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创新风采录
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我的梦想就是对科学有所贡献——记大亚湾中微子实验项目首席科学家王贻芳

  王贻芳  

  1984年毕业于南京大学物理系原子核物理专业,同年赴丁肇中领导的L3实验深造。1992年获意大利佛罗伦萨大学博士学位,曾在美国麻省理工学院,斯坦福大学工作。2000年入选中国科学院“百人计划”;2002年获基金委“杰出青年”基金;2004年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选;2012年被评为“十佳全国科技工作者”和CCTV十大科技创新人物等;获得第六届周光召基金“基础科学奖”;20131月入选中组部“万人计划”杰出人才。  

  现任中科院高能物理研究所所长,北京正负电子对撞机国家实验室副主任,核探测与核电子学国家重点实验室主任,中国物理学会高能物理分会副理事长,中国核学会核电子学与核探测技术分会理事长,亚洲未来加速器委员会副主席,国际未来加速器委员会委员,全球华人物理学会理事。  

  2012年3月8日,大亚湾中微子实验国际合作组发言人王贻芳在北京宣布,中国科学家主导的大亚湾实验发现了新的中微子振荡模式。这一发现,打开了发现反物质消失之谜的大门,引起国际科技界的广泛关注和高度评价,将我国的中微子研究带入了国际前沿。面对这一巨大的成就,大亚湾中微子实验项目首席科学家王贻芳表现的十分坦然和平静,在他看来,也许这只是他科研道路上的一个新的起点。他曾经说过“我的梦想就是对科学有所贡献”。纵观他多年的科研工作历程,可以看到,他正是沿着这个梦想一步步前行的。 

    

  师承丁肇中——迈出从事高能物理研究的第一步  

  1984年5月,即将从南京大学毕业的王贻芳来到上海,参加丁肇中面向全国招收高能物理研究生的面试。在这里,王贻芳见到了对他科研生涯影响至深的导师——丁肇中教授。在面试过程中,王贻芳以扎实的专业功底得到了丁肇中教授的青睐,被选中参与其领导的L3实验。由此,他迈出了从事高能物理研究的第一步。 

  上世纪80年代中期,高能物理在中国属于“冷门”。“一是国内并没有高能物理专业;二是国内实验基础条件差。大家都认为国内今后不可能在该领域开展项目,学习这个学科没有用,以后可能会被‘饿死’”,王贻芳解释说。但丁肇中的吸引力还是足够大,他最终走上了高能物理研究这条路。 

  从1985年到1996年,从意大利佛罗伦萨到瑞士日内瓦,王贻芳度过了从研究生到博士后的11年,在丁肇中的指导下研究高能粒子。丁肇中的L3实验位于瑞士日内瓦的欧洲核子中心,那里拥有世界最大的粒子加速器,汇聚了14国、30多所科研机构的400多名科学家。在世界领先的大型研究平台中,与世界顶级的科学家合作,这对初出茅庐的王贻芳来说是个开阔视野,提升自己的好机会。他将全部身心都投入到自己的实验和研究中去。凭借不懈的努力和过人的天赋,王贻芳很快在这个大型研究团队中崭露头角。在团队中他创造了多个记录:一年时间内发表了3篇论文;1990年出任“新粒子寻找组”组长,在所有L3实验物理分析组长中,是唯一的学生;1991年,在L3实验组内部大家认为不可能的情况下,精确测量出了陶轻子的极化。 

  作为王贻芳从事高能物理研究的领路人,丁肇中对他的科研生涯产生了深远的影响。这位著名的华人物理学家“不放过任何一个难题”的韧劲,关心祖国科学发展的爱国情怀,重视科学实验的学术观点都对王贻芳产生了潜移默化的影响。最重要的是,他从丁肇中身上学到了组织和协调大型科学实验的宝贵经验。这段从师经历,为他以后的科研道路工作打下了坚实的基础。 

  在欧洲核子中心工作10多年后,王贻芳感到年轻人在一个大型项目里面所起的作用有限,再在这里呆下去将限制自己的学术发展。1996年,他向丁肇中请辞,到斯坦福大学的一个研究中微子的小型项目里担任技术骨干人员。在王贻芳看来,这个尚在设计阶段、只有20人的小项目是个理想的平台。在这个项目里,他什么都干,有时候甚至充当电焊工。也正是这种全方位的参与,让王贻芳全面了解了高能物理实验的各个方面,弥补了他在高能物理实验领域里的欠缺,提高了他对大型高能物理实验的驾驭能力和掌控能力。 

    

