中国是否该建大型对撞机引争议 科学界欢迎公开讨论促决策
国际在线报道(记者 柳青):近日,诺贝尔奖获得者、物理学家杨振宁在微信公众号上发表文章,从预算太高、七十年来高能物理的大成就对人类生活没有实在好处等七方面,表示《中国今天不宜建造超大对撞机》。对此,提议在中国建设超大对撞机的中科院高能物理研究所所长、中科院院士王贻芳,发表反驳文章《中国今天应该建造大型对撞机》,称中国在下一个五年计划开建大型对撞机,是高能物理领域领先国际的一个难得机遇。支持中国建造大型对撞机的还包括著名数学家、菲尔茨奖获得者、哈佛大学教授丘成桐教授,以及超弦理论权威、菲尔茨奖得主威滕等。
从科学家到普通公众,人们开始热烈讨论中国是否应该建设大型对撞机这个话题。高昂的造价是此次争论的焦点之一。反对这一计划的著名物理学家杨振宁认为,根据以往各国建造对撞机的经验,美国中止了项目,浪费了30亿美元;欧洲核子研究组织(CERN)现运行的大型强子对撞机(LHC)耗资100亿美元。建造超大对撞机费用奇大,中国属于发展中国家,人均GDP还少于巴西、墨西哥或马来西亚,还有急待解决的环保问题、教育问题、医药健康问题等,目前不宜考虑建大型对撞机。
王贻芳发表文章指出,中科院高能所正筹备先后建设正负电子对撞机和质子对撞机,其中预计在2022至2030年竣工的正负电子对撞机工程造价约400亿人民币。在接受记者专访时,王贻芳表示,相对于大型对撞机的科学意义,这个成本不能算高:“我们提出的环形正负电子对撞机的项目总的造价大约是400亿人民币的,说多也不多,说少也不少。如果你考虑这是一个十年的项目,几千人奋斗的一个重大科学内容和成果的,它会带来我们在一个重大科学研究领域当中的一个国际领先地位的,带动相关产业的发展,使得我们的科学研究和技术能够走到国际领先的地位,这也不算多的。”
上世纪90年代,中国第一台高能加速器——北京正负电子对撞机建成运行,取得了一批在国际高能物理界有影响的重要研究成果。2012年,欧洲核子研究中心的大型强子对撞机,发现了被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子,完成了粒子物理所谓的“标准模型”。在希格斯玻色子被发现的几个月后,王贻芳带领的团队就提出了在本世纪30时代建成下一代对撞机的计划。根据规划,中国为主的研究团队将在50至100公里长的地下环形通道内,利用相同的隧道,建造两座超级对撞机:正负电子对撞机和质子对撞机。
去年12月,LHC疑似发现比希格斯玻色子更重的粒子的迹象,但今年8月5日,科学家宣布该迹象只是统计涨落,并不能指向新的发现。LHC近期的平淡表现,也让包括杨振宁在内的一些科学家对通过大型对撞机来解决科学难题心存疑虑。王贻芳表示,正负电子对撞机可以将希格斯粒子的测量精度提高至1%左右,比LHC好10倍。无论LHC是否发现新物理,正负电子对撞机都是需要的。
中国科学院国家天文台宇宙暗物质暗能量组首席研究员陈学雷认为,就推动科学发现本身意义而言,有必要建造下一代的大型对撞机:“我觉得并不能说,造大对撞机就非得是验证了超对称或者是超弦理论的一些东西,因为目前的对撞机在探索了一个能区以后,比它这个能量更大的能区还是需要进一步的探索,尤其是我们可以看到,在这个现有的能区里,标准模型是成立的,但是从理论物理的角度来看,标准模型有一些很奇怪的地方,我们希望能够找到更深一步的解答,从很多迹象上来说,应该在这样的能区还是有很大发现新物理的可能性。”
根据国家自然科学基金委员会主任杨卫今年6月在《自然》上发表的文章,中国对基础研究的投入在其全部研发投入中占比只有4.7%,而与之相比法国是24.1%,美国是17.6%,日本是12.6%。王贻芳认为,这意味着基础研究经费仍有大约每年1000亿人民币以上的增长空间,而且对撞机的项目会拉动国内科学仪器的发展,且和其他基础科学并不矛盾。
支持在中国建成大型对撞机的科学家坚信,这个项目能够推动基础科学的发展。菲尔兹奖获得者、著名华裔数学家丘成桐此前曾表示,如果能量更大的巨型对撞机能够在中国落成,寻找超对称粒子,将是科学家们下一个目标。一旦超对称粒子被发现,整个物理学前沿与数学前沿都会改变。王贻芳也强调,建设下一代大型对撞机不论是对于中国还是对于科学发展,都具有深远的意义:“基础科学研究的作用和影响是多方面的,过去几百年来应该说对物质深层次的研究实际上引领了整个科学领域的研究和发展的,所以对物质最深层次的研究,实际上是整个科学研究的重大代表和引领,建造这个对撞机使我们在物质最深层次结构的研究当中能够得到国际领先的地位、能够取得重大的科学成果,这就是它的意义。”
这个原本在科学界讨论的问题,连日来也引起普通公众的热情关注和讨论。无论是支持的一方还是反对方,都能在网络尤其是是社交媒体上找到普通民众的回应。在一向高深的基础研究领域,这种学界、舆论与大众的频繁互动在中国并不常见。中国科学院国家天文台宇宙暗物质暗能量组首席研究员陈学雷认为,随着中国对于科研投入的不断加大,重大项目的决策也需要更加理性,而公开的讨论无疑将有助于相关决策过程的透明化。