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王貽芳再談大型對(duì)撞機(jī):讓中國(guó)成為“世界第一”的一項(xiàng)政治決定

2016/10/21
導(dǎo)讀
中國(guó)科學(xué)史上針對(duì)重大問(wèn)題第一次公開(kāi)、公平、公正討論的記錄。

?中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳教授近照。來(lái)源:王貽芳教授


編者按:       

       自2012年項(xiàng)目發(fā)起至今,關(guān)于“中國(guó)是否應(yīng)該建造大型對(duì)撞機(jī)”的爭(zhēng)論就從未停歇,并逐漸從科學(xué)界內(nèi)部擴(kuò)散至公共空間,引發(fā)媒體的廣泛關(guān)注。值得一提的是,自項(xiàng)目發(fā)起以來(lái),科學(xué)界內(nèi)部迄今并未達(dá)成共識(shí),偶有反對(duì)的聲音卻未見(jiàn)漣漪。

       直至今年9月4日,知名華裔物理學(xué)家楊振寧在《知識(shí)分子》發(fā)表文章,稱“中國(guó)今天不宜建造超大對(duì)撞機(jī)”,首次公開(kāi)了科學(xué)界內(nèi)的不同聲音,徹底引燃了大討論。前有知名華裔數(shù)學(xué)家丘成桐等通過(guò)媒體發(fā)聲,表達(dá)支持中國(guó)建造大型對(duì)撞機(jī)的態(tài)度,后有中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所王貽芳所長(zhǎng)就楊振寧意見(jiàn)撰文針?shù)h相對(duì),隨后在美32位物理學(xué)者聯(lián)名支持中國(guó)建造“希格斯工廠”,由此創(chuàng)下中國(guó)科學(xué)史上針對(duì)重大科學(xué)問(wèn)題第一次公開(kāi)、公平、公正討論的記錄。

       《知識(shí)分子》堅(jiān)持理性、保持公平,及時(shí)刊登了雙方的意見(jiàn),并就此爭(zhēng)論向物理學(xué)界內(nèi)部多位重要人士征詢意見(jiàn),持續(xù)關(guān)注這一重大問(wèn)題的發(fā)展走向,以期向公眾和決策者傳遞學(xué)界的專(zhuān)業(yè)判斷,記錄正在進(jìn)行的科學(xué)的歷史。



撰文 | 呂浩然、徐可

責(zé)編 | 李曉明


  


2012年至今,中國(guó)科學(xué)界,特別是在物理學(xué)界,一個(gè)預(yù)算數(shù)百億、最終或達(dá)上千億元的大型項(xiàng)目的立項(xiàng)引起了激烈的爭(zhēng)議,支持方和反對(duì)方皆有諾獎(jiǎng)得主站邊。爭(zhēng)議原僅限于物理學(xué)界內(nèi)部,但較少公開(kāi)。而爭(zhēng)議的主題則是——中國(guó)是否應(yīng)該建造大型對(duì)撞機(jī)。


科學(xué)從不避諱爭(zhēng)議與質(zhì)疑,各種意見(jiàn)“針?shù)h相對(duì)”才能得到充分交流。然而一個(gè)奇怪的現(xiàn)象是:面對(duì)投資如此龐大的一個(gè)大型科學(xué)裝置,在較早之前,媒體所做報(bào)道卻幾乎呈現(xiàn)“一邊倒”的態(tài)勢(shì),罕有質(zhì)疑的聲音,這種現(xiàn)象一直持續(xù)到楊振寧先生授權(quán)《知識(shí)分子》發(fā)表其反對(duì)今天的中國(guó)建造對(duì)撞機(jī)的文章。


《知識(shí)分子》就對(duì)撞機(jī)的爭(zhēng)議采訪了中國(guó)物理學(xué)界數(shù)位重要科學(xué)家(基于可以理解的原因,被采訪對(duì)象要求做匿名處理),他們均表明該項(xiàng)目在學(xué)界存在較大爭(zhēng)議,但同時(shí)認(rèn)為公眾有知情權(quán),面對(duì)大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目這一規(guī)劃資金最高、建成之后或?qū)⒊蔀橹袊?guó)第一的大科學(xué)裝置,公眾應(yīng)該了解意見(jiàn)具有分歧的事實(shí),也應(yīng)知悉關(guān)于中國(guó)建造大型對(duì)撞機(jī)的爭(zhēng)議所在。


中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)、中科院院士王貽芳是這一巨大爭(zhēng)議的主角。事情最早源于2012年,王貽芳等多位科學(xué)家提議在中國(guó)投資建設(shè)環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(CEPC)和質(zhì)子-質(zhì)子對(duì)撞機(jī)(SPPC),希望它成為全世界最大的物理實(shí)驗(yàn)裝置,表示“中國(guó)發(fā)起的國(guó)際大科學(xué)工程能成為地方社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱、國(guó)際科學(xué)技術(shù)研究中心、人才引進(jìn)和培養(yǎng)基地、國(guó)際化的科研體制建設(shè),提升科技外交與中國(guó)的軟實(shí)力”。


CEPC-SPPC項(xiàng)目在很多方面都是驚人的。一方面,相較于目前世界最大的歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC),CEPC-SPPC的能量將至少是LHC的7倍,對(duì)撞機(jī)周長(zhǎng)可達(dá)100公里;另一方面,建造費(fèi)用也將達(dá)到250-400億元,成為中國(guó)耗資最多的大型科學(xué)裝置。


