楊振寧先生走了,他曾經(jīng)極力反對(duì)的花費(fèi)千億資金修建大型粒子對(duì)撞機(jī)有了新進(jìn)展——CEPC發(fā)布基準(zhǔn)探測器技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告。這代表著修建CEPC的技術(shù)設(shè)計(jì)已經(jīng)全部完成,下一步就是申請(qǐng)項(xiàng)目和工程設(shè)計(jì)方面的事情,一旦獲得批準(zhǔn),就可以開工了。
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當(dāng)年,為了明確反對(duì)我國花費(fèi)巨資修建大型對(duì)撞機(jī),楊振寧在“知識(shí)分子”上發(fā)布文章《楊振寧:中國今天不宜建造超大對(duì)撞機(jī)》,將物理學(xué)界爭論展現(xiàn)在大家面前,由此引發(fā)了一系列的學(xué)術(shù)討論。
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楊振寧在文章中給出了7個(gè)理由,明確反對(duì)修建大型對(duì)撞機(jī)。他表示,美國和歐洲修建的大對(duì)撞機(jī)都嚴(yán)重超預(yù)算,是個(gè)“無底洞”。當(dāng)下我們還有很多燃眉問題要解決,花費(fèi)巨資必然擠占其他基礎(chǔ)科學(xué)的經(jīng)費(fèi)。
他認(rèn)為,“七十年來高能物理的大成就對(duì)人類生活有沒有實(shí)在好處”,人們雖然寄希望于大型粒子對(duì)撞機(jī)來尋找新的粒子,或者深入了解幾種力,但是“基本只能是猜想”。
他認(rèn)為,即便花錢修好了,也會(huì)為外國人“做嫁衣”,因?yàn)槲覀儧]有那么多人才。他反問道“超大對(duì)撞機(jī)必將由90%的非中國人來主導(dǎo)如果能得到諾貝爾獎(jiǎng),獲獎(jiǎng)?wù)邥?huì)是中國人嗎?”
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他建議:不建超大對(duì)撞機(jī),高能物理就完全沒有前途了嗎?不然我認(rèn)為至少有兩個(gè)方向值得探索:A. 尋找新加速器原理B.尋找美妙的幾何結(jié)構(gòu),如弦理論所研究的這兩方面的研究都不那么費(fèi)錢,符合當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總趨勢。
當(dāng)年,楊振寧的堅(jiān)決反對(duì),不僅讓國內(nèi)的高能物理學(xué)者們感到意外,就連國際上的學(xué)者也很不理解。但是楊振寧很堅(jiān)決,他說:“我絕不反對(duì)高能物理繼續(xù)發(fā)展,我反對(duì)的是中國今天開始建造超大對(duì)撞機(jī)”。
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實(shí)際上,這個(gè)大型粒子對(duì)撞機(jī),分為兩個(gè)大項(xiàng)目,一是第一階段(CEPC)正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)300多億元,以及第二階段質(zhì)子對(duì)撞機(jī)700多億元,兩個(gè)階段大約要花1000億人民幣,并且是每年支出一部分。
提出這個(gè)方案的代表人物就是王貽芳院士,當(dāng)然也包括全球高能物理學(xué)界。王貽芳院士領(lǐng)銜的這個(gè)項(xiàng)目是從2012年就提出的,旨在修建一個(gè)正負(fù)電子的能量達(dá)到120GeV,用于替換即將到達(dá)預(yù)期壽命的2×2.2GeV北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī),首期耗資360億元。
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在遭遇到楊振寧的反對(duì)之后,CEPC項(xiàng)目在“十三五”發(fā)改委項(xiàng)目上,以一票之差就沒能通過。
楊振寧的反對(duì)其實(shí)也不無道理,外國類似項(xiàng)目沒有大的進(jìn)展,項(xiàng)目預(yù)算嚴(yán)重超標(biāo),在眾多領(lǐng)域需要科研經(jīng)費(fèi)的時(shí)候,花費(fèi)千億人民幣,甚至200億美元去修建大型粒子對(duì)撞機(jī)能不能實(shí)現(xiàn)既定科學(xué)目標(biāo)?是不是由中國科學(xué)家主導(dǎo),確實(shí)存在很多不確定性。