  归国圆梦——踏上中微子实验新征程  

  随着斯坦福大学项目的结束,他做了一个在他的科研生涯中具有重要转折意义的决定——回国。他说“在美国想做我想做的实验,那是没有可能的。我还是想做一点事情,而国内有这个机会,所以就回来了”。2001年2月王贻芳作为中国科学院“引进国外杰出人才”人选回到祖国,在高能物理研究所工作至今。也正是这个回国发展的决定,使他和他的科研梦想有了更大的施展空间。 

  2003年,时刻关注世界高能物理前沿的王贻芳留意到,利用反应堆中微子来测θ13已成为国际热点,美国、法国、日本、韩国等7个国家相继提出了8个实验方案,一场竞争激烈的赛跑已经悄然展开。但在国内,这还是一个全新的研究领域。王贻芳决定投身其中,他提出了自己的实验设想,并根据大亚湾的特点,提出了原创性的实验方案和探测器设计。 

  大亚湾中微子实验是中国基础科学领域最大的国际合作项目。项目组纳入了中国(包括香港和台湾地区)、美国、俄罗斯、捷克等6个国家和地区的30多个研究单位的300多位研究人员,国外合作者实力强劲。中方能够争取并牢牢掌握项目主导权,得益于王贻芳团队在科学上的自信和坚持。 

  项目之初,为了确定实验方案,王贻芳和美方产生了激烈的争论。当时如果按照美国的方案走,可以争取到国际合作,项目立项就没有问题。但是王贻芳还是拒绝了美方的要求,坚持自己的方案。他在接受《科学新闻》记者采访时,曾回忆起当时这段经历,说道“我当时就设想了项目将取得成绩时的情形,如果我们采用了他们的设计方案,我们在国内将会受到各种质疑。我不希望仅仅是为别人的实验提供条件,而是要做一个自己的实验”。王贻芳相信自己的方案更有优势,“在科学上站得住脚”。最终,因为大亚湾中微子实验设计精度最高,美国放弃了自己的方案,组建了新的团队加入该项目。 

  相对于确定设计方案,项目的资金来源成为王贻芳面临的又一难题。当时,大亚湾中微子实验项目至少需要1.5亿元人民币,在中国常规的科研支持体系里,没有哪个部门可以独立支持这样一个资金上亿的项目。为此,在中科院的帮助下,王贻芳多方奔走,向科技部、中科院、自然基金委提出申请,又找到广东省政府、深圳市政府、中国广东核电集团申请资助。最终六家单位认可了王贻芳的实验方案,并共同出资予以支持,为大亚湾中微子实验的启动解决了经费难题。此科研模式也开创了国家、地方与企业共同资助基础科学研究的先河。 

  2006年底,大亚湾中微子实验项目正式启动。2007年10月,大亚湾核反应堆300米外中微子实验室建设启动。经过三年的建设和一年的安装,2011年12月24日,大亚湾的探测器准备就绪,远近点开始同时运行。 

  但形势并不乐观,当年世界上提出的八个中微子实验方案,有3个已经进入到实验阶段。2011年6月15日,日本T2K中微子实验就发表了θ13的测量结果,虽然置信度只有2.5个标准偏差,但这一研究仍被欧洲的《物理世界》列为当年十大物理突破的第7位。随后美国和法国的实验也相继宣布发现了1.7个标准偏差的迹象。韩国的实验也在2011年8月开始运行。中国已在这场寻找中微子的竞赛中落后许多。 

  为抢在竞争对手之前获得物理结果,王贻芳根据实验进程,灵活修改计划,以8个中微子探测器中的6个提前取数。在物理分析工作中,他指导了物理分析工作的正确方向,使物理分析未走弯路,在取数两个月后就获得了重大成果。2012年3月8日,大亚湾中微子实验率先发布发现了第三种中微子振荡模式。此后仅3个星期,韩国的实验组就宣布了同样的结果。中国在中微子领域的这场世界竞争中夺得头筹! 

  这一在中国诞生的重大物理成果,加深了人类对中微子基本特性的认识,在国际高能物理学界引起热烈反响,被美国杰佛逊国家实验室副主任罗伯特·麦克欧文评价为“中国本土迄今为止最重要的物理学成果”,并入选美国《科学》杂志2012年度十大科学突破之一。 

  面对诸多荣誉和掌声,王贻芳并没有放缓追逐科学梦想的脚步,他踏上了挑战更高科学目标的新征程,提出了用反应堆中微子测量中微子质量顺序的江门中微子实验方案,力求取得更大的科学成果,实现中国中微子物理从起步到跨越的转变。方案一经提出,立即成为国际粒子物理界的焦点,美国、意大利、法国、德国、俄罗斯、日本等12个国家和地区的33个科研机构表示将参加实验的合作。 

