杨振宁和王贻芳关于中国是否建设大型强子对撞机之争,你支持谁?

宇宙之崖


杨振宁和王贻芳关于中国是否建设大型强子对撞机之争,你支持谁?

前阵子有篇热文《杨振宁的最后一战》说的就是关于建设高能电子对撞机这事,杨振宁在这件事上是不遗余力的反对,而且最早可以追溯到上世纪七十年代,有相当多的朋友不理解杨振宁为什么反对中国建设对撞机,而且是几次三番的反对,似乎杨振宁就和中国的科学扛上了?

杨振宁第一次反对中国建设对撞机

杨振宁第一次反对中国建设加速器是在1972年,应该在大部分年轻读者出生之前,当然也包括种花家!当年中国已经取得了两弹一星的成绩,地位在世界上正在上升,科学界也响应毛主席提出的中国应当对人类有较大贡献的号召,提出了建设加速器的想法!

当时的时代背景是西方科学界已经在杨米尔斯方程中挖到了金矿,在高能粒子物理界已经有所建树:

1967年温伯格和格拉肖在引入规范对称的自发破缺,将电弱统一理论建立在了杨-米尔斯场论,引入希格斯机制,提出了具有U(1) ×SU(2)规范对称性的电弱理论。

1972年弗里兹希和盖尔曼提出了具有SU(3)规范对称性的杨-米尔斯理论, 建立了量子色动力学。

标准粒子模型呼之欲出,西方在加速器领域也有了长足的发展,从最早二十年代末发展而来的加速器,经过将近半个世纪的发展,能级已经达到了3000亿eV,而中国当时在加速器领域几乎一片空白,赵忠尧主持建设的第一第二台质子静电加速器也苦于没有更先进的技术支持,也已经远远落后于当时的水准,因此处境是相当尴尬的。

当时科学界规划的加速器能级为500亿eV,预算约1亿美元,但即使这样也已经竭尽全力了!作为高能粒子物理的开山鼻祖,杨振宁很清楚这样的加速器能干出什么样的成绩,因此他认为完全没有必要再做重复投资,而是将资金投入更重要的环节,将中国的基础科学体系建立起来。而这将对未来的发展更有意义!

最终杨振宁中肯的建议被采纳,而当时这些资金大大促进了从计算机、生物学到机械制造等多个产业的发展,这为后来的863计划提供从人才到设备与资金的全方位支持,也许大家不知道863计划,但它涵盖了:信息技术、生物和现代农业技术、新材料技术、航天技术、激光技术、先进制造与自动化技术、能源技术这个范围,猜猜也就知道它到底干了什么!

所以,杨振宁的第一次反对和中国的现代科学体系有着相当大的帮助

杨振宁第二次反对中国建设对撞机

2016年9月4日,杨振宁在《知识分子》上发表了《中国今天不宜建造超大对撞机》一文,将正在展开如火如荼讨论的CEPC建设再次推上了风口浪尖,同时也将他自己再次置身于聚光灯下,有对他口诛笔伐的,也有认为杨老的时间非常中肯。但这次似乎杨振宁的意见并不如1972年管用,因为从2016年开始到2019年,大讨论仍然在继续,但建设工作似乎并没有停止。

2019年4月29日在国科大的演讲中,杨振宁表示他反对建设CEPC的已经从来都没有动摇过,当时一位未来将从事CEPC预研工作的学生向杨振宁提了一个非常尖锐的问题:“我想代表我所有的同学再问您一次,您现在对我们建造CEPC的想法有没有改变?”

这个画面让大家对杨振宁在2016年与中科院高能所的王贻芳之间的隔空辩论记忆犹新,在杨振宁在《知识分子》上发表反对一文之后,两天后王贻芳就代表中科院就这一文发表针锋相对的一文:《中科院高能物理研究所所长:建造大型对撞机正当其时》

文中就提出的反对意见一一进行了辩驳,而且认为现在正处在高能物理界的另一个风口,建设大型对撞机不仅对高能物理界提升学术水平,将中国建设成高能物理的学术中心,还能在高新制造技术上得到长足的提升,从围观群众角度来看,双方都很在理,谁都说服不了谁。

不过谁胜谁负已经很明显了,因为CEPC的建设几乎已经成了板上钉钉的事实,各项建设正在开展,如果没有意外的话,十几年以后大家就能看到CEPC展开史无前例能级的电子展开对撞实验。

中国的CEPC到底该不该建?

