专访Gary Sanders：从粒子加速器、引力波到巨型望远镜

科技 08-18

（图片作者：Matipon Tangmatitham）

从哥伦比亚大学到麻省理工学院（师从丁肇中先生），从欧洲核子中心到普林斯顿高等研究院，从洛斯阿拉莫斯国家实验室到加州理工学院，如今的三十米望远镜总经理Gary Sanders一生不断挑战建造各种重大科学实验装置，成为享誉国际社会的物理学家、职业经理人。超级对撞机的功败垂成，却成就了激光干涉仪引力波天文台的初步探测，当前主持的三十米望远镜国际项目会是他的封山之作吗？在今年5月Gary访华期间，他接受了《赛先生天文》的专访，且看他如何解读自己多年的科学项目管理经验和科学实验装置情结。本文根据2016年5月8号采访节选而成。

专访Gary Sanders：从粒子加速器、引力波到巨型望远镜

Gary Sanders

采访毛淑德（清华大学、国家天文台）

编译辛玲（中国科学院）、James Wicker（国家天文台）

小小科学迷

问（毛淑德）：下午好Gary，感谢您接受赛先生的采访。首先我想问，您是从什么时候开始想成为科学家的？

答（Gary Sanders）：其实我很小就有了这个念头。小学三年级时我写了一篇只有一段话的作文，说将来要当一名基本粒子物理学家。我都不知道自己从哪里听来的基本粒子物理学这个词。

问：听说你高中就开始造回旋加速器。那可不一般。

答：我当时念的高中比较特殊。纽约市有三所以科学教学为特色的高中，我念的是曼哈顿的史蒂文斯高中（Stuyvesant High School）。我们学校有个物理老师很有才华，在我入学之前就开始组织学生仿制世界上第一台回旋加速器（图1）。整个高中三年我花了很多时间在绕线圈、做加速器辐射探测器上面，然后试着组装调试。

问：那您高中就是半个项目经理了。

答：没错。很多年后翻看高中年鉴，我居然发现自己是当时回旋加速器小组的组长（图1）——因为我一直都只记得那些技术部分，什么设计磁场、造探测器之类的。所以可以说我那会儿就当「经理」了。

问：你们的加速器最后出科研成果了吗？

答：没有。我高中毕业时，它还没有运行得好到能进行真正的研究。

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图1 左图，Gary Sanders中学毕业照片，见证其为回旋加速器小组组长；右图，他的老师Bender先生和回旋加速器

师从丁肇中

问：您到麻省理工读博士，导师是丁肇中（图2）。丁在中国是很出名的。跟他一起工作是什么感觉？

答：工作强度特别大。他手下的每个人都很努力。我是1967年到他那的，1971年毕业。他答应收我当学生的时候，跟我说麻省理工读博士一般要五年到五年半才能拿到学位，你得三年半拿下来，要不你就是没志气。结果我真的三年半就毕业了。他就是让大家都拼命工作。

问：他真像传说中的，一天要开三个会？

答：是的。上午一个，下午一个，晚上一个。开会就是分析探测器性能，比对数据分析结果。我们经常是同一组有两个人进行完全相同的物理分析，但他们的工作是互相独立的。两个人不能交流，最后拿出可以比对的结果。这么做都是为了避免出错。

问：然后一周七天，天天如此？

答：是啊。

问：您从他那儿学到的最重要的东西是什么？

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图2 Gary（右一）和丁肇中先生（中间）80年代后期在丁先生成为苏联科学院院士时合影

遍读顶级名校

问：您读遍了美国最有名的四所高校：哥伦比亚大学、麻省理工学院、普林斯顿大学和加州理工学院。这些学校的文化差异主要在哪？

答: 麻省理工的占地面积很大，所以给人一种大地方的感觉。哥大也很大，但它的物理系不大。我的感受主要还是来自与自己专业——粒子物理，高能物理领域的接触。

问：如加州理工，跟许多中国的大学比起来都算是很小的，但它国际声誉极高。

答：有人告诉过我，加州理工只招最最聪明的人。然后学校负责筹钱，让这些聪明绝顶的人去做自己想做的事。这种模式很特别，也造就了加州理工这些年来的辉煌。确实，它很小，但很成功。