中科院高能所曾多次組織會(huì)議研討該項(xiàng)目的可行性方案,并建成專(zhuān)題網(wǎng)站,支持建設(shè)、論證項(xiàng)目的學(xué)術(shù)活動(dòng),相關(guān)的新聞報(bào)道頻頻可見(jiàn)。然而,《知識(shí)分子》在求證過(guò)程中發(fā)現(xiàn),來(lái)自學(xué)界內(nèi)部反對(duì)者的聲音一直都存在,不過(guò)爭(zhēng)議的聲音長(zhǎng)期沒(méi)有得到媒體關(guān)注,也未被公眾知悉。


反方:中國(guó)牽頭大型對(duì)撞機(jī)失大于得


在《知識(shí)分子》求證的過(guò)程中,有關(guān)科學(xué)目標(biāo)、耗資、歷史等爭(zhēng)議焦點(diǎn)被屢次提及。受訪專(zhuān)家給出的回答幾乎呈現(xiàn)了“另一邊倒”的態(tài)勢(shì),對(duì)于中國(guó)牽頭建設(shè)大型對(duì)撞機(jī)的態(tài)度也較支持者更加直白。


絕大多數(shù)專(zhuān)家首先肯定了推廣、研究基礎(chǔ)物理的意義,也肯定了粒子物理對(duì)于人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的意義,但就大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目落戶中國(guó)卻持有不同的看法,反對(duì)者對(duì)于大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目的質(zhì)疑點(diǎn)可以歸結(jié)為以下四個(gè)方面。


1.科學(xué)目標(biāo)不明確


“首先你需要拿出令人信服的科學(xué)根據(jù),而不是打賭式的計(jì)劃,因?yàn)檎l(shuí)也不能保證能夠發(fā)現(xiàn)新粒子”。中科院院士李雷(化名)表示,LHC已經(jīng)在此基礎(chǔ)上做了很多年的實(shí)驗(yàn),也取得了一定的成就,但卻止步在一定的階段。


正如今年八月在美國(guó)芝加哥舉行的國(guó)際高能物理大會(huì)指出,大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC今年積累了25000TB的數(shù)據(jù),然而卻并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何新粒子證據(jù),幫助產(chǎn)出大量論文的750GeV新粒子也正式宣告不存在,目標(biāo)中的暗物質(zhì)(LUX和PandaX)、磁單極子(MoEDAL)惰性中微子(冰立方)也全部淪陷。一些年輕的物理學(xué)家們也開(kāi)始質(zhì)疑和反思,是否用于對(duì)撞機(jī)建造、研究的經(jīng)費(fèi)應(yīng)該用在其它領(lǐng)域?


“那么在此基礎(chǔ)上另起爐灶,用并無(wú)革命性技術(shù)、僅加大能級(jí)的裝置的目的何在?能否找到新粒子還是一個(gè)未知數(shù),在目標(biāo)不確定的情況下投入巨大的財(cái)力物力,價(jià)值何在?大型科學(xué)裝置本身就要對(duì)國(guó)家負(fù)責(zé),關(guān)乎科研誠(chéng)信的問(wèn)題,有疑問(wèn)的科學(xué)行為是否值得政府花費(fèi)極大代價(jià),答案本身就是否定的?!崩罾自菏勘硎尽?/p>


2.關(guān)鍵技術(shù)不在手


在并沒(méi)有革命性技術(shù)出現(xiàn)的背景下,許多科學(xué)家也在質(zhì)疑中國(guó)大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目是在用蠻力,且很多技術(shù)細(xì)節(jié)還需要依靠西方的支持。


這點(diǎn)不僅在國(guó)內(nèi)受到詬病,西方也有人專(zhuān)門(mén)為此撰文。8月25日,《自然》雜志以“Who will build the next LHC?”為題,介紹了目前世界上主要的大型對(duì)撞機(jī)計(jì)劃,包括正在運(yùn)行的LHC以及日本計(jì)劃建造的ILC(Japan-hosted International Linear Collider,大型直線對(duì)撞機(jī))、CPEC、SPPC和升級(jí)版的LHC。文中顯示,在2030年左右,規(guī)劃中的升級(jí)版LHC和SPPC將會(huì)“撞車(chē)”,二者將會(huì)相互“影響”。


李雷院士也提到,他在與相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員探討時(shí)獲悉,很多關(guān)鍵技術(shù)仍掌握在西方手中,單靠中國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)手段,很多技術(shù)細(xì)節(jié)無(wú)法完成,“在很多關(guān)鍵技術(shù)需要西方來(lái)完成的情況下,即便發(fā)現(xiàn)了新粒子,主要的貢獻(xiàn)究竟是歸功于出資占比大的中國(guó)還是掌握技術(shù)的西方,這本身也是個(gè)爭(zhēng)議性的問(wèn)題”。


3.重蹈SSC的覆轍


中國(guó)科學(xué)院物理學(xué)家韓梅(化名)教授表示,美國(guó)的SSC在20年前已經(jīng)剎車(chē),至今為止大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目在美國(guó)的科技計(jì)劃列表中也不甚重視,“排在很靠后的位置”。


韓梅教授透露,他曾與美國(guó)知名物理學(xué)家Philip W. Anderson就SSC項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)交流,“SSC項(xiàng)目之所以在先期投入20美元之后被叫停,一方面是因?yàn)镾SC的投入一再地?cái)U(kuò)大,釣魚(yú)工程的態(tài)勢(shì)顯露,另一方面是堅(jiān)持建造的人不斷的夸大SSC的作用,但其實(shí)SSC并不能完成”。


