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高能所長(zhǎng)回應(yīng)楊振寧:中國(guó)建大型對(duì)撞機(jī)正是時(shí)機(jī)

大型對(duì)撞機(jī)

今年初,觀察者網(wǎng)刊文介紹了哈佛大學(xué)物理博士王孟源勸阻中國(guó)建設(shè)超級(jí)對(duì)撞機(jī)的文章,由于王孟源先生是最早實(shí)名反對(duì)該計(jì)劃并愿意公開詳述依據(jù)的人士,引起了廣泛關(guān)注。在媒體請(qǐng)求下,該計(jì)劃的倡導(dǎo)者,哈佛大學(xué)教授丘成桐近日回應(yīng)了王孟源的意見,并提出了疑問,重量級(jí)的物理權(quán)威——諾獎(jiǎng)得主楊振寧是否也反對(duì)?昨天,楊振寧先生發(fā)表文章《中國(guó)今天不宜建造超大對(duì)撞機(jī)》,將這場(chǎng)討論又提到了新的高度。

今天,該計(jì)劃的另一位倡導(dǎo)者,中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳也出面表態(tài),回應(yīng)楊振寧的意見。原文如下:

中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳

《知識(shí)分子》刊發(fā)了楊振寧先生的文章《中國(guó)今天不宜建造超大對(duì)撞機(jī)》,作為正在高能物理一線從事實(shí)驗(yàn)工作的科學(xué)家、現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng),我不能同意他的觀點(diǎn)。楊先生是我尊敬的前輩科學(xué)家,我更尊重科學(xué)和理性。如果以下言語有冒犯之處,還請(qǐng)?jiān)彙?/p>

(一)楊先生反對(duì)的第一點(diǎn)理由是造大加速器是無底洞,因?yàn)槊绹?guó)的SSC造價(jià)飆升,半途而廢,浪費(fèi)了30億美元。歐洲的強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)花費(fèi)了100億美元。中國(guó)的大加速器不可能少于200億美元,甚至是一個(gè)無底洞。

這里實(shí)際上有三個(gè)問題,一個(gè)是SSC為什么會(huì)失敗,第二是中國(guó)的大加速器到底需要多少錢,第三是這個(gè)估計(jì)可靠嗎?是不是又一個(gè)無底洞。下面我一一回答。

(1)美國(guó)的SSC為什么會(huì)失???大加速器都是無底洞嗎?

美國(guó)SSC失敗的原因有很多,包括當(dāng)時(shí)的政府赤字且與國(guó)際空間站爭(zhēng)奪經(jīng)費(fèi)、美國(guó)的兩黨政治斗爭(zhēng)、德克薩斯與其它地區(qū)的區(qū)域競(jìng)爭(zhēng),還有管理不善、預(yù)算錯(cuò)誤、造價(jià)飆升、國(guó)際合作不夠等。具體分析及歷史資料見參考文獻(xiàn)【文末注2,注3】。其實(shí)“預(yù)算超支”絕不是SSC失敗的主要原因,而是有其特殊及偶然原因,主要是政治因素。

對(duì)美國(guó)來說SSC半途下馬是一個(gè)極為錯(cuò)誤的決定,它使美國(guó)的高能物理研究失去了發(fā)現(xiàn)希格斯粒子的機(jī)會(huì),失去了未來發(fā)展的基礎(chǔ)和機(jī)遇,失去了國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)地位,到現(xiàn)在還沒有翻身。這個(gè)決定對(duì)美國(guó)的大科學(xué)研究產(chǎn)生了極為負(fù)面的影響,并使一代美國(guó)人失去了夢(mèng)想的勇氣。當(dāng)年美國(guó)科學(xué)界反對(duì)SSC的理由跟我們今天在中國(guó)聽到的有很多相似的地方。事實(shí)上SSC的終止并沒有讓任何科學(xué)家獲得經(jīng)費(fèi)的增加,當(dāng)然SSC的啟動(dòng)也沒有減少任何人的經(jīng)費(fèi),很多當(dāng)年反對(duì)的人后來也后悔了。

