中外科學大咖激辯“大型對撞機”

本報記者　倪浩　劉揚　本報特約記者　任重

最近一段時間，中國多個界別不約而同開啟了“撕”模式，先有娛樂圈就離婚案開撕，又有相聲界就師門隱私開撕，而在科技界，數(shù)名享譽中外的大科學家也開啟了激辯模式，諾貝爾物理學獎得主楊振寧、著名華裔數(shù)學家丘成桐以及中科院高能物理所所長王貽芳院士都卷入了這場論戰(zhàn)，而這些大科學家火力聚焦的是“中國目前要不要建大型對撞機”。由于強大的名人效應，使這一高深科技話題的關注范圍呈幾何倍數(shù)擴大。大型對撞機是什么？有什么魔力讓這些大科學家放下身段“開撕”呢？

楊振寧vs丘成桐、王貽芳

6日，一篇名為“中科院高能物理研究所所長：建造大型對撞機正當其時”的文章在中國互聯(lián)網(wǎng)上廣泛傳播，一時之間“大型對撞機”這樣的高深科技名詞成為媒體熱搜詞。《香港01》周報6日稱，一個月前，中國99.99%的人可能對大型對撞機還一無所知。但一個月后，它卻逐漸演變?yōu)橐粋€公共話題。這其中，既有科學家們對于高能物理基礎理論的爭辯，也有對于對撞機象征意義的探討。到底這場爭論因何而起呢？還得從幾天前的兩篇文章說起。

著名華裔數(shù)學家丘成桐在日前題為“關于中國建設高能對撞機的幾點意見并回答媒體的問題”的文章中稱，五十年來在歐美不同地方的高能對撞機每一次得出來的重要結(jié)果，都能震撼人心，因為它顯示了大自然最基本結(jié)構(gòu)的一部分。每一次實驗的突破，都代表著人類進一步了解人類歷史以來最想知道的事情：天地是如何建立起來的?他寫道：“這些實驗背后的基礎理論都用到楊先生的學說，因此每一次突破后，我們對楊先生的學問有更進一步的景仰！所以楊先生反對高能物理需要有更進一步的發(fā)展，使人費解！”

針對這一疑問，國內(nèi)一知名科技公號4日刊登楊振寧題為“中國今天不宜建造超大對撞機”的文章回應稱，“我絕不反對高能物理繼續(xù)發(fā)展。我反對的是中國今天開始建造超大對撞機”。他列舉的理由被總結(jié)為“造價太高、沒有實用價值、美國人都不干”等七條。其中受到質(zhì)疑最多的就是楊的第五條理由：七十年來高能物理的大成就對人類生活有沒有實在好處呢？沒有。假如高能所建議的超大對撞機能實現(xiàn)，而且真能成功地將高能物理學更推進一大步，對人類生活有沒有實在好處呢？我認為短中期內(nèi)不會有，三十年、五十年內(nèi)不會有。

而在楊振寧的文章之后，支持建設大型對撞機的王貽芳院士又針鋒相對地進行了回應，他首先針對楊所說“造大型對撞機是無底洞”的說法回應稱，美國超導超級對撞機（SSC）失敗的原因有很多，預算超支絕不是SSC失敗的主要原因。SSC半途下馬使美國的高能物理研究失去了發(fā)現(xiàn)希格斯粒子的機會，失去了國際領導地位，到現(xiàn)在還沒有翻身。

對于楊所說的“高能物理的大成就對人類生活沒有實在的好處”的觀點，王貽芳表示，七十年來，高能物理發(fā)展出的技術與生活息息相關。沒有高能物理，就沒有同步輻射光源、自由電子激光和散裂中子源等裝置，我們現(xiàn)在的許多生物、地質(zhì)、環(huán)境、材料、凝聚態(tài)等方面的進步就無從談起。沒有高能物理，今天在醫(yī)院里的很多檢查與治療（MRI、PET、癌癥的放射性治療等）就不會存在，或者會推遲出現(xiàn)，許多人的生命會被縮短，生活質(zhì)量會降低。沒有高能物理，觸摸屏就會推遲出現(xiàn)，智能手機就是一個夢想；沒有高能物理，就沒有WWW網(wǎng)。人類從中得到的收益，遠大于對高能物理的全部投入。

