楊振寧：大型對撞機(jī)盛宴已過，從30年前開始就已走在末路上

大型對撞機(jī)盛宴已過？高能物理學(xué)者回應(yīng)楊振寧：盛宴正酣

五一節(jié)前，諾貝爾獎獲得者、中科院院士楊振寧在國科大明德講堂演講后回答研究生提問時再一次表達(dá)了反對中國建造大型環(huán)形對撞機(jī)（CEPC）的態(tài)度。5月2日晚，CEPC的主要提出者和推動者、中科院院士、中科院高能物理所所長王貽芳對科技日報記者：我主張中國應(yīng)該建造CEPC的態(tài)度沒有變。

針尖對麥芒。

左：楊振寧，右：王貽芳

楊王二院士2016年就為CEPC爭論過

CEPC計劃是中國高能物理學(xué)家于2012年提出的，旨在高能物理領(lǐng)域探索和理解希格斯粒子性質(zhì)、宇宙早期演化、反物質(zhì)丟失、尋找暗物質(zhì)、真空穩(wěn)定性等一系列未解的關(guān)鍵科學(xué)問題和尋找新的物理規(guī)律。

2016年，楊振寧通過媒體透露，他反對中國現(xiàn)在建造CEPC。他主要提出了7點(diǎn)理由。隨即，王貽芳針對楊振寧的7點(diǎn)理由，也通過媒體發(fā)表了逐條的反駁。

例如，楊振寧反對的第1條理由中提到：“建造大對撞機(jī)美國有痛苦的經(jīng)驗(yàn)。1989 年美國開始建造當(dāng)時世界最大對撞機(jī)，預(yù)算開始預(yù)估為30億美元，后來數(shù)次增加，達(dá)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(fèi)了約30億美元。這項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)使大家普遍認(rèn)為造大對撞機(jī)是進(jìn)無底洞?！?/span>

而王貽芳則認(rèn)為：美國建世界最大對撞機(jī)（SSC）失敗的原因有很多，包括當(dāng)時的政府赤字、與國際空間站爭奪經(jīng)費(fèi)、兩黨政治斗爭、德克薩斯與其它地區(qū)的區(qū)域競爭，還有管理不善、預(yù)算錯誤、造價飆升、國際合作不夠等?！邦A(yù)算超支”絕不是SSC失敗的主要原因，而是有其特殊及偶然原因，主要是政治因素。

“對美國來說，SSC中途下馬是一個極為錯誤的決定，它使美國的高能物理研究失去了發(fā)現(xiàn)希格斯粒子的機(jī)會，失去了未來發(fā)展的基礎(chǔ)和機(jī)遇，失去了國際領(lǐng)導(dǎo)地位，到現(xiàn)在還沒有翻身。這個決定對美國的大科學(xué)研究產(chǎn)生了極為負(fù)面的影響，并使一代美國人失去了夢想的勇氣。當(dāng)年美國科學(xué)界反對SSC的理由跟我們今天在中國聽到的有很多相似的地方。事實(shí)上SSC的終止并沒有讓任何科學(xué)家獲得經(jīng)費(fèi)的增加，當(dāng)然SSC的啟動也沒有減少任何人的經(jīng)費(fèi)，很多當(dāng)年反對的人后來也后悔了。”王貽芳強(qiáng)調(diào)，美國終止建造SSC之后，歐洲建造了大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC），并獲得了極大的成功。雖有超支，但并不是太多。這說明大型加速器并不一定是“無底洞”，是可以成功的。

當(dāng)然，楊振寧還提到了錢的問題，對于這項(xiàng)可能花費(fèi)幾百億上千億人民幣的大科學(xué)工程，他說：中國GDP雖然已躍居世界第二，但中國仍然只是一個發(fā)展中國家，人均GDP還少于巴西、墨西哥或馬來西亞，還有數(shù)億農(nóng)民與農(nóng)民工，還有急待解決的環(huán)保問題，教育問題，醫(yī)藥健康問題等等。

對此，王貽芳當(dāng)時也提出了自己的看法。他估算了中國的CEPC從2022年建設(shè)到2050年左右完工，大約需要1千億元左右的人民幣。

楊振寧“舌戰(zhàn)群儒”

反對中國建造高能加速器

楊振寧反對中國建造大型的高能加速器不是2016年才開始的。早在上世紀(jì)70年代，他就曾經(jīng)反對過中國建造高能加速器。

2018年3月，楊振寧出版了《晨曦集》，公開披露了1972年夏天他從美國來華期間與中國科學(xué)家的一次座談會內(nèi)容。那時，楊振寧還是一位美籍華人。有學(xué)者稱，在1972年7月4日下午的座談會上，楊振寧在與中國科學(xué)家座談時，“舌戰(zhàn)群儒”，激烈反對中國建造高能加速器。楊振寧認(rèn)為進(jìn)入上世紀(jì)70年代以后，世界高能物理的發(fā)展前景，并不在于高能加速器能量的增加，而在于物理觀念的突破。

在那次來華訪問期間，他與中國科學(xué)家多次座談，當(dāng)被問到美國高能物理發(fā)展為何取得許多成績時，楊振寧特別指出，一是經(jīng)費(fèi)充足，二是人才眾多。

