北大物理学院 | 颜学庆：路漫漫而常为新，“加速”与家国同前行
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编者按
从原理到样机
从样机到装置
引领国际激光离子加速研究
攻坚破难，破浪前行
从面对无数质疑毅然前行
到向习近平总书记汇报科研成果
如今投身服务社会的科研成果转化
这位开拓创新锐意进取的先行者
是新时代新青年的榜样
是北大人精神的写照
他就是颜学庆
现任北京大学物理学院重离子所所长
科学中国人年度人物
世界加速器大会Hogil Kim加速器奖获得者
系列纪录片《新时代新青年》
今天带我们走近颜学庆的科研信仰与家国情怀
《新时代新青年》颜学庆篇
一台令总书记驻足的“加速器”
在宽敞明亮的阳光大厅里，习近平总书记被一台微缩的装置模型吸引：“这是什么仪器，有什么创新性？”
这是2018年5月2日习近平总书记在北京大学考察期间参观“北京大学理工医科5年成就展”时的一幕。
令总书记驻足的，正是颜学庆和团队用3D打印技术以1:10的比例打印的激光加速器原型装置。
颜学庆激动又不无自豪地向习总书记介绍：“这是一台激光加速器。激光稳相光压加速的原理是团队在2008年的时候独立提出的，中间经过了大概十年的建设，在科技部重大仪器专项的支持下，最终建成。
从物理学原理，到样机的建造，最后不断完善并建成首台真正的激光质子加速器，整个过程都是我们中国人自己完成的。
习近平总书记又饶有兴致地追问了项目的应用方向和成果。
“粒子加速器一方面服务于基础研究，另一方面还可以广泛地用于生物、材料、化学、能源、国防、工业辐照和核医学等几乎所有的前沿科学领域。”
“基于射频加速的常规加速器已经可以用于临床肿瘤治疗，但是由于规模大、运行成本高，加上基建费用每台可能要几十亿元。
但与此同时，中国的肿瘤病例每年新增500万，需要很多台放疗设备。采用激光加速有可能把这样的设备小型化，显著降低成本和运行费用，从而有可能投放到众多的三甲医院。
北京大学也正在和广东深圳等地方政府探讨相关的合作项目，拟成立激光等离子体技术研究院这样的新型产业转化机构，加快从基础研究到转化研究的步伐，更多地面向国家需求。”
谈起那次与习近平总书记交流的难忘经历，颜学庆说：“总书记在肯定北大在前沿科学领域研究的同时，更关注现在所研究的内容是否面向了国家建设和战略需求。我们应该抓住这两个面向，去研究重要的问题，并可以有所突破。”
他也代表科研工作者发出了感慨：“在中国做科研，我们赶上了非常好的时代，受到了足够的尊重，同时也有较多的资源去做想做的事情，这是一件非常幸福的事情。”
困难与质疑打不倒的
是北大人的信念与坚持
1999年，颜学庆进入北京大学物理学院重离子物理研究所读博士，开始了他与北大的故事。在这里，他师从陈佳洱院士，从事常规射频四极场加速器（RFQ）的改进研究。
北大是一片沃土，深培着努力与挑战的血脉，充盈着创新与坚持的养分。这种精神与环境，也令博士阶段就读于北大的颜学庆获益匪浅。
2004年博士毕业以后，颜学庆选择留在了北京大学物理学院，这里有为他释疑解惑的恩师，有激励他坚持本心不断开拓的精神力量，也为他提供了继续深爱的加速器研究的良好条件。
在了解到激光加速电场梯度可以比常规加速高成千上万倍，有可能是新一代的主流加速方法，颜学庆想：“我应该做点更新的东西。”于是，他把研究的重心聚集在了激光粒子加速器上。
夜以继日的文献阅读和不厌其烦的推导、演算，最终带来了美妙的灵感：
他发现当固体靶厚度只有几个纳米厚度时，质子可以通过光压直接推动，从而有可能提供高品质的质子束流，而这正是提高质子能量和降低能散的关键。
但创新的路总是伴随着无数质疑的荆棘险阻，由于固体靶的厚度比肥皂泡还要薄上百倍，当颜学庆在国际会议上提出这个设想时，几乎所有的人都质疑他，认为这种厚度的自支撑薄膜根本制造不出来。
