隨著王貽芳和楊振寧對該不該建大型粒子對撞機的論爭,已經引起全國範圍內的討論,一位是中國高能物理界領軍人物,一位是世界範圍內物理領域權威泰鬥。
什麼是粒子對撞機
粒子對撞機是在高能同步加速器基礎大型粒子對撞機上發展起來的一種裝置。
主要作用是積累並加速相繼由前級加速器注入的兩束粒子流,到一定強度及能量時使其進行對撞,以產生足夠高的反應能量,粒子對撞的類別有選擇正負電子的,有強子粒子對撞的,有質子對撞的和單質粒子對撞的等,目的是檢驗人們的實驗儀器和探索微觀粒子的宏觀效應,認識量子粒子的新規律,新粒子,認識新物理等前沿的量子粒子物理科學。
楊振寧與王貽芳的論爭
楊振寧等人的反對觀點可概述為
大型對撞機是無底洞耗費大擠壓科研經費實現無實驗根據的猜想只是「猜想加猜想」高能物理沒實在好處高能物理的前途不在大型對撞機王貽芳等人的支持觀點
重點領域領先國際吸引智力、培養頂尖人才打造國際科技中心科研要有長遠打算科研經費不存在擠壓高能物理的前途有很多大型對撞機的耗資之巨大
很多人都聽說過中國若建大型粒子對撞機的預期費用是200億美元(1400人民幣),但並不理解這200億美元有多巨大,舉個例子:
殲20研發投入50億美元;
一艘遼寧號60億美元;
蘋果的晶片研發投入20億美元;
2018年西藏GDP1477.63億人民幣(223億美元);
清華+北大+浙大+中山+上海交通+復旦+華中科技+武大+吉大+山大+川大+同濟,12所頂尖學府一年的科研經費約1400億人民幣。
美國在1993年停建對撞機
美國在1993年曾下馬當時世界上最大的對撞機 超導超級對撞機(SSC),SSC最初的預算為40億美元,但在1993年停建時,已經花費82億美元,且只建造了不到預期計劃的30%,再次對該項目預算評估,發現如果想繼續完成SSC,保守估計需要投入200億美元,這是最初預算的5倍!
在SSC建造的這幾年中,只要SSC開口要錢,國會從來沒吝嗇過,相比於SSC,其他的科研項目更像是在乞討,這不只是不公平,更是不理智的,無奈SSC就此下馬。
此後美國不但被歐洲在高能物理領域趕超,還在SSC的善後工作上又花了一筆巨款。
中國粒子對撞機
北京正負電子對撞機是我國第一臺高能加速器,小型對撞機,於1972年立項,1984年動工,1991年開始運行,總投資為2.4億元,2000年又投入4億元進行重大改造。
環形正負電子對撞機(CEPC)是由中國高能物理學家們在2012年提出,目前正在規劃中的高能粒子加速器,約是歐洲對撞機的兩倍。
計劃中,環形正負電子對撞機(CEPC)會在適時轉為質子對撞機(SPPC)。中國CEPC+SPPC方案與萬裡長城一樣引人注目,費用也很昂貴。財政部統計CEPC+SPPC預算達到2700億元(385億美元),大約每個中國人要對此貢獻200元。
在建設大型對撞機的預算中,肯定會存在擠壓其他多個科研項目經費的情況,並且會大批量的聘用外國科學家與工程師。
歐洲強子對撞機
現在世界上最大的對撞機是歐洲的強子對撞機(LHC),建造時間長達14年。
在1995年的預算是26億瑞朗,為了節省成本,物理學家們沒有開鑿一條昂貴的新隧道來容納新的對撞機,而是決定拆掉原來安置在歐洲原子核研究中心的正負電子加速器,代之以建造大型強子對撞機所需要的5萬噸設備。
然而,預算還是超支了,在數次填補對撞機預算的缺口後,這個原計劃在2005年完成的巨大的「吞金獸」終於在2007年以80億美元的價格完成了,從2008年開始運行至今,每年又要花費幾億美元來維護,還發生過多次故障。2015年,經過約兩年的停機維護和升級後,歐洲大型強子對撞機重新啟動。
來自世界各地的7000名科學家和工程師參與了該項目,其中只有60名中國科學家(包括臺灣),中國科學家的佔比低,無疑是因為中國高能物理領域薄弱。
歐洲強子對撞機獲得了眾多榮譽,例如:「世界最強大計算機系統」 「史上最先進探測器」 「銀河系最熱點」 「太陽系中最空的空間」 「世界上最快的跑道」 「世界上最大的機器」。
但是,不可否認的是,歐洲強子對撞機至今並沒有發現什麼有價值的成果。
對於楊振寧和王貽芳的觀點,我個人有點偏向楊振寧。
很多人認為外國有的我們也應該有,外國沒有的我們也應該有,盲目的認死理,對於對撞機這種吞金獸,可不是「多多益善」。
楊振寧表達的意思並不是直接扼殺對撞機,而是認為對於一個人均gdp世界排名七十多名的發展中國家來說,現在建設沒什麼用的大型對撞機為時過早,不符合國情,更何況,中國預研的是超大型對撞機。
並且,楊振寧還提議應該把這些錢主要用在生命科學領域的科研投入。