感覺(jué)最近寫的不是很好，沒(méi)啥激情，五一假期最后一天，還是休息一天吧，明天再正常更新。

    畢竟作者菌可不是張遠(yuǎn)，能夠一天到晚爆肝不知道疲憊的，需要正常休息……（我也好像變成他啊qaq）

    最后再來(lái)個(gè)科普文，一位院士寫的文章，感覺(jué)蠻好的，有興趣的可以看看。

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    對(duì)中國(guó)建大型對(duì)撞機(jī)的意見(jiàn)

    中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所研究員，中科院院士何祚庥

    撰文|何祚庥（中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院院士）

    責(zé)編|呂浩然

    1

    中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所王貽芳所長(zhǎng)等人所建議的cepc-sppc項(xiàng)目并不是什么創(chuàng)新項(xiàng)目，總體的設(shè)計(jì)思路借鑒了lhc并加以放大，項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)也非常大。美國(guó)的ssc項(xiàng)目，計(jì)劃能量為20tev；意大利，亦即歐洲曾有一個(gè)比美國(guó)的ssc更大的eliosatron項(xiàng)目，計(jì)劃能量更高?，F(xiàn)在王貽芳所建議的sppc的能量為70-100tev，其實(shí)也和eliosatron的差不多，而后者未經(jīng)多個(gè)國(guó)家討論，即遭遇歐洲的多位高能物理學(xué)者的反對(duì)而夭折。

    美國(guó)為ssc展開了一場(chǎng)激烈的辯論，最后爭(zhēng)執(zhí)到了國(guó)會(huì)，由國(guó)會(huì)投票而最后否決。有人說(shuō)，這是兩黨的政治爭(zhēng)論的犧牲品，不對(duì)！對(duì)于ssc項(xiàng)目的決策，實(shí)為國(guó)家主持財(cái)政的人員認(rèn)為這一項(xiàng)目并沒(méi)有太大的科學(xué)價(jià)值，且花費(fèi)巨大，將會(huì)影響國(guó)家的發(fā)展能力，因而最終拋棄。當(dāng)然，有不少高能物理學(xué)家表示支持，但也有不少高能物理學(xué)者表示堅(jiān)持反對(duì)，認(rèn)為是大浪費(fèi)！最后國(guó)會(huì)采納了反對(duì)一方的意見(jiàn)，投票否決。

    還應(yīng)注意到的是，美國(guó)“否決”的徹底程度令人吃驚！美國(guó)政府已經(jīng)投了20億美元，主要是挖了一個(gè)大坑道，在規(guī)劃中坑道的費(fèi)用約占總費(fèi)用的10。后來(lái)要求增撥150~200億美元，以便最終實(shí)現(xiàn)。

    但結(jié)果卻是國(guó)會(huì)寧愿犧牲掉應(yīng)投入的20億美元，也不再允許做這種無(wú)效益的投入。國(guó)會(huì)否決后，連已挖掘的坑道也被填上了，不許“死灰復(fù)燃”。

    2

    為什么美國(guó)國(guó)會(huì)質(zhì)詢了多位專家的意見(jiàn)，并在國(guó)會(huì)大辯論后最后否決了ssc項(xiàng)目？在學(xué)術(shù)上還有一個(gè)重要的理由是在粒子物理理論中有一個(gè)重要的理論，即粒子物理再向超高能物理發(fā)展，不會(huì)再有新的發(fā)現(xiàn)，這被稱為高能物理的“大沙漠”理論。

    “大沙漠”理論認(rèn)為，至少要將能量提高到普朗克尺度，亦即相當(dāng)于1016tev的能量，高能物理才有可能有新的發(fā)現(xiàn)。后來(lái)，一些高能物理學(xué)者認(rèn)為這一理論并不完正確，應(yīng)有所修正。修正的辦法就是引入“超對(duì)稱”的概念，并認(rèn)為有了這些超對(duì)稱粒子后，其能標(biāo)將降低很多量級(jí)，但仍較sppc所提出的量級(jí)高出很多很多！后來(lái)，在美國(guó)和歐洲等若干加速器均嘗試發(fā)現(xiàn)這些超對(duì)稱粒子，結(jié)果卻一無(wú)所獲。這也從側(cè)面說(shuō)明了“大沙漠”理論的合理性。所以，美國(guó)國(guó)會(huì)以壓倒性的票數(shù)，否決了繼續(xù)建造ssc項(xiàng)目。

