《大先生》第四季第二期有幸邀請到了粒子物理學家，中國科學院院士，中國散裂中子源一期工程總指揮陳和生院士。他將帶領觀眾走進高能物理的世界，探尋北京正負電子對撞機（BEPC）與中國散裂中子源這兩大 “國之重器” 的誕生與發展歷程，感受一代科學家為中國高能物理事業披荊斬棘的赤誠與擔當。

高能啟航：北京正負電子對撞機的時代征程

探索微觀世界的奧秘，是人類科學征程的重要方向，而高能加速器正是叩開這扇大門的 “金鑰匙”。早在上世紀70年代，我國便已將高能物理研究提上日程 ——1972年9月11日，周總理批示 “這件事不能再延遲了”，明確高能物理研究與高能加速器建設應成為科學院重點項目，1973 年，高能物理研究所依此指示成立。

1981年12月22日，鄧小平同志在關于建設正負電子對撞機的報告上寫下重要批示，為中國高能物理新時代按下 “啟動鍵”。1984年10月7日，我國第一臺大科學裝置北京正負電子對撞機（以下簡稱BEPC）在北京西郊破土動工，鄧小平同志親自為基石培土；1988年10月16日凌晨，BEPC首次實現正負電子對撞，這一成就被稱作我國繼 “兩彈一星” 后在高科技領域的又一重大突破，讓中國迅速躋身世界八大高能物理實驗研究中心之一。

學成歸國：陳和生院士與對撞機的升級突圍

1984年，陳和生結束美國麻省理工學院的深造，懷著 “中國的科學技術歸根結底要靠中國人在自己的土地上發展起來” 的信念毅然歸國。盡管他歸國時，BEPC已經動工，未直接參與BEPC的一期建設，但他曾在德國及歐洲核子研究中心接觸過同類設備，深知這一裝置對中國高能物理的深遠意義。

BEPC運行十年后，國際高能物理領域競爭日趨白熱化，若不及時升級，中國在該領域的優勢將逐漸喪失。1998年，陳和生接任高能所所長，首要任務便是為BEPC規劃未來。2000年，他主持制定的 “中國高能物理和先進加速器發展目標” 獲國家科技領導小組同意，BEPC重大改造工程位列其中。

挑戰接踵而至——美國康奈爾大學的對撞機團隊宣稱將用 “麻花軌道” 方案搶占先機，其負責人曾在高能所擔任3年高級顧問，對BEPC情況了如指掌，后期因為競爭關系更是對我國實施技術封鎖。陳和生便帶領團隊反復論證，敏銳發現美國方案的缺陷，力排眾議提出 “雙環方案”，決心將BEPC性能提升100倍。

改造過程困難重重，原有隧道僅為單環設計，空間局促到兩人并行都顯狹窄，團隊卻在這樣的條件下完成了雙環搭建。最終，改造后的BEPCⅡ性能達到預期目標，而美國方案僅達到自身期望的七分之一，不得不宣布停用。如今，BEPC已運行30余年，仍在40-50億電子伏特能區牢牢占據國際領先地位，成為高能物理領域的 “常青樹”。

再筑重器：中國散裂中子源的誕生與使命

在BEPC持續領跑的同時，陳和生又將目光投向了另一臺 “國之重器”—— 散裂中子源。1998年德國薩克森州發生高鐵車輪斷裂脫軌事故，101人不幸遇難，事故根源是車輪金屬疲勞產生的肉眼看不見的隱秘裂紋。這一悲劇讓陳和生意識到，我國亟需先進技術保障交通、工業等領域的安全，而中子因不帶電荷、可穿透20多厘米的鋁合金，是探測物質內部結構的理想 “探針”，散裂中子源正是制造這種 “探針” 的關鍵裝置。

早在1999年，他主持編寫的高能物理發展戰略中，便將散裂中子源納入規劃，旨在解決金屬疲勞檢測、關鍵工程部件研發等國家戰略需求。2006年2月，陳和生赴廣東選址，最終通過地圖在東莞找到一片荔枝林——這里周圍有山、前方有高速公路，且靶站所需的 “每平方米承重 100 噸” 的基巖條件得以滿足。

而建設初期條件極為艱苦，科研人員只能租用村民的拉魚車進山勘探，車廂里滿是刺鼻的魚腥味兒；項目面臨的技術挑戰同樣嚴峻——直線加速器的漂移管安裝要求誤差不超過10微米（約為頭發絲的十分之一），最初安裝一個便需要耗費兩三天。

面對雙重考驗，團隊始終以精益求精的標準推進工作：2011年工程正式動工后，僅用6年便在2017年8月28日實現首次打靶。當時國際同行曾提醒，“散裂中子源打靶鮮有一次成功，需準備十天半個月排查故障”，但陳和生團隊憑借前期充分的準備，按下啟動鍵后便成功獲得中子流，最終創造了這一領域的國際先例。

中子之力：散裂中子源的應用與價值

中國散裂中子源深埋地下19米，由 8000 萬電子伏特的直線加速器、16 億電子伏特（速度達光速0.8倍，每秒可繞地球6圈）的環形加速器、靶站及實驗終端組成。

自2018年投入運行以來，它已用于高鐵車輪、航空發動機關鍵部件、深潛器及輸油管道焊接工藝、汽車鋰電池等領域的研究，解決了多個 “卡脖子” 問題。作為世界第四臺脈沖型散裂中子源，它造價僅為國際同類項目的三分之一，且90%實現國產化，不僅填補了我國脈沖中子源及應用領域的空白，為物質科學、生命科學、資源環境、新能源等提供了世界級研究平臺，還吸引了更多大科學裝置落戶粵港澳大灣區，成為區域科技發展的重要支撐。

科學信念：堅守與傳承的高能人生

陳和生的科研之路，始終受嚴謹科學作風的指引——他曾師從丁肇中先生，丁先生 “一生未在科學上犯過錯誤” 的堅守深深影響了他。面對 “物理學黃金時代已過，高能物理到了天花板” 的說法，陳和生明確反對：人類目前僅了解5%的世界，暗物質尚未找到、暗能量連理論模型都沒有，21世紀的物理學仍面臨巨大挑戰，“這個世紀需要新的愛因斯坦”。

從BEPC轟然撞開中國高能物理新時代大門，到散裂中子源成為探索微觀世界的 “超級探針”，陳和生院士以拓荒之姿探索微觀世界，以堅守之力鑄就國之重器。

更多精彩內容，將在北京衛視于9月9日21：08分《大先生》第四季第二期播出。該節目是由北京市科學技術協會牽頭，聯合北京廣播電視臺，北京市科學技術委員會、中關村科技園區管理委員會，北京市教育委員會，北京市廣播電視局，北京市財政局共同出品，北京科普發展與研究中心執行，北京廣播電視臺衛視頻道中心承制的科學文化教育節目，讓我們跟隨陳和生院士的腳步，來到荒蕪荔枝林蛻變為“國之重器”的現場，感受大科學裝置背后科研工作者用青春書寫的熱血與堅守。