在此之后歐洲建造了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC),獲得了極大的成功。雖有超支,但并不是太多。說明大型加速器并不一定是“無底洞”,是可以成功的。

中國(guó)的政治與美國(guó)完全不同,對(duì)大工程建設(shè)實(shí)際上有其優(yōu)越性,偶然性較小。今天的中國(guó)已經(jīng)干了很多美國(guó)人不干、或干不了的事,未來這樣的事還會(huì)有。SSC失敗,不代表我們就不能建造大型加速器。我們應(yīng)該要科學(xué)仔細(xì)地分析,同時(shí)要做好國(guó)際合作,做好管理,控制預(yù)算。

(2)到底需要多少錢?我們規(guī)劃的大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目(以周長(zhǎng)為100公里算)分兩步走:第一步正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(CEPC)建設(shè)階段,約在2022-2030年間,工程造價(jià)(不包括土地、“七通一平”等)約400億人民幣。如果這第一步成功,CEPC有新物理的跡象,且高場(chǎng)磁鐵所需新型超導(dǎo)材料技術(shù)成熟,其價(jià)格降到合理水平(比如~20元/千伏安米),我們可以走第二步質(zhì)子對(duì)撞機(jī)(SPPC)階段,工程造價(jià)在1000億人民幣以內(nèi),時(shí)間是在2040-2050年左右。這里如果減去國(guó)際貢獻(xiàn)約30%,中國(guó)政府應(yīng)該出資大約300億人民幣(每年30億)和700億人民幣(每年70億),但不包括未來的通貨膨脹。這里有一個(gè)“第二階段”是為了說明這個(gè)方案有極為長(zhǎng)遠(yuǎn)的科學(xué)壽命,可以帶動(dòng)更重要的技術(shù)發(fā)展(如高溫超導(dǎo)),是對(duì)“第一階段”科學(xué)及技術(shù)意義的一個(gè)補(bǔ)充。我們現(xiàn)在討論其設(shè)計(jì)也是為了保留未來發(fā)展的可能性,避免因?yàn)榭紤]不周,比如加速器隧道周長(zhǎng)與截面大小等,把未來發(fā)展的可能性給堵死了。有這樣一個(gè)第二階段的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)也會(huì)對(duì)高能物理和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展有重大意義。

(3)這個(gè)價(jià)格估計(jì)是否可靠,是不是會(huì)成為無底洞而重蹈美國(guó)SSC的覆轍?首先我們知道在過去50年間,國(guó)際上有許多成功的加速器工程(如LEP,LHC,PEPII,KEKB/SuperKEKB等),也有許多不太成功的加速器工程(ISABELLE,SSC,F(xiàn)AIR等)。這里不成功的都是質(zhì)子加速器,電子對(duì)撞機(jī)還沒有不成功的先例。原因主要還是質(zhì)子加速器較為復(fù)雜,對(duì)超導(dǎo)技術(shù)的前瞻與預(yù)估較難,不易在技術(shù)、造價(jià)與指標(biāo)上有一個(gè)恰當(dāng)?shù)陌盐?。指?biāo)高了造價(jià)會(huì)超,指標(biāo)低了又顯得過于保守。

國(guó)內(nèi)大型工程成功的案例很多,高能所建所40年以來,在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)、散裂中子源、ADS注入器等超過億元的大型加速器及探測(cè)器工程中,均按工期、指標(biāo)完成,實(shí)際造價(jià)與預(yù)算相比,連5%都沒有超。我們有成熟的估價(jià)、建造、管理經(jīng)驗(yàn)。

事實(shí)對(duì)CEPC的估價(jià)我們采用了兩種辦法:

1)分解法:將各設(shè)備部件造價(jià)相加;

