北京熙熙攘攘的玉泉路北側，在十幾米深的地下，藏著一門高速運轉的“超級粒子大炮”，它被看作揭開宇宙誕生奧秘的金鑰匙，是世界八大高能物理加速器之一。它從無到有、從弱到強的歷程凝聚著幾代中國領導人、上千物理學家、上萬工作人員的心血和科技強國的不熄夢想。
直到今天，國家博物館裏還放著一份周恩來總理1972年9月給18位物理學家報告的批示，這份批示，開啟了中國現代高能物理的新時代。
1972年8月，文革還沒有結束，張文裕、朱光亞等18位物理學家給周總理寫了一份關於建設中國高能加速器實驗基地的報告。周總理在批示中說：“這件事不能再延遲了。科學院必須把基礎科學和理論研究抓起來，同時又要把理論研究與科學實驗結合起來。高能物理研究和高能加速器的預製研究，應該成為科學院要抓的主要項目之一。”
第二年，中科院高能物理研究所成立。36年後，北京熙熙攘攘的玉泉路北側，在十幾米深的地下，藏著一門高速運轉的“超級粒子大炮”，它被看作揭開宇宙誕生奧秘的金鑰匙，是世界八大高能物理加速器之一。它從無到有、從弱到強的歷程凝聚著幾代中國領導人、上千物理學家、上萬工作人員的心血和科技強國的不熄夢想。
80年代 北京正負電子對撞機之夢終於實現
“那是一段充滿激情的歲月。”窗外，高能所綠意盎然；窗內，記憶把77歲的方守賢帶回從籌備到建成電子對撞機的崢嶸歲月裏來。白髮已多於黑髮、畢生獻給高能物理事業的方守賢院士，曾任正負電子對撞機工程經理、高能所所長。
“1956年，在錢三強的支援下，王淦昌帶領著10多名科學家前往蘇聯聯合原子核研究所學習高能加速器。”前一年從復旦大學畢業的方守賢說自己幸運地成為其中一員，“1965年時，中國和蘇聯關係破裂，我們從蘇聯回到祖國，聶榮臻和錢三強等經過多次討論，最終決定建立自己的高能物理基地。”然而文革的開始使這一計劃停滯下來。
“50年代，毛主席就明確提出物質無限可分的思想，因此，我們從來沒有停止高能物理的研究。1975年，周恩來總理、鄧小平同志批示了余秋裏‘關於高能加速器預製研究和建造問題的報告’，報告中提出，準備在十年內，研造一座質子環形加速器。但因種種原因，預製工作還是擱淺了。”從蘇聯回來一刻都沒有忘記建設加速器的方守賢感慨萬千，“當時國家實力有限，冒進思想突出，有人說要麼不建，要麼就建最大最好的加速器，這顯然不符合我國國情。”
上世紀八十年代，中央進行經濟大調整，在李政道等國際友人的幫助下，建設符合國情的加速器被提上日程。“1981年12月22日，鄧小平當日就批准了預製對撞機方案，成立了以谷羽同志為首的四人小組，並在建設過程中，直接向鄧小平同志彙報工程進展和遇到的困難。”方守賢說，這臺裝置就是在鄧小平的關心下建成的。
1984年9月，國務院批准了國家計委“關於審批北京正負電子對撞機建設任務和規模的報告”，明確了“一機二用”的方針，即對撞機有高能物理實驗與同步輻射的兼用模式。批准總投資為2.4億元，引進用匯2500萬美元，總建築面積為5.47萬平方米。工程破土動工那天，鄧小平興致勃勃地為北京正負電子對撞機動工揮鍬送出第一塊奠基土，針對當時對撞機建設是否“超前”的爭議，他對周圍人說：“我相信，這件事不會錯。”
之後四年，是方守賢最為珍貴的歲月。“大家都鉚足一股勁，幾代人的夢想終於要實現了。上百個部門、上千名科研人員和工人不分晝夜，幹勁十足，那四年，我就住在辦公室裏。”方守賢說。
1984年，形似巨大的“羽毛球拍”，由電子注入器、儲存環、探測器、同步輻射裝置、計算中心等5個部分組成的正負電子對撞機終於按期建成投入運作，且在一年後，整機性能在國際同能區的機器中佔領先地位。小平同志在10月24日又一次來到高能所，高興地做了“中國必須在世界高科技領域佔有一席之地”的著名講話。
“國家領導人兩次親臨現場，關注這臺大科學裝置的建設，這是史無前例的。”方守賢感慨道。
這個繼“兩彈一星”後共和國最重大的科學工程，在日後為中國高能物理、工業建設等諸多領域做出了不可估量的貢獻，它的超前作用和意義超出了當時人們的想像。
90年代 電子對撞機在高科技領域取得突出成果
從上世紀90年代開始，我國科學家通過對撞機觀測到一些國內外尚未得到過的、有價值的重大現象。
