竞争力。 我们在参考国际先进的双环方案的基础上 ，根据 “一机两用” 的原则 ，采用了独特的三环结构 ，满足了设计要求。 这个方案得到了科学界的支持和国家的批准 ，并在 ２００４ 年初开工建设 ，称为北京正负电子对撞机重大改造工程 ，即BEPC Ⅱ 。首战告捷 ，在工程建设的第一年 ，我们就完成了第一阶段直线加速器的改造 ，并用作新的注入器为改造前的储存环供束 ，提供同步辐射实验运行 。２００５ 年初 ，就在工程进行到关键的时候 ，我突然病了 。 一天晚上 ，吃了凉的饭菜后 ，突发腹痛 ，到医院一查 ，竟然是结肠癌。 就像战士离开战场 ，住在医院里的我心里甭说有多难受了。 多亏及时发现和医生的精心治疗 ，三天就做了手术 ， ２０ 天后我就出院上班了。 记得手术出院后第一天参加所办公会 ，同事们都嗔怪我不该来上班 ，又鼓掌欢迎我重返岗位。 从春节开始 ，每个疗程 ６ 天 ，工作 １５ 天后再做下一个疗程 ，我一口气做完了六个疗程的化疗 ，到六月初就康复如初 ，全身心地回到了对撞机建设之中 。

 

与BEPC 相比 ，BEPC Ⅱ 的指标更高、 难度更大 ，同时我国的科技能力和工业水平也有了长足的进步。 如果说 ， ２０ 年前我们建造对撞机 ，依靠的是改革开放中的实事求是、 自力更生和艰苦奋斗 ，通过攻关和会战解决技术难题 ； ２０ 年后对撞机的重大改造工程 ，除了继续发扬团结拼搏的奉献精神 、 坚持实事求是的科学态度 ，还要遵循市场经济的规则、 规矩和规律 ，依靠改革开放带来的工业发展和科技进步。 工程指挥部制定了严格的质量保证体系、 进度控制规范和经费管理制度 ，通过招投标和协议、 合同等 ，在降低造价的同时 ，确保质量和进度 。 工程采用的超导高频腔和超导磁铁在国内缺少技术积累 ，我们通过国际合作 ，在引进国外技术的同时 ，发挥主导作用 ，掌握了研制和测试技术。 正电子源、 对撞区、 超导磁铁电源、 主漂移室、 晶体量能器和带前室的真空盒等设备的研制和加工要求很高 ，我们和生产单位大力协同 ，不仅达到了设计要求 ，也大大提高了工厂的技术水平 。

为了加快工程建设进度 ，满足国内外广大用户的开展实验工作的需求 ，我们在 BEPC Ⅱ 工程建设中 ，采取了设备研制与 BEPC 运行、 旧设备拆除与新设备安装 、 BES Ⅲ 探测器离线组装与加速器在线调束和加速器与探测器联合调束运行等任务交叉进行 、 分阶段实施的创新性工作方式 ，根据工程进展的具体情况 ，精心安排了三个阶段的调束和同步辐射开放运行与高能物理实验取数 ，对撞机性能迅速达到设计指标 ，调束的水平和速度都达到了国际先进 ，亮度为 CESR‐c的５ 倍以上 ，在粲能区处于国际领先地位 。 在得知BEPC Ⅱ 调束成功的消息后 ， CLEO‐c 项目的负责人赖斯教授发来邮件说 ： “CLEO‐c 将终止运行 ，我们期待来自 BES Ⅲ 的一系列重要的物理发现。 ”

经过全体工程人员的共同努力 ，工程按指标、 按计划 、 按预算、 高质量地完成了各项建设任务 ，并于 ２００９ 年 ７ 月 １７ 日通过了国家竣工验收。 验收意见指出 ： “BEPC Ⅱ 工程全体参建人员 ，发扬了北京正负电子对撞机建设中形成的团结拼搏 、 协力创新、 敢为人先、 勇攀高峰的精神 ，保证了工程的成功实施。 在工程建设中形成和造就了一支以中青年为主的科研工程队伍” ， “工程的建成 ，将我国对撞机和谱仪技术推进到国际前沿 ，得到了国际高能物理界的高度评价 ，是中国高能物理发展的又一个重大的里程碑 。 ”

改革开放 ３０ 年只是人类历史长河中短暂的一瞬 ，而正是这闪亮的一瞬 ，改变了历史的进程和世界的格局。 在人类数千年的文明史上 ，中华民族一直站在世界的前列 ，只是在近代才落伍了。 无数志士仁人、 革命先烈抛头颅 、 洒热血 ，前赴后继 ，终于在中国共产党的领导下取得了胜利。 新中国的成立开创了我国社会主义的新时期 ，改革开放又为我们的社会主义注入了新活力。 作为国家创新体系的重要组成部分 ，大科学工程将为我国 ２１ 世纪的腾飞构筑坚实的平台。 对撞机将同其他大科学工程一起 ，为人类认识物质世界的规律、 为我国科学技术的发展和中华民族的伟大复兴做出贡献。

 

【作者：张闯 ， １９４４ 年生于上海市。 现任北京正负电子对撞机重大改造工程副经理 ，研究员 ，博士生导师，曾担任高能物理研究所副所长兼加速器中心主任、 学位委员会副主任 、 学术委员会副主任。】