4.建造模式


韓梅教授也對(duì)中國(guó)牽頭大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目表達(dá)了不同的意見(jiàn),“從世界范圍內(nèi)已有的大型科研裝置來(lái)看,由一個(gè)國(guó)家牽頭、全世界參與的項(xiàng)目并不多見(jiàn),或者說(shuō)就大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目來(lái)看,由中國(guó)牽頭并不合適,而應(yīng)該由聯(lián)合國(guó)或其他國(guó)際組織來(lái)牽頭,按照GDP的多少來(lái)分配出資比率,這樣的例子并不鮮見(jiàn)”。


韓梅教授還表示,單方面牽頭來(lái)建造大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目,對(duì)于現(xiàn)在的中國(guó)來(lái)說(shuō)并不合宜,“目前我國(guó)對(duì)于科研的投入是巨大的,這是一個(gè)非常好的開(kāi)端,但在這個(gè)節(jié)點(diǎn)上去發(fā)展大型對(duì)撞機(jī),并不符合發(fā)展的需求,至少在20年內(nèi)是這樣的”。


李雷院士也指出,中國(guó)建造大型對(duì)撞機(jī)究竟值不值,這需要多方的論證和評(píng)估,“就目前的情況來(lái)看,失大于得”。


王貽芳針對(duì)質(zhì)疑的后續(xù)回應(yīng)


?《知識(shí)分子》:如何回應(yīng)針對(duì)大型對(duì)撞機(jī)科學(xué)目標(biāo)不明的質(zhì)疑?


王貽芳:粒子物理學(xué)的根本目標(biāo)是探索微觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,LHC使得這種探索達(dá)到了一個(gè)更深的層次。如果發(fā)現(xiàn)了新的粒子、新的運(yùn)動(dòng)規(guī)律自然令人激動(dòng),但確認(rèn)已知的運(yùn)動(dòng)規(guī)律依然適用、也同樣令人驚喜。重要的是,人類(lèi)的認(rèn)識(shí)正在不斷地?cái)U(kuò)展到新的領(lǐng)域!目前LHC獲取的數(shù)據(jù)只是其計(jì)劃的2%,這意味著人類(lèi)在這個(gè)層次的探索才剛剛開(kāi)始。整個(gè)計(jì)劃的完成還需要15-20年,現(xiàn)在做任何結(jié)論都為時(shí)過(guò)早。


疑似750GeV新粒子事件是實(shí)驗(yàn)探索中的一個(gè)小插曲,這是微觀粒子的產(chǎn)生和演化遵從統(tǒng)計(jì)規(guī)律的體現(xiàn),類(lèi)似的事情以前有過(guò),以后也還會(huì)發(fā)生。按粒子物理實(shí)驗(yàn)的慣例,只有當(dāng)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)顯示度達(dá)到五倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的時(shí)候才能宣稱新發(fā)現(xiàn),否則只是看到了值得注意的跡象而已。理論物理學(xué)家對(duì)只有三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的事例如此關(guān)注,在一定程度上說(shuō)明了我們對(duì)LHC正在揭示的新世界、對(duì)于可能超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理規(guī)律還沒(méi)有多少可靠的知識(shí),這恰恰說(shuō)明了繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索的重要性。


我們有充足的理由相信標(biāo)準(zhǔn)模型不是描述微觀世界的終極理論,而是更基本的理論在低能時(shí)的有效近似,發(fā)展更深層次的理論需要實(shí)驗(yàn)來(lái)指明方向。目前已知的標(biāo)準(zhǔn)模型中的問(wèn)題,大部分與希格斯粒子的性質(zhì)有關(guān),因此更深層次的新物理應(yīng)該會(huì)從希格斯粒子處露出蛛絲馬跡。LHC將繼續(xù)引領(lǐng)這個(gè)方向的探索,但質(zhì)子對(duì)撞過(guò)程的高度復(fù)雜性限制了可能達(dá)到的實(shí)驗(yàn)精度,我們還需要高能正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)以更高的實(shí)驗(yàn)精度來(lái)揭示新物理的可能方向。計(jì)劃中的CEPC能大量產(chǎn)生希格斯粒子并對(duì)其做精確研究,一些重要物理量的測(cè)量精度會(huì)比LHC提高10倍。因此無(wú)論LHC是否發(fā)現(xiàn)新物理,CEPC都是需要的,這是粒子物理發(fā)展中跳不過(guò)去的一步。


?《知識(shí)分子》:假設(shè)大型對(duì)撞機(jī)不能發(fā)現(xiàn)新的粒子和現(xiàn)象,其價(jià)值何在?


王貽芳:1)CEPC有確定的科學(xué)產(chǎn)出,會(huì)大大加深我們對(duì)粒子物理的認(rèn)識(shí)。CEPC可以將希格斯粒子的測(cè)量精度提高至1%左右,比LHC好10倍。這對(duì)確認(rèn)希格斯粒子的性質(zhì),判斷它是否與標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言完全一致,具有重要意義。同時(shí)CEPC還可以確定希格斯場(chǎng)參與的真空相變的形式,這對(duì)宇宙早期演化研究也具有重要意義。


發(fā)現(xiàn)新粒子固然重要,研究物理問(wèn)題更重要。比如我們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)了中微子,但我們?nèi)匀辉谏钊胙芯恐形⒆拥男再|(zhì),也確實(shí)得到了豐碩的成果。希格斯粒子是標(biāo)準(zhǔn)模型中最重要的粒子,我們也只是剛剛認(rèn)識(shí)它,還有許多工作要做。


2)大型對(duì)撞機(jī)如果不能發(fā)現(xiàn)新粒子或新現(xiàn)象,也會(huì)使我們對(duì)物理世界有更深刻的認(rèn)識(shí),就像邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)以太,但對(duì)物理學(xué),特別是相對(duì)論的建立起到重要作用一樣。


