這一天 陳和生期待了13年

1998年6月，陳和生在美國約翰遜航天中心值班。

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　　“阿爾法磁譜儀02”的核心部分：內徑約1.2米、重約2.6噸的環形巨大永磁體。

　　新華社發

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　　6月1日下午，大洋彼岸，美國“奮進”號航天飛機安然著陸在肯尼迪航天中心，從此“解甲歸田”。它的最後一程，為國際空間站送去了“阿爾法磁譜儀02”太空粒子探測器。鮮為人知的是，這個磁譜儀體內有一顆強大的“中國心”——一塊巨大的永磁體。

　　記者走進中國科學院高能物理研究所，聽磁譜儀的永磁體和主結構系統項目的負責人，中科院高能物理研究所所長、中科院院士陳和生講述“中國心”的故事。

　　“這是在車公莊的水電科學院，正在對永磁體和主結構系統模擬航天飛機起飛時的加速度環境……” 指著15年前的照片，回憶起當初研發和測試永磁體的點滴，頭髮略顯斑白、稍帶南方口音的陳和生如數家珍。而在照片裏的他，那時還是一頭青絲。

　　“這是人類第一次在外層空間開展粒子物理實驗”

　　留在空間站的“阿爾法磁譜儀02”，將在浩渺太空中開始尋找反物質和暗物質的漫長之旅。

　　“這是人類第一次在外層空間開展粒子物理實驗，去尋找暗物質和反物質。”説到這個“第一次”，陳和生顯得有些激動，也充滿了期待。

　　他解釋説，現有物理學理論所能認知的物質只佔宇宙構成的4%，剩餘96%則是暗物質和暗能量——現在的物理學無法解釋。“這是21世紀物理學面臨的最大挑戰。”

　　反物質，即帶負電的原子核，基於宇宙大爆炸理論，也應當存在於宇宙中。

　　尋找反物質和暗物質，對探究宇宙的起源和演變有著至關重要的意義。但是，“幾十年來，科學界探測暗物質粒子的嘗試還沒有結果，反物質更是無法在地面的環境中探測到。”陳和生坦言。

　　於是，太空就成為科學家眼中尋找反物質和暗物質的絕佳場所。從1957年第一顆人造衛星進入軌道的那一刻起，他們就期盼著有朝一日能將磁譜儀送入太空，探測反物質和暗物質。

　　但是，在此後的40多年裏，這都只是一個遙不可及的夢。

　　“磁譜儀的核心部件是大型磁體，而普通的磁體無法在太空中正常運行。”陳和生點出了要害所在。

　　在他看來，太空中的常規磁體存在兩個致命缺陷：漏磁和磁二極矩。

　　“首先，泄漏的磁場會干擾航天器其他部件的運作。其次，磁二極矩的存在，會讓磁體在地球磁場的影響下轉動，需要耗費大量能量去抵消這種轉動。”

　　另外，如果是電磁鐵的話，在太空中也沒有足夠的功率去供給電能。

　　因此，“阿爾法磁譜儀”項目負責人、諾貝爾物理學獎獲得者丁肇中教授曾多次坦言，磁譜儀項目是他40多年科研生涯中遇到的“難度最大”的實驗。

　　而在1998年6月，難題被一塊中國磁體破解了。中國研製的大型永磁體作為“阿爾法磁譜儀01”的核心部件，由“發現”號航天飛機搭載，成為人類送入太空的第一個大型磁體。

　　“每一個鉚釘的受力情況都考慮得一清二楚”

　　作為首批參與磁譜儀項目的科學家，當得知丁肇中教授在太空設置磁譜儀的意圖時，陳和生也曾疑慮，中國的科研實力能否擔此重擔？

　　但在1995年磁體的初步方案確定後，他知道，這項工作非中國莫屬！

　　“作為永磁體材料的釹鐵硼，是中國特有的稀土資源。”陳和生解釋道，“同時，自上世紀80年代以來，中科院電工所將釹鐵硼磁體大量應用於核磁共振成像的永磁體，積累了豐富的經驗。”

　　在丁肇中教授的指導下，電工所、高能所和中國運載火箭技術研究院聯手打造，一個內徑約1.2米、重約2.6噸，以釹鐵硼為原材料，採用“魔環”設計的永磁體誕生了：環形的永磁體沿圓周分為64段磁條，磁條的磁化方向連續變化，將磁場嚴格約束在磁譜儀內部，並且消除了磁二極矩。

　　説著，陳和生順手拿起紙筆，畫起了“魔環”示意圖。

　　“它的漏磁和磁二極矩比美國宇航局的要求小了一個數量級。”説到此處，陳和生難掩自豪之情，永磁體和主結構只經過美國宇航局的兩次安全評審就完成了全部評審程序。要知道，按照美國宇航局的規定，大型載荷都需要評審三次。

　　“這在美國宇航局的歷史上也是第一次，更不尋常的是，這是他們第一次搭載中國研製的大型載荷。”陳和生又提到了“第一次”。

　　這份傲人成績的背後，凝結著陳和生和他的同事艱苦的付出。1979年，陳和生遠渡重洋，師從丁肇中教授。丁教授嚴謹的治學態度讓陳和生印象深刻：“他從不允許發表的物理結果有任何差錯。”

　　正是這份嚴謹，使得中國科學家在設計永磁體和主結構時，將“每一個鉚釘的受力情況都考慮得一清二楚”，並在結構的安全方面上採用了多重保護機制，確保永磁體性能的穩定性。

　　由於精良的設計和製作，即使距永磁體第一次“上天”已13年，它的性能指標也得以保持在1/1000以內的誤差。今年的5月16日，在無需任何改進的情況下，中國造永磁體和主結構系統再度“上天”。這一天，陳和生期待了13年。

　　“在很多科學領域，中國都已經具備了平等對話的資格”

　　在陳和生看來，永磁體只是向國際展示中國科技水準的案例之一：“在很多科學領域，中國都已經具備了平等對話的資格。”

　　從去年開始，在中美高能物理年度會談上，美國代表首度主動介紹本國高能物理的發展情況。而在此前，這個會談一直是“中國介紹，美國指教”。

　　“過去，我們是學生，對方是老師。”陳和生表示，鋻於中國高能物理的快速發展，美國開始以更加平等的姿態和我們交流。

　　對於改革開放30多年來中國科技的飛速發展，陳和生向記者講述了切身的體會。

　　1979年初到丁肇中教授的實驗室時，陳和生發現國內計算機的運算速率要比美國低2—3個數量級，“在國內需要運算1000秒的數據，在美國可能只需要幾秒鐘”。

　　“而現在，像我國的‘天河一號’超級計算機，其運算能力在世界上都首屈一指。”陳和生表示。

　　在與國際同業的交流中，陳和生也深刻感受到了中國科研人員卓越的品質。

　　“我們的工作效率非常高，同樣的試驗在美國要兩三個星期，我們只需要兩三天。”陳和生説，“做空間環境模擬試驗時，我們可以每天連續工作17個小時。”而這在國外是很難想象的。

　　不過，陳和生也坦陳，就整體的科研水平而言，中美之間仍有很大差距，但他相信，中國必然將在更多的研究領域在世界佔有一席之地。