29年前的1990年7月21日，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)正式通過國家驗(yàn)收。

　　當(dāng)時(shí)新華社的報(bào)道是這樣評(píng)價(jià)此項(xiàng)成果的：這是中國繼原子彈、氫彈爆炸成功，人造衛(wèi)星上天后，在高科技領(lǐng)域取得的又一重大突破性成就。

　　臺(tái)灣地區(qū)《中國時(shí)報(bào)》1992年5月報(bào)道，分析研究所得粒子對(duì)撞數(shù)據(jù)后，對(duì)重輕粒子的質(zhì)量獲得高度精確的測量，比國際現(xiàn)有結(jié)果精確5倍。“這是第一次完全由中國人自行獲得的世界性研究成績�！�

　　中國人僅僅花了極短的時(shí)間，就建成了北京的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，并在此后進(jìn)行了一系列前沿研究。斯坦福加速器中心的帕諾夫斯基說：“中國的物理學(xué)家在已知粒子的測量方面要領(lǐng)先于西方，準(zhǔn)確度要高于西方�！�

　　為了加快步伐向高能物理領(lǐng)域的世界前沿靠攏，中科院高能所于2012年雄心勃勃地提出了在中國建造下一代粒子對(duì)撞機(jī)的計(jì)劃，以加快對(duì)希格斯玻色子（即“上帝粒子”）的探索，該粒子可以解釋質(zhì)量的存在，對(duì)理解宇宙很關(guān)鍵。

　　中國應(yīng)不應(yīng)該建下一代粒子對(duì)撞機(jī)？這一爭論尚無公認(rèn)答案。圍繞這個(gè)問題進(jìn)行的大討論也經(jīng)常見諸于媒體。

　　今天，庫叔選取了兩篇對(duì)建造下一代粒子對(duì)撞機(jī)持不同看法的文章，希望大家對(duì)這個(gè)高精尖領(lǐng)域能有更全面的了解。

　　意大利核物理研究院博士后研究員，歐洲核子研究中心（CERN）LHCb實(shí)驗(yàn)成員

　　2012年希格斯粒子被歐洲核子研究中心的研究人員發(fā)現(xiàn)后不久，科學(xué)家們立刻意識(shí)到，其質(zhì)量并沒有之前一些理論預(yù)期的那么高。這也就意味著，對(duì)其進(jìn)行直接研究的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的建造難度，是現(xiàn)代人類工程水平可以達(dá)到的范圍之內(nèi)。這也讓物理學(xué)家們看到了對(duì)希格斯粒子開展直接研究的希望。

　　而中國的高能物理學(xué)界，在經(jīng)過了幾十年的砥礪發(fā)展之后，逐漸摸清了到達(dá)這門學(xué)科研究最前沿的門路，也看到了在這個(gè)領(lǐng)域引領(lǐng)國際潮流的希望。加上過去幾十年飛速發(fā)展的中國工程業(yè)與制造業(yè)加持，中科院高能所于2012年雄心勃勃地提出了在中國建造下一代粒子對(duì)撞機(jī)CEPC（Circular Electron Positron Collider，環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)）的計(jì)劃。

　　或許很多人還不了解，過去幾年里，中國高能物理學(xué)界有很多學(xué)者一直在默默地進(jìn)行下一代粒子對(duì)撞機(jī)技術(shù)的初期研究探索工作。

　　他們將對(duì)撞機(jī)的研究拆分成對(duì)撞機(jī)粒子注入與傾出、粒子束流、粒子聚焦、磁場、真空、控制等系統(tǒng)以及探測器的徑跡識(shí)別、粒子鑒別、能量測量系統(tǒng)等等數(shù)十個(gè)單元，分別交給不同領(lǐng)域的專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行研究，項(xiàng)目土木工程建設(shè)方面的設(shè)計(jì)和估價(jià)則交給了專業(yè)土建公司。