在高能所工作了30多年、現任高能所所長的陳和生院士說：“北京正負電子對撞機建成，奠定了中國在國際高能物理界的地位。1989年7月，這台機器開始收集數據。‘τ輕子品質的精確測量’被國際上評價為當年最重要的高能物理實驗成果之一，而‘2—5GeV能區的R值測量’結果，促使2002年國際粒子數據手冊將多年不變的R值圖做了重大改動，從2000年起至今，所有的高能物理會議都引用這一測量結果。2003年，李政道先生專門寫信到高能所祝賀一個新短壽命粒子的發現：‘這是一個十分重要的成果，也是物理學上很有意義的工作。’”
“雖然和西歐的加速器比，我們的是一個小加速器，但之所以取得了璀璨的成績，歸功於制定方案時，充分考慮了我國當時的國家經濟實力、工業及科技水準；在國際友人的幫助下，吸取已建成裝置的經驗及教訓，確定正確的目標和能區，如同探礦時找準了富礦，找到了我們能有所作為的領域，這才沒有走彎路。”方守賢說。
正負電子對撞機不但是高能物理研究的重要裝備，它的同步輻射也為生命科學、材料科學、分子環境科學、凝聚態物理和生物醫藥等眾多學科與技術的發展，提供了一系列先進的實驗平臺。這臺裝置完成的研究成果中，獲得國家自然科學二等獎有8項，中國科學院自然科學一等獎3項、二等獎2項、傑出科技成就獎1項……
在實驗取得成功的同時，對撞機在國際合作、工業建設等領域的貢獻開始顯現。
文革後打開了大門首當其衝地便是科技合作，對撞機的建設和建成，大大促進了我國與其他國家高能物理的合作。“它被稱為改革開放後在科技合作領域中的又一次乒乓球外交。”方守賢說，1979年鄧小平訪美時，由方毅副總理與美國能源部部長簽訂的第一個科技合作協議中，高能物理合作是重要部分。
“直到北京正負電子對撞機建成並投入運作之後，中國才終於有條件進行中方為主的國際合作。1989年，對撞機投入高能物理實驗，建立了以中國科學家為主導的北京譜儀合作組，美國十多所大學和研究所的科學家參加合作研究。於是，我們才可能隨時掌握國際高能物理的最新動態，精準地判斷研究方向，及時啟動國際高能物理學界最關心和最急需解決的研究課題。”陳和生說。
“此外，中國通往網際網路的最早出口就在高能所，實現了國內第一個電腦國際聯網，最早使用網頁來交流資訊，把www網頁引入中國並進行推廣。在建設過程中，我們還引入了許多先進工業技術，比如電視臺發射機的速調管技術就是那時候引進的。”陳和生說。
作為同步輻射裝置，對撞機在其他應用研究領域也取得了驕人成果。“利用同步輻射，我國在世界上率先完成SARS病毒蛋白結構測定。”陳和生舉例說。
作為人才培養基地，北京正負電子對撞機工程培養了一大批加速器與探測器領域的高水準專業人才和技術骨幹，這在日後上海光源、散裂中子源等重大建設中發揮了至關重要的作用。
數據顯示，從1990年開始運作到2005年改造升級的15年間，北京正負電子對撞機累計穩定高效運作約8萬小時，其中約40%用於為北京譜儀開展高能物理實驗提供束流，25%用於為同步輻射應用提供束流，12%用於加速器研究，總運作效率高於90%。
21世紀初 對撞機重大改造工程挑戰難度極限
“任何一個大科學裝置的科學壽命都大約只有8到10年。如果對撞機建成並運作一段時期後，不再進一步大幅度提高其效能，我們將失去國際競爭力。”2003年起身兼北京正負電子對撞機重大改造工程經理的陳和生說起改造的初衷。
2004年初北京正負電子對撞機重大改造工程開工。這項工程投資6.4億元，為期5年。研究人員在參考國際先進的雙環方案的基礎上，根據“一機兩用”的設計原則大膽地進行了創新設計，使改造後的對撞機可成為世界上最先進的雙環對撞機之一，性能提高100倍。
陳和生介紹，改造中許多技術和設備國內從未有過，而高能物理對撞機有些設備和部件的加工精度比航太、航空領域還要高。“比如將電子束的運動‘跑道’一分為二，國際上成功的雙環電子對撞機的周長一般在2公里以上，而北京正負電子對撞機的儲存環周長只有240米；國外成功的雙環對撞機上，正負電子對撞機對撞區的距離一般在80米左右，而北京正負電子對撞機的對撞區非常短，必須在28米內實現。”
“我們邊建設邊提供同步輻射光，創造了國際先例。”陳和生說，儘管工程建設和調束的時間十分緊張，高能所仍堅持以國家需求為己任，考慮到上海同步輻射光源尚未建成，為了保證國內廣大同步輻射用戶研究工作的需要，主動將工程建設分為三個階段。在五年的建設期間，先後向用戶提供了近一年的同步輻射專用光運作。
2009年5月13日淩晨，北京正負電子對撞機重大改造工程勝利達到亮度的驗收指標。85%設備由我國自主研製的北京正負電子對撞機重大改造工程圓滿完成。
