王怡芳為什麼要建大型高能粒子對撞機?

金童希瑞


王貽芳是中科院高能物理研究所的所長,而高能物理本質上是研究物質更深層次秘密的物理學,因此想要取得突破就只能建造更大功率的粒子對撞機來進行高能粒子對撞實驗


所以說高能物理的發展離不了大型對撞機,今天的歐洲之所以能成為高能物理學界的中心,很大一部分原因是由於歐洲擁有目前地球上功率最高的“大型強子對撞機”(簡稱LHC,坐落於瑞士和法國交界的侏羅山地下100米處,總長度26.659千米),該對撞機產生了包括但不限於“希格斯玻色子”在內的一系列高能物理重大突破。

然而全世界高能物理學家都知道隨著相關理論的不斷髮展,LHC的功率將不再適合進行更深層次的理論驗證工作,因此未來哪個國家擁有功率更高的對撞機,哪個國家就能在未來幾十年內成為新的高能物理研究中心。


王貽芳本人希望國家建造大型對撞機的原因無非是想讓中國成為高能物理的世界中心

然而在王貽芳最大的反對者楊振寧看來,高能物理並不是中國如今迫切需要發展的學科,因為它的投資巨大且回本週期長達數百年。而中國暫時還是發展中國家,如果花費數千億人民幣去建造大型對撞擊的話其他項目的經費肯定會受到影響。


基於以上原因楊振寧反對中國在當下建造大型對撞機,他希望的是再等30到50年國家高度發達後再開始大型對撞機項目,畢竟高能物理的突破週期長是有目共睹的(希格斯年前時就提出了希格斯子,但直到垂暮之年人類才發現了希格斯子),所以晚建造三五十年根本不會導致落後。

由於我國的高能物理水平在國際上並不是拔尖的,所以未來如果建成大型對撞機,那麼其主要使用者還將是其他國家的高能物理學家,驗證的也還是其他國家的高能物理理論。

雖說科學理論無國界,但大型對撞機畢竟是我們掏錢造的...


宇宙觀察記錄


粒子對撞機要不要上,老話題了。我先給結論,本貓是堅定的反對派,結論是現階段不應該浪費這個金錢與時間!

物理學的最高教義

但凡有一點科學素養,希望在物理學界有所成就的人,或多或少都有一種情節——大統一情節。

物理學的最高教義,從牛頓開始,傳承無數能人異士,就是大統一!用最簡潔優美的數學公式,描述宇宙最深奧的自然規律,是每一個科學家的夢想。

粒子對撞機,是大統一理論目前唯一的閱卷老師,人類文明最璀璨的明珠,到底花落誰家,只有它能做出判決,所以,造與不造,從來都不是問題。

粒子對撞機目前的困境

很遺憾,目前科學界的態度比較統一,都對這位閱卷老師不滿意!

老楊為代表的一派,認為粒子對撞機的歷史任務和使命,基本完成,工作已經做到位了,值得肯定。也是時候功成身退的時候了。再出江湖之日,不是今朝,而是得等等人類發展的腳步。意思就是,錢省點燒。

王院士和丘成桐一派,卻態度相反,同樣對老師不滿,認為是大家對老師的信任度不夠,造成老師能力不夠,看不懂大家給出的答案!目前得給予老師升級,讓老師指出他們已經封神。意思就是得再燒錢!

很難說誰對誰錯,畢竟人類是好奇的種族,而宇宙隱藏的奧秘又太吸引人。

中國該不該上粒子對撞機?

老楊其實已經明確表過態,目前不該為這個燒錢!身為活著的物理界第一人,我尊重和佩服老楊的勇氣和判斷。

我個人,人微言輕,我只講一個身邊的例子,大家圖個樂,品個味道。我參加過某市一個項目評審,涉及資金非常巨大,參與者熱情也相當高,可以說是充滿了理想主義情懷!他們的目標是複製好萊塢!市裡面的負責人介紹,他們把好萊塢的規劃和建築甚至咖啡館都一比一的建造起來了!他們要打造東方好萊塢!我只是眾多評審中最不起眼的一位,不合時宜的提一句,有了建築和錢,就能超過好萊塢?人才哪裡來呢?

對撞機項目也一樣,工程宏大,建設一流,施工難度高大上!可是,人才呢?造個世界一流工程,就出一流成功嗎?投入一千億,就量產愛因斯坦?