　　這些專家團(tuán)隊(duì)的研究模擬成果最終匯總成兩卷共900多頁的《CEPC概念設(shè)計(jì)報(bào)告（卷Ⅰ、卷Ⅱ）》，經(jīng)全球知名專家學(xué)者參與的關(guān)于創(chuàng)新性與可行性的審議，已于2018年底向全世界公開。

　　然而，在計(jì)劃推出后的幾年里，CEPC一直處于輿論漩渦中。此前，楊振寧先生在中國科學(xué)院大學(xué)的一次演講中，再一次引爆了公眾對(duì)于是否應(yīng)該建造大型對(duì)撞機(jī)的大討論。

　　不少網(wǎng)友紛紛站隊(duì)，表達(dá)了對(duì)某一觀點(diǎn)的支持或反對(duì)。

　　這些爭論的焦點(diǎn)是什么呢？

　　最主要的是一個(gè)問題：花這么多錢建設(shè)CEPC，到底值不值？

　　1

　　下一代粒子對(duì)撞機(jī)到底有什么用？

　　很多人不理解的是，中國設(shè)計(jì)的環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（CEPC）比現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)行的歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）能量要低，既然要做下一代粒子對(duì)撞機(jī)，為什么其能量反而不如已經(jīng)存在的對(duì)撞機(jī)？

　　這是因?yàn)�，LHC和中國設(shè)計(jì)的CEPC是兩類對(duì)撞機(jī)，它們分別代表著高能物理學(xué)的“能量前沿”和“亮度前沿”，高能物理學(xué)這個(gè)領(lǐng)域的探索和研究，是能量前沿與亮度前沿交替上升的過程。

　　所謂“能量前沿”，就是利用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的粒子，以更高的能量對(duì)撞來探索未知未見的粒子或現(xiàn)象，是一個(gè)“大力出奇跡”的過程。利用LHC進(jìn)行新物理的探索，是一個(gè)在大量雜亂的數(shù)據(jù)中篩選找出新粒子或者新現(xiàn)象的過程。

　　打個(gè)比方，LHC里的粒子就像滿載各種雜物的貨運(yùn)火車，越高能量的粒子相當(dāng)于有越大容量的貨倉，從而有更高概率裝進(jìn)去一些稀有的東西。如果我們想知道貨倉里有什么，只能用一種“野蠻”的方式來探知，那就是將兩列火車相撞，把貨倉撞碎看看里面有什么.　　

　　在大量散落的貨倉對(duì)撞物中，希格斯粒子就像是一盒冰淇淋。過去幾年中，科學(xué)家們在強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的對(duì)撞產(chǎn)物中找到了很多新鮮東西，其中就包括了這盒冰淇淋，物理學(xué)家們已經(jīng)找了它幾十年，它的發(fā)現(xiàn)為下一步的亮度前沿實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)指明了方向。

　　在高能物理學(xué)實(shí)驗(yàn)中，位于歐洲核子研究中心的LHC，位于美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的兆電子伏特加速器（Tevatron），以及在上個(gè)世紀(jì)九十年代初不幸流產(chǎn)了的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)（SSC）都屬于這一類能量前沿的實(shí)驗(yàn)裝備。

　　

　　而所謂“亮度前沿”，則是以“干凈”的粒子進(jìn)行對(duì)撞，壓低其他不關(guān)心的粒子或者現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率，從而對(duì)想要研究的粒子進(jìn)行精確測量的過程。

　　

　　這類亮度前沿的實(shí)驗(yàn)通常是用正負(fù)電子這一類只參與量子電動(dòng)力學(xué)（QED）過程而不參與量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）過程的輕子在目標(biāo)粒子的閾值能量處進(jìn)行對(duì)撞，從而達(dá)到最高的純凈度和統(tǒng)計(jì)量，進(jìn)而完成對(duì)目標(biāo)粒子各種性質(zhì)的精確測量。