问：而且加州理工的专业还不是很多。

答：主要就是基础科学。关键还是招到最好的人，这些人已经在解决未来的问题了。不用过分在意学科的多寡，专业的宽窄，拥有了最棒的人才你就拥有了未来。

超级对撞机之殇

问：1993年10月，美国国会决定终止建造超导超级对撞机（Superconducting Super Collider, SSC）。项目被砍跟当时美国国内的经济形势有没有关系？

答：应该说跟经济形势和政治文化都有关系。从八十年代里根执政开始，美国政府就趋于保守，而1991年又发生了经济滑坡。虽然政府原本打算支持SSC的建设，但根本问题是项目要花的钱越来越多。当时美国在寻求国际伙伴方面也做得不好，他们规定美国一定要居于主导地位，却又指望外方合作者出很多的钱。这在政治上真是行不通。然后项目的管理也很糟糕。总之在国会普遍削减预算的大背景下，SSC的预算却越做越大，最终难免沦为牺牲品。

问：您当时是SSC一个子系统的负责人。这个结局有没有对您的心理产生负面影响？

答：没有，我本人没有受到太大影响。我当时都精疲力竭了。SSC取消以后，我们这帮搞探测器的都被请去为欧洲大型强子对撞机的ATLAS和CMS探测器工作。1993年底我们去欧洲开了几个会，最后我感到探测器的工作我算是干够了。我们当中很多人后来都加入了ATLAS和CMS，用SSC的设计思想为CERN贡献了很多智慧。而我则回到了洛斯阿拉莫斯国家实验室，做起了科研。但那之后不久，我就被我的同事Barry Barish叫走了。Barry原来是也是SSC的一个项目经理，项目砍掉后他先是回到加州理工工作，后来被请去领导激光干涉仪引力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO）项目。在他的邀请下，我几个月后就到LIGO工作了。

激光引力波天文台之光

问：您为什么选择了LIGO?

答：要决定哪个项目适合我，通常只要10秒钟。这是个浪漫的审美过程，我通常会被那些最基础和最具有革命意义的东西所吸引。去LIGO的时候，我听说那里有内部斗争，但LIGO的科学实在是太值得大干一番了（too good a piece of science to do）！

问：LIGO的内部斗争是一种普遍现象吗？

答：我去LIGO时，各种矛盾由来已久：麻省理工和加州理工之争，LIGO创始人和创新派之争等等，在我们接手的最初两年真是挺动荡的。这种情况在类似、尤其是成功的大科学项目中并不多见。我刚工作时（图3），大科学工程的领导人多是个人意志比较强的大科学家，如丁肇中、Carlo Rubbia、Leon Lederman等，他们的管理方式比较个人化。后来的年轻人改变了这种情况，大家都更重视人际关系和相互合作了。这些都是我在职业生涯里所看到的变化。

问：听说十年前中国曾试图参与LIGO？

答：对，那是2003或2004年的事了。一个中国代表团访问了LIGO，我们还在加州理工某个大楼前面的草坪上合影留念。具体细节记不清了，不过最终没有产生任何形式的合作。

问：现在中国有很多科学家热衷于参与第三代地基引力波探测器的建设。我们是不是起步有点晚了？

答：目前地基探测器如aLIGO和VIRGO的技术已经非常尖端。如果它们算是第二代，我认为下一代应该是第2.5代。比如日本的KAGRA就是2.5代的典型例子，利用地下环境来减小噪音，同时发展极具挑战性的低温干涉仪技术。而真正的第三代探测器将是革命性的，利用光场压缩实现对整个宇宙的探测。对于中国来说，要想掌握如此尖端的技术，我觉得合作和学习非常重要。如果你们想参与新一代探测器的发展，现在就应该派人出去学习，积累经验，建立合作关系。否则只靠自己单干，可能很难成功。

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图3 Gary (左一)在安装LIGO的（MMT3）镜子

