本报驻美国记者  王心见

    神说，要有光，就有了光——这是神话。

    科学家说，要有光，就有了光——这是美国布鲁克黑文国家实验室科学家正在进行的工作。

    科技日报记者近日在美国国务院外国记者中心人员的陪同下，来到著名的美国布鲁克黑文国家实验室，参观这里的科学家如何进行研究，特别是能源研究的。

    布鲁克黑文国家实验室位于纽约州长岛的阿普顿，距纽约曼哈顿岛约100公里左右，由495号高速公路与曼哈顿直接相连。交通顺畅时，从曼哈顿到布鲁克黑文国家实验室只需一个小时左右的时间，但在纽约“正常”的交通下，记者花费了大约两个小时才“赶”到那里。

    群星闪耀“国家队”

    布鲁克黑文国家实验室的热情有点出人意料，实验室主任杜恩·吉布斯亲自接待了记者一行，让人立即忘掉了路上烦闷。

    吉布斯介绍说，布鲁克黑文国家实验室是1947年在美国陆军一座军营的原址上建立起来的，当时主要目的是研究太阳能的应用，现在它已经发展成为一个占地五千多英亩、拥有300多座建筑、以能源研究为主的闻名全球的综合性研究机构。实验室隶属于美国能源部，但由一个名为布鲁克黑文科学协会的非营利民间机构负责管理。实验室现有约3000名工作人员。每年研究经费约为7亿美元。

    简单介绍基本情况后，吉布斯话锋一转，介绍了另一组数字：布鲁克黑文国家实验室现有20名美国国家科学院和国家工程院院士；2人获得沃尔夫物理奖；11人获得对美国物理学研究有突出贡献的劳伦斯奖；5人获得表彰美国核物理研究的杰出人士的费米奖；1人获得代表技术成就国家最高荣誉的国家技术和创新奖；5人获得表彰对科学研究有突出贡献人士的国家科学奖。

    诺贝尔奖？珍贵，在这里却不是罕见。布鲁克黑文国家实验室的科学家至今已获得7次诺贝尔奖，包括5次物理奖和2次化学奖。值得一提的是，获奖者中有3名华人——李政道、杨振宁和丁肇中——他们也是布鲁克黑文国家实验室最早获得诺贝尔奖的3位科学家。

    布鲁克黑文国家实验室为什么能群星闪耀？在后面的参观中，我不断向实验室的科学家提问这个问题。其中一位部门主管的回答是：这里有高素质的研究人员——并且他们具有合作精神，有创新氛围，有经费保障，另外也有运气成分。

    不一样的研究

    听过介绍后，记者来到布鲁克黑文国家实验室能源科学部下属的功能纳米材料中心。进入中心大门后，看到一道宽阔的走廊就像一座大厅，两边是一间间的实验室。透过宽大的玻璃窗，几乎可以把每间实验室一览无余。实验室中摆放着各种仪器和设备，有的设备只展示着“外表”，像一座锅炉一样矗立在那里，有的设备则展示出“血管和肌肉”，显得精密而复杂，让记者想起了曾参观过的各种零部件层叠交错的航空发动机。

    布来克博士是这里材料合成与表征项目组负责人。他向记者演示了一段录像，一滴水落在一片平滑的物体表面上，碎成几滴小水珠，然后都蹦蹦跳跳弹开了，物体表面洁净如初。

    布来克博士介绍说，物体表面是纳米材料做成的，具有超防水特性。它具有高温、高压、高湿环境下超防水性能不变的特点，并且通过一定的方法可以运用到任意大的物体表面上。

    记者问了一个问题：“研究成果将如何应用？”得到布来克博士一个神一样的回答：“我不知道。”

    布来克博士表示，相信研究成果在十年后、二十年后会有很多应用，但课题组进行的只是基础研究工作，并不关心今后的应用情况。

    这是能源研究吗？人们可能会有不同的答案。但布来克博士领导的课题组最近又成功研发出能大大提高太阳能吸引率的纳米材料，让人不禁感叹，能源也能这样研究的。

    如果说布来克博士的录像使人暂时忘记了能源，接下来斯泰克博士介绍的研究则让人迅速回归主题。

    斯泰克博士是中心电子显微镜项目组负责人。他最近参与完成的一项研究，成功观察到锂氢电池原子水平实时变化情况。他表示：“能观察电池在原子水平的实时变化，对了解电池的特性非常重要。项目开辟了电池研究的一个新途径，在此基础上，将有能力研究开发性能更高的电池。”

    斯泰克博士介绍说，这项研究最大的困难，在于如何设计能在电子显微镜等仪器下观察的电池。这样的电池尺寸要足够小，但却有着和普通电池一样的性能。

    创新就是要有创造性，科研创新就要有不同寻常的思路和方法。布来克博士和斯泰克博士的能源研究，也许就是对创新的具体诠释。

    “国家的”实验室

    丁肇中是布鲁克黑文国家实验室的骄傲。1974年，他领导的研究小组，在布鲁克黑文国家实验室发现了著名的J粒子。丁肇中因此荣获1976年诺贝尔物理学奖。

    但严格说来，丁肇中当时并不是布鲁克黑文国家实验室的“真正成员”，而是麻省理工学院的教授。他之所以来到布鲁克黑文国家实验室，是因为他要做一项相当于在100亿个粒子中找出一个不同粒子的实验，而这里有能满足他实验要求的设备——交变梯度同步加速器。