　　

　　這個(gè)過程就像假如我們想研究一盒冰淇淋，那就直接從冰淇淋工廠生產(chǎn)一盒。通過這樣的過程獲得的冰淇淋，比把它放進(jìn)對(duì)撞的火車貨倉里，再從撞碎散落的零件中找到的冰淇淋要干凈得多。

　　通常來說，高能物理學(xué)中的“某某工廠”實(shí)驗(yàn)，包括日本高能加速器研究機(jī)構(gòu)（KEK）的Belle實(shí)驗(yàn)，美國斯坦福直線加速器中心（SLAC）的BaBar實(shí)驗(yàn)，以及在規(guī)劃中的“希格斯工廠”和τ-粲工廠等，都是亮度前沿的實(shí)驗(yàn)。

　　CEPC以及歐洲規(guī)劃中的FCC-ee都是希格斯工廠，顧名思義，它們都是為了研究希格斯粒子的性質(zhì)而規(guī)劃設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。在今年初FCC-ee計(jì)劃的《FCC概念設(shè)計(jì)報(bào)告》發(fā)布時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)它關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)與之前發(fā)布的CEPC的《CEPC概念設(shè)計(jì)報(bào)告》中的關(guān)鍵參數(shù)“幾乎一模一樣”。

　　為何這樣呢？是因?yàn)橄８袼沽Ｗ颖话l(fā)現(xiàn)后，其閾值能量已經(jīng)確定，對(duì)其進(jìn)行精確測量的物理目標(biāo)也已確定，而100公里尺度的環(huán)形電子對(duì)撞機(jī)是最快捷、最有效也是最便宜的方式。

　　這一類對(duì)撞機(jī)中產(chǎn)生的希格斯粒子比在強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC中產(chǎn)生的要干凈太多，根據(jù)《CEPC概念設(shè)計(jì)報(bào)告（卷II）》中的計(jì)算，CEPC產(chǎn)生的希格斯粒子的信噪比LHC好一億倍，精度高十倍以上，對(duì)新物理敏感的能標(biāo)高十倍。

　　CEPC的設(shè)計(jì)不僅能精確測量希格斯粒子，還可以將W，Z粒子的測量精度提高1-2數(shù)量級(jí)，并且還能用來進(jìn)行電弱相互作用，量子色動(dòng)力學(xué)，頂夸克和重味物理相關(guān)問題的精確研究。

　　除此之外，CEPC所設(shè)計(jì)的能量區(qū)間還有潛質(zhì)在希格斯粒子有效場論、希格斯粒子質(zhì)量起源問題、希格斯勢能性質(zhì)、電弱相變過程、暗物質(zhì)研究、惰性中微子、重味物理反�，F(xiàn)象等領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)新物理。

　　現(xiàn)代粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型雖然驚艷，但還不完備，仍然有很多待定的參數(shù)，并且也存在著很多與標(biāo)準(zhǔn)模型不符的實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果，而且標(biāo)準(zhǔn)模型也只是在研究占宇宙5%的可見物質(zhì)，剩下更多都仍屬未知。

　　所以，對(duì)人類來說，探索遠(yuǎn)未達(dá)彼岸，下一代粒子對(duì)撞機(jī)的投入運(yùn)行會(huì)帶領(lǐng)人類在向未知領(lǐng)域再邁進(jìn)一步。

　　2

　　高能物理能給普通民眾帶來什么？

　　目前，世界各國粒子物理學(xué)家之間也在博弈，他們都希望下一代粒子對(duì)撞機(jī)建在對(duì)自己有利的位置。如果二十年后，在新的亮度前沿實(shí)驗(yàn)，或者升級(jí)后的LHC上發(fā)現(xiàn)了新物理跡象，物理學(xué)家們確認(rèn)了建造下一代能量前沿的對(duì)撞機(jī)的必要性，那么新的能量前沿實(shí)驗(yàn)就可以利用屆時(shí)現(xiàn)存的100公里的電子對(duì)撞機(jī)坑道，安置未來新的質(zhì)子對(duì)撞機(jī)（SppC）。