尽管CEPC建设已经正式展开,但并不妨碍我们继续来讨论这个问题,我们可以从几个角度来做个简单分析,看看应该以什么态度来面对这件大事!

  • 量子论的圣殿-哥本哈根

从量子力学的发展历史来看,哥本哈根和哥廷根和慕尼黑一起都是绕不过去的黄金三角,当然他们的代表人物是玻尔、波恩和薛定谔,他们分别是互补原理、概率论和波动方程的发源地,量子论能发展到现在如此完备的体系,谁也缺少不了谁,当然更重要的是他们的核心人物!

三者之中无疑玻尔领导下的哥本哈根无疑是最具魅力的,因此量子论的经典诠释尽管包含了三个关键支撑,但却是哥本哈根诠释的主要原因。

  • 日本的诺贝尔奖计划

2001年日本提出一个“50年30个诺贝尔奖”计划,到2018年为止,日本人拿到了18个,时间过了2/5,任务完成60%,这应该是任务完成远超计划了吧。

2018年美国免疫学家詹姆斯艾利森及日本免疫学家本庶佑获诺贝尔奖

当然我们只看到日本拿到诺奖的风光,但却不知道日本在基础科研领域持续不断的投入,整个教育体系是比较开放的,各个大学的课程设计和教学探究发挥的空间很大,学术氛围与竞争都比较积极,当然胜者为王,诺奖的风光背后一切都是完美的,但我们也不得不承认差距。

  • 任正非的观点

其实作为基础科学领域的研究,任正非作为一个商人是没有发言权的,但了解华为发展历史的朋友都知道华为是怎么成长起来的,华为在科研领域的投入让任正非的话非常具有说服力!前阵子任正非呼吁要加强基础教育,他认为砸钱并不能让我们拥有大批科学家。科学需要润物细无声的春雨,不需要台风暴雨!

当然我们也必须要看到LHC的成功,但也必须看到LHC天价的维护费用,作为一个国际合作项目,LHC可谓是风光无限,因为它摘取了皇冠上的明珠-希格斯玻色子,但接下来怎么办,杨振宁认为高能粒子物理已经走到了强弩之末,这一点他在和他的学生探讨时候清晰的表明了这个观点,低矮的果实和高一点的果子都被摘完,只剩下顶上又青又涩的果子,但这果子有没有都还是一个问题。

但当年普朗克的导师告诉他,现代物理也已经非常完备,建议普朗克可以改行了!说了那么多,大家也知道种花家并不想在是否建设大型对撞机持有立场,主要原因是种花家非常赞同杨振宁的观点,但同时也是一个超级工程的粉丝,所以,咱准备看热闹!


星辰大海路上的种花家


原来的小了,改建大的,以后大的变小了,再改建更大的,从20千米到100千米,以后再弄个10000千米的,这是无底洞吧?思路本身就不对,就死磕一个对撞机?杨振宁认为,由于成本太高,建更大的加速器并不可行,他认为,寻找新的加速器原理与美妙的几何结构才是高能物理界应该做的事情。

看到没?杨振宁不只是反对,还提出了解决方案,就是研究新的加速器原理,把以前需要100千米能完成的,变成10千米就能完成,那岂不是更好?那个时候再建岂不是更省钱?美国人不支持杨振宁,他们想拖垮中国经济,我们就应该支持杨振宁!


弦断谁听12


作为一名工程技术人员,我个人毫无保留的支持杨振宁先生的意见。

在我看来,高能所王贻芳先生的意见里边至少有两处致命的错误或者缺陷。

首先是他对建设资金的投入和建设周期的判断明显有问题。我承认在一切技术环节都有成熟的技术和解决方案,建设中不存在任何风险,没有方案的调整没有各种失误造成的返工等等,一切都非常完美理想的情况下,他的设想比如100亿美元以内完成先期建设后续再逐步投资扩建等有可能实现。但至少我绝不相信这样大的工程过程会如此完美理想。以我个人的看法这样规模的工程真要踏踏实实做好,最终的成本在杨振宁先生判断的200亿美金的基础之上再乘以2都是值得欢天喜地的一件事情。

另一个问题是对撞机建成后的收益问题王先生并没有给出任何可以让人信赖的保障。高能粒子对撞机类型的工程确实寄托了世界高能物理学界很多的期待。建成之后也发现了一些让学界兴奋的东西。但是很明显的一是相关成果对现实应用学科的提升效果十分值得怀疑,二是随着对撞机越做越大成本越来越高,新的成果却越来越少,边际效应问题十分明显。

换而言之就算对撞机花了几千亿建成了,能取得多少成果首先是个问号,至于对我们的应用学科和工程技术领域能有多少支持和提升更是希望极其渺茫甚至完全不值得期待的一件事。

就像我们对一件工程必须要进行可行性分析那样,我们也必须要问,成本如此高昂,收益如此渺茫的一件事,我们为什么要去做?