三十米望远镜之困

问：建造三十米望远镜（Thirty Meter Telescope，TMT）的主要挑战是什么？

答：TMT (图4) 的基本技术是现成的，只要保证建设过程足够专业和仔细，成功运行应该没有问题。挑战主要来自成本、时间、质量三方面。尤其是成本，目前预算是15亿美元，这么多钱一定要控制好。然后，来自不同国家、不同单位、经验和背景迥异的人要合作起来，比高能物理项目还要难，毕竟高能物理领域的国际合作已经开展很久了。TMT的目标是要建立一个类似欧洲南方天文台的机构，凝聚起各方的力量来。其实这种管理上的挑战比技术挑战更大。

问：TMT要做的科学里头，有哪个让您特别感兴趣？

答：在地外行星上寻找生物标志物。这个听起来可能有点不靠谱，但我真是想想都兴奋。伽利略观测到了一个以太阳为中心的太阳系，引发了社会观念的根本改变，他也为此历尽磨难。如果我们能在地球以外找到令人信服的生物标志物，那将是人类智力发展史的又一次根本变革。

问：您怎么看待中国为TMT做的技术贡献？有人担心中国在国际合作中无法参与核心技术的研发，而干些外围的、「搬砖头」之类的技术含量低的活儿。

答：我刚才提到，TMT的基本技术是现成的。中国的分工包括非球面主镜部分子镜的磨制；那么精细的工作不是搬砖头。导星激光器也不是搬砖头。看看整个激光导星装置研发的要求，就知道它多有挑战性，虽然不需要超越现有的顶尖技术，也绝对不是搬砖头！这些都真正的技术活儿。

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图4 Gary在2012年国际天文联合会年会的招待会上宣讲三十米望远镜

问：TMT在夏威夷遭遇的政治风波，媒体报道已有很多。能否透露一下最新进展？

答：目前的状态是我们还在努力，但前途未卜。一方面我们希望在夏威夷重新申请建设许可，跟当地继续修补关系，恢复在夏威夷建设TMT的可能性。另一方面，这些文化、政治和法律风险迫使我们开始在别处寻找台址，包括智利，西属加那利群岛和墨西哥等。我们甚至收到了来自中国和印度的申办请求。从董事会、科学家到工程师，大家正在加紧评估各后备台址的可行性。所以现在TMT并不是像有些人说的没有台址了，恰恰相反，我们的选择很多，问题只是选一个好台址。

大科学管理专业户的炼成

问：比较您担任过管理职位的三项大科学工程：SSC，LIGO和TMT，您觉得哪个最有挑战性？

答：从政治、文化、社会和管理角度看，TMT是最难的，因为天文学领域这么大的国际合作没有经验可循，需要借鉴其他领域的经验，而且也不是一夜间就能学成的。从技术角度说，LIGO无疑是最难的。直到开机、锁定真空腔的那天，我们都不敢确信LIGO真的能运行起来。

问：作为项目经理，您每天要做哪些具体工作？

答：我的工作首先是分工，把项目拆分成具体的几块，每一块找人负起责来。项目经理的手里应该是没有具体工作的。其次是协调解决问题，但不能干涉，因为每一块工作都有那个领域的专家在负责，除非是技术、人事、政治或资金上超出他们控制范围的问题。

问：管理项目需要哪些技巧？

答：其实我至今都不知道需要什么技巧。我的建议是去发现自我，看看自己究竟适合干什么，然后有计划去展开职业生涯。每个科学工作者都应该对自己想成为什么样的专家心中有数。对于我自己，几十年以后，当我坐在一屋子科学家中间，我会看到他们看不到的一些事，他们会看到我看不到的一些事。我的兴趣让我倾向于去看问题的主要方面而非细节。这就是我，没有什么技巧可循。每个做科学的都应当去发现自我。

问：工作这么紧张，您平时是怎么进行自我调节的？

答：我是个潜水爱好者（图5）。每年要潜水50到100次，通常在加州海峡群岛外，从年轻时一直坚持到现在。潜水时整个人都沉浸其中——真的很管用，你会忘了其他所有事情，得到很好的放松。

问：还有什么想对中国读者说的？

答：选择那些能改变我们对宇宙基本看法的科学去做。到大型的国际合作中去锻炼自己，不断向前。

问：好的。谢谢。

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