中國到底該不該建最強粒子對撞機?看看歐美相關官員怎麼說
前些日子,中國擬斥資數百億元建造史上能量最高的大型對撞機,著在當時引發了激烈的辯論,楊振寧更是公開表示過反對。澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者在近日舉行的歐洲科學開放論壇上就此向相關高級官員提問。
對撞機:美國的傷疤
大型對撞機可謂是NSF的一個傷疤,這也是楊振寧曾列出的第一條反對理由:1989年美國開始建造當時世界最大的超導超級對撞機(SSC),預算開始預估為30億美元,後來數次增加,達到80億美元,引起眾多反對聲音。再加上1992年政府換屆,柯林頓大刀闊斧地削減財政開支,國會最終痛苦地終止了此計劃。
坊間對此有一些廣為流傳的笑話,「美國政府花了幾個億挖了個坑,又花了幾個坑把坑填平。」項目的實際損失接近30億美元。
2016年,楊振寧在公開信中列出了反對中國上馬大型對撞機的七條理由
克拉克·庫珀(Clark Cooper)是NSF數學和物理科學委員會的官員,他認為,SSC這個例子最不幸之處就是前期投入了太多:「我覺得很重要的一點是,這種規模的項目在開始前就要先考慮整個生命周期。」
具體到中國這個例子,庫珀給出了兩點建議。第一,這個對撞機必須在科學上有所增益,而非僅僅是重複現有的。因此,決策者要被充分告知現有的科學情況。
第二,這個對撞機必須充分國際化,像現有的國際大型聯合裝置一樣開放給外國科學家。
庫珀觀察到了近幾年中國在科研投入上的強勢,論文數量和質量都在提高。他相信:「中國的科研發展態勢是積極的,如果保持下去,國際參與度一定會提高。但知識產權方面還有一些顧慮,可能對中美科研合作產生阻力。」
針對一些民眾排斥在理論研究上的大量投入,呼籲把建設大型對撞機的經費應用於教育、醫療和改善生態環境,庫珀介紹道,NSF也經常需要艱難地取得平衡。清潔產業、醫療、科技,都是有競爭力的國家需求。為了做出最科學的決定,NSF在決策過程中會安排社會中盡量多領域的人都參與討論,幫助分配資源。
美國放棄超級超導對撞機的決定最終改變了粒子物理的世界版圖。隨著著名的大型強子對撞機(LHC)2008年在瑞士竣工,歐洲核子中心(CERN)成了當之無愧的全球高能物理中心。該對撞機在2012年找到了「上帝粒子」希格斯玻色子,完成標準模型的最後一塊拼圖。
對此,有些美國物理學家表示遺憾,庫珀卻堅持:「我們需要少點民族主義,多點國際主義。」
「歐洲核子中心可以滿足科學需求的話,裝置不一定非要在美國。我覺得當時放棄是正確的決定,要是能在投錢之前明白這一點,就更好了。」他說道。
對撞機:歐洲的驕傲
「你去歐洲核子中心看過了嗎?超級棒,你該去看看的,高科技和組織管理的結晶。」 ERC主席讓-皮埃爾·布吉尼翁(Jean-Pierre Bourguignon)洋溢著自豪之情。
布吉尼翁是微分幾何領域的著名法國數學家。物理雖然不是他的專業,但執掌ERC四年來,他自稱對歐洲核子中心已經足夠了解。
在他看來,這已經不僅僅是個科學裝置,而是一個成熟的生態系統,帶來了許多高層次的人才和企業。這是因為,「建造這樣一個瘋狂而非同凡響的科學項目,需要把每項技術都發展到現在能取得的絕對極致。」
在歐洲核子中心的案例中,真空、探測器、電子學、計算和儲存等技術都被推到了當時人類的極限水平。因此,純科學的項目往往都是能改變其他領域的。
大型強子對撞機(LHC)令歐洲核子中心成了世界高能物理中心。
「這樣的例子我能舉幾百個,我先跟你說一個最近遇到的吧。」 布吉尼翁說。
他曾接觸過一個倫敦的國際團隊,他們試圖了解新生兒出生後兩年內,大腦中的神經元是怎麼逐漸建立起連接的。「這是個純研究的項目,不是說要治療什麼疾病。」
為了實現這個目標,科學家們對1500個嬰兒的大腦進行跟蹤掃描。但他們遇到了一個挑戰:嬰兒老是在動,掃描出來的圖像就模糊了。
最終,研究人員通過監控得到嬰兒的運動規律,再用數學和物理學方法修復圖像。
「幾個月前我遇到了一個心血管醫生,他說他現在做手術就要用到這個技術,因為心臟一直在跳動,也會使圖像模糊。」 布吉尼翁覺得這真是妙不可言。
他希望人們能意識到「結局開放式」研究的重要意義。「在做科研決策的時候,要牢牢記住這點:有時候你以為正確的道路並不能達到你想要的目標;有時候你以為自己走在別的方向上,結果走著走著就達到了一開始的目標。」
布吉尼翁和中國的交流接觸很頻繁,經常聽中國人說要有長遠的眼光。因此,他相信中國做出的政策通常會是目光長遠的。「我不會說中國是個很富有的國家,但它不再貧窮了,需要做出一些重要的選擇。」他說道。
法國數學家、歐洲研究委員會主席讓-皮埃爾·布吉尼翁(Jean-Pierre Bourguignon)
布吉尼翁也認識一些參與美國對撞機決策的人,了解項目流產的始末。他覺得這不是個明智的決定:「這是一個典型的『美國突然慫了』的時刻。但碰上這種事是不能慫的。中國不是這樣的,中國雄心勃勃。」
他最後再次勾勒了一番感性而真誠的願景:「建設大型科學裝置會帶來很多其他東西,在真正看見之前你都根本想像不到。到那時,你終於明白,人類需要做一些瘋狂的事情。」
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