3)CEPC可以使我們成為世界粒子物理研究的中心,牢牢建立中國(guó)的領(lǐng)先地位。同時(shí)我們可以在以下技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,并領(lǐng)先國(guó)際:


 a)超導(dǎo)高頻腔(應(yīng)用于所有加速器)

 b)高效率、大功率微波功率源(應(yīng)用于雷達(dá)、廣播、通訊、加速器等)

 c)低溫制冷機(jī)(應(yīng)用于科研設(shè)施、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、醫(yī)療設(shè)備等)

 d)高速、抗輻照硅探測(cè)器、電子線路與芯片等

 e)數(shù)據(jù)獲取與處理,計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊等

 f)精密機(jī)械、微波、真空、自動(dòng)控制等


國(guó)內(nèi)外的大科學(xué)裝置,如北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、ITER、LHC等對(duì)技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)作用,有許多成例。


?《知識(shí)分子》:有物理學(xué)界人士表示,大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目可能成為一個(gè)“釣魚(yú)工程”,現(xiàn)在規(guī)劃中所提到的幾百億預(yù)算并不能滿足要求,實(shí)際上的需求要在千億以上。是這樣嗎?


王貽芳:我們規(guī)劃的大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目(以周長(zhǎng)為100公里算)分兩步走:第一步正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(CEPC)階段,約在2022-2030年間,工程造價(jià)(不包括土地、“七通一平”等)約300億人民幣。如果這第一步成功,有新物理的跡象,且新型超導(dǎo)材料技術(shù)成熟,價(jià)格合適(比如20元/千安米),我們可以走第二步:質(zhì)子對(duì)撞階段(SPPC),工程造價(jià)約為1000 億人民幣。這第二步是在2040年左右。這里如果減去國(guó)際貢獻(xiàn)約30%,中國(guó)政府應(yīng)該出資大約300億和700億。


這里的第一階段科學(xué)意義重大,方案基本成型,百億量級(jí)的造價(jià)能夠承受,已值得支持。第二階段說(shuō)明了這個(gè)方案還有更長(zhǎng)遠(yuǎn)的科學(xué)壽命,不僅預(yù)留了未來(lái)發(fā)展的可能性,還可以帶動(dòng)更重要的技術(shù)發(fā)展(如高溫超導(dǎo)),是對(duì)第一階段科學(xué)及技術(shù)意義的一個(gè)補(bǔ)充。


在過(guò)去50年間,國(guó)際上曾有許多不成功的加速器工程(超支、延期、不達(dá)指標(biāo)等)。但基本上都是質(zhì)子加速器,電子對(duì)撞機(jī)還沒(méi)有不成功的先例。這主要是其技術(shù)成熟,不確定因素少。為汲取教訓(xùn),我們?cè)诘诙A段上馬前,要做仔細(xì)評(píng)估,切忌匆忙。


?《知識(shí)分子》:1991年美國(guó)開(kāi)始建設(shè)SSC項(xiàng)目,卻最終在已經(jīng)花費(fèi)20億美元的情況下流產(chǎn),你對(duì)此有何看法?


王貽芳:美國(guó)SSC失敗的原因有很多,包括當(dāng)時(shí)的政府赤字且與國(guó)際空間站爭(zhēng)奪經(jīng)費(fèi)、美國(guó)的兩黨政治斗爭(zhēng)、德克薩斯與其它地區(qū)的區(qū)域競(jìng)爭(zhēng),還有管理不善、預(yù)算錯(cuò)誤、造價(jià)飆升、國(guó)際合作不夠等。具體分析及歷史資料見(jiàn)參考文獻(xiàn)【2,3】。其實(shí)“預(yù)算超支”絕不是SSC失敗的主要原因,而是有其特殊及偶然原因,主要是政治因素。


對(duì)美國(guó)來(lái)說(shuō)SSC半途下馬是一個(gè)極為錯(cuò)誤的決定,它使美國(guó)的高能物理研究失去了發(fā)現(xiàn)希格斯粒子的機(jī)會(huì),失去了未來(lái)發(fā)展的基礎(chǔ)和機(jī)遇,失去了國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)地位,到現(xiàn)在還沒(méi)有翻身。這個(gè)決定對(duì)美國(guó)的大科學(xué)研究產(chǎn)生了極為負(fù)面的影響,并使一代美國(guó)人失去了夢(mèng)想的勇氣。


當(dāng)年美國(guó)科學(xué)界反對(duì)SSC的理由跟我們今天在中國(guó)聽(tīng)到的有很多相似的地方。事實(shí)上SSC的終止并沒(méi)有讓任何科學(xué)家獲得經(jīng)費(fèi)的增加,當(dāng)然SSC的啟動(dòng)也沒(méi)有減少任何人的經(jīng)費(fèi),很多當(dāng)年反對(duì)的人后來(lái)也后悔了。


在此之后歐洲建造了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC),獲得了極大的成功。雖有超支,但并不是太多。說(shuō)明大型加速器并不一定是“無(wú)底洞”,是可以成功的。


中國(guó)的政治與美國(guó)完全不同,對(duì)大工程建設(shè)實(shí)際上有其優(yōu)越性,偶然性較小。今天的中國(guó)已經(jīng)干了很多美國(guó)人不干、或干不了的事,未來(lái)這樣的事還會(huì)有。SSC失敗,不代表我們就不能建造大型加速器。我們應(yīng)該要科學(xué)仔細(xì)地分析,同時(shí)要做好國(guó)際合作,做好管理,控制預(yù)算。


?《知識(shí)分子》:有科學(xué)家認(rèn)為,中國(guó)大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目有些不實(shí)際,一旦不能發(fā)現(xiàn)新的粒子、或者達(dá)不到預(yù)期的效果,就有可能會(huì)造成公眾對(duì)于大型科技設(shè)施的抵觸情緒,認(rèn)為花費(fèi)巨資建造大型科研設(shè)施是一種得不償失的舉動(dòng),如何看待這個(gè)說(shuō)法?


