本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
人類是地球上唯一的智慧生命,雖然形成文明的時間只有5000多年,但是人類文明的發展速度是非常快的。數百年前,人類就走上了科學發展的道路,用科學不斷研究探索這個世界的秘密。
這個世界以及地球之外的宇宙對於我們來說有著太多的奧秘,古時候的人們對於這些奧秘無法理解,於是將它們都歸於神仙之說,有了許多的神話傳說。在神話傳說,這個宇宙以及宇宙的一切都是神創造的,隨著人類文明的不斷進步,對於神學越來越多的人們開始懷疑。
當人類走進了科學時代之後,徹底拋棄了神學,而是用科學來解釋這世界的一切。站在科學的角度,宇宙的一切都是可以得到完美解釋的,而組成宇宙的基本則是各種物質,只要我們研究明白了物質世界的奧秘,那麼就可以揭開宇宙的一切謎團。
即使是人類這樣的智慧生命,也是由多種基本的物質構成,而在科學探索領域又可分為宏觀和微觀。人類走進科學時代之後,最先開始探索研究的也是宏觀物理,宏觀的事物我們可以用肉眼看到或者是用簡單的儀器就能夠探測研究。
科學家在研究宏觀世界奧秘的時候,發現了宏觀的背後還有一個微觀的世界。我們看到的宏觀物質等都是由微觀的粒子組成,而微觀世界的很多物理理論跟宏觀世界是完全不同的,比如量子力學中的很多東西都是顛覆現有宏觀物理學的。
當我們知道微觀世界之後,科學家對於微觀領域的探索充滿了無限的興趣。可是要研究探索微觀世界,卻沒有我們想像的那麼容易,原因就是微觀粒子普通的手段很難進行觀測,而有一些粒子更是隱藏得非常深,比如反物質粒子,這些隱藏起來的粒子,我們想要發現它們,更是需要一種強大的手段。
這個時候,科學家想到了粒子對撞機,我們都知道,粒子的速度能夠無限接近光速,如果讓粒子在接近光速的速度下進行對撞,往往就會發生很多不可思議的現象。這些數據對於我們研究探索微觀奧秘有著重要的關係,而微觀又影響著宏觀,有了大量微觀世界的數據,我們就可以對物質,對宇宙有更多的理解,甚至揭開宇宙背後神秘的面紗。
粒子對撞機還有一個強大的功能,那就是在對撞之後,有可能會出現新的粒子,比如反物質就是通過粒子對撞發現的。甚至現在科學家一直探索尋找的暗物質,有可能也隱藏在微觀世界深層領域,需要對撞才有希望發現它們。
為了探索研究微觀世界的奧秘,上個世界,強大的美國開始建造粒子對撞機,這可是一個耗費資金非常大的投入,原本預算投入40億美元,可是建成之後卻花了將近100億美元。要知道在1989年那個時候,100億美元的價值可比現在高多了。
有了粒子對撞機之後,美國在微觀領域的探索自然走到了世界前列。而我國近幾十年的發展速度是非常驚人的,綜合實力也在快速提升,到了本世紀,我國在科學領域的發展速度也在不斷加快。這個時候,有人提出我國也需要建造一個大型粒子對撞機,來研究探索微觀世界的奧秘。
可是這樣的一個提議並沒有得到所有科學家的支持,有不少的科學家反對我國現在建造粒子對撞機,其中最具影響力的代表是楊振寧。相信很多朋友對於楊振寧都是有所了解的,他是一位非常著名的科學家,是當今世界上還「活著」的物理學家中,最受具權威性,最著名的物理學家了。他的「楊-米爾斯理論」,被認為是諾貝爾物理學獎的搖籃,當今很多獲得諾貝爾獎的物理學家都是在「楊-米爾斯理論」下建立的。
世界上第一個拿到諾貝爾物理學家的華人是楊振寧,在高能物理學領域,他是領軍人物,因此他的建議自然會引起很大的重視。作為高能物理領域的領軍人物,楊振寧自然明白,一個粒子對撞機對於量子領域的研究有多麼的重要,可為什麼他會反對我國建造大型粒子對撞機?
曾經有不少有誤會楊振寧的愛國性,認為他反對我國建造粒子對撞機是另有用心。可事實上,楊振寧能夠在晚年回歸祖國,報效國家可以看出他是非常愛國的。清華校長說過,楊振寧回歸之後將清華的物理研究所的研究推進了五十年以上,並且其至少為中國培養了十位科學院院士和多位青年科學家。
既然如此,為什麼楊振寧會反對我國現在建造粒子對撞機?其實這要從兩個方面來講,第一個方面自然是錢的方面,前面我們說了粒子對撞機是一個耗資非常大的設備,它的建造並不是不可完成,只要肯投入錢,以我國的科學實力,完成它是沒有任何問題的。
可是我們不要忘了,我國雖然是目前世界上第二大經濟體,從總的經濟實力上僅次於美國,但是由於我國人口眾多,整體還處於發展中國家,人民的收入等在全世界只能算是中等,還有很多的貧困人口以及地區。所以,我國需要花錢的地方很多。
而建造一個粒子對撞機需要大量的金錢,專家初步預算需要1400億人民幣,這只是初步的預算。真正建造起來到完成,最後消耗的資金可能遠大於這個數字。要知道上個世界美國預算40億美元最後卻花了100億美元,所以,我國要建造一個大型的強大的粒子對撞機,花費數千億是很正常的事情。
如果這個建造時間能夠快速完成,也是一件好事,預算跟實際投入不會相差太大。可是經過研究卻發現,我國要建造一個粒子對撞機至少需要28年才能完成,如此長的時間,存在的變數就會多,最後的耗資可能遠超最初的預算。
第二個方面是我國缺乏高能物理領域的科學家,量子力學微觀探索是進入21世紀才熱門起來的一個物理領域,這方面的科學家,人才等本身就非常缺乏,我國一些人才基本都去了美國留學,最後留在了美國。
如此先進強大的粒子對撞機,如果沒有大量專業領域的科學家使用研究,那就是一個擺設。最後的結果可能會為其它國家做了嫁衣,我國缺乏這方面的頂尖人才,一旦粒子對撞機完成之後,大概率會和國外的科學團隊合作。
這樣最後的研究成果就需要與其它人共享,我們花費了數千億建造的粒子對撞機,最後卻成為了國外科學團隊的研究設備,我們沒有得到什麼太多的好處,它的價值也就大打折扣。
綜合以上兩點,楊振寧教授反對我國現在建造粒子對撞機,是非常有道理的。只有等我國的科學實力更進一步,有了更多此領域的科學家之後,我們再建造粒子對撞機,探索微觀世界深層次的奧秘,才是最好的選擇。
當然,這種認知是站在我國利益的立場上進行的,如果是站在人類的立場上,將整個地球的人類看作是一個整體,那麼我國現在建造粒子對撞機自然對於整個人類文明的進步是有大好處的。只不過,這個粒子對撞機所獲得的成果我國無法進行獨享。對此,小夥伴們怎麼看?