就中国而言,我以为我们远未到为了某些可能在几百年后让全人类收益的事情先勒紧我们自己现实的裤腰带的地步。美国能首先造出原子弹并不是由于美国科学家提出了相对论推动了科学进步,而是由于那时的美国工业实力一骑绝尘,所以要造原子弹他从生产力层面就具备太大的优势。所以他完全可以等待理论问题比较明晰前景比较明朗之后再实际去做。最终就算纳粹德国提前一两年造出原子弹又如何?他两年里拼了命造出两颗扔出去,人家两年后造成七八颗还回来,二战结果仍然不会有什么改变。

所以中国目前还是安心把工业大国打造成工业强国是正经。认认真真搞沉淀磨工艺,至于新技术领域,人工智能可控核聚变之类前景更明朗收益更明确的内容已经足够我们钻研一两百年了。


仁者乐山亦乐水


在上个月初,中科院院士、中科院高能物理所所长王贻芳面对媒体的采访,依然坚持要建设超大型强子对撞机。但我们知道王院士的观点是受到了很多人的质疑与否定,而代表人物就是诺贝尔奖获得者杨振宁教授,杨教授在规范场理论上的建树和权威足以让他彻底否定王贻芳的想法。

其实,要谈到具体支持谁之前,必须要搞清楚到底什么是大型对撞机,否则这个支持谁是没有意义的。

所谓大型对撞机就是粒子物理科学家为了探索新的粒子和微观量化粒子的‘新物理’机制设备,是一种将质子加速对撞的高能物理设备。目前各个国家都提出了大型对撞机的方案,而王贻芳提出的是指100公里环形正负电子对撞机。

王贻芳的理由是什么?

1、欧洲,美国和日本暂时腾不出手来做环形对撞机,我们可以抓住机会。

2、我国有30年的正负电子对撞机的经验,这是我们的长处。

3、先期投入只要360亿元,并非1000亿元。

4、有成果后还可以扩建,有100公里长的对撞机隧道,还可以做成质子,重离子等对撞机,性价比很高。

杨振宁为什么反对?

1、预估1000多亿,费用过高。

2、工程滞后以及维护费用会超出建设费用,是个无底洞。

3、发展中的我们应该先花钱解决更需要解决的事情。

4、巨量资金投入会挤占其他科研领域的经费。

5、利用大型对撞机找到对称粒子只是一个猜想,高能物理发展进入困惑期。

6、即便发现成果,在50年内都不能转化为技术,投入产出比太低。

7、大型对撞机建造要依靠90%的欧美力量才能完成,就是有成果也未必就是中国人的。

总的来说,两个人都是站在科学的角度来谈的,是属于学术之争,而作为普通的旁观者来说,我认为都是有道理的,最终谁说的对,估计也只有等大型对撞机建造成果之后才有定论。王贻芳是带着科学的热情,而杨振宁则是趋于科学理性,要我说的话有钱了是完全可以上马建设的,基础科学的发展是不能用投入产出比来衡量的,这是几代人努力得来的,而且这种成果也是人类的,但前提是一定要有钱!


美蛙英语


这件事上支持杨老!拿纳税人的血汗钱搞一些表面高大上的玩意,其实是一无是处的忽悠!专家先搞点实际的基础的东西吧!


牛龙飞凤


看过一段资料,说要想对撞出“弦”来,至少需要银河系那么大的对撞机。那个所谓的终极理论“M理论”,更多的只是一种数学信仰,也就是说,你基本可以当成宗教来看(不是我自己瞎说哦,事实上超弦理论的拥护者都叫爱德华威廉教主,当然,这是一种调侃)。

而我们当前已经有的对撞机,其实基本完成了任务,粒子物理标准模型所预言的粒子也基本都已经找出来了,剩下的也只是一些修修补补的工作。可以说,对撞机如果不能验证超弦理论,超对称理论,那么意义不大,而我前面说了,要想验证超弦理论,至少需要银河系那么大的对撞机。所以,再花大代价造对撞机已经不值得了,特别是对于中国来说。

