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楊振寧反對建造巨型對撞機的看法難能可貴

第3639期


導語


近日,科學界熱議在中國建造巨型對撞機一事,著名數學家丘成桐(同時也是哈佛物理學教授)幾次表示支持這一做法。然而昨天,諾貝爾獎得主、物理學大師楊振寧卻出人意料地專門寫了篇文章表示反對。如何看待楊振寧的看法?中國到底又該不該花費數百億美元建造一個新的巨型對撞機呢?

楊振寧反對建造巨型對撞機的看法難能可貴



楊振寧反對現在建造超大對撞機,主要原因是缺乏性價比


看過科幻小說《三體》的讀者,可能了解巨型對撞機是怎麼一回事。三體人正是通過智子干擾大型對撞機的運作結果,使人類物理學的基礎研究無法更進一步,從而導致科技「停滯」。目前,已運作近三十年的北京正負電子對撞機(BEPC)面臨退役,中國高能物理的前進被認為需要一個新的、更大的、能量更高的對撞機。而從國際角度來看,美國當年的大型對撞機SSC計劃擱淺多年未有重啟的跡象;歐洲的大型強子對撞機LCH已經完成了基本任務——發現了「上帝粒子」希格斯玻色子,但取得更多發現似乎力有未逮;在此情形下,中國醞釀中的超大型環形正負電子對撞機(CEPC)被國際高能物理學界寄予厚望。這也是丘成桐和威滕等著名學者表態支持這一計劃的背景。

楊振寧反對建造巨型對撞機的看法難能可貴



著名數學家丘成桐多次表態支持中國建造超大型對撞機


那作為理論物理大家的楊振寧,為何卻出來表態反對現在建造超大對撞機呢?在「知識分子」公號的文章中,楊振寧列舉了七條理由,此處不煩引。大概的意思就是兩點,一是費用太貴,中國還有更燃眉之急的地方需要錢,項目會擠壓其他基礎科學的經費;二是對新對撞機的成果不看好,並認為高能物理即使取得成就對人類也沒有實在好處,意指高能物理並沒有取得重要進展的迫切需求,而且中國高能物理也不會因為這個對撞機得到多少收穫,要是取得諾獎成果功勞還得歸外國人。楊振寧認為,高能物理要發展,需要另覓方向,不應在對撞機一棵樹上弔死。


很多人認為中國「不差錢」,應利用國家體制優勢堅持長期戰略,佔領科學制高點;一些人甚至懷疑楊振寧動機

楊振寧列舉的反對理由之二,提到了「今天全世界都驚嘆中國GDP已躍居世界第二。可是中國仍然只是一個發展中國家,人均GDP還少於巴西,墨西哥或馬來西亞,還有數億農民與農民工,還有急待解決的環保問題,教育問題,醫藥健康問題,等等。」


這是一個網路討論中常常遇見的說法,但這個論調近年來似乎越來越不受到歡迎——不少人認為,這種類似於「高鐵請等一等你的人民」、「西部人民還在吃草,不應搞那麼多勞民傷財的項目」的論調,只會是中國發展進步的阻礙。楊振寧這次的說法,同樣也受到很多反對:一些人認為不應該這麼短視,只考慮短期划算不划算,而是應該面向未來,堅持長期戰略,「等到我們在太空中談笑風聲的時候,我們才會知道,今天的選擇是多麼的重要。」;一些人則認為楊振寧的看法缺乏格局,目光著眼點太小,只會浪費中國在大型工程、大型項目方面的體制優勢,「中國現在不差錢,無論奧運會,G20,世博會,都是世界最高規格,可以看出在搞大型工程上歐美已經完全被我們甩在身後。如果中國不搞,別的國家也搞不了。」

楊振寧反對建造巨型對撞機的看法難能可貴



幾個大型的對撞機項目。左下為醞釀中的中國CEPC,預定位置在秦皇島

在不少人看來,楊振寧反對建造巨型對撞機是不可理解的,像丘成桐就表示「這些實驗背後的基礎理論都用到楊先生的學說,因此每一次突破後,我們對楊先生的學問有更進一步的景仰」,想不通為何楊振寧反對。一些人則翻舊賬,認為當年李政道支持北京正負電子對撞機,而楊振寧因為與李政道鬧翻,所以表示反對,如今再次表示反對,同樣是這個原因;還有人拿出楊振寧當年不回國來說事,認為楊不支持對撞機是因為不愛國,怕中國人取得成就;甚至還有人懷疑楊振寧是不希望後輩超過他。