    當(dāng)然，超對(duì)稱粒子的“失蹤”也立即導(dǎo)致一個(gè)重大的根本性看法的轉(zhuǎn)變，即不少粒子物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家精心制作的超弦理論也隨之“垮臺(tái)”！這里所謂的“垮臺(tái)”，針對(duì)的是超弦理論在物理學(xué)上是沒(méi)有意義的理論。不過(guò)，不排除它在數(shù)學(xué)上具有一定的意義。

    但仍有相當(dāng)一部分做超弦理論、超對(duì)稱粒子的理論物理學(xué)家并不認(rèn)為超對(duì)稱已死，還在堅(jiān)持。不過(guò)，已很少有人再相信在粒子物理學(xué)中這是一個(gè)具有前景的理論，紛紛宣布“改行”不做。如理論物理所的一位對(duì)超弦理論頗具貢獻(xiàn)的李淼教授現(xiàn)在已放棄不做。也就是說(shuō)，超弦理論已不是高能學(xué)界和粒子學(xué)界的主流！

    3

    將上述兩個(gè)論述結(jié)合，我只能認(rèn)為，王貽芳所長(zhǎng)提出的cepc-sppc方案，只不過(guò)是已經(jīng)被美國(guó)國(guó)會(huì)所完拋棄的“創(chuàng)新”，卻在此時(shí)又被很多科學(xué)家拿過(guò)來(lái)向中國(guó)政府推銷。

    至于中國(guó)政府愿不愿意出巨資建設(shè)，這取決于中國(guó)政府如何評(píng)估此事。

    我們還應(yīng)注意到，推銷對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目的人中不少還是美國(guó)科學(xué)院院士等美國(guó)專家，他們表示此方案有“許多的好處”。當(dāng)然，由于中國(guó)高能物理學(xué)的研究遠(yuǎn)不如美國(guó)的先進(jìn)、發(fā)達(dá)，也許是我們這些人的“鼠目寸光”，沒(méi)有科學(xué)遠(yuǎn)見(jiàn)。然而，仍有一個(gè)問(wèn)題令我無(wú)從理解為什么如此好的方案不被美國(guó)科技界所接受？為什么如此好的方案，不堅(jiān)持向美國(guó)政府繼續(xù)游說(shuō)？如果美國(guó)政府一旦宣布要上馬這一“創(chuàng)新”方案，并且希望中國(guó)也能出大批經(jīng)費(fèi)加入合作，我相信一定會(huì)得到我國(guó)高能物理學(xué)界很多科學(xué)家的鼎力支持！

    4

    對(duì)于我們的質(zhì)疑，有一種回答是這一方案對(duì)于發(fā)展中國(guó)家，如中國(guó)的高能物理的研究仍有深遠(yuǎn)意義。對(duì)此，我不能茍同。我們歷來(lái)贊成“科學(xué)無(wú)國(guó)界，科學(xué)家有祖國(guó)”這句話，不能去同意一個(gè)對(duì)世界科學(xué)沒(méi)有什么重要意義，卻會(huì)對(duì)中國(guó)科學(xué)家的祖國(guó)產(chǎn)生什么“巨大意義”的方案。當(dāng)代中國(guó)需要解決的科學(xué)問(wèn)題太多了，也需要有很多很多的年青人參加這方面工作。但不能因?yàn)橹袊?guó)或世界各國(guó)已經(jīng)有若干人進(jìn)入高能物理界，但卻缺少工作崗位，因而就構(gòu)思出一個(gè)并不是很有“成效”的方案，去安置這批高能物理學(xué)者！

    世界是一個(gè)整體。當(dāng)代世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的發(fā)展，必然要走“一體化”“球化”的道路。最近，我在業(yè)余時(shí)間從事經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治經(jīng)濟(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)和研究。經(jīng)濟(jì)學(xué)的許多結(jié)論也應(yīng)該適用于世界科學(xué)的發(fā)展。

    我們知道，經(jīng)濟(jì)學(xué)里有一個(gè)邊際效用遞減規(guī)律，這一規(guī)律可適用于廣泛的范圍。例如我國(guó)經(jīng)濟(jì)為什么由早前的平均上升10變?yōu)楝F(xiàn)今的69？最簡(jiǎn)單的解釋就是邊際效用遞減。而緩解這種影響的辦法就是要依靠創(chuàng)新。這些基本原理，也必然適用于高能物理學(xué)的研究。

    從王貽芳等人的建議方案來(lái)說(shuō)，這一方案的特點(diǎn)是根本沒(méi)有革命性的技術(shù)創(chuàng)新，僅向著“超大型”發(fā)展，所以必定適用于邊際效用遞減規(guī)律。