大型對撞機到底有什么用？

那大型對撞機到底是什么？它又有什么用處呢？中國科學院物理研究所研究員曹則賢6日向《環(huán)球時報》記者介紹，可以把帶電粒子用電磁學的方法加速到很高能量（一般在GeV以上，1GeV為1000,000,000電子伏特）,讓兩束高能的粒子迎頭碰撞，這樣的設施就是對撞機。而大型對撞機可以把粒子加速到能量達幾十TeV（1TeV為1000,000,000,000電子伏特）以上。據(jù)曹則賢介紹，目前國際上唯一的大型對撞機為歐洲的大型強子對撞機（LHC），運行在13TeV的能量水平上。美國上世紀曾著手建設超導超級對撞機（SSC），但因為種種原因下馬。

中國大型對撞機的研究處于哪個階段？曹則賢稱，中國目前在北京、合肥和上海三地有加速器，但只有北京的加速器可作為正負電子對撞機使用，運行在GeV的能量水平上。

曹則賢在解釋大型對撞機為什么如此“燒錢”時說，中國規(guī)劃中的大型對撞機所需要的環(huán)形隧道的周長達到100公里，成本非常高。歐洲大型強子對撞機位于瑞士和法國交界的侏羅山地下100米深處，總長達27公里。曹則賢稱，與隧道相比更為燒錢的是大型對撞機所用到的各種儀器，“因目前中國不具備生產(chǎn)能力，未來必須全部依賴國外進口。”曹則賢解釋說，大型對撞機用到的各種高精尖探測儀器成本高昂，是大型對撞機“燒錢”的大頭。

另外，對撞機運行時的耗電量也相當驚人，曾經(jīng)在一項長達10小時的實驗中，歐洲大型強子對撞機消耗120兆瓦電量。另外，大型對撞機某些部件正常運行需要處于低溫環(huán)境之下，為此將消耗大量液氦。大型對撞機運行時需要的人工達到幾千，人力成本也將非常驚人。

而這么大型的項目有什么實際用處呢？曹則賢表示，大型對撞機用于研究基本物理問題，很難與老百姓的日常生活聯(lián)系起來。“比如它探究的是粒子產(chǎn)生機理、質(zhì)量的來源等基本物理問題，一般非本專業(yè)的物理博士也難以理解清楚。”曹則賢認為，“基于對撞機的研究很難發(fā)生實際層面的應用，中短期內(nèi)也很難產(chǎn)生明顯的社會效益，這也是楊振寧先生反對中國目前建設大型對撞機的重要原因。”

中國是否需要大型對撞機？

曹則賢表示，就他個人的觀點，當前堅決反對建設大型對撞機這樣的大型科學裝置，原因就是我們的水平不夠。當前我國使用的科學儀器幾乎清一色是進口的。上千億投入的大型研究設施沒有相應的工業(yè)制造水平支撐，到頭來只會落得一地雞毛的結(jié)局。他認為，當前中國還是應當推行穩(wěn)健的科技政策，切實做到科學研究對社會發(fā)展有實質(zhì)性的促進作用，才能指望未來社會經(jīng)濟反過來能為科學研究提供更大規(guī)模的條件支持。

《環(huán)球時報》記者6日下午致電相關爭論的另一主角——中科院高能物理研究所。一名負責對外宣傳的工作人員稱，“高能所不再就媒體的任何提問作出回應，包括所長王貽芳在內(nèi)的高能所科研人員也不再接受媒體采訪”。

不過，在6日公開報道的王貽芳的文章中有一段很能代表他對于中國發(fā)展大型對撞機必要性的判斷：“民生問題當然要解決，但我們也要考慮長遠，發(fā)展要可持續(xù)，要有領先世界的能力……建造大型對撞機可以使我們領先國際幾十年，使一些重要技術產(chǎn)品實現(xiàn)國產(chǎn)化并走到世界最前沿，可以形成一個國際科技中心吸收國外智力資源，可以培養(yǎng)幾千名能創(chuàng)新的頂尖人才，怎么不是燃眉之急，當務之急？而且一個大國，沒有對人類文明的貢獻，很難說話響亮，這影響中國在世界上獲取利益。”▲