“世界上先後有近十台正負電子對撞機，其中三台工作於粲粒子能量區域，國外的兩台因性能落後而先後關閉，BEPCII成為世界上仍在運作的五台先進對撞機之一。”陳和生說。
迄今半年多的試運作表明，改造後的北京正負電子對撞機已成為粲物理能量區域國際領先的對撞機和高性能兼用同步輻射裝置，為國際同類型科學裝置的建設提供了一個成功的範例。
今年四月 上海光源大科學裝置邁上新征程
鋻於同步輻射的巨大作用，北京正負電子對撞機的兼用模式提供的同步輻射已不能滿足國內急劇增長的需要。2003年底，我國決定在上海建造一台專用的更為先進的第三代同步輻射裝置，稱為“上海光源”。它與第一、第二代光源相比，在光源亮度和穩定性等方面都有非常大的提高，已在今年四月建成。對撞機的的技術人才儲備為它的建造奠定了紮實基礎。在設計及研製階段，高能所派遣了一批有經驗的專家直接參與及指導，個別的還留下來成為骨幹。
2009年4月投入運作的上海光源，能量居世界第四，性能超過同能區現有的第三代同步輻射光源，是目前世界上正在建造或設計中的性能最好的中能光源之一，科學壽命超過30年。
目前世界上已建成的第一代同步輻射光源有17台，第二代有23台，第三代有13台，正在建造和設計的第三代同步輻射光源有12台。預計到2010年前後，每天將有上萬名科學家和工程師同時使用這些同步輻射光源，從事前沿學科研究和高新技術開發。
在陳和生的辦公室裏有幅“核子重如牛，對撞生新態”的水墨畫。這是多年前，李政道為國畫大師李可染講述重離子對撞探索宇宙奧秘後，李可染為科學奇觀深深感染，欣然落筆繪就的一幅體現對撞內蘊的二牛抵角相峙圖。
畫中堅韌的精神，仿佛新中國百廢待興發展高能物理的那份夢想，曾經墜落、曾經半路停滯，卻有許多執著的人緊握著，最終到達，走向明天。(馬愛平)
大事記
上海光源誕生記
1993年12月丁大釗等三位院士建議“在我國建設一台第三代同步輻射光源”。
1998年3月國家計委正式批准第三代同步輻射光源——上海同步輻射裝置項目，總經費8000萬。
2001年3月上海光源(SSRF)預製研究通過專家鑒定。
2003年7月中科院正式確定啟動SSRF立項工作。
2004年1月7日國務院常務會議批准項目建議書。
2004年6月29日上海光源工程建設領導小組第一次會議,批准工程建設指揮部、經理部、科技委、顧問組成立及相關人選，選定主體建築方案，同意項目可行性研究報告上報國家發改委。
2004年7月26日—27日受國家發展和改革委員會委託，中國國際工程諮詢公司在北京組織專家對上海光源可行性研究報告進行了評估。
2004年11月15日國家發展改革委批復上海光源項目可行性研究報告。
2004年12月25日舉行上海光源工程開工典禮。2005年6月，在充分吸收用戶和專家的意見建議的基礎上，調整了首批7條光束線站的設計方案、技術指標等，並已獲工程指揮部和工程科技委的原則同意。
2005年9月7日35kV變電站結構封頂。
2005年10月28日動力設備房結構封頂。
2006年4月28日主體建築鋼結構吊裝合龍。
2006年5月22日由上海光源工程指揮部主持召開了“上海光源工程科學技術委員會第二次會議”。會議就上海光源的工程進度、建設內容調整、投資控制和品質控制等提出了寶貴意見和建議。
2006年6月22日“上海光源應用研究研討會”在上海應用物理所召開。
2006年6月22日上海光源工程加速器整合單元完成了試安裝工作(包括儲存環機械整合單元和增強器機械整合單元主體設備、隧道墻模型、儲存環前端模型、水管和電纜等)，並於23日召開“加速器整合單元工藝評估會”，來自高能物理所、近代物理所的近10位專家對設備樣機(首件)的工藝和整合單元總體工藝進行了綜合評估。
2006年10月15日35kV電站正式受電，開始試運作。
2006年10月31日上海光源在張江安裝的首個加速器設備——低溫氦氣儲存罐安裝完畢。
2006年11月10日150MeV電子直線加速器的支架和磁鐵系統的部分設備開始在直線隧道中進行安裝，標誌著上海光源工程正式進入加速器設備現場安裝階段。
2006年12月22日“上海光源工程科學技術委員會第三次會議”在上海召開。
2009年2月26日我國自主研發的真空波蕩器吊裝入“上海光源”的儲存環，標誌著我國迄今為止最大的大科學裝置——“上海光源”進入收官階段。
2009年4月上海光源首批建成的7條光束線向用戶開放。