王貽芳:花費(fèi)巨資建設(shè)大型科研設(shè)施的必要性如下:


1)雖然重大成果不一定都需要重大投入,但可以肯定的是,許多重大投入是會(huì)產(chǎn)生重大成果的。希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)和引力波的發(fā)現(xiàn)就是典型的例子,而且這些重大設(shè)施還有許多技術(shù)副產(chǎn)品,其重要性常常會(huì)高過(guò)“主產(chǎn)品”。歐洲核子中心(CERN)發(fā)明的WWW網(wǎng)頁(yè)技術(shù)就是一個(gè)典型的例子。人類(lèi)文明的發(fā)展在很大程度上是科技的發(fā)展,中華民族應(yīng)該對(duì)人類(lèi)科技文明有所貢獻(xiàn),一些標(biāo)志性的投入和貢獻(xiàn)是必不可少的。不能花錢(qián)的事都讓別人干,自己老忙著賺錢(qián),這不能使我們成為國(guó)際社會(huì)受人尊敬的一員,更不能使我們成為世界領(lǐng)袖。


2)中國(guó)這么大一個(gè)國(guó)家,應(yīng)該大小項(xiàng)目都有,不能只支持一類(lèi)。特別是在目前我們的科研儀器還大量不能自給的情況下,更要大力支持物質(zhì)科學(xué),支持采用自制儀器開(kāi)展研究,并培養(yǎng)人才。在現(xiàn)階段簡(jiǎn)單地只跟隨國(guó)際熱點(diǎn),只支持小項(xiàng)目,大量采購(gòu)國(guó)外儀器設(shè)備,對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展沒(méi)有好處。事實(shí)上,小項(xiàng)目的投資加起來(lái)一點(diǎn)都不少,出重大成果的幾率與效益可能更低,風(fēng)險(xiǎn)更大。


3)大項(xiàng)目自然不能保證百發(fā)百中,但風(fēng)險(xiǎn)不能成為不作為的理由。對(duì)高能物理、核物理、天文、天體物理等研究領(lǐng)域,要想成為世界領(lǐng)先,要想獲得探測(cè)到引力波這樣的重大科學(xué)成果,必須要有新思想、新技術(shù)或新方法并落實(shí)為大項(xiàng)目,這是必由之路。項(xiàng)目的成功自然依賴于許多條件,但好的科學(xué)目標(biāo)和技術(shù)路線、關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)、國(guó)際一流的人才隊(duì)伍、優(yōu)良的管理和全面的國(guó)際合作是絕對(duì)不可或缺的。


?《知識(shí)分子》:一些采訪對(duì)象指出,超級(jí)對(duì)撞機(jī)在中國(guó)遇到了很大批評(píng),目前國(guó)內(nèi)物理學(xué)界的大多數(shù)反對(duì)者已經(jīng)占了上風(fēng),否決了中國(guó)出資建造超級(jí)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目,這種說(shuō)法屬實(shí)嗎?


王貽芳:我們意識(shí)到國(guó)內(nèi)有一些反對(duì)意見(jiàn),但事實(shí)上中國(guó)物理學(xué)會(huì)高能物理分會(huì)最近通過(guò)決議,明確CEPC為未來(lái)發(fā)展的首選,表明了絕大多數(shù)高能物理學(xué)家的態(tài)度。我遇到的其它領(lǐng)域的科學(xué)家,甚至普通民眾也大多支持CEPC。大型對(duì)撞機(jī)作為中國(guó)發(fā)起的國(guó)際大科學(xué)工程選項(xiàng)之一,已得到中國(guó)政府少量的預(yù)研支持,包括科技部和基金委。我們還在積極爭(zhēng)取更多的預(yù)研經(jīng)費(fèi)以開(kāi)展這方面的研究,將關(guān)鍵的科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題研究清楚。迄今為止,我從未聽(tīng)到有任何人代表政府否決這個(gè)項(xiàng)目。


?《知識(shí)分子》:還有專(zhuān)家表示,對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目的建造應(yīng)該由國(guó)際性的組織來(lái)牽頭,各國(guó)按照GDP或者協(xié)商來(lái)分配出資比例,而非中國(guó)牽頭來(lái)做,你如何看待?


王貽芳:中國(guó)積極參與了一些別國(guó)牽頭的項(xiàng)目,比如ITER、LHC、SKA、TMT等。應(yīng)該也有能力牽頭并發(fā)起一些自己的項(xiàng)目,不能老是跟在別人后面。


如果按照GDP的比例分配,中國(guó)很快會(huì)成為最大的出資國(guó)。既然如此,為什么不牽頭呢? 按照這個(gè)邏輯,中國(guó)應(yīng)該永遠(yuǎn)只做參與者而不是領(lǐng)導(dǎo)者,即使我們貢獻(xiàn)了最大的經(jīng)費(fèi)份額。這樣的心理和做法,會(huì)使我們永遠(yuǎn)無(wú)法成為真正受人尊重的世界強(qiáng)國(guó)。


 ?《知識(shí)分子》:中國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)能否滿足對(duì)撞機(jī)的要求,關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)是否掌握在中國(guó)手中?