    應(yīng)用邊際效用遞減規(guī)律有一個(gè)技術(shù)困難，就是很難判斷“邊際效用”以怎樣一個(gè)速度“遞減”，它在未來(lái)的“邊際”，也就是“斜率”將“減”到多少？實(shí)際上，最近lhc的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)給出了一個(gè)判斷。

    前一時(shí)期，lhc在700-gev能量區(qū)間發(fā)現(xiàn)了一個(gè)750gev的“共振峰”。學(xué)界非常興奮，因?yàn)樗坪醺吣芪锢硐颉案咛幾摺比钥赡苡行碌陌l(fā)現(xiàn)，“大沙漠”理論與實(shí)際不符！但由于實(shí)驗(yàn)數(shù)量不足，因而不能明確認(rèn)為這是某個(gè)新粒子。因此，一些人主張多投入一些運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和費(fèi)用，以便將這個(gè)“新粒子”撈出來(lái)。也有一大批理論學(xué)家認(rèn)為這是一個(gè)新事物，做了許多“新”理論來(lái)解釋這個(gè)粒子，并作出種種新預(yù)言。

    但是，大多數(shù)堅(jiān)持相信“大沙漠”理論的理論物理學(xué)家卻仍認(rèn)為這個(gè)所謂的“新粒子”應(yīng)該是統(tǒng)計(jì)漲落，并不是發(fā)現(xiàn)了什么新粒子。

    結(jié)果是，進(jìn)一步的高精度實(shí)驗(yàn)表明并沒(méi)有證實(shí)“新粒子”的存在！“大沙漠”理論在這個(gè)能區(qū)依然正確。應(yīng)注意的是，750gev能量實(shí)際上是被稱為“上帝粒子”的希格斯粒子125gev的6倍，但結(jié)果卻仍然為零。如果用經(jīng)濟(jì)學(xué)的術(shù)語(yǔ)來(lái)詮釋，這一實(shí)驗(yàn)已表明高能對(duì)撞機(jī)在lhc的能區(qū)，其“邊際效用”已遞減到“零”。

    現(xiàn)在，在王貽芳所提出的方案中，最大的能量也不過(guò)是lhc的7倍。而按照這個(gè)趨勢(shì)再做下去，如何確保再發(fā)現(xiàn)新粒子，或者其它重大新鮮事物？不僅如此，日內(nèi)瓦中心也即將進(jìn)一步將能量加大到20tev，繼續(xù)從事實(shí)驗(yàn)工作。但日內(nèi)瓦已經(jīng)擁有超大型加速器，西方僅需重新投入一些錢，就可實(shí)現(xiàn)邊際效益。而中國(guó)卻要重啟爐灶，也不過(guò)是將能量提升7倍，卻要重走日內(nèi)瓦中心lhc已走過(guò)的漫長(zhǎng)歷程。

    或者說(shuō)王貽芳等人的方案，絕不是日內(nèi)瓦的平等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

    日內(nèi)瓦中心的lhc對(duì)于高能物理的貢獻(xiàn)是巨大的，它運(yùn)轉(zhuǎn)了20年，先后共發(fā)現(xiàn)了四個(gè)重要粒子，而且?guī)缀跬隄M地證明了“標(biāo)準(zhǔn)模型”的正確?，F(xiàn)在只剩下一個(gè)小問(wèn)題，即輕子數(shù)是否“絕對(duì)”守恒問(wèn)題尚未完解決。但這一問(wèn)題的回答，并不需要超高能加速器來(lái)研究，而是需要中低能加速器，如現(xiàn)在科學(xué)院已立項(xiàng)的散裂中子源，ads等項(xiàng)目來(lái)回答。

    可以說(shuō)，當(dāng)前高能物理的發(fā)展態(tài)勢(shì)，完相應(yīng)于總理所再三強(qiáng)調(diào)的供給曲線，將按“s”性狀向“右”延伸。而這時(shí)，卻已有“大沙漠”理論和lhc的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這些都表明這一延伸的“邊際效用”已大體上接近于零，也就是“s”形狀的曲線，已接近于“頂點(diǎn)”。

    那么，今日的中國(guó)還有何必要對(duì)這一座很難產(chǎn)生重大成果的cepc-sppc做重大投入？

    5

    當(dāng)然，王貽芳所長(zhǎng)一直強(qiáng)調(diào)，高能所建造正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)時(shí)從未超支，上下漲落幅度不會(huì)超過(guò)5。應(yīng)該說(shuō)，這是歷史事實(shí)。而作為北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的親歷者，我卻要說(shuō)出一些背后的故事。