质疑和否定是创新者的一道难关，尤其对于青年颜学庆，这不仅是对学者能力的挑战，更是对信念与意志的挑战。
“面对诸多的质疑我并没灰心，因为我坚信，科学理论没有问题，而技术始终在后面追赶，肯定会有方法能把它制造出来。”颜学庆如是说。
然而，现实情况的确不容乐观，资金、设备等种种困难横亘在他的面前。
有志者事竟成，得知德国马普量子光学物理研究所有高功率飞秒激光装置以及制备类金刚石薄膜的技术后，颜学庆于2008年带着任务、带着梦想，暂别了燕园，前往德国马普量子光学所做洪堡访问研究。
在德国，经过反复尝试，他和德国的同事们终于从实验上证实了这一新的加速原理。
两年后颜学庆终于回到北大，开始筹备激光加速器实验室。基础薄弱，缺少人才，大家对北京大学激光加速器的未来发展并不看好，申请项目经常铩羽而归——这其中无数挫折与汗水，只有亲身经历的人才会懂得其中滋味。
在那些最艰难困苦的岁月里，为颜学庆带来光明和希望的，是导师陈佳洱先生的鼓励和帮助。
陈佳洱先生在“两弹一星”的契机中与北大结缘，在1955年他便在北大开设了加速器相关课程。在极端艰难的条件下，陈佳洱率领同事在北大汉中分校成功地研制了我国第一台螺旋波导重离子加速器。
陈佳洱先生的言传身教与鼓励支持，给了颜学庆在面临与困境时的力量。举十年之功，颜学庆带领团队终于建成世界上首台质子能量可调（1-15MeV）1%能散激光加速器与辐照装置。
现在颜学庆向学生们传授知识和智慧时，也时常向学生们介绍老先生的事迹。他掷地有声地向同学们寄予深厚的期许：“于己，求得幸福生活；于学，能够继续有所成；于社会，能够有所贡献！”
颜学庆说：“科研之路漫漫而修远，我们还需要不断去探索那些‘非常之观’，希望我们能在加速器科学研究的道路上走得更远。”
胸中是星辰大海
更是家国人民
作为新时代的北大青年，颜学庆不仅怀着对学科的赤诚与热爱，更怀着对家国、对社会、对人民的责任与深情。他不会满足于学术成就，而会在造福人民、为国奋进的道路上毅然前行。
颜学庆说：“作为科研工作者，不仅仅要做研究写文章，也要考虑把‘文章’用起来，如果能够用起来服务于社会服务反馈社会就太好了。”
20世纪以来，近半数诺贝尔物理学奖与加速器及其应用有关系。
加速器有极其广泛的应用，包括在辐射育种、医学成像、癌症治疗、超亮X光源、各种无损检测技术以及国防和能源等，它对人类的生存发展和国家的战略地位与安全具有重要影响，是衡量综合国力的一项重要标志。
目前，激光加速器已经开始走出实验室，以后有可能为很多前沿科学领域的研究提供新的手段。
激光加速器也能在质子放疗领域大显神通，这将为中国每年500万肿瘤新增患者的福音。让激光加速器普及到每个三甲医院，让它真正进入人们的生活，服务于国计民生，是颜学庆的希望与愿景。
虽然任重道远，但颜学庆有为民谋福利的决心，有上下求索的精神，亦有坚定不移的信心。
不断探索、不断创新、永不止步
北大“常为新”的精髓
是颜学庆探索进取的不竭动力；
北大人的坚定与自信
是颜学庆面对质疑的精神后盾；
北大人的家国情怀与担当
是颜学庆科研工作的鲜明底色
今天，颜学庆对年轻人们说：
“我们将与你们共同前行，
互相帮扶和启迪，
继续共谱我们的师生情谊、
北大精神和北大文化。”
新时代新青年
系列纪录片
新时代下的新青年是什么样？
6位北大青年
可以给我们答案——
新时代新青年
有远大的理想抱负
有深厚的家国情怀
有伟大的创造力
他们是走在时代前列的
奋进者、开拓者、奉献者
青年兴则国家兴
青年强则国家强
新时代召唤新青年
值此纪念五四运动100周年之际
北京大学隆重推出系列纪录片
《新时代新青年》
让我们一同领略
新时代的北大青年是如何
从历史中汲取前行的力量
让五四精神焕发新的时代光芒
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来源：“北京大学”公众号
美编：李博宇