　　雖然SppC的命運(yùn)將完全取決于未來二十年CEPC和升級(jí)后的LHC的物理產(chǎn)出，現(xiàn)在討論SppC，仍然是在討論一個(gè)沒有基礎(chǔ)的空中樓閣，但毋庸置疑，現(xiàn)在在哪里建造新的環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，哪里就更容易發(fā)展為未來世界對(duì)撞機(jī)物理的新中心。中國目前也已參與到了這個(gè)游戲中來了，無疑向外界展示了大國科技崛起的雄心。

　　可是高能物理學(xué)的研究的投資這么貴，除了便于物理學(xué)家研究，能為普通人帶來什么？

　　關(guān)于這個(gè)問題，除了誕生于高能物理學(xué)研究的互聯(lián)網(wǎng)，其實(shí)還有很多例子，比如，更安全的核醫(yī)學(xué)診斷，甚至更方便的手機(jī)體驗(yàn)。

　　很多核醫(yī)學(xué)診斷儀器中都會(huì)用到光電倍增管作為診療信號(hào)的接收元件，高性能的光電倍增管能使患者減少治療過程中所受的輻射，使核醫(yī)學(xué)診斷更安全，而中國關(guān)于高性能光電倍增管的研制，則少不了高能物理學(xué)行業(yè)的貢獻(xiàn)。

　　之前曾有一條新聞報(bào)道稱，2019年4月26日，中國科學(xué)家在四川稻城亞丁建設(shè)的高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）的科學(xué)觀測正式啟動(dòng)。

　　十年前，在LHAASO還處于早期預(yù)研時(shí)，初入高能物理行業(yè)的筆者就曾參與了早期光電倍增管測試系統(tǒng)的搭建。高性能光電倍增管，是現(xiàn)代高能物理學(xué)粒子鑒別系統(tǒng)中必不可少的重要元件，能夠穩(wěn)定檢測到單光子信號(hào)。

　　當(dāng)年，筆者的老師曾說，這一個(gè)僅有十幾厘米長的小元件，價(jià)格就高達(dá)幾萬塊，除了LHAASO需要的數(shù)千個(gè)，江門中微子實(shí)驗(yàn)等高能物理學(xué)實(shí)驗(yàn)也需要大量的光電倍增管。

　　為什么它可以賣得這么貴呢？

　　除了其精密的設(shè)計(jì)之外，還因?yàn)�，盡管全世界的高能物理學(xué)實(shí)驗(yàn)都對(duì)這個(gè)元件有需求，當(dāng)時(shí)卻只有一家日本公司有技術(shù)制造這樣的高性能元件，所以日本可以壟斷高性能光電倍增管的價(jià)格。

　　

　　（圖為光電倍增管 圖源：濱松中國）

　　也是在大約十年前，為了打破這種壟斷，中科院高能所啟動(dòng)了新型光電倍增管的研究計(jì)劃。由中科院高能所牽頭，北方夜視公司和多家科研單位共同成立了研究合作組，在前幾年成功研制出了性能不亞于日本企業(yè)產(chǎn)品的高性能光電倍增管，并成功投產(chǎn)。

　　

　　在這之后，國際上高性能光電倍增管的價(jià)格一下子降了一大截。這不僅僅造福了中國和世界其他國家的高能物理學(xué)實(shí)驗(yàn)，還最終影響了核醫(yī)學(xué)儀器的更新?lián)Q代。

　　

　　可見，高能物理學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的生產(chǎn)技術(shù)最終可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，并應(yīng)用在民生領(lǐng)域。