  他还部署探索在国内建造新一代高能加速器的工作,提出建造环形正负电子对撞“希格斯粒子工厂”是中国高能物理发展的重大机遇,并组织队伍开展相关设计与研究。 

  管理与科研相结合——建设世界级的科研机构  

  要想有持续的重大科技成果产出,关键要有一整套科学合理的科研管理制度作为保障。王贻芳在国外科研机构的工作经历,使他对国内科研管理体系存在的问题和不足有着更深刻的体会。2011年5月,王贻芳在《中国科学报》发表了《对我国基础科学研究的几点看法》的长文。他结合自己对国外科研机构的了解,客观的分析了我国基础科学研究领域的一些问题,并提出解决建议,引起了不小的反响。2011年10月,他被任命为中国科学院高能物理研究所的所长,开始在研究所范围内推行制度化和规范化的科研管理模式。 

  做好战略规划和前瞻部署。王贻芳认为,高能所作为国家的大型综合性科学研究中心,主要任务体现在三个方面:一是基础科学研究站在国际前沿,为人类文明作贡献;二是建设大型科学研究平台和设备,如同步辐射装置、散裂中子源装置、加速器驱动的核废料处理系统、空间卫星等,满足国家战略需求;三是将自己掌握的技术转移或转化给社会或企业,为经济和社会发展服务。基于这三项任务需求,他全方位考量世界高能物理发展趋势,勾画了将高能所建设成为“国际高能物理中心之一,世界先进水平的大型、综合性、多学科研究基地”的蓝图。在此基础上,制定了高能所的“一三五”规划,使“建设世界级的科学机构”的目标有了切实可行的实施步骤。 

  凝聚一流人才,建设创新团队。在人才培养中,他强调竞争的重要性,倡导建立竞争环境,通过竞争出人才。在这一精神的指导下,高能所引导科研人员积极投入到国际、国内的热点竞争中。在重点学科领域、重大任务和重大工程中,组织国际合作联合攻关,使科研人员与世界一流水平的科学家和科研团队同台竞技。鼓励和推动科研人员参加国际学术活动,以开阔眼界,跟踪国际态势,提高能力。在国内,积极鼓励并要求科研人员参与外部项目申请,支持“杰青”等人才项目的申请,鼓励科研人员与国内其他单位的科研工作者竞争。在所内,开展分类考核和矩阵式管理,建立能上能下的工作机制;重视青年人才培养,实施青年人才培养系统工程,设立青年创新基金支持有潜质的青年人才独立开展前沿探索。竞争意识和竞争体制的引入,增强了人才队伍的活力,目前高能所已经初步建成一支具有国际影响的高水平人才队伍。 

  推进管理改革,建设国际管理水平的研究所。王贻芳强调“一流的研究所要有一流的管理”。为使高能所的科研管理工作更顺畅,他带领高能所领导班子确定了“民主化”、“规范化”、“程序化”、“透明化”的管理目标要求,深入推进管理制度的改革创新。王贻芳担任所长的两年中,高能所更加注重学术委员会和学术小组在学术决策中的作用,推进学术管理民主;调整了职能划分不够清晰的管理部门,明确任务和分工,理顺关系;制定、修改、完善、清理各种规章制度,保证各项科研、管理工作“有法可依”,做到依法治所;简化、规范各职能部门的工作流程,并全所公布,提高工作效率;引进、补充了一批中层领导骨干,为管理层注入新鲜血液。这一系列的举措,为高能所实现“建设世界一流水平研究所”的目标奠定了基础。 

  倡导科学精神,营造奋发向上的科研氛围。王贻芳曾经说过,作为一名科研人员“要有对学术的敬畏之心,而不是对学术地位的敬畏之心;要有对学术的不懈追求,而不是对学术地位的不懈追求”。他不仅自己身体力行,更在高能所内倡导踏实求真的科研风气,尽量避免社会上一些急功近利的风气对科研工作的影响。中微子的项目成果发布后,不少媒体做了过度宣传,他对此一直保持冷静,清醒的认识到我们在这个领域所面临的激烈的国际竞争,带领团队进行了一系列前瞻部署,为取得新的重大突破而不懈努力。 

  2013年7月17日,习近平总书记亲临高能所视察,充分肯定了高能所取得的科研成果。习总书记就我国科技事业的发展作重要讲话,着重强调科技在实现民族复兴中的关键作用,对中国科学院乃至科技界提出了更高要求,给科研工作者以巨大的精神鼓舞。王贻芳说“回国工作后,感觉最大的幸福就是能做事情,能实现科研梦想”。在国家对科技创新前所未有重视的时代,王贻芳正将自己的科研梦想与实现民族复兴的“中国梦”相结合,奋发向上,科技报国,继续书写着精彩的科学人生。 

 
 
 
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