2)類比法:與國(guó)內(nèi)外已完成的同類裝置與設(shè)備相比。

在總價(jià)和系統(tǒng)級(jí),兩種辦法必須在20%以內(nèi)一致。

在完成了初步概念設(shè)計(jì)【文末注1】以后,我們產(chǎn)生了一個(gè)1000多項(xiàng)的設(shè)備清單,據(jù)此進(jìn)行了造價(jià)估計(jì),并邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專家進(jìn)行了評(píng)審。如果楊先生不相信我們的估價(jià),可以組織再次評(píng)審。

對(duì)第二階段SPPC的估計(jì)我們只采用了類比法。因?yàn)檫@不是現(xiàn)階段的主要任務(wù),也不是一定要上的,只是一個(gè)可能性。談?wù)撍脑靸r(jià)意義不大。因?yàn)槲覀冋f過了,不成熟(包括造價(jià))不會(huì)啟動(dòng),所以怎么會(huì)是無底洞呢?

(二)楊先生反對(duì)的第二點(diǎn)理由是中國(guó)目前仍然是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,還有亟待解決的民生問題,超大對(duì)撞機(jī)不是燃眉之急,目前不宜考慮。

任何一個(gè)國(guó)家,特別是對(duì)中國(guó)這樣一個(gè)大國(guó),必須考慮當(dāng)下和長(zhǎng)遠(yuǎn),不可偏廢。民生問題當(dāng)然要解決,而且這也確實(shí)是目前國(guó)家預(yù)算支出的主要內(nèi)容。但我們也要考慮長(zhǎng)遠(yuǎn),要有合適的比例進(jìn)行基礎(chǔ)科學(xué)研究,要能夠不斷發(fā)展,要有領(lǐng)先世界的能力。清末的中國(guó),人民富庶,GDP世界第一,雖然有能力購(gòu)買槍炮,但不掌握科學(xué),沒有可持續(xù)發(fā)展能力,最后還是被動(dòng)挨打,民生也無從談起。

幾百年來,對(duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的研究,從分子、原子到原子核、基本粒子,在相當(dāng)程度上引領(lǐng)了人類科學(xué)的發(fā)展。高能物理研究物質(zhì)的最小結(jié)構(gòu)及其規(guī)律,采用的手段覆蓋領(lǐng)域?qū)拸V,從加速器、探測(cè)器到低溫、超導(dǎo)、微波、高頻、真空、電源、精密機(jī)械、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)等,在很大程度上引領(lǐng)了這些高技術(shù)的發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用,是基礎(chǔ)科學(xué)及高技術(shù)研究中具有標(biāo)志性的一個(gè)重大領(lǐng)域。建造大型對(duì)撞機(jī)可以使我們?cè)谶@樣一個(gè)重大的、有引領(lǐng)作用的科學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)先國(guó)際達(dá)幾十年,可以在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先國(guó)際,使一些重要產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化并走到世界最前沿,可以形成一個(gè)國(guó)際科學(xué)與技術(shù)中心引進(jìn)吸收國(guó)外的智力資源,可以培養(yǎng)幾千名有創(chuàng)新能力的物質(zhì)科學(xué)及相關(guān)技術(shù)的頂尖人才,怎么不是燃眉之急,當(dāng)務(wù)之急?

事實(shí)上,中國(guó)政府和普通民眾給全世界人民的感覺是很有錢,也很勢(shì)利。一個(gè)大國(guó),沒有對(duì)人類文明的貢獻(xiàn),大概很難說話響亮,有軟實(shí)力和影響力。這也反過來影響了中國(guó)在世界上獲取利益。從占GDP的比例來看,大型對(duì)撞機(jī)的造價(jià)(即使包括SPPC)并沒有超過上世紀(jì)80年代的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī),也低于國(guó)際上的LEP、LHC、SSC、ILC等各類已完成的和計(jì)劃中的設(shè)施。

