與楊振寧論戰大型對撞機的王貽芳再發聲:花360億怕什麼?

11月3日,在2019騰訊科學WE大會上,中國科學院院士,被稱為“幽靈粒子”的捕捉者王貽芳再次提出,中國是時候建設下一代粒子對撞機了,否則就來不及了,第一期只需要360億即可,

目前,世界上百億級專用裝置有幾十個,中國一個都沒有,這是不合適的。

這不由得激起了很多人的回憶。近些年,中國科學界最有名的爭論應該就是楊振寧和王貽芳之間口水戰,連帶著吃瓜群眾也捲入了一場大論戰。他們其中一位是當前在世最偉大的科學家,比肩愛因斯坦、麥克斯韋的世界級的物理學泰斗,一位是著名物理學家丁肇中教授的得意門生,中國高能物理界領軍人物,他們爭論的焦點就是中國是否應該建造大型對撞機。楊振寧教授主張中國現在不適合建這種耗費過高的科學裝置,而王貽芳則認為,中國科技要在走上世界前列,應當也必須建。

不過這次王貽芳非常明確的表示,大型對撞機科學上到底是不是重要,普通大眾說了不算,科學界說了算。

與楊振寧論戰大型對撞機的王貽芳再發聲:花360億怕什麼?

這是中國引領世界基礎物理研究的最佳機會

在王貽芳看來,建設環形正負電子對撞機,“將是中國引領世界基礎物理研究最好的機會”。

在騰訊WE大會的主旨演講中,他總結了這樣認為的4條原因:

第一,希格斯粒子是粒子物理目前一個最重要的觀測窗口。

與楊振寧論戰大型對撞機的王貽芳再發聲:花360億怕什麼?

第二,希格斯粒子質量不是特別重,使得環形對撞機就可以高效產生大量希格斯粒子、成為一個理想的希格斯粒子工廠。相對於直線對撞機來說,CEPC是效率更高的一種設計。

第三,中國在國際上的競爭對手(歐洲、美國、日本),它們都有正在進行的其他項目,暫時騰不出手來做環形對撞機希格斯粒子工廠。

第四,環形正負電子對撞機剛好是我們會做的——我們已經有30年的北京正負電子對撞機的經驗。

相較美國、日本,歐洲似乎是中國建設大型粒子對撞機最大的“對手”。

我們建了,跟我們規劃方案一樣的歐洲就不會建了

他表示,舉個例子,經過5年的努力,全世界最終得到了一個非常清楚的認識,正負電子環形對撞機,無論是歐洲、還是美國、日本,都在討論未來的高能物理發展規劃,歐洲的規劃明年就會出來。

中國的環形正負電子對撞機(CEPC)計劃在國際上首先提出了先電子對撞、再過渡到質子對撞的技術路線。這一路線當時並沒有得到歐洲核子研究中心的認同。

但經過後期的研究和驗證,歐洲核子研究中心也認同這一技術路線是現階段最好的選擇,並將其確定為未來環形對撞機(Future Circular Collider,FCC)的技術路線,同時大力推動FCC這一強子對撞機之後的大型對撞機的建設。

“我們跟歐洲是有競爭的,我們建了它們就建不了,它們建了我們就建不了。”

誰能夠建、誰先建成,誰就將成為這個領域的領跑者。

“他們的規劃方案跟我們一樣,在世界範圍內建設兩臺同樣的大型對撞機顯然沒意義。”王貽芳說。

歐洲有沒有可能先行一步?王貽芳認為,這是有可能的。

“即便是我們先提的idea,但它們的人才比我們多、技術水平比我們高,歐洲要想走到我們前面太容易了。”王貽芳說,這就是一個誰先行動的事。

中國上百億級的專用科技裝置一個都沒有是不合適的

未來在中國能否實現建設大型對撞機,中國的科學家有沒有勇氣、能力,以及社會和公眾的支持,是最核心的問題。正負電子對撞機是一個最核心、最難的問題,敢不敢做代表著中國未來科學發展是否能走到舞臺中央。

他分析說,現在科學研究的對象要麼越來越大、要麼越來越小,都是人力極難觸及的,所以藉助儀器,藉助越來越大的儀器,這是不可避免的趨勢。所以未來的發展,不可避免還是會需要更大的設備的。

“實事求是講,我們跟國際上的差距是非常大的。日前為止國內最大專用的科學裝置大約在10億元左右。”王貽芳說,國際上這種大型專用裝置,比如專用科學衛星、大型加速器、專用中微子實驗裝置、引力波探測等,都在幾十億美元的水平,所以我們跟他們相差大約1到2個數量級。

他認為,10年、20年以後,中國應該至少有3到5個百億級的項目。目前,世界上百億級專用裝置有幾十個,中國一個都沒有,這是不合適的。

與楊振寧論戰大型對撞機的王貽芳再發聲:花360億怕什麼?