王貽芳:我們已有三十多年正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的經(jīng)驗(yàn),關(guān)鍵技術(shù)有很好的基礎(chǔ)。雖然還需要努力(其實(shí)對(duì)誰(shuí)都一樣,沒(méi)有人會(huì)用極為成熟的技術(shù)來(lái)建這樣一臺(tái)機(jī)器,因?yàn)榭傄屑夹g(shù)進(jìn)步),但以我們的能力及人員隊(duì)伍,我們有十分的把握能獨(dú)立完成90%以上的任務(wù)。在國(guó)際合作的環(huán)境與要求下,我們會(huì)放一些任務(wù)給別人,但這不會(huì)使整個(gè)項(xiàng)目失控。


讓中國(guó)成為“世界第一”的一項(xiàng)政治決定


“中國(guó)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目是有可能讓中國(guó)成為一個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域世界第一的”,王貽芳向《知識(shí)分子》表示,“到目前為止,中國(guó)好像還沒(méi)有一個(gè)領(lǐng)域能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。從過(guò)去的幾百年來(lái)看,物質(zhì)科學(xué)是整個(gè)科學(xué)發(fā)展的引領(lǐng),我們的基礎(chǔ)科學(xué)從原子、分子直到粒子物理,對(duì)物質(zhì)世界的最小研究在科學(xué)上具有重大意義。迄今為止,中國(guó)對(duì)人類(lèi)科學(xué)史的貢獻(xiàn),能夠?qū)懭虢炭茣?shū)的成果幾乎沒(méi)有,對(duì)撞機(jī)如果做成的話就可以變成一個(gè)載入史冊(cè)的舉動(dòng)?!?  

 

王貽芳認(rèn)為,現(xiàn)在對(duì)于大加速器的爭(zhēng)議與當(dāng)年BEPC時(shí)幾乎一模一樣,資金、技術(shù)上的質(zhì)疑。三十年之后人們還在重復(fù)著這樣的爭(zhēng)論?,F(xiàn)在是一批新的人還在用三十年前的理由進(jìn)行這個(gè)爭(zhēng)論,說(shuō)我們可以在國(guó)外進(jìn)行同樣的研究。而在這不斷重復(fù)爭(zhēng)議的三十年,BEPC取得了不俗的成績(jī),高能所自身也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。


“如果我們不能主導(dǎo)大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目,可能高能所只是一個(gè)‘一般’的研究所,并不能做到世界第一”,王貽芳還補(bǔ)充道:“實(shí)際上,大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目與高能所自身的利益并沒(méi)有太大的關(guān)系,大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目如果開(kāi)建,高能所是否仍以現(xiàn)在的形式存在還要打一個(gè)問(wèn)號(hào),對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目需要從國(guó)家層面去考慮是否需要這樣一個(gè)能夠成為世界第一的科學(xué)裝置”。


“我們都承認(rèn):最終評(píng)價(jià)對(duì)撞機(jī)值不值的問(wèn)題是一個(gè)政治決定。國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人會(huì)想一想,中國(guó)究竟是要做一個(gè)二流國(guó)家還是要做一個(gè)一流國(guó)家,要做二流國(guó)家,去他處做沒(méi)問(wèn)題,省錢(qián),但若要做一個(gè)一流國(guó)家,對(duì)不起,不可以這樣”,王貽芳表示,“對(duì)撞機(jī)將會(huì)成為一個(gè)標(biāo)志性的工程,這點(diǎn)我是同意的”。


為什么對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目會(huì)是一個(gè)政治決定?王貽芳給出解釋道:


“對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目絕對(duì)不是一個(gè)純粹的科學(xué)項(xiàng)目,但是科學(xué)目標(biāo)在里面占有一個(gè)極其重要的位置,刨除科學(xué)目標(biāo)肯定不可能,必須拿到一流的成果,這個(gè)成果的判斷不依賴于大眾和媒體,也不依賴于頂層領(lǐng)導(dǎo)的評(píng)判,而是依賴于科學(xué)界,粒子物理學(xué)家的判斷?!比欢?,科學(xué)界的一些諸如利益等方面的沖突會(huì)讓判斷的真實(shí)性存在偏頗,“這就是為什么對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目最終會(huì)成為一項(xiàng)政治決定的原因?!?/p>


“所以科學(xué)上我們要有最純粹的科學(xué)討論,將對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目的事情說(shuō)清楚,這也是為什么我們出版了一本又一本的有關(guān)科學(xué)目標(biāo)的書(shū)籍,我們經(jīng)得起全世界同行科學(xué)家的評(píng)判和批評(píng),批評(píng)也應(yīng)保持在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,而非其它方面。在此基礎(chǔ)上我們?cè)儆懻撘灰ㄔO(shè)對(duì)撞機(jī),這是一個(gè)政治決定?!?/p>


最后,王貽芳告訴《知識(shí)分子》,中國(guó)想要提升國(guó)際影響力,就必須主導(dǎo)這樣的國(guó)際合作項(xiàng)目,而非參與,如果其他國(guó)家不參與其中,僅中國(guó)自己研究,也不能達(dá)到提升影響力的政治目標(biāo),“如果有三個(gè)五個(gè)這樣的國(guó)際合作項(xiàng)目,決策者可以從中挑選,但倘若僅有這一個(gè),那么就做這一個(gè)。作為科學(xué)家,提供選項(xiàng)是我們的責(zé)任。”


  


