龍科多:遊說中國建超級對撞機 是美國的戰略忽悠嗎

最近，因媒體報導中科院院士吳嶽良的工作「超越愛因斯坦廣義相對論」，高能物理領域的進展又吸引了公眾注意。恰在不久前，哈佛大學的華裔數學家丘成桐來上海演講，再次表達了對中國建設巨型對撞機的期望。為此，丘成桐去年10月還掛名出版了一本科普書《從長城到大對撞機》，希望中國用十幾年時間，在山海關附近建成一個能級超過歐洲大型強子對撞機（LHC）的巨無霸。丘成桐還在演講中透露，自己為了這項「大科學」工程，還給國家領導人寫信，跟有關部門領導會談，目前，還沒有遭到直接反對。

而在海峽對岸，師從諾獎得主溫伯格（S. Weinberg）的哈佛大學物理博士王孟源則撰文《高能物理的絕唱》，質疑美國高能物理學界利用丘成桐對中國政府遊說。那麼，建超級對撞機，是否真是一個投資上千億但99%不會取得成果的「超級大坑」，這一切是不是美國的一次「戰略忽悠」呢？

世界最大粒子加速器歐洲大型強子對撞機（LHC）

什麼是高能物理

如果你喜歡讀《三體》這樣的科幻小說，或者愛看謝耳朵在《生活大爆炸》中侃侃而談，那麼高能物理學中的名詞你或多或少都聽說過。夸克、黑洞、大爆炸（原子彈和氫彈的能量還夠不上），二十世紀是物理學的黃金世紀，也正是因為高能物理學的誕生與蓬勃發展。相對論和量子力學粉墨登場，從理論上有效解釋了微觀世界高能環境中現象；在實驗室，各種新粒子從對撞機中產生，證實了「標準模型」的預言。

什麼是「標準模型」呢？自然界有四種基本力，強力、弱力、電磁力和引力。廣義相對論可以描述引力，而「標準模型」可以描述強力、弱力、電磁力及組成所有物質的基本粒子。「標準模型」與量子力學及狹義相對論相容，但仍無法描述引力，不能作為統一量子力學與廣義相對論的「大統一理論」。

「標準模型」很成功，最著名的就是其預言的「上帝粒子」（希格斯粒子）被歐洲大型強子對撞機證實。但「標準模型」也有很致命的缺陷，除了不能描述引力，它也不能解釋暗物質，不能解釋宇宙中的物質和反物質為何沒有對消近淨，也不能解釋宇宙暴脹。

而你可能想不到的是，「標準模型」的成功反而導致了高能物理學的衰落，因為除了對它修修補補，什麼也做不了，沒有任何一項實驗結果能超出「標準模型」的計算範圍，也就是說，它遇到的難題也失去了實驗的引導，無法解決。

學術界遵循「不出版即死亡」，許多人只能改行去華爾街，還留在物理學界的改行做凝聚態物理了。據王孟源介紹，他博士班畢業時，哈佛那屆7個高能物理理論博士除了他都馬上轉了金融。

為什麼要建超級對撞機

在走向衰落的同時，高能物理界開始把理論希望寄托在超弦理論上，對，「超弦」就是你在《三體》中看到那個名詞。這次來充當「說客」的丘成桐，就與超弦教主威滕（Witten，圈內戲稱Pope）長期合作過好幾篇數學論文。之所以稱「教主」，把超弦理論說成是一種宗教，是因為「超弦」編出的故事完全沒有作任何預測的能力，不能被實驗證偽，這就與相對論、量子力學等預言被實驗證實，描述宇宙的真實現象的科學理論不同，讓人覺得只是數學遊戲，與實際的宇宙可能沒有關係。同理，開頭提到的吳嶽良院士的工作，如果能夠作出可被實驗檢測的預言，想必早就引起轟動，而不是現在這樣的影響力。

幸而，除了李淼等極少數學者，中國做這個方向的人不多，就論文數量來說，憑藉超弦理論，美國在高能物理、宇宙學方面遙遙領先。

為了不淪為笑柄（雖然可能早已淪為了），不被當成江湖騙子，超弦界開始遊說建造更大的對撞機，以蠻力來產生更高能的粒子，特別是「標準模型」以外的超對稱粒子（超對稱是超弦最主要的假設，名字中的「超」即由此而來。但即便找到了超對稱粒子，也不能說超弦理論就一定是對的）。

起初，超弦界以為美國費米實驗室的Tevatron粒子加速器（最高總能量在2011年停機前達到了2TeV）就能發現超對稱粒子，可是後來就連更強的LHC也找不到超對稱。到2013年，LHC做完7TeV能階的實驗後，超對稱理論的原始參數空間已經有99.9%被否定掉了。

在經歷兩年停機維護、加固升級後，LHC重建超導電磁鐵的電路，在2015年重啟，達到了設計的13TeV能階。2015年12月15日，歐洲原子能研究機構在記者會上宣布了最新的實驗結果，不出意外，一個超對稱粒子都沒找到的。也就是說，99.999%的可能性都被否決了。所以，王孟源博士稱2015年為「高能物理的絕唱」。

而恰是在這個時間點，丘成桐他們又來遊說了。丘成桐一向以敢於開炮聞名，1月16日，經常批評中國教育和學術腐敗的他在上海接受採訪時稱：「如果我沒得過菲爾茲獎，早就被打垮了。」因此，不用懷疑，他不會因為什麼阻力而動搖。

丘成桐

丘成桐去年10月掛名出版的一本科普書《從長城到大對撞機》