　　類似的例子還有很多，比如我國自主研發(fā)的首臺(tái)1.5特斯拉液氦零揮發(fā)核磁共振成像超導(dǎo)磁體，就是中科院高能所和企業(yè)為了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)（BEPC）的超導(dǎo)探測器研發(fā)的，而它經(jīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移之后成為了影像醫(yī)學(xué)中核磁共振成像系統(tǒng)中最為重要元件。

　　再比如根據(jù)歐洲核子研究中心的記載，透明電容式觸摸屏最初是歐洲核子研究中心的科學(xué)家為了SPS實(shí)驗(yàn)控制室的控制系統(tǒng)而發(fā)明的，現(xiàn)如今已成為每個(gè)人手機(jī)中必不可少的一部分。

　　CEPC的建設(shè)不是投幣即得的許愿機(jī)，而是無數(shù)組件從無到有，一件件開發(fā)，一件件組裝出來的。這也就注定了在CEPC這樣一個(gè)極其復(fù)雜的儀器建設(shè)過程中，一定有各種各樣的難題亟待解決。

　　切實(shí)需求是技術(shù)突破的重要?jiǎng)恿�，為了解決實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中遇到的問題，一定會(huì)順帶著有新的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生，最終也會(huì)外溢到民生領(lǐng)域，改善未來人類的生活。

　　

　　3

　　中國能承擔(dān)得起CEPC這樣的大科學(xué)裝置嗎？

　　

　　說完了大型對(duì)撞機(jī)的產(chǎn)出，我們來說說中國能不能承擔(dān)得起這樣一個(gè)引領(lǐng)世界的大科學(xué)裝置。

　　

　　建設(shè)大型對(duì)撞機(jī)貴嗎？貴。但是這些錢放在一個(gè)擁有約14億人口、GDP排名全球第二的大國的科研經(jīng)費(fèi)里真的多嗎？這就需要用數(shù)據(jù)說話了。

　　在物理學(xué)家完成所有原件的初步設(shè)計(jì)和調(diào)研之后，在2018年公布的《CEPC概念設(shè)計(jì)報(bào)告（卷I）》中，CEPC總體造價(jià)最終被鎖定在了約60億瑞士法郎左右，即大約360億人民幣。

　　根據(jù)《CEPC概念設(shè)計(jì)報(bào)告（卷I）》的計(jì)劃，CEPC的建造應(yīng)大約在2022年至2030年之間完成，360億人民幣的資金將會(huì)在大約十年的建設(shè)工期中被投入到CEPC的建設(shè)項(xiàng)目中。

　　屆時(shí)，作為國際上最高亮度的希格斯工廠，勢必會(huì)吸引世界各國的科學(xué)家來華進(jìn)行研究，因而國際研究資金也會(huì)是CEPC項(xiàng)目的重要來源。高能所計(jì)劃將國際資金的比例控制在30%左右，因而中國每年對(duì)CEPC的投入應(yīng)在30億人民幣左右。

　　但無論怎么說，每年30億人民幣的投資價(jià)仍然看起來像是一個(gè)天文數(shù)字。那么，這么多錢在我國的科研項(xiàng)目里占多大比重呢？國家每年對(duì)CEPC的投入是否會(huì)擠壓別的學(xué)科的經(jīng)費(fèi)呢？

　　根據(jù)科技部2019年4月發(fā)布的《我國 R&D 經(jīng)費(fèi)投入特征分析》，我國2017年基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)總量為975.5億元。如果基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)按照2017年水平維持不變十幾年，那么在CEPC建設(shè)工程期內(nèi)，CEPC每年大約會(huì)用掉3%的國家基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)。

　　

　　而這些經(jīng)費(fèi)放在我國總體研發(fā)投入和GDP總量中則顯得更低。

　　

　　同樣根據(jù)《我國 R&D 經(jīng)費(fèi)投入特征分析》中的數(shù)據(jù)，我國2017年R&D（研發(fā)）經(jīng)費(fèi)總量達(dá)17606.1億元，由此可以算出，我國基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)的比重僅占研發(fā)經(jīng)費(fèi)的5.5%�！　�

