2012年以來(lái),中國(guó)物理學(xué)界以及一些關(guān)心科學(xué)發(fā)展的民間人士,激烈爭(zhēng)論是否要花費(fèi)數(shù)百億甚至上千億,建立超級(jí)對(duì)撞機(jī)?,F(xiàn)有最大對(duì)撞機(jī)是歐洲的LHC,2012年發(fā)現(xiàn)了希格斯例子。中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所提出的超級(jí)對(duì)撞機(jī),規(guī)模將遠(yuǎn)超LHC,支持方包括著名數(shù)學(xué)家、菲爾茨獎(jiǎng)獲得者、哈佛大學(xué)教授丘成桐以及超弦理論權(quán)威、菲爾茨獎(jiǎng)得主威滕(Edward Witten)等。
觀察者網(wǎng)多次關(guān)注超級(jí)對(duì)撞機(jī)的爭(zhēng)論,刊發(fā)了《游說(shuō)中國(guó)建超級(jí)對(duì)撞機(jī) 是美國(guó)的戰(zhàn)略忽悠嗎》《大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)并未發(fā)現(xiàn)新粒子 中國(guó)還要建對(duì)撞機(jī)嗎?》《丘成桐、王孟源激辯:中國(guó)要不要建設(shè)下一代高能對(duì)撞機(jī)》等文章。
由于丘成桐與王孟源近日的辯論中,涉及到了當(dāng)代最重要的物理學(xué)家之一、1957年第一位華人諾貝爾獎(jiǎng)得主楊振寧教授,楊教授9月4日授權(quán)科普公眾號(hào)“知識(shí)分子”公布他的意見(jiàn)。
中國(guó)今天不宜建造超大對(duì)撞機(jī)
楊振寧
8月29日微信公眾號(hào)《老顧談幾何》中有一篇文章,題目是《丘成桐: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》,講到他(丘)贊成中國(guó)建造超大對(duì)撞機(jī),而我(楊)反對(duì),他難相信。其中一段如下:
這些實(shí)驗(yàn)背后的基礎(chǔ)理論都用到楊先生的學(xué)說(shuō)。每一次突破后,我們對(duì)楊先生的學(xué)問(wèn)更加佩服!所以說(shuō)楊先生反對(duì)高能物理需要有更進(jìn)一步的發(fā)展,使人費(fèi)解!
丘教授的理解有誤!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),原因如下:
(一)建造大對(duì)撞機(jī)美國(guó)有痛苦的經(jīng)驗(yàn): 1989 年美國(guó)開(kāi)始建造當(dāng)時(shí)世界最大對(duì)撞機(jī),預(yù)算開(kāi)始預(yù)估為30億美元,后來(lái)數(shù)次增加,達(dá)到80億美元,引起眾多反對(duì)聲音,以致1992 年國(guó)會(huì)痛苦地終止了此計(jì)劃,白費(fèi)了約30億美元。這項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)使大家普遍認(rèn)為造大對(duì)撞機(jī)是進(jìn)無(wú)底洞。
目前世界最大對(duì)撞機(jī)是CERN 的LHC。2012 年6000 位物理學(xué)家用此對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)了Higgs 粒子,是粒子物理學(xué)的大貢獻(xiàn),驗(yàn)證了“標(biāo)準(zhǔn)模型”。LHC 的建造前后用了許多年,建造費(fèi)加上探測(cè)器費(fèi)等等加起來(lái)一共不少于100億美元。高能所建議的超大對(duì)撞機(jī)預(yù)算不可能少于200億美元。
(二)高能所倡議在中國(guó)建造超大對(duì)撞機(jī),費(fèi)用由許多國(guó)家分?jǐn)偂?墒瞧渲兄袊?guó)的份額必極可觀。今天全世界都驚嘆中國(guó)GDP已躍居世界第二。可是中國(guó)仍然只是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,人均GDP還少于巴西,墨西哥或馬來(lái)西亞,還有數(shù)億農(nóng)民與農(nóng)民工,還有急待解決的環(huán)保問(wèn)題,教育問(wèn)題,醫(yī)藥健康問(wèn)題,等等。建造超大對(duì)撞機(jī),費(fèi)用奇大,對(duì)解決這些燃眉問(wèn)題不利,我認(rèn)為目前不宜考慮。
(三)建造超大對(duì)撞機(jī)必將大大擠壓其他基礎(chǔ)科學(xué)的經(jīng)費(fèi),包括生命科學(xué),凝聚態(tài)物理,天文物理,等等。
(四)為什么有不少高能物理學(xué)家積極贊成建造超大對(duì)撞機(jī)呢?原因如下:
A.高能物理學(xué)是二戰(zhàn)后的一個(gè)新興領(lǐng)域,此領(lǐng)域七十年來(lái)有了輝煌的成就,驗(yàn)證了“標(biāo)準(zhǔn)模型”,使人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界中三種基本力量有了深入了解??墒沁€有兩項(xiàng)大問(wèn)題沒(méi)有解決:
甲)對(duì)剩下的第四種基本力量,引力,的深入了解還有基本困難。
乙) 還沒(méi)有能了解如何統(tǒng)一力量與質(zhì)量。希望解決此二問(wèn)題當(dāng)然是所有物理學(xué)家的愿望。
B.有些高能物理學(xué)家希望用超大對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)“超對(duì)稱(chēng)粒子”,從而為人類(lèi)指出解決此二問(wèn)題的方向。
但是找超對(duì)稱(chēng)粒子已經(jīng)有很多年了,完全落空。今天希望用超大對(duì)撞機(jī)來(lái)找到超對(duì)稱(chēng)粒子,只是一部份高能物理學(xué)家的一個(gè)猜想。多數(shù)物理學(xué)家,包括我在內(nèi),認(rèn)為超對(duì)稱(chēng)粒子的存在只是一個(gè)猜想,沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)根據(jù),希望用極大對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)此猜想中的粒子更只是猜想加猜想。
(五)七十年來(lái)高能物理的大成就對(duì)人類(lèi)生活有沒(méi)有實(shí)在好處呢?沒(méi)有。假如高能所建議的超大對(duì)撞機(jī)能實(shí)現(xiàn),而且真能成功地將高能物理學(xué)更推進(jìn)一大步,對(duì)人類(lèi)生活有沒(méi)有實(shí)在好處呢?我認(rèn)為短中期內(nèi)不會(huì)有,三十年,五十年內(nèi)不會(huì)有。而且我知道絕大多數(shù)物理學(xué)家都同意我的這個(gè)說(shuō)法。
(六)中國(guó)建立高能所到今天已有三十多年。如何評(píng)價(jià)這三十多年的成就?今天世界重要高能物理學(xué)家中,中國(guó)占有率不到百分之一、二。建造超大對(duì)撞機(jī),其設(shè)計(jì),以及建成后的運(yùn)轉(zhuǎn)與分析,必將由90%的非中國(guó)人來(lái)主導(dǎo)。如果能得到諾貝爾獎(jiǎng),獲獎(jiǎng)?wù)邥?huì)是中國(guó)人嗎?
(七)不建超大對(duì)撞機(jī),高能物理就完全沒(méi)有前途了嗎?不然。我認(rèn)為至少有兩個(gè)方向值得探索:A. 尋找新加速器原理。B.尋找美妙的幾何結(jié)構(gòu),如弦理論所研究的。這兩方面的研究都不那么費(fèi)錢(qián),符合當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總趨勢(shì)。
(注:文中加粗內(nèi)容為楊振寧先生所標(biāo)記)
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