建造大型對(duì)撞機(jī)公開(kāi)爭(zhēng)議大事記


  • 2016年8月1日至5日,十余位全球知名的理論物理學(xué)家,在由清華大學(xué)主辦的“2016國(guó)際弦理論大會(huì)”的講臺(tái)上分享了弦理論的研究進(jìn)展,同時(shí)也再一次表明了他們對(duì)中國(guó)建立下一代高能對(duì)撞機(jī)的支持。與會(huì)專(zhuān)家不乏包括諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主戴維·格羅斯(David Gross)、菲爾茲獎(jiǎng)得主、著名華裔數(shù)學(xué)家丘成桐以及全球知名弦理論學(xué)者、普林斯頓高等研究院教授愛(ài)德華·威滕(Edward Witten)等,他們對(duì)包括《知識(shí)分子》等在場(chǎng)媒體解釋了中國(guó)建設(shè)大型對(duì)撞機(jī)的必要性,并回應(yīng)了外界的一些質(zhì)疑。


  • 2016年8月7日,新華社發(fā)表題為《專(zhuān)訪:希望在長(zhǎng)城入海處建設(shè)下一代巨型對(duì)撞機(jī)——訪華裔數(shù)學(xué)家丘成桐》的文章。丘成桐表示,希望世界上最重要的實(shí)驗(yàn)物理項(xiàng)目——巨型對(duì)撞機(jī)能夠落戶中國(guó),成為中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)原創(chuàng)性突破的誕生地和“海納百川”般吸引全球頂尖人才的平臺(tái),并闡述了建造大型對(duì)撞機(jī)對(duì)中國(guó)和世界的積極意義。而在2015年12月以及2016年初,丘成桐已在媒體進(jìn)行發(fā)聲,表達(dá)他對(duì)于中國(guó)興建大型對(duì)撞機(jī)的支持。


  • 2016年8月11日至25日期間,《知識(shí)分子》向國(guó)內(nèi)外諸多物理學(xué)家詢問(wèn)他們對(duì)于中國(guó)建造大型對(duì)撞機(jī)的看法,并將一些爭(zhēng)議性的問(wèn)題進(jìn)行整理,發(fā)送至王貽芳所長(zhǎng)和華裔數(shù)學(xué)家丘成桐教授,其中轉(zhuǎn)承了哈佛大學(xué)物理系博士王孟源所做題為《高能物理的絕唱》疑問(wèn),并提出華裔物理學(xué)家楊振寧教授反對(duì)中國(guó)建造大型對(duì)撞機(jī)一事,對(duì)此征求他們對(duì)于反對(duì)意見(jiàn)的回復(fù)。


  • 2016年8月29日,公眾號(hào)“老顧談幾何”發(fā)表丘成桐署名文章《關(guān)于中國(guó)建設(shè)高能對(duì)撞機(jī)的幾點(diǎn)意見(jiàn)并回答媒體的問(wèn)題》。文中,丘成桐首先質(zhì)疑了《高能物理的絕唱》一文的作者王孟源的學(xué)術(shù)背景,稱王的導(dǎo)師“是一個(gè)沒(méi)有再系中升職的助理教授”。

    而針對(duì)“楊振寧先生反對(duì)對(duì)撞機(jī)落戶中國(guó)”一事,丘成桐在表達(dá)對(duì)楊振寧尊敬之情的同時(shí)也指出,對(duì)楊反對(duì)對(duì)撞機(jī)落戶中國(guó)一事并不知情。丘成桐還表示,重要科學(xué)的創(chuàng)作,都包含中國(guó)科學(xué)家的貢獻(xiàn)在內(nèi),不屬于某人所有,真理只在反復(fù)的推理和實(shí)驗(yàn)下,才能得到大家的認(rèn)同,“所以古希臘哲學(xué)家說(shuō):吾愛(ài)吾師,吾更愛(ài)真理”。


  • 2016年8月30日,王孟源在《中國(guó)時(shí)報(bào)》的專(zhuān)欄博客上對(duì)丘成桐的意見(jiàn)作出回,在介紹他個(gè)人學(xué)術(shù)背景的同時(shí),也對(duì)丘成桐的相關(guān)意見(jiàn)進(jìn)行了反駁。


  • 2016年9月4日,《知識(shí)分子》發(fā)表華裔物理學(xué)家楊振寧題為《楊振寧:中國(guó)今天不宜建造超大對(duì)撞機(jī)》的文章。楊教授首先指出,丘成桐教授的理解有誤,“我絕不反對(duì)高能物理繼續(xù)發(fā)展,我反對(duì)的是中國(guó)今天開(kāi)始建造超大對(duì)撞機(jī)”,并在隨后的文章中列舉了七條反對(duì)中國(guó)建造大型對(duì)撞機(jī)的原因。楊振寧教授也成為首個(gè)公開(kāi)反對(duì)對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目落戶中國(guó)的知名物理學(xué)家。


  • 2016年9月5日,中科院高能所所長(zhǎng)王貽芳在《知識(shí)分子》發(fā)表題為《中國(guó)今天應(yīng)該建造大型對(duì)撞機(jī)》的“背靠背”文章,對(duì)楊振寧教授提出的七條反對(duì)意見(jiàn)作出針對(duì)性的回復(fù)。王貽芳在最后指出,“高能物理的前途在哪里,見(jiàn)仁見(jiàn)智。面對(duì)未來(lái),我們應(yīng)該更多地聽(tīng)取科研一線新生代科學(xué)家的意見(jiàn),他們才能引領(lǐng)我們的科技事業(yè)興旺發(fā)達(dá),領(lǐng)先國(guó)際。”


  • 2016年9月5日,新華社發(fā)表題為《超大對(duì)撞機(jī)論戰(zhàn)反映科技進(jìn)步》的文章,對(duì)此次關(guān)于對(duì)撞機(jī)的爭(zhēng)論作出評(píng)論。文章指出,針對(duì)大型科學(xué)裝置的爭(zhēng)論不僅讓普通公眾得以一窺科學(xué)前沿的最新進(jìn)展,還借助網(wǎng)絡(luò)直接參與討論,這一現(xiàn)象本身就反映出科技的進(jìn)步;并提出:這次各方科學(xué)人物公開(kāi)辯論,是一個(gè)良好的發(fā)展方向。相信這些大師級(jí)科學(xué)家并不介意公開(kāi)討論學(xué)術(shù)上的分歧,也會(huì)希望公眾更多了解自己的領(lǐng)域。今后,重大科學(xué)工程決策必然會(huì)更加吸引公眾的目光,也必然更有透明度。


