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為什麼楊振寧反對中國現在建對撞機?

4月底,在中科院大學的講堂里,一位高能物理研究所的研究員,再次向楊振寧請教關於,中國現階段建造大型粒子對撞機這件事的看法,楊振寧的態度依然是旗幟鮮明地反對。

有關注過這件事的讀者應該了解,早在2016年楊振寧就已經發表文章闡述了七大反對理由,其核心觀點是反對現階段建造,因為建造大型對撞機成本高昂,超過200億美元,應該把這筆錢用到科研回報率更高的科學領域;而以王貽芳院士為代表的中科院的科學家則認為中國現階段應該建造,這可以為中國吸引更多國外的優秀人才,也有利於提高中國基礎科學的地位。

關於是否建造對撞機這件事,當時在社會上引起了熱議,許多人認為中國不差錢,幾百萬美元對於中國來說只是個小數目,甚至有陰謀論者認為楊振寧在阻礙中國科學發展。

大多數讀者其實並不完全了解這件事,這裡就為大家細緻地分析一下。

首先,什麼是大型粒子對撞機?它有什麼用?

簡單來說,大型粒子對撞機就是將微觀粒子例如質子,在巨大的環形管道內通過電磁場加速到接近光速,讓微觀粒子之間相互碰撞,使原本難以分割的粒子發生結構上的改變。例如用氦的原子核去撞擊83號鉍原子,有極小的幾率使鉍原子丟失4個質子,83號鉍原子就變成了79號金原子,也就是黃金。

目前,世界上最大的粒子對撞機是位於瑞士的大型強子對撞機(LHC),它深藏於地底100米左右的深度,環形總長度接近27公里,由30多個國家的2000多名物理學家共同參與實驗。它的成名作是發現了上帝粒子(希格斯玻色子),它是使基本粒子獲得質量的關鍵,2013年的諾貝爾物理學獎,就頒給了成功預測上帝粒子存在的科學家。

功率越大的大型對撞機能夠將粒子加速到非常接近光速,這意味著粒子之間碰撞會被轟擊得越碎,能觀察到更多神奇的物理現象,深度探尋物質的本質。

為什麼楊振寧要反對建造呢?

楊振寧認為費用過高,歐洲的大型對撞機花費了100億美元,美國也曾建造超導超級對撞機,但因實際建造成本遠超預算,最終項目停止還浪費了30億美元,而中國準備建造的是環形周長100公里的對撞機,成本將超過200億美元,並且很難估量。而王貽芳認為應該建造,目前已有成熟的預算體系和建造經驗,已經建造的正負電子對撞機實際成本只比預算高了不到5%。

有句話說得好,沒有貴不貴,只有值不值,如果花200億美元真的能給中國科學帶來重大變革,那絕對是超值的。但對撞機項目屬於高能物理領域,這個領域是基礎科學,它探索的是自然界的發展規律,揭示本質的一門學科,與人類生活沒有明顯關係,即便有重大成就也無法很快應用,只是為了理論的邏輯自洽和完整性做的研究。楊振寧也曾提到,過去70年來高能物理上的重大成就,並沒有給人類生活帶來便捷,並且未來30到50年也不會有。像航天工程和量子通信都屬於很快能對人類生活產生影響的應用科學,它們就不屬於基礎科學。

中國建造對撞機也會壓縮其它科學領域的經費,不著急研究的項目投大錢,著急研究的項目經費卻被壓縮,並且中國的醫療、教育和養老這些民生問題都還沒解決,錢應該更合理分配。

中國高能物理所的科學家數量在世界上的佔比不到1%,如果中國的對撞機建成,大概率只會有10%的中國科學家,其餘都是國外科學家主導,有成果也是別人的,豈不是變成了幫別人發展。要知道歐洲的大型強子對撞機可是30多個國家的科學家一起參與的,僅靠一個國家很難獨立完成。

高能物理的研究方向也應該有所轉變,30年前與對撞機相關的高能物理是熱門領域,而現在已經遇到了瓶頸,有人可能要說前幾年不是才用對撞機發現上帝粒子嗎?霍金還因此輸掉了100美元。但上帝粒子是6000多人一起努力的結果,每篇論文的署名都是幾千人,想要繼續深入研究,需要建造一個更大的對撞機,現階段完全沒有必要為了「虛無縹緲」的理論花費大價錢。

中國可以建造對撞機,但不是現階段。

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