王貽芳:對撞機必須要建!花360億怎麼了?楊振寧:你考慮得太少

2020-11-26 騰訊網

一個國家的發展離不開科學家的不懈努力,科學家一致的意見促進科技的進步,但在一些需花費巨額的領域,科學家們會各持己見,就如我國的粒子對撞機領域。

王貽芳院士和楊振寧教授就產生了巨大的分歧,這是怎麼一回事呢?

背景介紹

加速器的設計人員在上個世紀50年代的初期曾設想過利用對撞束來獲取更高質心系能量的目的,但在那個年代,科技不是十分的發達,且加速器中束流的強度過低。

同時不能滿足束流密度高於靶的粒子密度,這也導致對撞機的設想沒能得到足夠的關注和重視。

隨著科技的不斷發展,人們積累了大量的技術,終於在1956年,人們開始掌握相關技術,並可以輕易地獲取必要強度的束流,這一重大的收穫也使得科學家們開始真正的研究對撞機。

粒子領域的研究本就需花費大量的錢財,科學家們為降低對撞機的造價,故採取了正負電子對撞機,該對撞機對技術的要求不高,且造價低廉,這也是正負對撞機成為科學家們首選的主要原因。

成功的背後總要付出巨大的努力,對對撞機的研究至今仍在繼續,具有重大貢獻意義的兩臺對撞機是在1961年開始運作的,這兩臺初代對撞機給了科學家們巨大的信心,此後又相繼出現了很多能量需求低的電子對撞機。

隨著電子冷卻及隨機冷卻技術的成功,反質子束的性能也獲得了極大的改善,技術的成熟,也使得束流可以積攢到相當大的強度,在這巨大強度的束流中有可能會在同一環中進行質子—反質子對撞。

1981年歐洲粒子中心將一臺能量為400GeV的質子同步加速器改建成了質子—反質子對撞機,且在1983年的對撞機研究中發現了ZO粒子和W±。

對於粒子領域的研究,我國起步的較晚,故在是否建設對撞機方面,科學家們會有不同的看法,且王貽芳院士和楊振寧教授兩人的看法最為激烈,且讓我們了解一下他們二人的看法。

建設對撞機,刻不容緩

任何事物只有當自己擁有時,才會覺得底氣十足。看著國外日漸成熟的對撞機技術,王貽芳院士自會有點焦慮。王貽芳何許人也?

王貽芳1984年從南京大學畢業後就去了瑞士日內瓦的歐洲核子中心,在那裡,王貽芳院士主要負責研究高能粒子,故他在粒子學領域造詣頗深,王貽芳自己也是長期從事著自己擅長的領域—高能物理實驗。

作為我國高能物理方面的重要骨幹之一,他為國家實現了無數個不可能。

其中最重要的當屬王貽芳發現的第三種中微子振蕩方式,全球物理學界的專家認為王貽芳的這一重大發現會讓他獲得諾貝爾獎的機率大幅度的上升,美國《科學》雜誌評價這次的發現為「中國本土迄今為止最重要的物理學成果」。

王貽芳曾在《砥礪前行30載,而今邁步從頭越》文章中描述道「我國高能物理實驗領域以此為起點,從無到有,取得了令世界矚目的進展。」這也驗證了王貽芳對建設大型對撞機的決心。

對撞機的建設需花費巨資,大型對撞機的建設對以後的科研有著極大的幫助,各國也是看中了這一點才開始建設粒子對撞機的。

美國作為世界第一強國,自是不會放棄建設對撞機的,美國建設SSC(超導超級對撞機)的初期,對該大型對撞機的預算是40億美元。

但是隨著建設對撞機進程的向前推進,以及資金的增長,美國在1993年停止了大型對撞機的建設工程,據了解,停建的原因是這項工程要想建設完成,預算的保守金額為200億美元,這遠遠比一開始的預算翻了5倍,美國在1993年決定停建SSC時已經消耗了82億美元,故美國最終停止了對撞機的建設。