　　《中國科研經(jīng)費(fèi)報(bào)告（2018）》對(duì)中國與世界主要發(fā)達(dá)國家研發(fā)經(jīng)費(fèi)類型進(jìn)行了分析，中國研發(fā)經(jīng)費(fèi)中的科學(xué)研究部分，尤其是基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)，目前投入仍明顯不足，遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國家的一半。

　　中國一年17606.1億元的總體研發(fā)投入又占GDP總量的多少呢？

　　《我國 R&D 經(jīng)費(fèi)投入特征分析》給出了數(shù)據(jù)：2.15%。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織的數(shù)據(jù)，作為擁有14億人口的大國，中國的科研經(jīng)費(fèi)投入總量雖然已躍居世界第二，但是科研人員占比以及科研經(jīng)費(fèi)占GDP的比重仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家，更是連韓國和以色列占比的一半都不到。

　　因此，目前中國每年的研發(fā)經(jīng)費(fèi)占GDP的比重，以及基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)占總體研發(fā)經(jīng)費(fèi)中的比重都明顯過低。

　　十九大報(bào)告指出，我國要“加快建設(shè)創(chuàng)新型國家”，“要瞄準(zhǔn)世界科技前沿，強(qiáng)化基礎(chǔ)研究，實(shí)現(xiàn)前瞻性基礎(chǔ)研究、引領(lǐng)性原創(chuàng)成果重大突破。”2018年，國務(wù)院印發(fā)的《國務(wù)院關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》指出，我國未來對(duì)于基礎(chǔ)科學(xué)研究會(huì)“加大中央財(cái)政對(duì)基礎(chǔ)研究的穩(wěn)定支持力度，構(gòu)建基礎(chǔ)研究多元化投入機(jī)制，引導(dǎo)鼓勵(lì)地方、企業(yè)和社會(huì)力量增加基礎(chǔ)研究投入�！�

　　可見，國家對(duì)于基礎(chǔ)研究的投入已愈發(fā)重視，我國未來的基礎(chǔ)科學(xué)研究投入和總體研發(fā)投入的力度會(huì)逐年增強(qiáng)。

　　而對(duì)于基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)未來增加的部分，國家自然不會(huì)在科研項(xiàng)目總量不變的情況下使每個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)膨脹，而是會(huì)增加投資一些新的優(yōu)質(zhì)科研項(xiàng)目。除了CEPC，其它學(xué)科自然可以提出自己學(xué)科的新科研項(xiàng)目，CEPC將和其他學(xué)科一起，在未來助力我國基礎(chǔ)研究的發(fā)展。

　　歐洲未來十幾年仍會(huì)注重于LHC的升級(jí)，于是，歷史留給了中國高能物理行業(yè)一個(gè)機(jī)遇期。

　　關(guān)于中國是否應(yīng)該引領(lǐng)建造下一代粒子對(duì)撞機(jī)的討論可以繼續(xù)，這樣的投資究竟值不值或許每個(gè)人的內(nèi)心也都有自己的看法。

　　但是，這些都不會(huì)影響到中國科研工作者們對(duì)助力未來中國基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的熱忱，相信中國的高能物理學(xué)在未來的發(fā)展中一定會(huì)守得云開見月明。

　　延伸閱讀：

　　“中國不應(yīng)建大加速器”——葛墨林院士答科技日?qǐng)?bào)記者問

　　文 | 高博

　　本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)“科技日?qǐng)?bào)”（ID：kjrbwx），原文首發(fā)于2019年6月5日，不代表瞭望智庫觀點(diǎn)。

