5月17日,山东大学前沿科学高端论坛在青岛校区举行,中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳研究员,中国科学院院士、北京大学赵光达教授,中国科学院院士、中国科学院理论物理研究所张肇西研究员,南开大学李学潜教授等应邀参加。
山东大学前沿科学高端论坛围绕全球关注的重大科学问题,围绕中华文化的传承与弘扬、中外文明的交流与互动,展开高层次、高水平的学术交流,旨在打造山东大学广大师生与国内外著名学者、学术大家学习交流的高端平台。作为高端论坛首次讲座的开堂嘉宾,王贻芳院士为论坛作了题为“探索无穷——物质结构与宇宙”的学术报告。
从两千多年来人们对宇宙、物质的探索,谈到五十年代产生的新学科——粒子物理;从宇宙大爆炸的“无穷大”,谈到粒子物理研究的“无穷小”,王贻芳认为人类对物质和宇宙本源的研究和探索也会不断地深入下去:“今天我们研究的层次是夸克,也许明天或者很多年以后,我们会到达比夸克更深的一个层次。”
王贻芳认为,自然科学有三个最重要的前沿,一个是基本的物质结构;一个是宇宙的起源和衍化,这两者至今非常密切地紧密地联合在一起。另外一个科学前沿就是生命的起源和本质,这个也需要粒子物理发展出来的手段和技术——同步辐射或者是中子散射,通过加速器方法来研究物质的结构,比如说蛋白质的结构,这会对生物学的研究提供了一个非常关键的手段,所以说物质科学实际上是一切现代科学的基础。
王贻芳提出,粒子物理研究的基本方法是加速器:“我们知道电子的波长跟电子的动量或者能量相关,在电子显微镜看不到的时候,就需要把电子加速到很高的能量,那就是通过加速器用高能粒子去轰击粒子,借此看清物质的结构。我们想看的目标其实到最后就是粒子,我们的高能粒子研究最终一定落到所谓的加速器上。”王贻芳介绍说,加速器有着巨大的应用前景。比如说我们可以通过这些加速器产生的X光去看材料的结构,用非破坏性的方法去看生物化石里面古生物的结构;我们可以借助加速器研究环境、地质,研究化学反应的过程;在健康医疗等生活领域也有广泛应用。
“下一代的高能加速器应该是一个250 GeV的正负电子对撞机。”王贻芳透露说,目前中国正在着手规划建设大型正负电子对撞机(CEPC)的前期工作,整体的设计已大致完成,项目的目标国产化率可以达到95%。王贻芳认为CEPC作为一个大型的科学装置,投资大,建设周期长,参与人员多,是必须建立在一定综合国力基础之上的;我国CEPC建设具有多个机遇和优势,目前是中国发展大科学装置的绝佳时机。