而處于文革中的中國科學(xué)事業(yè)，顯然缺乏楊振寧所說的這兩個條件。

CEPC《概念設(shè)計報告》誕生

1984年10月，中國開始建造北京正負(fù)電子對撞機(jī)。開啟了中國大科學(xué)工程建設(shè)的新時代。

北京正負(fù)電子對撞機(jī)探測器分總體（圖片來源：BEPC官網(wǎng)）

2007年10月，中國科學(xué)院高能物理所開始建造大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)工程，并于2012年3月宣布：在世界上發(fā)現(xiàn)了中微了第三種振蕩模式。王貽芳等科學(xué)家還因此而獲得2015年美國基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎。

正是在這樣的背景下，中國科學(xué)家在2012年又提出了建造CEPC的建議。

2018年11月14日，兩卷本的CEPC《概念設(shè)計報告》在北京正式發(fā)布。這一報告闡述了加速器和探測器的可行性設(shè)計方案，以及該項(xiàng)目的科學(xué)意義。同時也詳細(xì)地評估了 CEPC 相對于歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)在科學(xué)上的優(yōu)勢。引人注目的是，《報告》吸納了全球高能物理學(xué)界多位科學(xué)家包括諾貝爾獎獲得者的意見，全球有上千位科學(xué)家參與了這項(xiàng)研究。國際未來加速器委員會和亞洲未來加速器委員會主席、墨爾本大學(xué) Geoffrey Taylor 教授，2017年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、領(lǐng)導(dǎo)LIGO實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)引力波的加州理工大學(xué)教授Barry Barish等都對CEPC《概念設(shè)計報告》的完成表示了祝賀和稱贊。

CEPC機(jī)構(gòu)委員會主席、北京大學(xué)教授高原寧表示: “《概念設(shè)計報告》標(biāo)志著我們完成了整個項(xiàng)目的加速器、探測器和土木工程的基本設(shè)計。下一步將重點(diǎn)關(guān)注CEPC關(guān)鍵技術(shù)和原型機(jī)的研發(fā)。希望今后能得到政府的積極回應(yīng)。”

中歐兩個方案的競爭

就在中國CEPC完成《概念設(shè)計報告》兩個多月后，歐洲核子中心也公布了“未來環(huán)形對撞機(jī)”（FCC）的概念設(shè)計報告。中國科學(xué)家要建超大對撞機(jī)，歐洲科學(xué)家也想建超大對撞機(jī)。

　　如果仔細(xì)對比中歐兩個方案，可以發(fā)現(xiàn)，歐核的FCC與中國的CEPC大同小異：都是周長100公里，技術(shù)路線都是先搞電子對撞而后升級到質(zhì)子加速。當(dāng)然，兩者的造價不一樣，中國的全部費(fèi)用約為歐核費(fèi)用的一半左右。

中歐兩個方案的建設(shè)時間表也很有意思。中國CEPC的一期工程是計劃到2030年完成，二期工程計劃2040年完成；而歐核的FCC一期工程計劃在2040年前后完成，二期計劃能在2050年代后期投入使用。前后相差大約都是10年。

技術(shù)路線大致相同，時間中國比歐核要早10年左右。正是在這個意義上，王貽芳等科學(xué)家認(rèn)為，對中國高能物理研究來說，建設(shè)超大環(huán)形對撞機(jī)是一次重大機(jī)遇?！拔覀冇?0年的窗口期，有非常大的把握取得成功，可能改變世界高能物理研究的格局。如果錯過這個機(jī)遇，我們就只能繼續(xù)做拾遺補(bǔ)缺的工作了。”

王貽芳所說的拾遺補(bǔ)缺的工作，指的就是像北京正負(fù)電子對撞機(jī)所開展的研究工作。應(yīng)該說，到目前為止，我們還沒有與其他國家和地區(qū)在最熱門和關(guān)鍵的大科學(xué)裝置上開展過直接競爭，我們更多地是在做填補(bǔ)空白和拾遺補(bǔ)缺的工作。這一次建超大對撞機(jī)可以說是中國科學(xué)家與國外科學(xué)家“迎頭競爭，正面挑戰(zhàn)”。 

 俯瞰北京正負(fù)電子對撞機(jī)（2009年攝）

當(dāng)中國科學(xué)家完成CEPC的《概念設(shè)計報告》后，歐核也馬上跟進(jìn)公布了他們的FCC《概念設(shè)計報告》。一般人可能會想：我發(fā)布報告要建世界最大的超大對撞機(jī)，你也發(fā)布要建，這于我不利。但中國科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)有了一顆強(qiáng)大的心臟：很好，歐核等于為中國的CEPC方案做了一次“免費(fèi)的第三方論證”，證明我們中國的設(shè)計方案是正確的。

楊振寧反對中國建造超大對撞機(jī)，王貽芳認(rèn)為中國應(yīng)該建設(shè)超大對撞機(jī)。雙方各持己見。在此問題上，高能物理領(lǐng)域內(nèi)的反對方人數(shù)不多，或說公開表態(tài)的人不多，但其代表人物是諾貝爾獎的獲得者；而支持者一方名氣雖不如楊振寧大，但中國高能物理領(lǐng)域許多人表示支持，國際高能物理領(lǐng)域也有不少人支持。

一場拉鋸戰(zhàn)還在進(jìn)行。

（原標(biāo)題  要不要建大型對撞機(jī)？楊振寧：盛宴已過！王貽芳：正當(dāng)其時！）