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缺乏大脑的大型对撞机

谢选骏:缺乏大脑的大型对撞机
   
   缺乏大脑的,不仅是大型对撞机,而且是就大型对撞机问题进行争论的杨振宁和丘成桐。
   这两个科技白痴一点不明事理,不懂科学技术只能在思想自由的社会里得到发展,而不可能依靠一个侧所大学或一个大型对撞机。
   网文《杨振宁和丘成桐打嘴仗》说金庸笔下的第一次“华山论剑”,见于《射雕英雄传》。华山顶上,东邪、西毒、南帝、北丐、中神通五人斗了七天七夜,争夺《九阴真经》。近日,关于“中国现在是否应该建造大型对撞机”的论战,因杨振宁的公开发文反对,成为舆论热点,引发了一场科学界的“华山论剑”,并席卷普通大众,成为公共话题。

   网友们跟随科学界的大佬站成了两队。
   赞成派认为建成大型对撞机是基础科学及高技术研究中具有标志性的重大领域,可以在技术发展和人才引进方面产生巨大效益。这一方的领队是菲尔兹奖获得者、著名华裔数学家丘成桐,以及中国科学院高能物理研究所所长、中国科学院院士王贻芳。诺贝尔物理学奖得主杨振宁则是反对派领袖,该派认为大型对撞机项目耗时长、费用奇大、是个“无底洞”,且有美国终止建造超大对撞机的“前车之鉴”。
   相较于网民踊跃站队,著名科幻作家刘慈欣的态度谨慎。实际上,在其获得雨果奖最佳长篇小说奖的科幻小说《三体》里,就有大型对撞机的戏份:三体人的智能机器“智子”,通过大型粒子对撞机实现数据随机化,锁死了人类获取物理进步的可能性。
   “科幻小说不是严格的科学,”刘慈欣在接受时代周报记者采访时坦言,“我不懂大型对撞机。它该不该建?这与很多专业问题有关,比如,它能在高能物理学里起到什么作用?它取得高能物理最前沿成果的可能性有多大?不懂的话,很难说出什么有价值的观点。网民当然可以站队,但是提出的意见则没有多少价值。该不该建大型对撞机,这个问题应该由专家、学者和科技方面的决策者来讨论,我没有资格。”
   刘慈欣的坦承,也许正是这次“华山论剑”背后的真正意义所在。
   9月9日,《人民日报》发表评论称:“一个月前,中国99.99%的人可能对大型对撞机还一无所知。但一个月后,它却逐渐演变为一个公共话题。这种‘对撞’有助于提升公众的科学素质。没有全民科学素质的普遍提高,就难以建立起宏大的高素质创新大军,难以实现科技成果的快速转化。”
   “有一件事值得庆祝:今天,中国科学界终于可以公开争论了。” 中山大学天文与空间科学研究院院长李淼对时代周报记者表示,“这种论战不常见,说明现在学术氛围相对自由了。要在几年前,你让我说这番话,我不敢,因为说了有可能得罪双方,但现在我敢说了。”李淼笑言,“这场论战的意义或许已经大于论战本身,毕竟政府肯定不会依靠大家在公开场合的论战来做最终决策。科学家公开论战,让公众了解最前沿的物理学家在想什么、说什么,很有意义”。
   争论由来已久
   作为此次论战的主战场,9月4日、5日两天,公号“知识分子”先后刊登了杨振宁与王贻芳的文章。面对时代周报记者提出的采访请求,“知识分子”回绝了:“经过内部沟通后决定,这个事情我们暂时不说了。”而作为中国大型对撞机最主要的承担方,中国科学院高能物理研究所亦以“所里现在不太想炒作这件事”为由,明确拒绝了时代周报记者的采访。
   中国物理学界内部围绕是否应该建立大型对撞机的争论由来已久。
   早在2012年,在“上帝粒子”希格斯玻色子(Higgs boson)被欧洲核子研究组织(CERN)大型强子对撞机(LHC)发现数月后,中国科学院高能物理研究所的王贻芳团队就提出了一个伟大的目标:至本世纪30年代,在中国建成高能对撞机。
   根据王贻芳团队的规划,这一项目名为“CEPC-SPPC”,预计在50-100公里长的地下环形通道内,利用相同的隧道,建造两座大型对撞机。项目分为两期,项目一期建设正负电子对撞机(CEPC)作为希格斯粒子工厂,精确测量希格斯性质,深入研究标准模型、电弱对称性自发破缺机制和质量起源等基本问题,寻找超出标准模型的新物理的线索;如果第一步成功,CEPC有新物理的迹象,且高场磁铁所需新型超导材料技术成熟,二期可在同一隧道中建造50-70 TeV质子对撞机(SPPC),通过高能量粒子对撞研究新物理。
   规划起步并不顺利。
   据《自然》杂志报道,2015年,王贻芳团队得到了科技部3500万元人民币的资助,用于大型对撞机项目的开展,但在7月,发改委拒绝了该项目下一轮8亿元人民币的资助请求。
   事实上,不独中国如此,美国大型对撞机的建造之路也颇为曲折,充满争议。1989年,美国开始建造当时世界上最大的对撞机(SSC),预算为30亿美元,后总预算增加至82.5亿美元—随着预算一再增加,美国国内反对SSC的呼声日益高涨。1993年,美国国会终止了SSC项目。自1987年1月里根总统批准正式立项到1993年10月被两院投票否决,美国SSC项目耗时7年,投入近20亿美元。
   2008年9月,欧洲核子研究中心(CERN)宣布启动被称为“世界上规模最庞大的科学工程” 欧洲大型强子对撞机(LHC)。2012年,LHC发现了被誉为“上帝粒子”的希格斯玻色子,之后沉寂,目前尚未在发现“标准模型”外的新粒子上获取新进展。