這些對楊振寧動機的質疑,恐怕是站不住腳的。幾十年來,楊振寧在這個問題上的態度是一以貫之的。在此前接受楊瀾訪談時,楊振寧就提到,自己當年反對北京正負電子對撞機項目,是對中國最大的貢獻。原因也是這個項目性價比不划算,應該把資金投入到別的項目,而在他的反對下,項目規模縮到了當初的三分之一。楊振寧自己是搞理論物理的,但這幾十年來一直鼓吹把資金投入基礎研究時要慎重,更主張搞應用科學。而說楊振寧就是不支持中國科學發展、害怕後來者超過他,更不是事實。自歸國以後,楊振寧以90高齡還一直站在科研一線,帶學生。該上馬的東西他也主張上馬,比如中國的第四代光源(X射線自由電子激光)項目就是楊振寧一手促成的。


既然動機方面沒有理由懷疑,那麼楊振寧的反對,到底該怎麼看呢?是不是短視?是不是沒有看到中國的「體制優勢」?


正是因為中國存在集中力量辦大事的「體制優勢」,所以「不上馬」也許更加難能可貴

可以與討論中的中國巨型對撞機作對比的,正是多年前美國擱淺的項目「超導超大型加速器」(SSC)。這個工程要是按計劃建造起來,其加速產生的能量要遠超過歐洲後起的LCH。然而這個項目最終還是沒有建立起來,原因非常複雜。值得中國參考的理由包括預算太貴、超支、以及缺乏國際經費資助等等——而也許更值得中國人參考的,是這次擱淺所反映出的美國人的心態:美國再也不在每個領域都強行要爭奪世界第一,美國人不羞於當世界第二,不那麼看重「面子」而是要「里子」。要知道,在美蘇爭霸時期,美國人可是什麼都要爭取超過蘇聯一頭的,不管工程規模有多大,項目開支有多巨大。但從這個項目開始,美國人開始有取捨了,這才是「大型工程上歐美已經完全被我們甩在身後」的真相。

楊振寧反對建造巨型對撞機的看法難能可貴



已廢棄的美國SSC項目挖的隧道。這個項目美國人沒有「強行上馬」


並且,從後來的結果來看,SSC項目的擱淺也並沒有導致預想的可怕結局——美國人並沒有在高能物理界失去主導地位,在歐洲的LCH建造起來後也是如此。離開了超大型對撞機,美國高能物理界也做出了很多新的發現,找到了一些新的方向。一些物理學家開始認為當初放棄項目沒有什麼不好,要怪就怪當年的設想太過龐大,要是邁個較小的步伐,做出一個足夠發現「上帝粒子」的加速器,就很好了。一些人認為,部分學者重啟大型加速器超過LCH的想法,缺乏物理學上的理由,只有政治上的理由。


對於中國來說,SSC項目的擱淺有啟發意義。中國的確可以說是「不差錢」,有能力上馬這項大工程,但如果經過權衡可以存在「放棄」的選項,也是非常難能可貴的。


大型科研項目,該做加法做加法,該做減法就做減法


在今年年初與引力波有關的專題中,《今日話題》曾提到,「中國科研投入雖然體量很大,但卻存在基礎研究投入相對不足的問題。以太空方面的投入為例,像神舟、天宮、嫦娥等項目,整體上還是偏應用的,像美歐那種動輒投入幾億、十幾億美元、歐元就上馬一個探測引力波項目(LIGO計劃、LISA計劃)、探測彗星認識太陽系起源(「羅塞塔」計劃),中國還很少見。」認為應加大基礎研究投入。


而現在這篇文章卻認為楊振寧反對加速器的想法「難能可貴」,豈非自相矛盾?並非如此。關鍵就在於大型科研項目要講究「有所為,有所不為」,該上馬的自然需要上馬,不該上的也要學會放棄。超大型對撞機到底該不該上,需要科學家們更多的論證,並不是楊振寧說反對就一定不去造,但國人一定要學會「克制衝動」,不要為了某個所謂的「世界第一」虛名以及「家國情懷」或者「國家有能力」就去做一些很可能不划算的項目。

楊振寧反對建造巨型對撞機的看法難能可貴



結語


楊振寧反對建造大型對撞機到底對不對,也許有必要讓學界進一步討論,但不管怎樣,這種「反對」表現出來的一些東西,已經彌足珍貴。


本期責編


丁陽洋洋得義


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