在下一個(gè)五年計(jì)劃開建大型對(duì)撞機(jī),是我們?cè)诟吣芪锢眍I(lǐng)域領(lǐng)先國(guó)際的一個(gè)難得的機(jī)遇。首先新發(fā)現(xiàn)的希格斯粒子質(zhì)量很低,使我們有可能提出環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)這個(gè)方案來研究它,而且這個(gè)環(huán)形對(duì)撞機(jī)還有機(jī)會(huì)改造成質(zhì)子對(duì)撞機(jī),有長(zhǎng)達(dá)50年以上的科學(xué)壽命;其次,歐洲、美國(guó)和日本手頭都有項(xiàng)目,20年之內(nèi)很難騰出手來,我們的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境相對(duì)較好;第三,我們有北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的經(jīng)驗(yàn),剛好這個(gè)機(jī)會(huì)是我們的長(zhǎng)項(xiàng),有技術(shù)和人員隊(duì)伍的積累。這個(gè)機(jī)遇期的時(shí)間窗口只有10年,失去這個(gè)機(jī)會(huì),下一次就不知道是什么時(shí)候了。同時(shí)我們有極好的大型地下工程施工經(jīng)驗(yàn),中國(guó)的經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展期,也處于轉(zhuǎn)型期,有建設(shè)能力和科學(xué)需求。因此大型對(duì)撞機(jī)是一個(gè)各方面都合適的項(xiàng)目。

(三)楊先生反對(duì)的第三點(diǎn)理由是建造超大對(duì)撞機(jī)必將大大擠壓其他基礎(chǔ)科學(xué)的經(jīng)費(fèi)。

中國(guó)的基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)目前占研發(fā)經(jīng)費(fèi)的比重大約是5%,國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家一般是15%。我們是發(fā)展中國(guó)家向發(fā)達(dá)國(guó)家邁進(jìn),同時(shí)又是一個(gè)大國(guó),我認(rèn)為應(yīng)該逐步增加到10%,直至最后向15%邁進(jìn)。所以從數(shù)字看,基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)還有巨大的增長(zhǎng)空間(大約每年1000億人民幣以上),不存在擠壓其他基礎(chǔ)科學(xué)研究經(jīng)費(fèi)的情況。

另一方面,增加的經(jīng)費(fèi)應(yīng)該向哪個(gè)方面投呢?大家都知道我國(guó)的基礎(chǔ)科學(xué)研究經(jīng)費(fèi)中有相當(dāng)大的一個(gè)比重是用來購(gòu)買儀器,而且主要是外國(guó)儀器。所以如果我們突然平均地增加基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi),或向某些領(lǐng)域傾斜,估計(jì)會(huì)大大拉動(dòng)美歐日的GDP。而如果我們花10年的時(shí)間投入300億建造加速器,90%以上的錢會(huì)花在國(guó)內(nèi),會(huì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)占有率,會(huì)培養(yǎng)成千上萬的有能力自己設(shè)計(jì)與建造設(shè)備的科學(xué)家和工程師,這將大大推動(dòng)我國(guó)科學(xué)儀器設(shè)備的發(fā)展,同時(shí)也會(huì)推動(dòng)其它領(lǐng)域的發(fā)展。事實(shí)上這個(gè)投入也沒有大大改變各領(lǐng)域的投資比例,從長(zhǎng)期來看,是使各領(lǐng)域的比例與國(guó)際上基本一致(目前國(guó)內(nèi)粒子物理、核物理比例嚴(yán)重偏低是一個(gè)事實(shí))。國(guó)家現(xiàn)在提出發(fā)起和領(lǐng)導(dǎo)國(guó)際大科學(xué)工程和計(jì)劃,CEPC就是一個(gè)極好的候選項(xiàng)目。這與發(fā)展其它基礎(chǔ)科學(xué)也不矛盾。

