杨振宁VS丘成桐:中国要不要造巨型对撞机

■科学论争

2012年以来,世界一些著名物理学家呼吁中国建造大对撞机。菲尔兹奖得主丘成桐大力支持,为此撰写《从万里长城到巨型对撞机》一书。但也有不少人反对这一耗资巨大的项目。9月4日,杨振宁在科学公众号《知识分子》上撰文说,他反对中国建设大对撞机。

“我绝不反对高能物理继续发展。我反对的是中国今天开始建造超大对撞机。”杨振宁说,美国曾在1992年痛苦地中止了预算不断攀升的世界最大对撞机,“白费了约30亿美元,这项经验使大家普遍认为造大对撞机是进无底洞。”

杨振宁的反对意见包括:一、中国是发展中国家,有各种亟待解决的问题,而大对撞机预算多于200亿美元,中国将承担其中最大部分;二、大对撞机将挤压生命科学、凝聚态物理、天文物理等基础学科的经费;三、有人希望大对撞机发现“超对称粒子”以统一引力与其他三种力,但多数物理学家认为寻找“超对称粒子”会落空;四、即使大对撞机能推进高能物理学,五十年内对人类生活没有实在好处;五、主导大对撞机的90%的科学家不是中国人,中国不一定能拿诺奖;六、我们可以寻找新加速器原理,或寻找美妙的几何结构,这两项都不费钱。

杨振宁的评论,由此前丘成桐答媒体的《关于中国建设高能对撞机的几点意见》引发。“一百年来,多少智慧,多少金钱,投入到一些看来没有用的基础科学上。但是这些投资却成就了今天西方国家文化的基础。”丘成桐写道,“今日的中国,已非吴下阿蒙,难道不需要为这个人类最崇高的理想作点贡献?”

一个月前,在清华大学一次记者见面会上,丘成桐曾对科技日报记者表示,大对撞机的吸引力,胜过目前中国招徕海外人才的计划。他认为,一方面中国的青少年更可能受到感召加入科学事业,一方面也会有国外科学家全职来华工作。

同次见面会上,几位诺奖和菲尔兹奖得主均表示,如果建设大对撞机,中国将吸引全球人才。

然而,媒体和网络上对大对撞机的看法两极分化。相当多网民反对中国投资大对撞机。物理学博士、知名评论家王孟源在分析文章中言辞激烈地批评丘成桐和弦论学家,反对建造更大的对撞机去寻找虚无缥缈的超对称粒子。王孟源认为以中国GDP的1%来建大对撞机,不但必然会影响基础科学的资金来源,更糟糕的是将大量青年人才送进毫无希望的科学领域。

所谓对撞机,利用不断加速的粒子迎头对撞,制造极高能量密度,以发现新的物理现象。目前世界上能量最高的是欧洲的大型强子对撞机。支持新建一座大对撞机方案的学者,认为它将使中国在高能物理领域执全球之牛耳。最受瞩目的可能地点是在秦皇岛。

自然界有四种基本力,强力、弱力、电磁力和引力。广义相对论可以描述引力,而“标准模型”可以描述其他三种力,以及组成物质的基本粒子。“标准模型”尽管大获成功,但它无法描述引力,无法构成解释宇宙的唯一理论,成为物理学家的一块心病。一批物理学家认为更高能量的对撞机可能在这方面突破,尽管LHC迄今未有所获。

按照中科院高能物理研究所提出的构想,可在地下挖掘环形通路,先后建造正负电子对撞机和质子对撞机。正负电子对撞机的对撞能级较低,但它的建设可为质子对撞机节省成本。与LHC相似,质子对撞机在环形通道内使用质子对撞。物理学家设想的中国对撞机的通道长度将是LHC的2—4倍,对撞能级达70—100TeV或100—140TeV,远超LHC的14TeV。

丘成桐曾经表示,由于LHC的能量不会有太大提升,物理学家期望新对撞机的能量能够较LHC提升五到十倍,轨道也比LHC长得多。如果该对撞机找到超对称粒子,则会是21世纪最重要的科学发现。丘成桐说,这比其他科研更重要,因为它能使人类更深了解宇宙的结构。

丘成桐在公开演讲中表示:“小的不能再小的粒子,经过100公里碰在一起,这需要一个很精细的机器才能做得成功。所以我们需要制造精度空前的探测器和发展强化的数据处理、存储与传输的新技术。每个地方都会对中国有很大的贡献。”

(本报记者高博据微信公众号《知识分子》综合报道)

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