图片来源：《三体》电视剧截图
“对撞机居然是实景”“细节太用心”“被震撼了”近日，《三体》电视剧版热播，剧中杨冬进行粒子实验的良湘加速器，其庞大的装置、硬科幻的布景引起了热议。有媒体求证中国科学院高能物理研究所，剧中的场景正是在我国第一台大科学装置——北京正负电子对撞机（BEPC）国家实验室取景。
有细心的网友发现，在片尾字幕处，制片方鸣谢的科学顾问中，有中国科学院高能物理研究所、国家纳米中心、清华大学、复旦大学等科研机构，还有一大批教授学者的名字。这个庞大的科学顾问团队，究竟给《三体》带来了怎样的支持？国内首个大科学装置亮相电视剧，又有何意义？天目新闻专访了其中一位科学顾问，粒子物理研究学者、中国科学院大学物理科学学院副教授刘倩。
硬科幻之美怎么做出来的？
细节精确到一个实验信号
“细节拉满”“诚意十足”，这是网友们对剧中一幕的高度评价。在《三体》电视剧中，粒子物理学家杨冬在BEPC加速器储存环进行检查，并在北京谱仪（BES）值班大厅进行取数，真实展示了这一大科学装置的工作场景和工作流程。
图片来源：中科院高能物理所
“这一细节处理的初衷是，我们希望做一些经得起推敲的硬科幻，用真实的科学装置，通过镜头语言展现出科技之美。所以大家在剧中看到了一个非常漂亮的合成镜头，人站在大型机器前显得很渺小，但又凌驾在整个对撞机之上，有一种万物主宰的感觉，这种冲突与对比令人印象深刻。”刘倩说。
当初，三体的剧组找上刘倩，他立刻想到了中科院高能物理研究所的BEPC，建议对方去实地拍摄。北京正负电子对撞机BEPC及其实验装置北京谱仪BES是我国最大的基础科学实验研究设备之一。BEPC于1988年建成，是我国唯一的一台高能粒子对撞机，它是科技自立自强的典范，也展现了我国的科研实力，坚定了科技创新的自信。
简单来说，BEPC负责把正负电子加速到接近光速，让电子以非常高的速度“奔跑”。那么这一幕该如何展现？在《三体》剧里，刘倩给了一个建议，通过CG动画去展现这加速和对撞的过程。对撞会产生一系列新的末态产物，通过研究这些末态产物，科学家来研究亚原子尺度的物质结构，理解基本粒子间的相互作用。
从电视剧上看，还有一个特别用心的细节。杨冬在良湘加速器的实验室值班，画面上出现了粒子对撞实时事例显示图，这就是北京谱仪BES探测器上的观测画面。
图片来源：《三体》电视剧截图
“我们肉眼无法看见微观粒子对撞，必须要用借助外部仪器去观测。按照《三体》剧中的设定，杨冬所观测的实验结果必须很反常，而且可以快速出结果。为此，我们特意选择了一个J/psi粒子轻子味道破缺的稀有物理衰变过程，利用模拟软件生成了一系列粒子对撞的事例。”刘倩介绍。
在剧中，大家看到大屏幕上不停晃动的图像，就是北京谱仪BES实时取数时会看到的探测器图像。“粒子物理学家一眼就能看出来，这是末态为电子和缪子的轻子味道破缺物理过程。这在标准模型里是一个发生概率非常小的过程，但实验却观测到了反常的巨大信号，意味着剧中的物理研究出现了问题。”刘倩说。
有趣的是，《三体》原著中并没有这一细节，而刘倩填补了一块物理上的“空缺”。“原著中没有说杨冬具体在计算和研究什么物理过程，为了让杨冬的行为更合理，我们必须要赋予一定的实际物理事实作为支撑。”
在刘慈欣的小说里，逻辑是自洽的，但为了让它更贴近真实，所以刘倩精心挑选了一个在北京谱仪研究范畴内、但当前实验数据中不太可能观测到的反常结果的一个物理过程。“我们想尽可能把科幻电视剧做的扎实一点，才能经得起推敲。”事实上，BES于2022年年底发表了这一物理过程最新的测量结果，在约100亿个J/psi粒子的衰变中并没有发现任何信号的迹象。剧中表现的很大的信号与现实相比是个巨大的反常。
科学顾问工作也需要靠团队的力量来完成。虽然没有出现在《三体》片尾的顾问名单中，中国科学院大学吕晓睿、吴佳俊、孙雅文和郭奉坤四位老师，以及侯颖锐博士都对此做出了贡献。
图片来源：《三体》电视剧截图
图片来源：中科院高能物理所
从《三体》回到现实世界
粒子物理为何重要？
这次掀起的“三体热”背后，也激发了大众对基础科学的好奇。《三体》中花了非常多的篇幅，介绍科学家对粒子物理和天体物理的研究，这两个学科恰恰是人类在突破极限的两大方向。
在刘倩看来，天体物理和粒子物理是相辅相成的存在。“我们是什么，我们从哪来，我们到哪去”，人类带着对这三个问题的好奇心，驱使我们往内看，看到物质的内部结构和相互作用，同时驱使我们向外看，看天体的运动和宇宙的演化。
“粒子物理研究是人类实现突破性技术变革的原动力。三体中是这么写的，现实生活中也确实是这样，粒子物理作为一门基础学科，它是一个科学创新的发动机。”刘倩介绍。
回到现实世界，粒子物理是当前科学的最前沿，也是技术的最前沿。粒子物理已取得了辉煌的成就，有1/3的诺贝尔奖与之有关，它也为其他学科，包括化学材料、生命医学等领域提供基础技术，但仍有很多基本问题等待解答。
可以说，BEPC的建立开启了中国粒子物理研究的新篇章。时至今日，我国不仅在加速器物理方面取得了丰硕成果，在非加速器物理方面，如大亚湾中微子实验，锦屏地下实验室的 PANDAX与CDEX项目，“慧眼”硬X射线调制望远镜卫星，“悟空”号暗物质粒子探测卫星，高海拔宇宙线观测站等，同样也取得了举世瞩目的物理成果。
而在技术应用层面，我国在粒子探测器研制的多个领域也达到了国际领先，如微结构气体探测器MPGD达到国际先进水平，窄气隙阻性板探测器RPC在多个国际大型实验上得到应用等。目前粒子探测领域正在大力发展硅探测器，这一技术的研制成功必将推动一系列高新产业的发展。
“作为一名研究基础学科的高校教师，我在科研实践中深刻感受到培养创新性人才的迫切性。只有创新的工作才能培养出创新性人才。在中国科学院大学与科学院各研究所的科教融合模式之下，我们得以将本科教学与科研实践紧密结合来培养人才。”刘倩说。
值得一提的是，每年5月份高能物理研究所都会举办公众开放日，高校的很多学生会去参观大科学实验装置。“当时三体一播出来，看到熟悉的装置，同学们都非常兴奋。通过这种大IP影视化展现，他们换了一个角度审视学习工作环境，也能激发学习热情。”刘倩表示。
虽然在上个世纪，中国缺席了粒子物理的大部分重要发现，但经过中国粒子物理科学家们的努力，已经将中国的粒子物理发展至前所未有的水平。随着国力的发展，下一代的大科学装置正在设计建设或预制研究中。“作为青年科研人员，我们也会接好这一基础研究的接力棒，实现高水平科技的自立自强。”刘倩说。
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