　　中國應(yīng)不應(yīng)該建大加速器？這一爭論尚無公認(rèn)答案。加速器即用電磁場驅(qū)動(dòng)帶電粒子，使之累積能量后迎頭對(duì)撞，研究碎片產(chǎn)物，以尋找新的粒子。中科院高能物理所提出建立世界最大的加速器CEPC。兩位物理學(xué)家王貽芳和楊振寧分別支持和反對(duì)這一設(shè)想。

　　最近，中科院院士、南開大學(xué)物理學(xué)教授葛墨林對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者表示：他支持楊振寧，不贊同建設(shè)大加速器。

　　問：您為什么不同意建大加速器？

　　答：現(xiàn)在高能物理學(xué)的最大困難還不在于造超高能新的加速器，而是沒有公認(rèn)突破標(biāo)準(zhǔn)模型的可靠新理論，從而有確切檢驗(yàn)的預(yù)言，也就是說，根本不知道做什么嶄新的物理。上世紀(jì)中期開始，量子場論（尤其規(guī)范場）和夸克模型逐漸發(fā)展起標(biāo)準(zhǔn)模型，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)預(yù)言的漸進(jìn)自由、Z、W粒子等，是很大成功。其后，除了中微子理論、實(shí)驗(yàn)外，就沒有太大理論創(chuàng)新。1970年代到現(xiàn)在，雖然有人提出很多超越標(biāo)準(zhǔn)模型的理論，但沒有哪個(gè)像標(biāo)準(zhǔn)模型提出的物理那么清楚。

　　高能物理發(fā)展到現(xiàn)在，具有工程特點(diǎn)：理論上一定要特別清楚：要找什么？預(yù)計(jì)是什么樣子？否則不值得投錢。

　　大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）就明確要找希格斯粒子。驗(yàn)證希格斯粒子后，LHC基本任務(wù)完成，遺留大量數(shù)據(jù)繼續(xù)分析處理。但它已經(jīng)花了上百億歐元，很想繼續(xù)做下去，包括向更高能量發(fā)展。

　　受其鼓舞，日本想建國際超高能直線對(duì)撞機(jī)中心（ILC）。但日本政府剛宣布砍掉了這個(gè)項(xiàng)目。原因很簡單：不知道做什么物理，花費(fèi)巨大，不值得。

　　問：超弦理論不能去測嗎？

　　答：超弦理論在思維上有啟發(fā)，但它缺乏實(shí)際物理后果，沒提出很多可測的東西。我記得，弗里曼·戴森（美國物理學(xué)家）15年前來南開，跟我說過，50年之內(nèi)根本不可能去測量的東西，不要去搞。有人提出造大加速器去檢驗(yàn)宇宙初期的奇點(diǎn)，這是我無法理解的。

　　問：有意見指出，美國當(dāng)年下馬超級(jí)加速器項(xiàng)目SSC，使物理研究中心轉(zhuǎn)移到了歐洲。您怎么看？

　　答：在當(dāng)代，高能物理已不是物理關(guān)注的重點(diǎn)，更談不上“中心”。美國20多年前砍掉了SSC，我認(rèn)為不是傻。美國支持的項(xiàng)目花錢不多，但支持奇思妙想，巧中取勝，切中物理發(fā)展的核心，也出了很多諾貝爾獎(jiǎng)。LHC花了那么多錢，也只是驗(yàn)證了Higgs幾十年前寫的兩三篇文章，為Higgs拿了一個(gè)諾獎(jiǎng)。

　　CEPC的造價(jià)，我聽到的數(shù)字：一開始提的是300億元。但這個(gè)數(shù)字不包括基建。挖那樣大直徑、那樣深的一個(gè)隧道，單位成本高過地鐵，可想這筆數(shù)目小不了。

　　當(dāng)初美國為什么把SSC已經(jīng)挖好的一部分洞都填上，就是怕不斷加碼釣魚——“錢已經(jīng)花了，不繼續(xù)花也不行。”當(dāng)時(shí)已投入20億美元，斷然下馬，這是正確的。另一方面，后來美國在他們大力支持的領(lǐng)域，收獲極大。

