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关于是否造大型对撞机的二种声音

关于是否造大型对撞机的二种声音

作者: 秋风秋寒 | 来源:发表于2019-04-01 18:57 被阅读33次

              科学争论大碰撞,建与不建孰与强。

              国富民强非空洞,科技领航在前方。

          随着科学的不断发展,特别是大科学时代的到来,政府的决策,科学家的前瞻性,就显得特别的重要,更需要充分的讨论与认证。在国内,当前就是否制造大型高能粒子对撞机,就存在着截然不同的两种观念,或许从中可感受一般。

          王贻芳,他是诺贝尔奖得主丁肇中的弟子,现在是中国科学院院士、高能物理研究所所长。他领导的大亚湾中微子实验被《科学》杂志评为2012年度十大科学突破,他和实验团队获得科学界第一巨奖——2016年基础物理学突破奖,他也是第一个获得基础物理学突破奖的中国人。

          他的“建设下一代大型粒子对撞机”的提议,尽管受到知名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁的反对,但他从未放弃,2018年他领导的大型对撞机项目概念设计报告正式出炉。他的理由主要有以下这些:

    1、建设大型环形正负电子对撞机是一件科学上正确的事情,同时又是我们擅长的事情,很难再碰上如此巧合的事情了,如果这次不做,30年都碰不上这么好的事情。

    2、中国需要一个加速器的未来发展蓝图和路线图,环形正负电子对撞机无论对中国还是对世界来说都是个正确的选择。

    3、急功近利是中国人骨子里的想法,短时间改不了,所以我才愿意拿出更多时间做科普,号召国家将更多的资金投资到基础科学研究当中。

    4、中国不能永远只享受别人的文明成果,否则中国永远是一个二流国家。

    5、在高能物理领域,中国的人才与国际相比还有差距。国内30多岁年轻的科学家很多,与国外相比,在年轻一代人才储备方面中国是占有优势的。

    6、要永远对自然保持好奇心,这是人类发展的根本动力。

          在王贻芳看来,建设巨型对撞机,对中国、对世界甚至对科学本身都有着非凡的意义。在高能物理方面,中国与国际相比还有一定的差距,还属于二流水平。如果国家不支持,那我们就会维持目前的状况,永远是一个二流的高能物理研究的国家,跟着别人后面走,人家干什么我们干什么。至于为什么非要中国来掏这个钱建设的问题,王贻芳解释了两点:1、别人主导的研究,我们只是学到皮毛,掌握的不够深入不够透彻,肯定是落在后面。没有自己的先进机器,那么它所有的技术辐射和影响,就没我们的份;2、不能永远只享受别人的文明成果。中国如果只想着享受别人的文明成果,永远比不上别人。

          按照王贻芳的规划,CEPC(环形正负电子对撞机)的建设时间是2022-2032年。欧洲核子中心也在2019年1月公布了一个类似的环形正负电子对撞机的计划:2030-2040年。“留给中国的时间窗口就只有10年了,我们动作再慢点,这10年优势就没有了!”

          而反对建造的一方,则是知名物理学家杨振宁,他反对的原因主要如下:

    1、建造大对撞机美国有痛苦的经验: 1989 年美国开始建造当时世界最大对撞机,预算开始预估为30亿美元,后来数次增加,达到80亿美元,引起众多反对声音,以致1992 年国会痛苦地终止了此计划,白费了约30亿美元。这项经验使大家普遍认为造大对撞机是进无底洞。目前世界最大对撞机是CERN 的LHC。2012 年6000 位物理学家用此对撞机发现了Higgs 粒子,是粒子物理学的大贡献,验证了“标准模型”。LHC 的建造前后用了许多年,建造费加上探测器费等等加起来一共不少于100亿美元。高能所建议的超大对撞机预算不可能少于200亿美元。

    2、高能所倡议在中国建造超大对撞机,费用由许多国家分摊。可是其中中国的份额必极可观。今天全世界都惊叹中国GDP已跃居世界第二。可是中国仍然只是一个发展中国家,人均GDP还少于巴西,墨西哥或马来西亚,还有数亿农民与农民工,还有急待解决的环保问题,教育问题,医药健康问题,等等。建造超大对撞机,费用奇大,对解决这些燃眉问题不利,我认为目前不宜考虑。

    3、建造超大对撞机必将大大挤压其他基础科学的经费,包括生命科学,凝聚态物理,天文物理,等等。

    4、为什么有不少高能物理学家积极赞成建造超大对撞机呢?原因如下:

    A.高能物理学是二战后的一个新兴领域,此领域七十年来有了辉煌的成就,验证了“标准模型”,使人类对物质世界中三种基本力量有了深入了解。可是还有两项大问题没有解决:

    甲)对剩下的第四种基本力量,引力的深入了解还有基本困难。

    乙) 还没有能了解如何统一力量与质量。希望解决此二问题当然是所有物理学家的愿望。

    B.有些高能物理学家希望用超大对撞机发现“超对称粒子”,从而为人类指出解决此二问题的方向。

    但是找超对称粒子已经有很多年了,完全落空。今天希望用超大对撞机来找到超对称粒子,只是一部份高能物理学家的一个猜想。多数物理学家,包括我在内,认为超对称粒子的存在只是一个猜想,没有任何实验根据,希望用极大对撞机发现此猜想中的粒子更只是猜想加猜想。

    5、七十年来高能物理的大成就对人类生活有没有实在好处呢?没有。假如高能所建议的超大对撞机能实现,而且真能成功地将高能物理学更推进一大步,对人类生活有没有实在好处呢?我认为短中期内不会有,三十年,五十年内不会有。而且我知道绝大多数物理学家都同意我的这个说法。

    6、中国建立高能所到今天已有三十多年。如何评价这三十多年的成就?今天世界重要高能物理学家中,中国占有率不到百分之一、二。建造超大对撞机,其设计,以及建成后的运转与分析,必将由90%的非中国人来主导。如果能得到诺贝尔奖,获奖者会是中国人吗?

    7、不建超大对撞机,高能物理就完全没有前途了吗?不然。我认为至少有两个方向值得探索:A. 寻找新加速器原理。B.寻找美妙的几何结构,如弦理论所研究的。这两方面的研究都不那么费钱,符合当今世界经济发展的总趋势。

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