圍繞建設下一代大型對撞機最大的質疑之一,就是:到底需要花多少錢?

“CEPC這個項目,360億元人民幣,這是我們兩次估算之後得到的結果。”

此前,有許多報道說這個項目要花超1000億元。

王貽芳說,有些人把“可能有的第二階段建設費用”混在一起了,第二階段的費用是有可能超過這個數字的。

下一代大型粒子對撞機的規劃路線是先電子對撞、後質子對撞,第一階段的建設僅為“正負電子對撞機”,只有在限定條件符合的情況下,才可能繼續第二階段“質子對撞機”的建設。

在這個項目完成後,是否再開展第二階段的投入,需要滿足兩個重要的前提條件:第一個,這個裝置要有重大的科學發現;第二個,我們的關鍵技術要有突破。兩個條件是缺一不可的,少了一個都不會有第二階段。“這個重大技術突破,如果我們把高溫超導做出來了那它對社會的貢獻就不是百億、千億了,恐怕是萬億以上了。”

楊振寧至今強烈反對現在建設對撞機

毫無疑問,楊振寧是當今在世最偉大的科學家,在他95歲高齡的時候歸籍中國,由中國科學院外籍院士轉為中國科學院資深院士的時候,中國也收穫了迄今為止第一位全球公認的世界級的大科學家。

他的一生有13項諾獎級學術成果,除了宇稱不守恆定律獲得諾貝爾物理學獎之外,雖沒有獲得諾獎,卻被同行稱之為至少值兩個諾獎的楊—米爾斯理論不但基本完成了愛因斯坦在去世前30年都沒有實現的大一統理論,更成為當前量子力學的基礎理論,可以說,他的一生都是與力學、基本粒子打交道,因此他的話無疑很有分量。

與楊振寧論戰大型對撞機的王貽芳再發聲:花360億怕什麼?

今年4月29日,他在中國科學院大學講座時再次重申自己對於中國是否該建設大型粒子對撞機的看法依舊沒有改變,因為The party is over(盛宴已過),中國要建設比歐洲更大的粒子對撞機,其建設費用不會低於200億美元(超過1400億人民幣),還不包括後期維護以及開機的費用。

1400億元人民幣是什麼概念呢?要知道,2018年,中國共投入研究與試驗發展(R&D)經費為19677.9億元,但分攤到如此龐大的基準科技項目上其實並不多,1400億已經超過了幾十個大型項目總和。

與楊振寧論戰大型對撞機的王貽芳再發聲:花360億怕什麼?

楊振寧細數了否決中國馬上開始製作大對撞機的七大理由:

其一,製作大對撞機美國有痛苦的履歷,這項履歷使人人普遍覺得造大對撞機是進無底洞。楊振寧覺得中國製作超大對撞機的預算不可能少於200億美元。

其二,中國仍舊只是一個成長中國家,製作超大對撞機,費用奇大,對解決燃眉問題不利。

其三,製作超大對撞機必將大大擠壓其餘基礎科學的經費。

其四,多數物理學家包括楊振寧在內,覺得超對稱粒子的存在只是一個料想,沒有任何試驗根據,希望用極大對撞機發明此料想中的粒子更只是料想加料想。

其五,七十年來高能物理的大成績對人類生活有無實在好處呢?楊振寧的答案是“沒有”。至多將來三十、五十年內不會有。

其六,製作超大對撞機,其設計和建成後的運轉與分析,必將由90%的非中國人來主導。如果因此能得到諾貝爾獎,獲獎者一定不是中國人。

第七,高能物理的前途在“新加速原理”和“幾何理論”,不在大型加速器。


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