(四)楊先生反對(duì)的第四點(diǎn)理由是高能物理學(xué)家想尋找的“超對(duì)稱粒子”和“量子引力化”都未被發(fā)現(xiàn),未來希望用對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)猜想中的粒子也是不會(huì)成功的。

建造大型對(duì)撞機(jī)的科學(xué)目標(biāo)自然不是楊先生所說的那樣。在我親手交給楊先生的《CEPC初步概念設(shè)計(jì)報(bào)告》(英文)【1】中,我們清楚地描述了科學(xué)目標(biāo)。簡(jiǎn)言之,粒子物理目前的標(biāo)準(zhǔn)模型只是一個(gè)在低能情形下的有效理論,需要繼續(xù)發(fā)展更深層次的理論,雖然現(xiàn)在已有一些超出該模型的實(shí)驗(yàn)證據(jù),但需要更多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)指明未來的發(fā)展方向。目前已知的標(biāo)準(zhǔn)模型中的問題,大部分與希格斯粒子有關(guān),因此更深層次的新物理應(yīng)該會(huì)從希格斯粒子處露出蛛絲馬跡。CEPC可以將希格斯粒子的測(cè)量精度提高至1%左右,比LHC好10倍,這就可以確認(rèn)希格斯粒子的性質(zhì),判斷希格斯粒子是否與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言完全一致。同時(shí)CEPC還有望首次測(cè)量希格斯粒子的自耦合,確定希格斯場(chǎng)參與的真空相變的形式,這對(duì)宇宙的早期演化具有重要意義。因此,無論LHC是否發(fā)現(xiàn)新物理,CEPC都是需要的,這是粒子物理發(fā)展中跳不過去的一步。

如果有新的希格斯粒子耦合形式,新的伴隨粒子,非點(diǎn)結(jié)構(gòu)的希格斯粒子,或其它與標(biāo)準(zhǔn)模型的偏差,我們可以進(jìn)行第二階段,建造大型質(zhì)子對(duì)撞機(jī),直接尋找造成偏差的原因。這個(gè)原因當(dāng)然可能是超對(duì)稱粒子,也可能是其他粒子。對(duì)我們實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家來說,我們會(huì)關(guān)心理論物理學(xué)家的預(yù)言,但絕不會(huì)依賴他們?,F(xiàn)在就預(yù)言對(duì)撞機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)或不會(huì)發(fā)現(xiàn)猜想中的粒子,有點(diǎn)過于武斷了,這也不是國(guó)際高能物理學(xué)界的主流意見。

(五)楊先生反對(duì)的第五點(diǎn)理由是七十年來高能物理的大成就對(duì)人類生活沒有實(shí)在的好處,未來也不會(huì)有好處。

七十年來,高能物理有許多成績(jī),其發(fā)展出來的技術(shù)與人類生活息息相關(guān)。沒有高能物理,就沒有同步輻射光源(發(fā)展自正負(fù)電子環(huán)形對(duì)撞機(jī))、自由電子激光(發(fā)展自正負(fù)電子直線對(duì)撞機(jī))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(jìn)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(huì)存在,或者不會(huì)那么先進(jìn),或者會(huì)推遲出現(xiàn),許多人的生命會(huì)被縮短,生活質(zhì)量會(huì)被降低。沒有高能物理,就沒有(或者推遲出現(xiàn))觸摸屏,智能手機(jī)就是一個(gè)夢(mèng)想;沒有高能物理,就沒有WWW網(wǎng)頁,大家就不能上網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)更是無從談起。人類從WWW網(wǎng)頁中得到的收益,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此前對(duì)高能物理的全部投入。

