第三代北京譜儀（BESIII）中科院高能所供圖
1988年10月24日，北京市玉泉路中國科學院高能物理所（以下簡稱中科院高能所）的大院突然熱鬧起來。這一天，中國第一臺高能加速器、第一臺大科學裝置——北京正負電子對撞機（BEPC）宣佈建造成功！
到今天，BEPC走過了30個年頭。
“這是中國在國際高能物理領域佔一席之地並取得一系列重大成果的三十年，衷心祝願祖國科學家利用對撞機做出更多世界一流的成果，在粲物理和τ輕子研究方面繼續保持國際領先地位，為人類探索物質結構的奧秘作出更大貢獻。”華裔物理學家、諾貝爾物理學獎獲得者李政道在祝賀BEPC建成30週年的信中寫道。
誕生前的“七上七下”
在中科院高能所原所長方守賢的記憶裡，BEPC是在“七上七下”的挫折中誕生的。
在蘇聯專家的指導下，中國在1958年就已設計出20億電子伏電子同步加速器。但在“大躍進”形勢下，這一設計因“保守落後”被否。
此後，原先的方案被修改為建造150億電子伏質子同步加速器，卻又受到蘇聯專家“冷遇”，他們認為中國只能在蘇聯原有的70億電子伏加速器技術上加以修補。
這種說法遭到了中國設計人員的抵制。
1960年5月，中國科學家完成了螺旋線迴旋加速器的初步設計，可當時國內遭遇經濟困難，方案在3年後被取消。
1965年，中國科學家第4次提出建造質子同步加速器，卻被“文革”風浪摧折。
1969年，中國科學家提出建造強流直線加速器用於探索、研究、生產核燃料的計劃，可該計劃在與另外兩個方案的爭論中無疾而終。
1972年，在18位中國科學家聯名上書中央後，國務院批准了“七五三”工程，計劃10年內建造一臺400億電子伏質子同步加速器。
但由於“四人幫”的破壞，計劃再度擱淺。
1977年，“八七工程”誕生，計劃投資7億元在1987年建成4000億電子伏質子同步加速器。可1980年底，國民經濟調整使方案又一次下馬。
1981年，世界加速器發展了近半個世紀。
5月，中科院高能所在國內外專家學者的建議的基礎上，提出了第八個方案——建造加速能量為22億電子伏的正負電子對撞機。
當年12月，鄧小平批示：“我贊成加以批准，不再猶豫。”
1984年10月7日，在一片鑼鼓聲中，鄧小平手持鐵鍬，為BEPC工程奠基剷下第一鍬土，他發出號召：“我們的加速器，必須保證如期甚至提前完成。”
對撞機的建造和升級
中國要用4年多時間建成BEPC的消息傳遍全球，連加速器都沒做過的中國，竟要“一步登頂”造出對撞機。
每一絲的質疑和壓力都推動工程研製人員更加拼命，終於在1988年10月16日實現了正負電子束的首次對撞。
1988年10月24日，鄧小平在BEPC建成典禮上說：“過去也好，今天也好，未來也好，中國必須發展自己的高科技，在世界高科技領域佔有一席之地。”
1992年，用於探測並記錄正負電子對撞全過程的北京譜儀，精確測量出粒子物理標準模型中的τ輕子質量，修正了以前的實驗結果，至今仍是世界上最為精確的測量之一。
BEPC還實現了“一機兩用”，在對撞正負電子、研究粒子物理基礎問題的同時，還建立起向社會開放的大型公共科研設施——北京同步輻射裝置，為國家社會發展中的重大需求項目提供技術支撐。
憑藉BEPC的平臺，我國高能物理走上了世界舞臺。
但由於BEPC是一臺單個儲存環對撞機，儲存環裡只有一對正負電子束進行對撞，裝置的對撞亮度難以提高。
為保持我國在國際高能物理領域的一席之地，中科院高能所原所長陳和生等開始醞釀BEPC的升級計劃，並決定採用雙存儲環對撞方案，建造與升級新北京譜儀BESIII。
“在國家的大力支持下，我們制定了中國高能物理發展戰略，全所同事齊心協力，實現了從BEPC到BEPCII的發展。”陳和生說。
2004年初，BEPCII開工建設，2009年7月通過國家驗收。
“這是中國高能物理實驗研究的又一次重大飛躍，為中國在粲物理研究和τ輕子高能研究方面繼續在國際上居於領先地位打下了堅實的基礎。”李政道如是評價。
當時BEPCII的競爭對手、美國康奈爾大學CESR-c項目的負責人賴斯也表示：“我們期待來自BESIII的一系列重要的物理發現。”
大科學裝置的“聚寶盆”
正如李政道和賴斯期待的那樣，BEPCII和BESIII帶來了讓世界矚目的成果。
2013年3月，BESIII合作組宣佈發現新的共振結構Zc（3900），這極有可能是科學家長期尋找的“四夸克物質”。
成果一經發布立即引發世界實驗和理論物理研究熱潮，入選美國《物理》雜誌公佈的2013年物理學領域十一項重要成果，並位列榜首。
“BEPC能夠佔有一席之地，十分不易。回憶過去值得我們懷念和自豪。在BEPC的基礎上不斷創新，我們應當把高能物理、同步輻射和加速器推向新的高峰。”方守賢說。
中科院高能所所長、中科院院士王貽芳感慨：“中科院高能所的發展與BEPC密不可分，今天看來，建造BEPC是當時作的最好選擇，它讓高能所獲得了長達30多年的發展空間，助力高能所在國際高能物理領域佔領一席之地，培養了一支具有國際水平的隊伍，也推動了國內其他大科學裝置的建設。”
站在BEPC肩膀上邁向世界的高能所，如今正瞄準新的世界物理前沿熱點——希格斯粒子研究，並規劃建設中國的新一代對撞機——環形正負電子對撞機（CEPC）。
“基本方案是在2022年到2028年建成電子對撞機CEPC，使它成為一個周長100公里的希格斯工廠，加速能量達到2400億電子伏；2035年至2042年，同一隧道可以考慮二期升級，將CEPC升級為質子對撞機（SppC），能量達到100萬億電子伏。”王貽芳說。
他介紹，目前CEPC概念設計已經完成，並獲國際評審認可，經費基本到位，已經全面展開預研工作，而且項目成立了產業促進會，推動產業界合作共贏，有望打破超導高頻腔、速調管等關鍵技術的國際封鎖。
長期積累的大科學裝置研製、運營經驗，也讓高能所成了大科學裝置的“聚寶盆”。
這些年，中科院高能所建成大亞灣反應堆中微子實驗項目、中國散裂中子源等平臺，已經開始或即將建設江門中微子實驗、高海拔宇宙線觀測站、阿里原初引力波實驗觀測站、高能同步輻射光源等大科學裝置。
“未來，我們的目標是成為國際一流的高能物理研究中心，成為大型綜合性多學科研究基地。”王貽芳說。
《中國科學報》 (2018-10-22 第4版 綜合，原題《中國第一臺大科學裝置30歲了 北京正負電子對撞機背後的坎坷與榮光》)
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