如何看待環形正負電子對撞機 CEPC 項目？

樓上大部分回答都是從理論物理或者粒子物理的角度回答項目意義，我就先拋磚引玉講一下我所了解到的關於項目進展和工程建設可行性這兩個更實際一點的問題。如果有哪位同行發現了我所言的不盡之處，或與現實狀況有所齟齬，望勿見怪。

一、項目進展

首先說項目進展，海伯利安的回答非常鼓舞人心，不過，真實情況可能並沒有樂觀到「馬上就要立項、已經準備動工」的程度。猜測可能是科技部重點研發專項「CEPC預研」項目的3600萬經費的立項誤傳成了整個項目的立項吧。

立項方面的進展，今年6月在發改委申請未來十三五大科學工程的立項，高能物理學界是以CEPC為主，結合了Z工廠、τ-Charm工廠一道，推了一個10億的驗證裝置建設項目，非常可惜，這個項目最終沒有通過。

除了儘可能推動立項工作，怎麼做這個工程當然也十分重要，畢竟是在整個地球上都舉足輕重的大項目。目前來說主要是兩方面，探測器工程和加速器工程。單說加速器，加速器是一個綜合性的學科，包括高頻、磁鐵、自動控制、真空等等多項技術，現有的技術水平相對這一個大工程來說還比較低，成本也相對較高。不過，如果未來十四五計劃中能夠順利立項的話，我們有差不多10年或者更久的技術研發與儲備階段，相關聯的各專業也有可能取得新的突破，得到一個比較優化的解決方案是有希望的。

去年高能所和CEPC的委員會發布了一套preliminary的conceptual design report，全世界可能有幾千名專家署名，16開本四本，每本幾百頁。今年的國際粒子加速器會議上，高能所的專家組做了若干個報告和海報，在各技術領域都彙報了進展。前幾天得到的消息，剛結束的中國高能物理戰略研討會上，大家也都認同應該達成一個明確的聲音去集中推動重要工程的實施。

總的來說，應該說高能物理和加速器界基本達成了「我們希望去做這件事」的共識。

二、可行性

然後說可行性。其實任何一個項目，起決定作用的無非三條，第一，人才，第二，環境，或者說是資金使用，第三，idea本身。個人目前的看法是，條件尚不成熟，但未來有希望通過努力來使其成熟。

1 關於人

實驗物理學家，不僅中國自己可以培養，而且一旦建成，全世界的實驗物理學家都會把目光移向中國。那麼是不是說人才就不缺了呢？實際情況卻恰恰相反。蓋因工程建成後，能使用它的實驗專家隊伍是相對能夠保證的，而其前提條件，即能夠保障工程建成、能夠不斷改進提升其性能的工程專家卻極大不足。

為何這麼說呢？因為中國科學界在追趕世界先進水平過程中出現的不均衡現象。固然優秀的論文越來越多、很多領域都實現了對世界前沿的追趕甚至引領，優秀乃至傑出的俊才層出不窮，但對大科學裝置工程科學與技術的人才培養，其實是相對滯後的。

舉例說明，據我所了解，在我國現有的四個大型加速器裝置上工作的加速器專家中，沒有一個中組部千人計劃，沒有一個教育部人才計劃（包括長江、青年長江、新世紀優秀人才），傑青似乎只有一位，優青可能有二至三位。範圍擴大到整個加速器科學界而不僅僅是大裝置的話，千人計劃、青年千人、傑青、優青的合計數量，仍可能用兩隻手就能數全。

這一現狀的原因，在這裡沒有追溯的必要，是否必然出現，也不必深究，而其後果卻是顯而易見的：如果說科學院各所中，由於完成戰略任務的考量，大家尚能夠對加速器科學技術的專家基本同等看待的話，在各大高校中，有沒有title，其話語權、聲望與待遇則絕對是天差地別的。這意味著什麼呢？現實性的問題，第一，在一線高校職稱競爭日益激烈化和殘酷化的今天，高校中培養大裝置青年專家越來越困難；第二，在吸引和培養本科生、研究生的競爭中，加速器工程技術專業的吸引力越來越低。

2 關於經費

關於整個項目需要多少經費，從經費而言，3600萬大概可以做一些理論工作和關鍵技術研究，地方政府也許能提供數以億計的經費和若干土地，總的來說離建設還差得很遠，甚至可能是1000倍以上的差距。目前我聽到的消息，1000億、500億、300億都有，300億傳得比較多一點，樓上幾位說的200億算相對非常節省的了。

「把錢撒胡椒面不如集中突破」的說法在真正推動立項的過程中恐怕只能起負面作用。例如「美國不缺生物的錢所以我們不在那上面競爭了」的說法看似有道理，卻忽略了兩個問題：第一，我們憑什麼替美國、日本，以及其他主要國家決定他們怎麼花錢？第二，就算「大科學」MegaScience比「小科學」重要，你可以說你比化學重要，可以說你比高鐵重要，憑什麼你高能物理理論物理的需求就一定要說比研究人類基因組、研究航天的重要？人家也一樣是人類文明相關的「大科學」。大科學工程是百年之計，做這個的人們必須要有容忍不同觀點、通過反覆磋商形成共識、甚至主動退讓一步以求長遠發展的心胸。如果出發點狹隘，是推動不了這樣大的工程的。要論證這個項目的重要性，一定要強調積極意義，而不是貶低別人的工作。

300億的投入，如果國家對大科學工程、大科學計劃的投入總量不變，意味著什麼？意味著從衛星到望遠鏡，從考察船到飛行器，所有的投資都要為CEPC讓路。如何在這期間保證其他專業隊伍的生存，這是一個現實性的問題。或者額外印錢，這個比4萬億可能容易，但一樣要觸動國策。在解決這個問題之前，CEPC還不能算是「已經看得見桅杆尖頭了的一隻航船」。

3 工程上的可行性

這一條是純科學。大家都知道，純科學的事情在科研工作中反而是最簡單的。

只說加速器領域的內容。50多公里長的加速器，如何設計粒子在其中的穩定運行軌道是第一個問題；如何使正負電子束對撞，並且其對撞發生幾率（術語是對撞亮度）高到探測器足以觀測、積累數據有足夠的意義，是第二個問題；在粒子束運行中，整個加速器產生的輻射、粒子束與粒子束之間的相互作用等等影響系統性能、運行效率等的因素的研究，是第三個問題。一個典型的指標是「動力學孔徑」，通俗來說，「孔徑」可以理解為裝置對粒子束的一個容忍程度，孔徑越大，束流越容易注入和保存，「孔徑」越小，越容易丟失。

目前來說，大部分的加速器科學家第一直覺是「這個加速器的確有可能做得出來」，換句話說，如「孔徑」等一系列的參數，應該是有解的；同時大家也一致同意，這個解將會比較苛刻，工程上實現的難度即使在10年後恐怕也相當高。也有少數加速器科學家明確認為這個解恐怕不可能存在，或者即使存在，也沒有工程實現的意義。我個人目前比較贊同前一派的觀點。

三、小結。

CEPC是中國科學界第一次明確提出要主導未來國際科學前沿的發展方向，它有可能預示著21世紀科學文明重心的轉移，也潛藏著不可預見的風險與機遇。在這樣一個大背景下，中國的實驗物理與工程領域的科技工作者們的心情，就好像第一次相親，對前景充滿激動和憧憬，而又不可避免地滿懷疑慮。

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