中國(guó)建大加速器對(duì)我們有什么實(shí)際的好處呢?第一階段300億人民幣的投入(2022年起,每年30億),至少使我們可以在以下技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,并領(lǐng)先國(guó)際:

a)高性能超導(dǎo)高頻腔(應(yīng)用于幾乎所有的加速器)

b)高效率、大功率微波功率源(也可應(yīng)用于雷達(dá)、廣播、通訊、加速器等)

c)大型低溫制冷機(jī)(也可應(yīng)用于科研設(shè)施、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、醫(yī)療設(shè)備等)

d)高速、抗輻照硅探測(cè)器、電子線路與芯片等。

同時(shí)我們還可以在精密機(jī)械、微波、真空、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)獲取與處理,計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)方面領(lǐng)先國(guó)際,可以培養(yǎng)上千名頂尖的物理學(xué)家和工程師,引進(jìn)上千名國(guó)際頂尖的科學(xué)家和工程師,形成一個(gè)國(guó)際化的科學(xué)中心。如果有第二階段,2040年起每年70億人民幣的投入,可以帶動(dòng)高溫超導(dǎo)材料、超導(dǎo)磁體等應(yīng)用技術(shù)的實(shí)用化,并國(guó)際領(lǐng)先。這個(gè)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模大概遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過700億人民幣。除此之外,也許還有出人意料的新發(fā)現(xiàn)、新技術(shù)。至于高能物理科學(xué)發(fā)現(xiàn)的直接應(yīng)用,目前我們無法預(yù)料,但這已經(jīng)不重要了。對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和基本粒子的研究,其重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。中國(guó)人可以嘲笑古希臘人及后來的歐洲人研究原子、天體運(yùn)行規(guī)律、量子力學(xué)、希格斯粒子沒有用,但最后吃苦頭的還是自己。

(六)楊先生反對(duì)的第六點(diǎn)理由是高能所三十年來的成就不高,超大對(duì)撞機(jī)90%的工作將由非中國(guó)人來主導(dǎo),諾貝爾獎(jiǎng)也不會(huì)是中國(guó)人。

高能所從建立到現(xiàn)在已有四十多年,其發(fā)展主要還是最近三十多年,從建立北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)開始。國(guó)家對(duì)高能所在高能物理研究方面(高能所還有天體物理、多學(xué)科及應(yīng)用研究)的投入,除人員建筑、實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備、研究經(jīng)費(fèi)之外,主要科學(xué)設(shè)施是北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(2.4億元,1984年),北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)重大改造工程(6.4億,2004年),和大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)(1.7億,2007年)等,一共約10億元人民幣(當(dāng)然1984年的2.4億還是很多的)。與國(guó)內(nèi)其它領(lǐng)域相比,比如楊先生提到的生物、凝聚態(tài)、天文物理等,無論是總數(shù)還是人均,都絕對(duì)不算多。這些投入取得的成果、各種國(guó)內(nèi)外獎(jiǎng)勵(lì),這里不一一列舉,與國(guó)內(nèi)其它領(lǐng)域相比,絕對(duì)不少。這點(diǎn)投資,與國(guó)際上比,差好幾個(gè)數(shù)量級(jí);但取得的成果,還是可以跟他們比肩的,至少我們現(xiàn)在是國(guó)際高能物理領(lǐng)域四大實(shí)驗(yàn)室之一(CERN,F(xiàn)ermi,KEK,IHEP)。

我們中國(guó)的科學(xué)家2012年在國(guó)際上獨(dú)立地首次提出CEPC-SPPC的設(shè)想,得到國(guó)際上的積極響應(yīng)與支持。隨后我們開展了初步概念設(shè)計(jì),雖然有國(guó)際參與(特別是從開展國(guó)際合作考慮),但主要是以我們?yōu)橹魍瓿闪恕冻醪礁拍钤O(shè)計(jì)報(bào)告》【1】。所以將來超大對(duì)撞機(jī)70%的工作將由中國(guó)人來主導(dǎo)完成,至少會(huì)與我們的出資比例一致。楊先生要是還沒有信心,可以去問問國(guó)際上主要的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主任們。