杨老之所以反对建造对撞机,就是出于这方面的考虑,甚至杨老建议高能物理的毕业生转行。。因为,就目前的情况来看,高能物理的研究好像确实是到头了。。

那么既然建造对撞机的意义不大,这个项目又是如此的烧钱,那么我们为什么不把这些钱用在其他能看到前景的领域呢?比如,可控核聚变(我们中国有望在三十年内成为首次实现的国家),或者生物学,化学等领域。更或者,在民生经济上的发展……

杨老正是出于种种因素的考虑,才会冒着得罪同行的风险也要出来说话,这是一种怎样的担当和责任?

可以说,现在对撞机基本上已经属于“诗和远方”了,而我们还有很多“眼前的苟且”。不是说,诗和远方就不重要了,而是,如果我们把过多的精力和资源都用在了诗和远方,那么眼前的苟且该怎么办

我们虽然有仰望星空的权利,但是我们还有为眼前的生活所负责的义务啊。


心之流动


我支持杨振宁院士!早看到相关报道觉梯院士说的长远,理解的更透彻。现在应该把钱用在该研究的地方吧。国家科研用钱的地方多了去啦。对撞机在我们国家不实用。并且研究好了也是给外国用的多。又是很烧钱的机器。杨院士希望少投资科研的项目是拉近与发达国家的距离。长久之计!


龙江蕉业


两个人的理由不同

杨振宁的理由,是对撞机的投入产出不上算,而且是及其不上算。当下中国需要投资的领域很多,不算民生,仅科技发展领域也一样有大量的等待经费的项目。相比之下,大型强子对撞机就显得资金占用太多了。而一个国家科技需要进步,不可能是一个局部的学科点,需要方方面面的进步。所以,单独投资对撞机对物理学科的带动有限。


另一个,他认为,这种对撞机一类的设施,实际上的全球的设施,最后全球科学家都会来这里做项目,于是中国自己的科学家使用率很低,不会超过10%。因此,中国建大型对撞机有给全世界物理学做公益的味道。

杨振宁是好心,他真心告诉中国:不要轻易玩奢侈品。

王贻芳的理由,大型对撞机是高能物理的基础实验设备,没有这样的设备,中国的高能实验物理就不能领先世界,只能在后面追赶。

至于造价则不是问题,因为,既然将来世界各国科学家都会来实验,那么建造费用也可以国际分摊。预计造价大概是1000亿人民币,中国可能需要支付2/3,剩下的1/3部分则由其他国家支付。今后运行费用也很贵,也可以通过会员制分摊到各个国家。

我国已经决定建造新的正负电子对撞机项目CEPC(造价约360亿人民币),大概2021年开始动工。但就物理学领域的价值来看,电子对撞,远没有质子对撞有价值。

两个人的背景不同

杨振宁

杨振宁做的是理论物理,他最了不起的是提出了规范场理论,后来很多年物理学的新进展,都是建立在这个理论基础上的。

杨振宁认为,因为已经用对撞机(欧洲的,美国没有)发现了很多物理现象,要再有进一步的发现,新的对撞机能量,必须比原对撞机的能量提高几个数量级。这意味着对撞机的造价比原来的贵,而且有时效性。而且仅用高能粒子对撞,并不能解决物理学中的大多数疑问,相反理论突破要有用得多。比如爱因斯坦的相对论,波尔、薛定谔等人的量子理论。

王怡芳

王怡芳与另一个著名美籍华裔诺奖得主丁肇中有关系,相当于丁肇中的弟子。丁肇中是做实验物理的,他发现了很多基本粒子,其中J粒子让他获得诺贝尔物理学奖。

王怡芳,现在是中国科学院院士,中国科学院高能物理研究所所长、研究员、博士生导师 。他认为,这个强子对撞机可能自己用不太上了(因为申请、设计、建造周期比较长,而他自己已经快60岁了),但是他有责任为中国的实验物理学科做规划、做呼吁。

不要孤立的看设备

粒子对撞机的原理图:

大型对撞机很宏伟的。

大型对撞机,一般是建造在地下,是先建造成一个环形的隧道,就像地铁一样,设备安装在隧道中。因为粒子在设备管道里不断加速,最后加速到光速的99.99%以上,所以质子拐弯很难,欧洲的对撞机(在瑞士),其环形路径的长度有27公里,我国要做欧洲的升级版,自然环路长度更长,

