[编者按] 继上半年推出“身边的感动”系列报道受到广泛好评后，从本月起，我们将推出新栏目“学者笔谈”。本栏目将陆续推出一批我校有影响的学者，重点展示他们在人才培养、科学研究、服务社会和文化传承与创新等方面的观点和见解、思路和做法及理论和实践，旨在弘扬科学精神，激荡人文情怀，回归学术本位，浓郁学术气象，全面提升交大学术的影响力和传播力。
季向东：暗物质暗能量是基础物理的前沿问题。今年获得诺贝尔物理奖的三位物理学家，他们的贡献是发现了暗能量。随着现代科学技术迅猛发展，特别是近二、三十年来，人类对宇宙有了比较深刻的认识。以前，我们以为地球、太阳、星星等这些物质的研究已经就是宇宙的全部了。其实并非如此，主宰着宇宙命运的，并不是我们平常所熟知的原子、分子之类的物质，而是暗能量和暗物质。根据现在的了解，暗能量约占宇宙总能量的73%，暗物质约占宇宙总能量的23%，两者之和就占到宇宙总能量的96%。暗能量和暗物质它们的本性是什么？尽管我们知道它们在宇宙中占有多少比例和成份，但研究起来还是很困难。在物理系的粒子物理宇宙学研究所，有一批人在研究暗能量和暗物质这些看来像是虚无飘渺的东西，我们称自己为“96%团队”（研究宇宙普通物质之外那96%能量的团队）。其实，在我们身边，暗物质无处不在，我们研究的第一个目的就是为了能够将其探测出来，但目前为止，地球上最灵敏的探测器都无法探测到它的存在。
记者：季教授，既然连最灵敏的探测器都无法探测出来，如何攻克这项难题？您正在进行的“基于液氙的暗物质探测实验”，您能给我们介绍一下实验情况吗？
季向东：我们暗物质实验研究团队的两位成员Karl Giboni教授和倪凯旋特别研究员正在参加国际“液氙合作组”（XENON Collaboration）在意大利Gran Sasso国家地下实验室进行的XENON100暗物质实验。这个实验是目前正在运行中的世界上最大的暗物质直接寻找实验。近两年来取得了丰富的成果，在国际大报和科学杂志上都有介绍。我们团队当前最主要的任务是，运用液氙技术研发下一代的吨量级的暗物质探测实验，利用位于四川的中国锦屏山地下实验室开展研究，这个实验空间是由清华大学和二滩公司开发提供的。
记者：我们知道，您组成了一个国际性合作组在开展这项实验，现在的进展情况如何？上海交大在研究团队中扮演什么样的角色？
季向东：回想起来，我们做这项实验是从零开始的，因为上海交大以前没有粒子物理，2009年，我们几个来到交大后才开始这方面的研究。学校给予了我们多方面的大力支持，我们也招聘了很多的研究人员，组成了一个交大团队。而我们的实验合作组也有来自于其他单位成员，包括山东大学、中科院上海物理研究所和美国密西根大学等，是一个国际性的大型合作团队。在这个合作组中，上海交大的研究团队处于主导地位。目前，这项实验的进展非常迅速，我们已经确定了总体方案，探测器也正在建造之中，我们预计明年初能开始在四川开展实验。
说到探测器，我要解释一下。因为暗物质跟普通物质几乎不相互作用，所以由普通物质而建成的探测器很难感知它的存在。暗物质有点像“幽灵”，到处都有。但我们要把这个“幽灵”给“抓住”的话，需要造一个非常灵敏的探测器。现在世界上有很多团队都在寻找暗物质，用的探测手段各有不同。我们是利用比较成熟和易于做大的液氙技术，将氙气制冷至零下100°C，使其变成象水一样的透明液体。当暗物质跟氙原子发生碰撞时，氙原子就会发光，同时也会产生自由电子。我们的工作就是要想办法把这些微弱的光和几个自由电子探测出来，而且确认这些信号不是由其它原因引起的。
记者：这的确是一项世界前沿、规模比较大的基础性研究。该项目完成后对上海交大，乃至整个国家将产生怎样的深远影响？
季向东：这项研究的意义在于：一是为开拓学生视野提供难得的机会。知识探求是学校人才培养的重要方面。在研究的过程中，有很多本科学生和研究生加入到我们行列中来，他们有机会在国际化的大研究团队中，做一些世界科技前沿的探索，是一种非常好的实践锻炼机会。二是提升和引领学校发展的基础研究。到目前为止，上海交大在科学前沿的基础性研究还不是很多，而在国外，一流的大学都有很强的基础研究。因此，对交大而言，开展这种原创性的、世界前沿的基础研究非常必要和有意义，对学校的科研、人才培养和学科发展必将起到重要引领作用。三是重大基础问题研究能力的提升是国家科技进步的重要体现。我们这个项目获得了科技部973项目和自然科学基金委的大力支持。国家很重视科学前沿的探索，特别是高度重视重大基础问题的研究。综观科学前沿的很多方面，我们国家与国际先进水平还存在着大的差距，如何在若干方向的上赶上世界先进水平，直接关系到科教兴国战略的顺利实施。
记者：您刚刚当选中国物理学会常务理事。您和交大将在其中发挥怎样的作用，这对提升交大物理学科将产生怎样的影响？
季向东：中国物理学会是全国物理学工作者自愿组成的学术性、公益性社会团体，它坚持实事求是的科学态度和优良学风，倡导“献身、创新、求实、协作”的精神，努力促进物理学和有关科学技术的繁荣和发展，是发展我国物理学科技事业的重要社会力量。
上海交大的物理曾经是一个服务性的学科，它是为其他特别是工科的发展提供基础课教学服务。但现在大家越来越多地认识到，这种传统的认识和布局，显然不是一个长久规划。在世界一流大学中，像麻省理工、加州理工等这样的世界名校，强大的理科形成了强大工科的坚实后盾。虽然他们的工科在全世界独占鳌头，但他们的理科也同样是非常的强大，这说明理工科齐头并进的发展不单是非常重要，而且是非常必要。理科的发展的确能对工科起到很大的推动作用，特别是国际上工科发展的前沿和很多物理学研究非常贴近。我在马里兰大学上的量子力学课，就有很多化学、电院和材料学院的人来听。我们交大的领导，还有许多其他学院的老师们都希望把交大的物理学科发展起来。因此，我们要努力使物理学界更多地听到交大的声音，这对交大物理学科以及其他学科的发展都有重要意义。通过参加中国物理学会的很多活动，加强上海交大物理系在物理学界的活跃度，可以和国内外同行一起探讨中国物理学科发展的未来，以此大幅度提升交大物理系在国内外物理学界的地位，实现交大物理学科的跨越发展。
记者：季教授，您除了是一位世界知名的物理学家，同时也是上海交大物理学科的带头人，并担任物理系的主任。能不能请您介绍一下，上海交大物理学科的发展态势如何？
季向东：上海交大的物理学科发展正处于一个急速的转型期，主要体现在以下几个方面：一是从服务全校基础教学向交大的重要学科转变，再向成长为学校的一个旗帜性学科转变，在这一转变过程中，物理学科必将成长为上海交大的一个亮点。二是从应用研究向基础研究的转变，过去相当长的一段时间，我们一直把眼光和精力聚焦在应用领域，而物理研究的引领必须从重大的基础性问题入手。三是上海交大的物理学科正处于向世界一流物理学科奋起直追的一个阶段。我们要认真把握好这个转型期的发展，实现大的高质量的跨越。
记者：上海交大物理系在国内外高校中处于什么样的地位？它的发展定位是什么？发展瓶颈有哪些？面向未来，您对物理系的发展规划有何设想？
季向东：自然科学基金反映了一个学校、一个院系科学研究的活跃程度。在今年国家自然科学基金中，上海交大物理系拿到的基金数在国内高校中应是最多的之一。当然，我们离国内最强的物理系，象南大、北大、科大等，还有一定的差距。和国外一流高校的物理系相比，我们的差距更大。但以前的差距可能是一个数量级的差距，现在这种差距正在减小。
我对交大物理系的定位是：它应该成为中国最强的物理系之一，成为交大最强的院系之一。虽然起步晚，底子薄，但她正在迎头赶上，保持一个非常强劲的发展势头。在十二五规划中，我们制定了很多目标，为自己树立了努力的方向。这个定位需要学校和物理系都达成共识，必须凝聚多方力量，我相信，有学校和兄弟院系的支持，我们踏踏实实去努力，就一定能够取得成功。
当前，物理系的发展瓶颈在于：一是资源的匹配。要把物理发展成为一个交大的亮点，必须加大资源投入力度。随着国家综合国力的提高，经济社会发展迅速，出国深造的很多优秀人才都想回国，如何把这些人吸引到交大，是我们的首要任务。我认为，上海交大的将来，十年或二十年之后，很大程度上取决于现在吸引到什么样的人才。二是我们的管理制度与世界一流大学还有相当距离。破解这个瓶颈需要倡导一种新的文化，通过文化建设来完善管理制度。我们亟需培育一种人人有责任感的文化，一种信任的文化。如何使我们的教授更有责任感，能够时时处处为集体利益着想，为学校利益着想？怎样多倾听教授的声音，真正实现教授治学？这需要大家共同努力的。
我来到交大物理系以后，做了很多铺垫的事情。我一直致力于物理系文化的塑造和养成。我积极推崇一种“大家都来参与，大家都有责任”的文化。我希望物理系以后的发展能够靠这种文化来推动它不断向前。同时，在一种文化的引领和感召下，每位教授对物理学都非常感兴趣，并将其作为一生的追求，都在思考如何把物理研究做好，怎样把学生教好、培养好。每一位老师对待自己的职业，不仅仅视其为一份工作，而是他们真正的兴趣所在，都有一种神圣的责任感，对学生付出真心和责任，对研究有锲而不舍的精神，形成一种蓬勃向上的良好氛围。
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