事實(shí)上,高能所有三十多年正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的經(jīng)驗(yàn),提出CEPC是經(jīng)過深思熟慮的。高能所參加過80年代北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)設(shè)計(jì)與建設(shè)的專家都說,當(dāng)年的困難比起今天的CEPC,只大不小。相信我們不會(huì)一代不如一代,有信心、能力和勇氣獨(dú)立完成CEPC。當(dāng)然從國(guó)際合作考慮,還是需要放手一些工作內(nèi)容。

至于未來第二階段質(zhì)子加速器的工作,我們目前確實(shí)經(jīng)驗(yàn)不足,需要努力。但我們還有二十多年,可以實(shí)現(xiàn)“完成工作與出資比例相當(dāng)”這個(gè)最低目標(biāo)。以我們過去三十多年進(jìn)步的記錄來看,這個(gè)目標(biāo)是可以完成的。

至于中國(guó)人得諾貝爾獎(jiǎng),我覺得無法預(yù)料,也不是國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)投入的目的,更不是我們個(gè)人從事科學(xué)研究的目的。我們追求的是對(duì)自然界的理解和掌握。CERN發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子,愛丁堡的希格斯拿到了諾貝爾獎(jiǎng)。我們希望中國(guó)有一個(gè)CERN這樣的研究機(jī)構(gòu)、研究成果和技術(shù)能力,至于有沒有愛丁堡這樣的機(jī)構(gòu)和希格斯這樣的人去得諾貝爾獎(jiǎng),并不重要。

(七)楊先生反對(duì)的第七點(diǎn)理由是高能物理的前途在“新加速原理”和“幾何理論”,不在大型加速器。

“新加速原理”確實(shí)是一個(gè)加速器發(fā)展的重要方向,也許將來(幾十年內(nèi))能用于高能物理固定靶實(shí)驗(yàn),或某些對(duì)束流品質(zhì)要求不高的應(yīng)用領(lǐng)域。在高能對(duì)撞機(jī)方面,無論是束流品質(zhì)還是能量利用效率,都還有太長(zhǎng)的路要走。在此期間,高能物理不能停止發(fā)展,等待這個(gè)新技術(shù)成熟。至于“幾何理論”,或是“弦理論”,更是虛無縹緲,與實(shí)驗(yàn)有太多的距離,不是我們現(xiàn)在考慮的問題。

高能物理的前途在哪里,見仁見智。中國(guó)現(xiàn)在沒有諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者,但國(guó)際上有,而且很多,楊先生的看法顯然與大家不同。不僅現(xiàn)在不同,過去幾十年都不同。據(jù)有關(guān)資料,楊先生對(duì)高能物理的未來發(fā)展自60年代起就是悲觀的,所以與粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型失之交臂。自70年代起就反對(duì)中國(guó)建造高能加速器【文末注4】。幸虧小平同志聽從了李政道等其他著名科學(xué)家的建議,才有了今天的高能物理所、北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)及其重大成果,也有了我們的同步輻射光源、散裂中子源等大科學(xué)平臺(tái)為全國(guó)的科技界服務(wù)。面對(duì)未來,我們應(yīng)該更多地聽取科研一線新生代科學(xué)家的意見,他們才能引領(lǐng)我們的科技事業(yè)興旺發(fā)達(dá),領(lǐng)先國(guó)際。

(編者注:文中粗體部分為王貽芳先生標(biāo)注)

參考文獻(xiàn):

【1】http://cepc.ihep.ac.cn/preCDR/volume.html

【2】S. Wojcicki, Rev. of Acce. Sci. and Tech. Vol. 1 (2008) 259–302; Vol. 2 (2009) 265–301

【3】M.Riordan, L. Hoddeson and A. Kolb, Tunnel Vision–The rise and fall of the Superconducting Super Collider, The University of Chicago Press,2015

【4】高能物理研究所1972-1980年報(bào)

責(zé)任編輯:唐秀敏

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