  • 2016年9月12日至14日,微信公眾號(hào)“科學(xué)人”舉辦關(guān)于對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目的辯論直播,邀請(qǐng)到了四位物理學(xué)家,在公眾平臺(tái)上公開(kāi)辯論對(duì)撞機(jī)落戶中國(guó)的得與失。


  • 2016年9月14日,知名華裔物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主丁肇中教授針對(duì)某中科院院士聲稱“丁肇中教授也對(duì)中國(guó)建設(shè)大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目持保留意見(jiàn)”,向《知識(shí)分子》作出兩點(diǎn)回復(fù):


    1)王貽芳所長(zhǎng)是我親自挑選出來(lái)特別有成就的科學(xué)家,在我的組里工作多年。他回國(guó)后,經(jīng)常和我保持聯(lián)系。

    2)我從來(lái)不合任何人討論與我實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的事情,我不可能和任何理論物理學(xué)家認(rèn)真的討論過(guò)某專(zhuān)家提到的這件事,這不是我一貫的處事方式。


  • 2016年9月28日,《知識(shí)分子》收到匹茲堡大學(xué)物理及天文系教授韓濤投遞的32位在美國(guó)工作的物理學(xué)者聯(lián)名撰寫(xiě)的一篇文章,并于10月2日以《32位在美物理學(xué)者聯(lián)名:中國(guó)建造希格斯工廠的黃金機(jī)遇》為題進(jìn)行發(fā)布(10月20日,《知識(shí)分子》編輯部收到韓濤郵件稱,羅倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員、華中師范大學(xué)教授許怒此前因“種種原因”,“沒(méi)有與他溝通好,導(dǎo)致他的名字丟失了”,希望增補(bǔ)進(jìn)聯(lián)署名單)。


  • 10月18-19日,香山科學(xué)會(huì)議第572次學(xué)術(shù)討論會(huì)在京召開(kāi),會(huì)上就中國(guó)建造大型對(duì)撞機(jī)展開(kāi)了討論。會(huì)議結(jié)束后,《知識(shí)分子》就“會(huì)議是否達(dá)成了共識(shí)”等問(wèn)題咨詢了王貽芳。

    10月20日,王貽芳做出回復(fù)。他表示:此次香山科學(xué)會(huì)議大致內(nèi)容從包括科學(xué)目標(biāo)、設(shè)計(jì)與預(yù)研進(jìn)展、人才隊(duì)伍、國(guó)際合作及社會(huì)意義等。


    會(huì)議達(dá)成了共識(shí),但具體的文字表述還沒(méi)有出來(lái)。大致的意思如下(不一定準(zhǔn)確)

    大家一致肯定CEPC的科學(xué)目標(biāo)及其重大意義,對(duì)設(shè)計(jì)和預(yù)研進(jìn)展表示滿意,確認(rèn)我們有能力完成CEPC的設(shè)計(jì)和建造。大家認(rèn)同CEPC應(yīng)該采取中國(guó)發(fā)起的國(guó)際大科學(xué)項(xiàng)目的形式,要積極爭(zhēng)取國(guó)際貢獻(xiàn)。CEPC的建造對(duì)國(guó)家的未來(lái)發(fā)展意義極其重大,值得我們大家去努力奮斗。


參考文獻(xiàn):

【1】婁辛丑,“巨型加速器“兩步走方案”未寄望于偶然發(fā)現(xiàn)”,賽先生2016年1月6日推送文章

【2】S. Wojcicki, Rev. of Acce. Sci. and Tech. Vol. 1 (2008) 259–302; Vol. 2 (2009) 265–301

【3】M.Riordan, L. Hoddeson and A. Kolb, Tunnel Vision – The rise and fall of the Superconducting Super Collider, The University of Chicago Press,2015 

[4]http://blogs.star-telegram.com/politex/2013/04/remember-the-ssc-bill-clinton-does-with-tears-in-his-eyes.html#storylink=cpy

【5】http://cepc.ihep.ac.cn/preCDR/volume.html 

【6】高能所1972-1979 年報(bào)

【7】 Steven Weinberg. Dreams of a Final Theory. (New York, Vintage Books, 1992), p.266.

【8】Edward Witten. “After the Higgs Discovery: Where is Fundamental Physics Going?” Symposium, Tsinghua University, February 23, 2014.

【9】“建設(shè)大型加速器,實(shí)現(xiàn)科學(xué)夢(mèng)”,王貽芳, 《現(xiàn)代物理知識(shí)》26卷第2期(總152期),2014。

【10】Lee Smolin 和他的《The Trouble with Physics》,盧昌海,http://changhai.org/articles/science/misc/trouble_with_phys2.php

【11】Michael Riordan, Lillian Hoddenson & Adrienne W. Kolb. TUNNEL VISIONS. The University of Chicago Press, 2015.

【12】 Elizabeth Gibney. Who will build the next LHC?. Nature, 25 AUGUST 2016 , VOL 536, P.383.

【13】“王貽芳:從中微子研究看中國(guó)高能物理發(fā)展”,王玲、蒲慕明,《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》(National Science Review, NSR)第3卷第2期,原標(biāo)題為“Yifang Wang: high energy physics in China”,2016。



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