　　有報(bào)道稱一些國外學(xué)者積極支持CEPC，我建議他們首先應(yīng)當(dāng)說服他們的政府出資加入這個(gè)方案。

　　問：CEPC的支持者指出不存在資金無底洞，一個(gè)理由是國內(nèi)關(guān)鍵技術(shù)比較成熟，而且人員項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富。

　　答：我們的技術(shù)和人才實(shí)力，與歐洲還無法相比。比如加速器的核心技術(shù)是強(qiáng)磁場，LHC能建成，因?yàn)闅W洲有磁場技術(shù)。而我的了解是，中國的超導(dǎo)磁場技術(shù)做不出用于這種加速器的強(qiáng)磁場，甚至連準(zhǔn)確測量強(qiáng)磁場也做不到。造出CEPC需要的強(qiáng)磁場，還需要有理論上、材料的突破，并不容易。

　　我國在單、雙環(huán)對(duì)撞機(jī)分支有些人才，距LHC要求甚遠(yuǎn)。而在LHC工作的多為數(shù)據(jù)分析人才。中微子實(shí)驗(yàn)離此目標(biāo)也甚遠(yuǎn)。

　　問：通過CEPC帶動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)突破，這也是一種效益吧？

　　答：與其說加速器帶動(dòng)技術(shù)突破，不如說它是將現(xiàn)有的技術(shù)用上。我認(rèn)為，如果國家覺得強(qiáng)磁場技術(shù)有用，那就給強(qiáng)磁場課題，沒必要扯上高能物理。

　　現(xiàn)在國家急需做的事很多。核廢料處理需要造加速器；散裂中子源已列世界四大實(shí)驗(yàn)室之一，其后續(xù)需大力支持，才能測量輪機(jī)葉片材料；再如各種光源；再如我國半導(dǎo)體器件落后，源于基礎(chǔ)太差。但現(xiàn)在，我國物理所已有MRAM（磁阻內(nèi)存）下一代器件的專利，如果技術(shù)轉(zhuǎn)移成功，將可能根本改變行業(yè)面貌，但我沒看到有人呼吁向這個(gè)關(guān)鍵方向投資。

　　問：不建大加速器的話，我們靠什么發(fā)現(xiàn)高能量區(qū)的物理？

　　答：探測宇宙射線。高能粒子發(fā)現(xiàn)歷史上，宇宙射線起了很大作用。

　　王淦昌先生在1990年代跟我說過，靠加速器要發(fā)現(xiàn)TeV級(jí)的粒子，幾乎不可能。但是TeV級(jí)的宇宙射線，雖然不知道原因，總是會(huì)來的。我們要發(fā)展宇宙射線，花錢不多，耐心積攢數(shù)據(jù)，到一定程度就有重要發(fā)現(xiàn)。

　　我同意王先生的觀點(diǎn)�？上�我們國家對(duì)宇宙射線不夠重視，因?yàn)榧铀倨魅�、五年能做出來成果，而宇宙射線或許要積累十年甚至更長時(shí)間。

　　問：探測宇宙射線更有前途，這有什么證據(jù)嗎？

　　答：比如中科院2015年年底上天的“悟空”衛(wèi)星，不久前發(fā)現(xiàn)一個(gè)1.4TeV左右的突起信號(hào)，可能是新粒子的跡象�！拔蚩铡边@樣的探測項(xiàng)目也就花幾個(gè)億，還搭載不止一種探測器。

　　在此前，美國花1000多萬美元在南極放氣球，我國學(xué)者通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)了以前沒發(fā)現(xiàn)的高能粒子的跡象，雖然誤差比較大；受此啟發(fā)，歐洲、美國后來也證實(shí)有數(shù)據(jù)突起。有人猜它可能會(huì)突破標(biāo)準(zhǔn)模型。這可能是對(duì)王淦昌先生預(yù)見的支持吧。

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