    布鲁克黑文国家实验室免费支持丁肇中的研究。丁肇中取得了成功，布鲁克黑文国家实验室也取得了成功。布鲁克黑文国家实验室就是这样，以自身最先进的设备，吸引全球最杰出的人才。取得的研究成果，不但是全人类的财富，也是布鲁克黑文国家实验室的财富。

    “国家同步辐射光源”（NSLS）同“交变梯度同步加速器”一样，也是由布鲁克黑文国家实验室建设，供所有研究人员使用的一座大型研究设施。同步辐射光源装置能产生从紫外线到X射线等各种不同波长的高强度光束，供科学家研究使用，它对材料、能源、环境、生物等领域的科学研究都有非常重要的意义。NSLS已经在布鲁克黑文国家实验室运行了30多年的时间，共接待了约19000名使用者。NSLS见证了许多重大科学进展，还帮助产生了两次诺贝尔奖。

    但记者此次来到布鲁克黑文国家实验室，却无缘见到NSLS，它已经被它的后辈——“第二代国家同步辐射光源”（NSLS-Ⅱ）取代了。

    如果不是事先告诉要参观它，来到NSLS-Ⅱ前，还会以为是到了一座大型体育馆——它有体育场一般的圆形外表；它占地面积约5.8万平方米，大小像一座体育场一般；它的四周也有很多大门，就像体育场看台的出口一样。

    NSLS-Ⅱ是一座崭新的设施，今年二月刚举行落成典礼。它从规划到落成用了10年时间，共投入近10亿美元。但吉布斯主任说它只是初步具有了工作条件，其实并未完全建成。目前它约有30条光束处于建设中。另外，它还有一个10亿美元的二期规划，全部完成后将有约60至70条光束供各种研究使用。

    NSLS-Ⅱ的光束比它的前辈NSLS强1万倍。NSLS-Ⅱ主任希尔博士介绍说，NSLS-Ⅱ并不是全球最大的，但它却是最先进的。它建成后，除自身使用外，每年可以接待数千名外部研究人员。

    不仅是NSLS-Ⅱ，布鲁克黑文国家实验室基本都对外开放，只要有好的研究思路，谁都可以申请使用这里的实验设施，如果不是为了营利，使用还是免费的。实验室有3000名左右工作人员，现在每年却接待4000多名来自全球的访问学者。

    “一定要超过北京”

    随约翰逊博士走进跨学科综合大楼的一个房间，还以为约翰逊博士走错了地方。

    房间空空荡荡，好像正在搬家，只有两个还未打开包装的大箱子躺在房子中间，几个仪器柜并排立在一个墙边，柜子前面放着一块展板。

    约翰逊博士是布鲁克黑文国家实验室凝聚态物理和材料科学实验室主任。记者看起来空荡的房间，在他的脑海中一定是错落有致地放置着各种仪器。因为这里已经完成规划设计，这是一个属于未来的实验室——氧化分子束外延—角分辨光电子能谱-光子成像扫描隧道显微综合系统（OASIS）实验室。

    名字太长了。其实它是三种先进实验设备和方法的结合。分子束外延技术（MBE）是一种生产单晶材料的复杂技术，角分辨光电子能谱（APRES)和扫描隧道显微技术(STM)是观察固体表面或物质表面电子结构的先进技术。

    约翰逊博士表示，由于材料表面非常敏感，角分辨光电子能谱和扫描隧道显微技术通常只能观察表面极少的电子层。而把这三项独立的技术和设备结合后，就有可能观察分子束外延技术合成任何材料的任意范围，及研究材料的功能和应用。三项微观世界的研究技术相结合，将为新材料的研究开启一扇大门。

    介绍过项目后，约翰逊博士带领记者来到楼下。穿过一道厚厚的铁门，看到里面有一个房间。房间的墙壁与大楼主体之间有一道缝隙，虽然不宽，但明显看出来房间与大楼主体有所分离。穿过缝隙，又穿过一道厚厚的铁门，才到了房间之中。

    房间不大。中间是一座支架，三条厚重的方形钢柱上，安放着钢铁做成的三角形顶部，整个结构浑然一体，给人稳如泰山的感觉。房间四周墙壁和顶部粘贴着白色的海绵。

    约翰逊博士说，这个房间处于刚才空房间的正下方，是放置扫描隧道显微镜的地方。为了防止对实验的干扰，这个房间可以与外面的世界完全隔绝。如果把两道铁门关上，五分钟后可以听到自己耳朵中血管跳动的声音。

    介绍过实验室的规划，约翰逊博士摸着钢柱说：“现在实验室正处在建设阶段，华盛顿要求我们在2015年建成，这对我们来说是一个挑战。”

    “为什么必须要在2015年前完成？”记者问。

    “北京也在建一个同样项目。华盛顿要求我们一定要超过北京。”约翰逊博士答。

    看来即使关上大门，这里也不会与世界隔绝。

    但记者却觉得，谁最先建成并不十分重要，看样子建成时间相差不会太久。我们可以十年之后，来对比一下两个实验室的贡献，那将是真正的较量。

    有哪位读者能帮忙记住今天的这个约定？