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項(xiàng)目沒有申請(qǐng)成功,王貽芳院士領(lǐng)銜的CEPC團(tuán)隊(duì)也并沒有放棄,在繼續(xù)深化方案的同時(shí),也在做一些技術(shù)預(yù)研。CEPC團(tuán)隊(duì)于2018年完成了《概念設(shè)計(jì)報(bào)告》,明確了科學(xué)目標(biāo)和裝置的基本框架。隨后,項(xiàng)目進(jìn)入更為深入和具體的技術(shù)設(shè)計(jì)階段,旨在驗(yàn)證各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的可行性,并完成核心部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)。
但是楊振寧還是堅(jiān)持他的意見,并表示“大型對(duì)撞機(jī)盛宴已過,從30年前開始就已走在末路上。”他還說:“我的看法完全沒有改變。”
2019年,97歲的楊振寧在國科大的新禮堂演講中回答一位來自高能物理研究所,未來即將從事CEPC(環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī))的預(yù)研工作的男研究生說的。他清晰地表達(dá)自己的意見之后,還強(qiáng)調(diào)楊振寧強(qiáng)調(diào)“這是一個(gè)很重要的事情”。他建議大家去看他2016年在網(wǎng)上發(fā)表的一篇文章(指的就是:《楊振寧:中國今天不宜建造超大對(duì)撞機(jī)》)。
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楊振寧直言:“The party is over.”“什么意思?盛宴已過。”坐在沙發(fā)里的楊振寧揮揮手,補(bǔ)充翻譯道。
楊振寧說:“這個(gè)實(shí)驗(yàn)做完了以后,這個(gè)機(jī)器不能再做下去了,要造更大的對(duì)撞機(jī),需要花更多的錢,至少要200億美元。”楊振寧說,“別的國家沒錢,大家說中國有錢。” 所以,他“我沒辦法能夠接受這個(gè)事情”。
楊振寧表示自己的反對(duì),引起了很多同行的不滿,說他的反對(duì)直接會(huì)讓這一行給關(guān)閉掉。“可是這個(gè)對(duì)撞機(jī)要花中國200億美元,我沒辦法能夠接受這個(gè)事情。”楊振寧說。
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提問的研究生不服氣,并表示:“200億美元的經(jīng)費(fèi)也是一個(gè)長期的投入,我們并不是一年就把它花完,與其分散做很多小項(xiàng)目,我們想的是做一個(gè)大項(xiàng)目。而且高能物理到底有沒有前途,不是還得靠我們的努力嗎?”
楊振寧直接表示,時(shí)代不同了,在他看來高能物理研究已經(jīng)不是世界科技發(fā)展的總趨勢。他認(rèn)為21世紀(jì)的物理學(xué)研究應(yīng)該與20世紀(jì)完全不一樣。他還直截了當(dāng)?shù)卣f“我懂高能物理,我認(rèn)為你不要走這個(gè)方向。”
這段演講,也被媒體評(píng)論為“楊振寧的最后一戰(zhàn)”,其實(shí)說白了,在楊振寧看來,21世紀(jì)高能物理的發(fā)展不能沿用20世紀(jì)的思路,而是要采用更好的辦法。大型粒子對(duì)撞機(jī)并不是最好的辦法,花錢多不說,結(jié)果還未知。并且還容易被海外科學(xué)家主導(dǎo),我們當(dāng)下反而要做一些燃眉的領(lǐng)域的研究。
在楊振寧看來,外國人的項(xiàng)目沒錢了,想起來讓我們出錢了。但是我們自己要是準(zhǔn)備好了,中國人自己主導(dǎo)其實(shí)也是好事。面對(duì)這個(gè)“無底洞”,必須有深入的思考,不能只說好的,不說壞的。
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當(dāng)然,楊振寧的反對(duì)也招來了很多批評(píng)。一方面說楊先生說發(fā)現(xiàn)新粒子也無法改善人類面臨的問題,另一方面說花錢太多沒有過多的依據(jù),并且中國人已經(jīng)可以主導(dǎo),可以在該領(lǐng)域起到主導(dǎo)作用。
學(xué)術(shù)的爭論其實(shí)很正常,以前行業(yè)內(nèi)有很多,只不過泰斗級(jí)人物的爭論在坊間傳播,引起的關(guān)注就更大。以前這樣的爭論不是太多了,而是太少了。后來事實(shí)也證明,站在世界物理的高峰,楊振寧可能更關(guān)注的還是科技前沿有助于解決應(yīng)用問題的實(shí)際。他在反駁國科大禮堂臺(tái)下的研究生的時(shí)候,舉例都是說的助聽器的發(fā)展。
楊振寧本就以率直在業(yè)內(nèi)著稱,他反對(duì)當(dāng)下修建大型粒子對(duì)撞機(jī),但是并不意味著他反對(duì)修建任何大型科學(xué)裝置。他在美國時(shí),就經(jīng)常與丁肇中的博士生,后來主導(dǎo)修建北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、中國散裂中子源,擔(dān)任“高能所”所長的陳和生交流密切。不僅多次參觀上述大科學(xué)裝置項(xiàng)目,甚至還為引進(jìn)人才提供資金支持。
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即便到了2019年,行動(dòng)不太方便的楊振寧,還是在陳和生院士的陪同下參觀了中國散裂中子源直線隧道。說到底,他還是擔(dān)心我們花了大價(jià)錢,沒搞出來多少東西,還讓為外國人做了嫁衣。
學(xué)術(shù)的爭論其實(shí)一直沒有停止,但是CEPC團(tuán)隊(duì)的預(yù)備工作也在進(jìn)行。2012年被譽(yù)為“上帝粒子”希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn),還是讓中國高能物理學(xué)界對(duì)建設(shè)CEPC的夢想不斷提升。他們明白楊振寧先生的擔(dān)心,也更加深入地做起了設(shè)計(jì)和前期工作。
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CEPC團(tuán)隊(duì)于2018年完成了《概念設(shè)計(jì)報(bào)告》,明確了科學(xué)目標(biāo)和裝置的基本框架。2023年發(fā)布的《加速器技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》。2025年發(fā)布了《基準(zhǔn)探測器技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》。
這期間,完成了核心部件和各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證。并且科學(xué)目標(biāo)方面,也不僅僅局限于發(fā)現(xiàn)新的粒子,而是兼容了更多目標(biāo)。CEPC團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近10年的努力,在加速器和探測器的關(guān)鍵技術(shù)取得了多項(xiàng)重要突破,達(dá)到國際先進(jìn)水平。
為了確保嚴(yán)謹(jǐn)性,還邀請(qǐng)了瑞士、意大利、英國、日本、俄羅斯、瑞典等國外專家進(jìn)行評(píng)議,發(fā)布的《基準(zhǔn)探測器技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》其實(shí)已經(jīng)意味著被譽(yù)為“希格斯粒子工廠”的重大科學(xué)裝置從藍(lán)圖走向現(xiàn)實(shí)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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對(duì)于楊振寧的擔(dān)心,其實(shí)CEPC團(tuán)隊(duì)也做出了回應(yīng)性的改進(jìn),算是將可研、關(guān)鍵技術(shù)突破、核心部件研制等方面都做完了,接下來就是加速項(xiàng)目建設(shè)方面的事情了。
1983年W和Z玻色子、90年代頂夸克、2012年希格斯玻色子等關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)均依托對(duì)撞機(jī)完成,現(xiàn)有研究僅解釋了宇宙5%的可見物質(zhì),暗物質(zhì)、暗能量等謎題需更高能標(biāo)對(duì)撞機(jī)探索,且能驗(yàn)證超對(duì)稱粒子、弦理論等理論。
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當(dāng)年楊振寧擔(dān)心的“擠占其他科研項(xiàng)目資金”,以及中國缺乏對(duì)應(yīng)人才的問題其實(shí)也已經(jīng)解決,能確保中國人主導(dǎo)和引領(lǐng)。其實(shí)真的要建,也是可以的。畢竟我們已經(jīng)成功運(yùn)行了這么多的大型科學(xué)裝置,與國際上展開了廣泛的合作。
但是也要避免類似美國超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)(SSC)項(xiàng)目、歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)出現(xiàn)的問題。但是能否在“十五五期間”開建,還有待進(jìn)一步討論。
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