    高能所建造正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是在“文革”之后，由同志依據(jù)周總理的遺愿而特普的大型基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，其總造價(jià)為22億人民幣。由于這是改革開放后，中央首次特批的大型科學(xué)研究項(xiàng)目，曾由中央出面，向各方面打招呼這不是一塊“唐僧肉”，各部委不可乘機(jī)“啃一口”。這一“招呼”，還傳到了那時(shí)尚未回歸的香港。香港的業(yè)界表示，這是小平同志特批的項(xiàng)目，我們一定大力支持，即使不賺錢，我們也設(shè)法保證供應(yīng)。

    為確保正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)按計(jì)劃進(jìn)行，中央還特派了胡喬木同志的夫人——谷雨同志主持、主抓這一工作。遇到困難時(shí)，就由谷雨同志從中協(xié)調(diào)。舉一個(gè)例子，在正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)開工建造的時(shí)候，附近居民擔(dān)心放射性污染，表示反對(duì)。環(huán)保部門因而派來(lái)一位處級(jí)干部參與監(jiān)督。但那位干部的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備不足，只是一味表示反對(duì)。

    我們請(qǐng)她拿出一個(gè)相應(yīng)的“指標(biāo)”，究竟應(yīng)到達(dá)什么樣的標(biāo)準(zhǔn)才能通過(guò)，但她卻給不出具體的數(shù)值。當(dāng)時(shí)高能所領(lǐng)導(dǎo)委托我組織一些青年同志來(lái)設(shè)計(jì)高能加速器的防護(hù)裝置，由于環(huán)保部門派來(lái)的這位干部實(shí)在“外行”，并不能給出一個(gè)具體的指標(biāo)，而我們當(dāng)然也懷疑她有“啃一口”的意思。

    所以，就由谷雨同志到小平同志那去反映情況，最后小平同志敲定由我們負(fù)責(zé)。

    當(dāng)然，我們的設(shè)計(jì)很快就完成了。因?yàn)檫@一對(duì)撞機(jī)是正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，只放出x射線和γ射線，其對(duì)環(huán)境的影響比宇宙線背景還要小。

    問(wèn)題是，在當(dāng)下的年代，王貽芳所長(zhǎng)的“一廂情愿”能否再度實(shí)現(xiàn)？而結(jié)論應(yīng)是這是一個(gè)不切合中國(guó)國(guó)情的方案，決策者不應(yīng)給予支持。

    6

    王貽芳所長(zhǎng)還表示，反對(duì)者幾乎都是高能物理領(lǐng)域外的專家。我想這絕非事實(shí)。

    我們這里（理論物理研究所）也有一批高能物理學(xué)會(huì)的會(huì)員，其中有很多人都表示反對(duì)。其實(shí)，高能所內(nèi)部也有一些不同的意見(jiàn)，卻礙于同事們的情面不好意思公開發(fā)表。

    而之前楊振寧教授發(fā)表了反對(duì)中國(guó)建造大型對(duì)撞機(jī)的文章，也有一些人也提出楊先生已經(jīng)不在物理一線多年，偏離了物理學(xué)的主流。這些質(zhì)疑并不正確，楊教授雖然年事已高，不沖在一線多年，但是楊先生對(duì)于理論物理的見(jiàn)解卻不能說(shuō)是過(guò)時(shí)，或者偏離主流，從歷史上來(lái)看，楊先生對(duì)于物理學(xué)未來(lái)的判斷也不能說(shuō)是無(wú)足輕重的。

    近來(lái)，王貽芳所長(zhǎng)又提出，幾乎所有的高能實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家都贊成中國(guó)建造大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目，反對(duì)者都是理論物理學(xué)家的論述，對(duì)反對(duì)者的專業(yè)提出了一些質(zhì)疑，包括楊振寧教授也不是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。

    好，那我也列舉出一位，在世界上絕對(duì)能稱為高能物理實(shí)驗(yàn)學(xué)家的學(xué)者，也是王貽芳所長(zhǎng)的老師——丁肇中教授。丁教授曾向我問(wèn)起王貽芳現(xiàn)在正在從事什么方面的研究，我回答他還在大亞灣測(cè)量中微子振蕩，此外，他正在研究一些新的方案。丁教授問(wèn)是什么新方案？我說(shuō)，他想把美國(guó)討論過(guò)的ssc的類似方案搬到中國(guó)。丁教授立刻說(shuō)，干嘛要弄這個(gè)？一點(diǎn)意思也沒(méi)有！

    很抱歉，我在這里將丁肇中教授的意見(jiàn)公開了。但我想這足以證明，仍有一些國(guó)際知名的高能物理實(shí)驗(yàn)學(xué)家，也不支持他的方案。

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