   自1998-2008年建成迄今,LHC共花费65亿瑞士法郎(约合412亿元人民币),却并未撼动美国在世界高能物理界的地位。
   民生与科研之争
   此次论战中,巨额的建造成本是争论的焦点之一。
   杨振宁认为,根据以往各国经验,对撞机的建造成本是“无底洞”,预算不可能少于200亿美元,而“中国仍是发展中国家,环保、教育、医药健康问题亟待解决,建造超大对撞机费用奇大,不利解决燃眉问题,目前不宜考虑。而建造超大对撞机,必将大大挤压其他基础科学的经费”。
   在针对杨振宁的反驳文章中,王贻芳详细地算了一笔账,表示预计2022-2030年竣工的正负电子对撞机(CEPC)的工程造价约为400亿元人民币(不包括土地、“七通一平”等);质子对撞机(SPPC)是否建设,则建立在正负电子对撞机是否有新物理迹象的前提上,时间在2040-2050年,工程造价在1000亿元人民币以内。
   王贻芳认为,作为大国,中国必须考虑当下和长远,不可偏废。民生问题固然要解决,也要考虑长远,要有合适的比例进行基础科学研究,中国要能够不断发展,要有领先世界的能力。建造大型对撞机,就是中国在高能物理领域领先国际的一个难得机遇。
   根据国家自然科学基金委员会主任杨卫今年6月在《自然》上发表的文章,中国对基础研究的投入在其全部研发投入中占比只有4.7%,而与之相比法国是24.1%,美国是17.6%,日本是12.6%。王贻芳认为,这意味着基础研究经费仍有大约每年1000亿元人民币以上的增长空间,而且对撞机的项目会拉动国内科学仪器的发展,且和其他基础科学并不矛盾。
   有媒体据此将这场论战归结为民生与科研谁先行的论战,李淼明确表示反对,他认为杨振宁先生所说的应以民生先行,“是一种不成立的理由”。
   在李淼看来,2015年,中国的税收收入超过11万亿元人民币,而对撞机的花费不会超过1000亿元人民币,“哪怕花到1000亿元,中国也不缺这个钱。用去年的税收收入作比对,假设超级粒子对撞机花费了1000亿元,不到一年税收的1/100,对中国的经济和环境治理根本没有影响。早在上世纪80年代,杨先生反对建立北京正负电子对撞机的理由也是如此,说会影响中国经济,但正负电子对撞机上马了,中国经济照样腾飞。所以,这并不是民生与科技谁先行的问题”。
   加拿大麦吉尔大学物理学博士、中国科学技术大学科技与战略风云学会研究员郭晓明则认为,这场论战的实质,其实是一个“如何有效配置科研经费”的问题—即有限的科研经费投入,能否给中国的科技崛起带来最大效果。“放在大国竞争的全球背景下考虑,有一个优先排序的问题,量子通讯和量子计算是大国必争之地,但高能物理不是。用围棋术语来形容,投碰撞机可能是个缓手,可能会失去先机。目前双方争论的是哪个方案对中国科技进步的帮助最大,无关民生与科研谁先行的问题。科技投入,不是大炮和黄油的问题。对基础科学和技术的投入不会挤压民生,恰恰相反,会促进科技进步、改善民生。”
   中国高能物理应反思?
   中国目前建造超大对撞机到底值不值得?
   杨振宁在文章中表示,超大对撞机是否能帮助物理学家找到猜想中的超对称粒子,目前仍属未知;且70年来,高能物理取得的大成就对人类生活没有实在好处—即使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,对人类生活的短中期也不会带来实在好处。
   但支持中国建成大型对撞机的科学家坚信,该项目能够推动基础科学的发展。丘成桐认为,如果能量更大的巨型对撞机能够在中国落成,寻找超对称粒子将是科学家们的下一个目标。而一旦超对称粒子被发现,整个物理学前沿与数学前沿都会改变。
   此外,丘成桐还看好大型对撞机在技术发展和人才引进方面的巨大效益,“这会引起西方科学阵营的迁徙,远远超过单独建一所世界一流大学的效果”。丘成桐预计,项目建成后,为做实验,至少会有五六千名各国一流科学家举家迁往中国且长期居住,“这对中国基础科研将产生深远影响”。王贻芳也强调,建设下一代大型对撞机不论是对于中国还是对于科学发展,都具有深远的意义。“建造这个对撞机使我们在物质最深层次结构的研究当中能够得到国际领先的地位、能够取得重大的科学成果,这就是它的意义。”
   除了立场明确的支持者和反对者,还有一分为二看待者。
   “如果要投票,我可能会投赞成CEPC,而暂时不支持主要用于发现新物理的SPPC。”李淼对时代周报记者表示,“如果按照王贻芳的说法,我觉得拿400亿元做Higgs工厂是值得的,但是会不会超值?很难讲,要看LHC今后几年能不能有新物理和新粒子的发现。如果LHC没有新发现,那么这个纯粹工程造价(不包括土地、“七通一平”等)约400亿元人民币的CEPC,最小的意义就在于真正地验证了‘标准模型’的正确性,那我觉得只能说是值,但没有超值。如果要超出已有理论,发现新的物理,那就是超值—但现在看来,这种可能性我觉得不是太大。”
   郭晓明在接受时代周报记者采访时,坦言对此次论战不持立场,“我只是对高能物理现状不满。”9月6日,他在观察者网上发表了《郭晓明:杨振宁给高能物理的困境留了个面子》一文,直指中国高能物理学科发展身处困境。

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