儘管外界的反對之聲很大,但這絲毫不能動搖王貽芳院士建設大型對撞機的決心。

以王貽芳院士為代表的人員認為在我國成功建設大型對撞機,可以在粒子對撞機領域領先其他國家,並且這項工程可以培養更加頂尖的科技人才以及吸引智力人才。

王貽芳院士自不會不知道美國停建對撞機的事,王貽芳院士認為我國的國體和政策與美國的制度是兩個完全不一樣的體系,且中國的制度更適合建設大型對撞機,雖然美國的SSC建設失敗了,但這不代表在中國建設也會失敗。

王貽芳院士於2019年3月23日在中國科技館暢談了自己對正負電子對撞機的了解以及正負電子對撞機對以後科研產生的巨大影響。

王貽芳院士不管在何地何處,總會津津有味地談論正負電子對撞機的好處,即便面對楊振寧教授的質疑,王貽芳院士也毫無退縮之意。

且王貽芳院士曾在一次採訪中就直截了當的表明中國需要建設對撞機,而且是刻不容緩。

王貽芳院士認為不論是哪一個文明或發達的國家,其最終的目的都是要對人類的知識和文明有著貢獻的,知識的積累都是從無到有的。

且每個國家所作出的積極貢獻都會被國際上的各個人民所認可,這才是有意義的,中國有這個實力,那麼中國就應該為此做出貢獻。

王貽芳院士認為中國現今的發展高速且人民的生活質量都得到了極大的改善,國家的財政十分的充足,故即便花費360億用來建設大型對撞機也不會對國家的發展和人民的生活帶來不好的影響,故無需擔心資金的消耗。

任何事物都存在正反兩面,面對王貽芳院士堅持建設正負電子對撞機的決心,楊振寧教授則是堅決反對建設對撞機的。

對撞機是釣魚工程,擠壓科研經費

大家都知道釣魚考驗的是人們的耐心,但釣魚也是有著一定的前提的,那就是有著充足的時間和能力。建設對撞機就好似釣魚一般,時間固然是有的,但是金錢卻有點匱乏。

為了反駁王貽芳院士的觀點,楊振寧教授從多個方面分析了不該建設對撞機的緣由。

首先,從美國建設失敗的SSC講起,楊振寧教授認為美國大型對撞機建設失敗的原因不僅僅是資金的不足。

更重要的原因是當時美國政府出現的赤字危機,且美國的兩黨在當時有著激烈的鬥爭,這也只是一部分的原因,另一部分的原因是美國政府當時與國際空間站之間有著經費爭奪戰。

再次,建設對撞機工程就是一個無底洞,曾經參與過美國SSC建設的趙午教授就於2019年的12月18日在《知識分子》上發表了自己的看法,要想成功建設正負電子對撞機。

不僅需要物力人力財力,還需要知道建設該項目的核心目的是什麼。雖然這是一項很好的工程,但需要考慮全面。

楊振寧教授認為中國目前仍然是發展中國家,國內還存在民生問題有待改善,民生是中國當前的首要任務,而建設對撞機不是,且建設對撞機需要花費大量的資金,故中國目前不能考慮建設對撞機。

再次,建設大型對撞機會擠壓科研經費。國內科研的經費本就比發達國家要少,若再建設對撞機,那麼其他科研經費就會被壓縮,不利於其他科研的進展。

楊振寧教授認為建設正負電子對撞機本就是猜想,而要實現這種無實驗根據的猜想也只能是「猜想加猜想」,不夠現實。

且高能物理的前途本就不在於建設大型對撞機本身,而是在於「幾何理論」和「新加速原理」。

仁者見仁,智者見智。雖然兩人是站在正方和反方的位置上,但他們的最終目的都是為了中國能有更好的發展。我們雖不是科研人員,但我們應該理解他們的良苦用心。

時代在進步,我們也不能停止前進的腳步。我們不能只是一味的幻想著自己的未來,而是要勇敢的邁步向前。

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