王貽芳：對撞機一定要建！花360億又如何？楊振寧：你考慮得太少

2019年3月23日，我國的科學家們舉行了一場名為「我是科學家」的大型演講活動，王貽芳是此活動中的一個重要角色。

在他的演講中，透露了一項令人興奮而又被爭議的科研建設，它一度成為人們討論的話題。

據他所說，我國很可能在不久的將來（或已籌備）建設中國獨有的正負電子對撞機（electron-positron collider）。依照金錢和時間的預算，這個項目的造價大約為360億元人民幣，於2022年開始動土，2023年即可完工。

不過，關於電子對撞機的建設，我國早已形成兩個派別，他們的意見有一些相左。我國著名物理學家楊振寧先生就不怎麼贊同這一項建設，認為這麼做是欠考慮的。

那什麼是電子對撞機？著名的科學家又為何不贊同對其進行建設？他們的分歧出在哪裡？

一、功能強大的電子對撞機

電子對撞機與宇宙的探索有關，其原理很簡單，就是一個使正負電子產生對撞的設備。它可以讓各種粒子，如如質子和電子等加速運轉，從而達到非常高的能量值，然後將這些粒子轟擊到一個固定的靶子上。

通過觀察這些高能粒子與靶子中的粒子碰撞所產生的現象，去發現新的粒子和新的現象等。說白了，它與兩輛車相向對撞的道理相同，即單輛車高速撞向某物時，所產生的撞擊力，沒有兩輛高速行駛的對向相撞的車所產生的撞擊力大。

如今，粒子的物理學研究中，最核心的問題是了解希格斯區，以及探究與其相關的理論。而希格斯玻色子則是該區域中最主要的研究對象，它是一種極其獨特的物質，不帶電荷和色荷是它最突出的特徵。希格斯玻色子與希格斯場有直接的聯繫，依照希格斯機制的特點，只要證明前者真實地存在，後者也會被證明出來。這與觀察大海的波浪，從而知道大海的存在以及了解其特性的道理相似。

那麼，知道了希格斯波色子又有什麼用呢？

物理學理論普遍認為，希格斯波色子是宇宙的在構造中非常重要的一個部件，即它與宇宙的秘密息息相關。

只要科學家了解到宇宙和希波斯場是如何讓其他粒子擁有質量的，宇宙的起源及形成的秘密就會被直接揭開。

綜合這些理論就可以知道，電子對撞機對於科學家的意義是如何。如果說希波斯場是打開宇宙秘密的鑰匙，那麼電子對撞機就是打造鑰匙的機器。

雖然對撞機與研究宇宙秘密的關係如此直白，但是建設對撞機卻非常困難。歐美洲用了很久的時間才建造出來，美國甚至建造到一半就放棄了。

二、議論的焦點

到目前為止，全世界才有十多臺正負電子對撞機。第1臺對撞機產生於上世紀七十年代初，之後全球各地有實力的國家都在建設屬於自己的對撞機，其中就包括中國。

在這10多臺對撞機中，2008年9月於歐洲建成的大型強子對撞機最為強大。2012年為其首個試運階段，不費多大的功夫，它就證明了希格斯玻色子（上帝粒子）的存在。這一發現對粒子物理學界的研究具有裡程碑的意義，對我國的震撼也非常大。

我國的一些科學家迫切地感覺到，我們再不建設功能強大的電子對撞機，無論於哪一種意義而言，對我們都非常不利。

因此，王貽芳等我國的一大批院士均提倡建設屬於中國自己的大型電子對撞機。

他們提出，我國要在2028年時建成擁有250GeV質心能量的環形正負電子對撞機（CEPC）。它的功能將比歐洲現有的電子對撞機強大，周長至少要達到50公裡；2040年後，再次將它升級為擁有50 TeV的超級對撞機（質子—質子）。

這是一個振奮人心的消息，不過就是否建設超級對撞機的建議出現了兩個不同的聲音，產生了很大的分歧。

三、反對的聲音和最後的結果

楊振寧先生並不贊同建設超級強子對撞機，他的理由主要有這幾點。

第一、建設超級強子對撞機還缺少相關知識和經驗作為支撐，是否能夠建成都是一個迷。

到目前為止，西方各國還沒有介紹超級對撞機的計劃，現在歐洲的大型對撞機依然是全世界最強大的一個。它從地表埋入地下100多米，總的長度達到二十七公裡，可以在微觀的尺寸上對宇宙大爆炸後的宇宙初期形態進行還原。

而我國最近一次於2007年11月花費6.4億元完成的電子對撞機改造，尚未有歐洲的這一種能力。因此，楊振寧認為，對超級電子對撞機的建設要多加考慮。

第二、實用意義不大。

電子對撞機的建設就是為了了解宇宙的秘密和其他領域的科學，而超級對撞機的建設，其目的就是為了證明「上帝粒子」的存在。

楊振寧在這裡認為，大費周章地進行建設，最後只是為了證明某一種理論的正確性，似乎缺少一些實用的價值和應用性。

第三、勞民傷財。

王貽芳透露出的超級對撞機的建設，大約需要花費360億元人民幣。這一筆經費可不是小錢，而且建造的過程中有很多的不確定性因素，所需要投進去的錢到底是多少？尚未可知。

美國就有一個先例，他們在建設對撞機之初，先投入40億美元為預算；建設到一半後，又投入了40多億美元，於1993年總的投資達到了82億美元。然而通過預算，他們仍需要再投入幾百億美元才能完成項目。最後，美國放棄了建設。

就是這些意外的因素太多，所以楊振寧先生才認為，建設超級對撞機欠缺考慮。而他本人必非完全的反對建設超級對撞機，他認為現在只是時候未到而已。

不過，依照目前的情況來看，我國似乎真的已經在籌備建設超級對撞機。雖然此事多遭非議，但如果真的成功建成了，那對於國人和全體人類都是一個振奮人心的消息。

總結

超級對撞機無論於中國或世界而言，都是非常有利的。它的出現，能給全人類帶來科學技術上的突破和加快人類對宇宙探索的步伐。

不過，科學的研究和發明不是快餐飯，每一個具有突破性的科學性研究，基本上都是在前人的肩膀上的。不會有人突然之間就成功地建成空中樓閣，也不會有人一覺醒來就成為最偉大的科學家。

愛因斯坦曾說過：「別人說我聰明，其實不然，我只不過是每天都與那些問題打交道而已。」

超級對撞機的建設也是同樣的道理，是一個循序漸進的過程，而我國從上世紀80年代起，建設了綜合型的對撞機，經過後來的努力，我們也研發出了屬於自己的科研成果。所以，超級對撞機能成功地被建設出來的可能性很大。不過，科學家們都有自己的觀點。

參考資料：

《北京正負電子對撞機》

《從萬裡長城到巨型對撞機:中國探索》

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