再看设备断面,人真是太渺小了。

在牛顿以后,科学发展已经过了一个人,一支笔,一叠纸的时代,我们可以到国外的实验室做实验,我们的实验室也需要向国外的科学家开放。因为大型实验设备自己建造自己用,利用率不高,费用无法分摊下来。

今天的实验室都太贵了,不可能所有的实验室都自己建造。但是,我们也不可能所有的设备都不建造,都到国外去做实验。因为与人和人的交往一样,你要有点东西提供给别人,然后别人才会让你利用他的东西,对吧?那么我们应该建造那些设备呢?钱就这么多,给了这个学科,这个研究所,其他学科,其他的研究所就要往后排了,也许将来很长时间就得不到大笔经费了。所以,这台大型强子对撞机该不该建造,不是单纯看这台机器本身,也不是单纯算这台机器的效益,需要国家从大局上作统筹安排。这也是为何两个科学家的争论,为何不在会议室里,一直要吵吵到网上的原因。


海螺008


看到关于中国建高能粒子对撞机的争论,大科学家杨振宁主张不建,觉得花钱太多,其他科学项目需要钱,著名数学家丘成桐和粒子物理学家王贻芳主张建,建成世界上最新最牛的对撞机以后,中国将成为一个世界科研中心,吸引全世界近5000多名物理研究者来中国工作。

高能粒子对撞机是用同步加速器在一圈圈的圆形轨道中,不断加速基础大型粒子,去轰炸静止粒子,在对撞机粒子间前所未有的对撞能量下,制造迷你版宇宙大爆炸之后的瞬间状况,使得原子核内部破碎,探索原子核内部结构,寻找"希格斯玻色子"(Higgsboson),"暗物质","暗能量"等其他未解之谜,甚至有可能了解多维宇宙折叠和展开的秘密。

对撞机直接针对的是最基础的科学,不管发现什么,撞击结果将大大丰富人类对宇宙结构的了解。刘慈欣在《三体》中,描写三体人封锁人类科技进步,就是用两个质子机器人,潜伏在人类对撞机的附近干扰对撞机数据,直接封死了人类了解宇宙深层奥秘的途径,也断绝人类科技大幅度发展的可能(以上是科幻小说构想,不做科学论据)。

现在全世界只有1954年建成的位于瑞士和法国边境地区的欧洲核子研究中心(CERN),工程耗资54.6亿美元,这个实验室在粒子物理研究方面,硕果累累,1973年,Gargamelle气泡室发现了中性流,1983年,UA1和UA2发现了W 及 Z 玻色子,它还是世界上第一个网站,第一个网络服务器,第一个浏览器的诞生地。只是因为时间久远,CERN的粒子加速能量不够,无法开创新的成果,需要重新建设新的能量更大的对撞机。

基础科学的研究,虽然时间慢,投入大,但是一旦出成果,就是划时代的巨大的进步,对所有科学技术领域都有巨大的推动。为基础科学花钱,值得,况且能吸引全世界那么多科学家来到中国,将极大提升中国整体的科研能力,非常值得。现在全世界的科技发展尤其是基础科学都发展缓慢,科学中低垂的果实已经被摘完,需要的是挑战越来越难的领域,啃硬骨头。

况且建设一个新的高能粒子对撞机,并不是很贵,大概200亿美元(1400亿人民币),也就是一个半珠港澳大桥或者三个上海迪士尼的钱,建设对撞机这点钱对中国来说不算多,现在全世界有钱有实力建对撞机的国家不多,中国算一个,对于有进取心,但在近代科技落后的中国人来说,一直试图在科学领域做出更大的贡献,这次就是好机会。





欧凡001


支持扬振宁。高能物理当然要发展,对撞机当然是顶级尖端的基础设备,但是我国的人力、物力的当前国情远不具备。建对撞机的未知数太多,也就是说坑有多少?王贻芳能说得清吗?美国投入20亿美元后也停止了对撞机的建设,也就是说130亿人民币在王贻芳的计划中可支持近4年,到时又象美国一样停建、岂不是跳了个大坑。基础科技和科学领域中,我国在很多方面还落后於美、苏、日本和德国等国家。仅举两例:制造业的基础,高精密机床。基础材料科学,如发动机耐超高温涂料,远落后於其他发达国家,使得航空发动机性能落后太多。总而言之,眼下急需投入的基础科技领域很多,而前途极不明朗的对撞机,拉倒吧!


分享到:


相關文章: