中國是否該建超大對撞機？科學人物公開辯論 真理越辯越明

　　近日，諾貝爾獎獲得者、物理學家楊振寧在微信公眾號上發表文章，反對“中國今天建造超大對撞機”。中國現在是否該建造超大對撞機?丘成桐、楊振寧、中科院高能物理研究所所長王貽芳等大師級科學家近日相繼“發聲”論戰，成為輿論熱點。在這場論戰中，普通公眾不僅得以一窺科學前沿的最新進展，還借助網絡直接參與討論，這一現象本身就反映出科技的進步。

　　典型觀點

　　丘成桐：五十年來歐美的高能對撞機每一次得出來的重要成果，都能震撼人心。

　　楊振寧：用超大對撞機來找到超對稱粒子，只是一部分高能物理學家的一個猜想。

　　王貽芳：一個五年計劃開建大型對撞機，是高能物理領域領先國際的一個難得機遇。

　　論戰焦點集中在兩個方面

　　這場論戰可以大體歸納為兩方面。

　　交鋒1 建超大對撞機花多少錢?

　　楊振寧在文中稱，建造超大對撞機預算不可能少于200億美元，高能所倡議在中國建造超大對撞機，費用由許多國家分攤，“可是其中中國的份額必極可觀”。他還在文中回顧了美國建造大對撞機的經驗： 1989年美國開始建造當時世界最大對撞機，預算開始預估為30億美元，后來數次增加，達到80億美元，引起眾多反對聲音，以致1992年國會痛苦地終止了此計劃，白費了約30億美元。這使大家普遍認為造大對撞機是無底洞。

　　對于到底需要花多少錢，王貽芳回應稱，規劃的大型對撞機項目將分兩步走：第一步正負電子對撞機建設階段(2022-2030年)，工程造價約400億人民幣;第二步質子對撞機階段(2040年至2050年)，工程造價在1000億人民幣以內。如果減去國際貢獻約30%，中國政府兩個階段分別出資大約300億人民幣(每年30億)和700億人民幣(每年70億)。

　　楊振寧在文中稱，中國人均GDP少于巴西、墨西哥，有數億農民與農民工，還有急待解決的環保、教育、醫藥健康等問題。建造超大對撞機，費用奇大，對解決這些問題不利。

　　王貽芳說，從占GDP的比例來看，大型對撞機的造價并沒有超過上世紀80年代的北京正負電子對撞機。王貽芳認為，在下一個五年計劃開建大型對撞機，是高能物理領域領先國際的一個難得機遇。

　　交鋒2 超大對撞機科研價值如何?

　　楊振寧說，有些高能物理學家希望用超大對撞機發現“超對稱粒子”，但找超對稱粒子已有很多年了，完全落空。楊振寧說，多數物理學家，包括他自己，都認為超對稱粒子的存在只是一個猜想，沒有任何實驗根據，“希望用極大對撞機發現此猜想中的粒子更只是猜想加猜想”。

　　王貽芳認為，現在預言對撞機會發現或不會發現猜想中的粒子，過于武斷，也不是國際高能物理學界的主流意見。造大型對撞機可以使我國在相關技術領域領先國際，使一些重要產品實現國產化并走到世界最前沿，并形成一個國際科學與技術中心引進吸收國外的智力資源，可以培養幾千名物質科學及相關技術的頂尖人才。

　　對于楊振寧提出的，“超大對撞機90%的工作將由非中國人來主導，諾貝爾獎也不會是中國人”，王貽芳表示，將來超大對撞機70%的工作將由中國人來主導完成，至少會與中國的出資比例一致。

　　國際知名數學家丘成桐也表示，大對撞機的吸引力，勝過目前中國招徠海外人才的計劃。他認為，一方面中國的青少年更可能受到感召加入科學事業，一方面也會有國外科學家全職來華工作。他表示：“楊先生(楊振寧)反對高能物理須要有更進一步的發展，使人費解!這更不是華爾街一般的商人能夠理解的事情。”

　　中國對撞機是什么水平?

　　昨日，中國科學院大學物理科技學院副院長鄭陽恒解釋說，愛因斯坦曾以e=mc2的公式揭示物質質量與能量的關系，而對撞機則是將能量轉換成物質的過程，其反面則是將物質轉化成能量的過程，典型應用就是原子彈、氫彈的爆炸。

　　“用對撞機把能量加到很高，將動能轉化成物質”，他說，對撞機可以產生很高能量，將動能轉化成各種各樣新奇的粒子。

　　此前歐洲大型對撞機上發現的希格斯粒子，就因其是讓整個宇宙產生質量的原因，而被稱作“上帝粒子”，“本來宇宙空無一物，‘上帝粒子’卻讓物質產生了重量”。

　　鄭陽恒說，目前中科院高能所在北京擁有一臺正負電子對撞機，是基于電子及其反粒子，也就是正電子，在對撞機上把兩個粒子能量加得比較高，發生碰撞而進行研究。

　　“是比歐洲大型對撞機更加干凈的方式”，他說，歐洲的大型對撞機本體噪聲較大，而中國的正負電子對撞機則較為干凈，且研究成果已經得到國際認可，并經常與國際物理學家進行交流。

　　他認為，中國下一步的對撞機的發展方向，是要將能量對撞提高大約100倍，“目前還沒有，但是科技實力完全具備”，裝備大約需要耗資300億元人民幣。

　　參與爭論反映出時代進步

　　對普通公眾來說，該不該建超大對撞機這個話題似乎太過高深。但實際上，能見證這種級別的科學爭論，并在網上發言“摻和”，本身就反映時代的進步。

　　首先，科技發展讓我們有幸見證和參與科學最前沿的爭論。上世紀，愛因斯坦與玻爾關于量子力學爭論的科學意義和影響力更大，但當時的普通民眾有幾個知曉?互聯網和新媒體的發展，讓今天的普通人都能在網上直接看到大師級科學家的公開文章和觀點，甚至在一定程度上參與討論。

　　有意思的是，人們參與討論所用的萬維網系統，就是起源于負責運營“大型強子對撞機”的歐洲核子研究中心。在這里工作的蒂姆·伯納斯-李為了更好地分享資料而發明了萬維網，這也是高能物理研究開出的一枝“意外之花”。

　　其次，“該不該建”能成為問題，也反映出中國科技實力的進步。曾幾何時，空間站、大型強子對撞機之類的前沿大科學工程似乎都是發達國家的“專利”，中國只能望而興嘆。如今，中國即將建設自己的空間站，而在有關超大對撞機的爭論中已沒有人懷疑中國是否擁有建設能力和實力，雙方主要的爭議在于“是否劃算”“是否值得”的層面。

　　第三，眾多網友發言，說明中國公眾的科學素養和對科學的關注度都在提高。在多年科普教育之后，認為自己能對這些“高大上”的議題說兩句、并且也希望就此表達觀點的人更多了。根據中國科協發布的第九次中國公民科學素質調查結果，2015年中國具備科學素質的公民比例達到6.20%，高于2010年的3.27%。

　　背景

　　大型強子對撞機 LHC大型強子對撞機究竟是什么?

　　大型對撞機在現代高能物理中起到的作用確實不可小視。簡單而言，對撞機的原理是通過產生高能量的粒子，對另一個粒子進行轟擊，轟擊可能產生出新的粒子，也可能會造成兩者的相互作用，相互作用后的粒子會和探測器物質發生反應。這樣人們就可以了解作用后的粒子狀態，再將它與之前的粒子狀態進行比較，就可以倒推出新粒子的性質。

　　此外，對撞機還可以使得微觀尺度上模擬宇宙大爆炸后的宇宙初期形態，幫助科學家研究宇宙起源。它還可以幫助我們理解夸克和電子是否是宇宙的最小單元，暗物質和反物質的性質，引力的本質，宇宙的維度等重要的物理學問題。簡單地說，通過不斷的提升能量和撞擊次數，能夠發現更多的新粒子或者粒子的新性質，從而解答我們在物理學中遇到的種種困惑。

　　目前世界最大的強子對撞機

　　目前，世界最大的大型強子對撞機(lhc)位于日內瓦附近的侏羅山地下，除了“最大的粒子對撞機”外，它還有“世界上最大的機器”，“世界上最快的跑道”，“太陽系里最真空的空間”等殊榮。它最大的發現是2012年近似發現了物理學“標準模型”中預言的“希格斯玻色子”存在的跡象。這一結果將人類“標準模型”物理學大廈的屋頂上蓋上了最后一塊磚，因此被稱為是堪比人類登月的偉大成就。也讓曾經預言“無法發現希格斯玻色子”的霍金輸了100美元。