為促使中國360億建粒子對撞機王怡芳院士拼了:捐資50萬美元

中國科學院高能物理研究所所長、中科院王貽芳院士近期為了中國建設粒子對撞機的事情可謂煞費苦心。

先是11月3日,在2019騰訊科學WE大會上,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。

11月17日,這位56歲的粒子物理學家因主持大亞灣反應堆中微子實驗項目發現第三種中微子振盪模式,與美國加州大學伯克利分校物理系教授陸錦標分享100萬美元的2019未來科學大獎“物質科學獎”。在頒獎典禮上,他宣佈捐出全部此次大獎全部的50萬美元獎金,建立“環形正負電子對撞機(CEPC)促進基金”,用真金白銀為中國建設粒子對撞機鼓與呼。

為促使中國360億建粒子對撞機王怡芳院士拼了:捐資50萬美元

論戰雙方都是響噹噹的科學家

其實熟悉此情此景的看官可能會相視一笑,關於中國是否建設粒子對撞機曾經一度是中國科學界爭論的焦點,因為論戰雙方都是世界物理學界鼎鼎大名的人物。反對建設者是鼎鼎大名的楊振寧院士,他35歲時就獲得了諾貝爾物理學獎,在美國被譽為活著的“愛因斯坦”,富蘭克林學會1994年公告明確指出牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦、楊振寧四人同列為最偉大最重要的物理學家。特別是在他95歲高齡時恢復中國國籍之後,作為當世活著的最偉大科學家(沒有之一),他已經成為整個中國物理學界神話般的人物,他也是唯一完成連愛因斯坦到去世為止都沒有完成的75%的大一統理論,因此粒子對撞機是否應該建設,他的話還是很有分量的。

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然而贊成者的來頭也很大,同樣也是諾貝爾物理學獎的獲得者丁肇中教授以及他的得意門生,也是開篇說的的王怡芳院士,特別是王院士的團隊甚至已經做完了粒子對撞機包括預算、設計在內全部功課。王院士認為,首期不過是360億的費用,目前全世界只有歐洲有粒子對撞機,而且正在進行新的升級,即建設更大功率的粒子對撞機,如果在二三十年期間,中國不能搶先建成的話,由於歐洲的二期工程與中國的一期設計幾乎一樣,那麼我國將失去成為高能物理的世界中心的機會,也將失去對人類有較大貢獻的機遇。

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王怡芳院士在頒獎典禮上是這樣說的:“科學,特別是基礎科學,一般很難被社會大眾認可。我從事的中微子及粒子物理研究就是這樣的“無用之學”。但粒子物理研究的是物質世界最基本的“元素”,探索的是物質世界最基本的規律。從近代科學發展的幾百年歷史來看,其基本思路就是尋找這種最基本的“元素”和“規律”,在分子、原子、原子核、基本粒子等各個層次上發展。對世界的好奇,探索自然規律,是科學發展的主要推動力。在這個過程中,我們人類也收穫良多。

中國的科學落後於世界,主要原因之一就是我們較少這種純粹的好奇心,更多地被功利心驅使,使我們“欲速則不達”,收穫有限。放眼未來,到2035年或者2049年,當我們GDP世界第一時,我們應該對人類有較大貢獻,應該在文學、藝術和純粹科學方面對人類有較大貢獻,要有媲美我們的祖先、能載入人類史冊的貢獻。

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為此我們希望盡一點自己綿薄的力量。中微子研究也好,大型對撞機也好,都是這個出發點。特別是大型對撞機,大家現在可能還看不清楚需求,就像20年前我們很難想象為什麼要做一個20億的江門中微子實驗?10年前我們推動50億的懷柔高能同步輻射光源時也很艱難。10到20年後,大家會認識到,我們需要有CEPC這樣的有重大科學意義、社會意義,也有重大的技術發展意義的大科學裝置。當然這不影響“小型研究”為主的科研模式。

我和家人決定,捐出此次未來科學大獎的全部獎金,建立“環形正負電子對撞機(CEPC)促進基金”。這個基金將由“中國科學院大學教育基金會”管理。歡迎支持CEPC的各位踴躍捐款,特別歡迎大獎的捐贈人能“好事做到底”,為CEPC添磚加瓦。”

楊振寧至今反對中國現在就建粒子對撞機

對比一下楊振寧先生提出的七條反對意見:

其一,製作大對撞機美國有痛苦的經歷,那就是美國人包括一些科學家普遍認為建設大對撞機是無底洞。

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巨大成就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。即便因此獲得諾貝爾獎,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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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。

中國建設大型粒子對撞機可能性越來越大

王院士這種急迫的表現,不知道是不是可以視為某種信號。

如上文所言,鑑於投建粒子對撞機可能是個無底洞,美國已經選擇了擱置,目前全世界只有歐洲擁有粒子對撞機,但是原因卻是打死也想象不到的可笑,我會在明後天找時間寫文章闡述。但對於中國來說,這的確是一個巨大的誘惑。

看過《三體》的人一定對四個字記憶猶新:基礎科學。在小說中,由於智子鎖死了地球的基礎科學,幾百年的時間裡,工程科學技術爆炸的地球人建造了數以萬計的巨型宇宙戰艦,卻在三體星人的小小“水滴”面前灰飛煙滅,這就是基礎科學重要性最精彩的體現,同樣的,基礎科學的重要性也可以映射到歷史當中,無論是西班牙征服印加帝國、還是鴉片戰爭清政府與大英帝國之前的戰爭,從本質上是兩個高下立判的文明之間的較量。

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而現代基礎科學進步的階梯就是基本粒子,單單是一個核聚變就可以帶來劃時代的變化,更不用說更神秘的粒子所能帶來的顛覆了。何況無論是360億還是1000億(兩期工程肯定要超過1000億,開機一次大概就要幾百萬),2018年,中國共投入研究與試驗發展(R&D)經費為19677.9億元,看起來好像1000億也不多。當然,我們也要明白,分攤到中國如此龐大的基準科技項目上接近兩萬億的經費其實也不多,1400億已經超過了幾十個大型項目總和了。

其實楊振寧院士也並不是反對建設,只是認為現在暫時沒有必要建設,而且歐洲的粒子對撞機自從發現了幾種粒子之後再無建樹,北京已經建設的小型粒子對撞機收效也甚微,這也從某種程度上證明了楊院士所說的: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。

可惜,楊振寧先生年事已高,而王怡芳院士正值壯年,風頭正勁,也是中科院高能物理所的領導,因此中國開建大型粒子對撞機的可能性越來越大。


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