現階段應更注重基礎人才培養

粒子對撞機,耗資巨大,勢必擠佔其他資金。中國教育投入,連世界平均水平都達不到的前提下,還弄這個?勢必加大基礎教育的困境!錢多了,就對學生好點,給多安全豐盛的午餐,這才是國之根本。

大學之大,不在乎高樓大廈,而在乎大師之大!同理,科學研究也如此。


貓先生內涵科普


關於中國要不要建大型粒子對撞機這個問題,在2012年左右就有了討論,當時主要是在學術界進行討論,後來楊振寧公開發文《中國今天不宜建造超大對撞機》,建造大型粒子對撞機的討論才逐漸被公眾所知。

爭論建造的對撞機能量至少是目前世界最大對撞機歐洲大型強子對撞機的7倍,周長達到100千米,遠超歐洲大型強子對撞機的27千米。建造這樣一個大的科學工程,預算要達1000億人民幣以上。


楊振寧是反對建造大型對撞機的代表人物,支持中國建造對撞機的代表人物有丘成桐、王貽芳,其中王貽芳支持的力度可謂是最大的。王貽芳是著名的實驗粒子物理學家丁肇中的高徒,中國科學院高能物理研究所的所長,擁有多個院士頭銜。2016年王貽芳憑藉發現了中微子新的振盪模式獲得了基礎物理學突破獎,獎金額達300萬美元,遠超諾貝爾獎,他的這項發現也是完全有實力摘得諾貝爾獎的。

從中可以看得出,圍繞著大型對撞機的建還是不建,爭論的雙方都是專業內的頂尖人物,即使專業人士也難以斷出誰是誰非。

楊振寧等一些科學家反對建造的一個重要原因就是對撞機燒錢太快,並且不容易出成果,這項工程與中國發展中國家的定位不相符。並且,即使不建造對撞機,高能物理依然可以有很多事情去做。

王貽芳認為要建的原因包括,建造對撞機可以控制好預算,中國花這筆錢完全值得。上帝粒子希格斯粒子被發現後,依然有很多問題有待解決,粒子物理的標準模型依然不是終極理論,建造大型對撞機有助於這些問題的解決。並且,建造對撞機能夠使中國成為高能物理的一個研究中心,培養、吸引大量的傑出人才到中國。

其實最大的焦點還是錢的問題。反對建造的是因為覺得中國的錢不夠,支持建造的是因為覺得中國不差錢。一個國家的科技實力與經濟實力是緊密相關的,沒有國家經濟昌盛這個強大的後盾,科學研究難以得到保障。或許是因為中國走到了經濟實力的分界線上,才有了今天建還是不建的爭論。


刁博


本人對中國科學院高能物理所所長王怡芳建設百公里環型大型對撞機的主張是持反對立場,理由如下:

一、應用技術對發展中的國家更重要

基礎理論是全球公開的!只有應用技術是保密或需花錢購買的!對於一個人均GDP只有西方國家五分之一的中國而言,研發應用技術更重要,況且,高能物理理論至少在未來幾十年內對人類沒有任何應用價值!所以,建設作為基礎理論研究工具的大型對撞機不是很有必要的!經濟實力宏厚的美國建設對撞機尚且半途而廢,難道中國就非要當"世界楷模"嗎?

二、高端產業不依賴於建設對撞機

王怡芳認為建設對撞機可以帶動一批高精度與智能化高端產業的形成與發展,但本人認為各種高端產業有著自己的相對獨立性,並不是必須依附對撞機建設,而且對撞機也就僅僅一臺,無法提供高端產業通過規模化與專業化生產實現成本大幅度下降與技術持續進步的市場條件。

三、投資僅360億元人民幣不可信

王怡芳說,建設百公里環型對撞機僅需360億元人民幣,並強調投資數千億元人民幣之說是謠言,但本人認為他公開的預算數值不可信,要知道,中國一汽研發一個汽車發動機就耗資500億元人民幣,它可比對撞機簡單多了!另外,建設一條地鐵通常也需每公里幾億元人民幣,而對撞機環道要比地鐵複雜得多,況且它還需要配置高端控制系統,組件也是完全單產的,不是規模化生產,因而成本必然非常高,耗資必然非常巨大!

眾所周知的歐洲強子對撞機,環型隧道長度僅27.2公里,歷時15年,至2008年9月建成,當時耗資為52億美元,平均每公里1.912億美元,相當於人民幣12.044億元!而我們要建的是更先進的百公里環型隧道的大型對撞機,即使按10至25年前的歐洲強子對撞機在15年建設期間的平均耗資標準來推算,也至少達到1200億元人民幣以上!這個推算結果是沒有考慮到對撞機的級別提升、物價上漲與對外國零部件的依賴因素的!如果充分考慮,估計至少達到1800億元人民幣以上,最大上限不能排除數千億元人民幣的可能性!

由此可見,王怡芳所長也在使用美國當年建設對撞機時故意僅報五分之一預算的舊套路,試圖置國家於騎虎難下的境地,然後逐步誘導國家不斷增加投資,以實現他自己的個人願望。但是,百公里環道巨型對撞機的建設工程期至少在20年以上,他是否能看到建成仍是個疑問號!不過,他至少比起完全用虛假的光量子偽科技訛詐科技經費與股市資金的那夥人要誠實一些!

【後話】由於百公里環道對撞機的建設提案受到強烈反對,近期王怡芳以退為守,把提案更改為先建一個投資400億元人民幣的正負電子對撞機,然後視經濟條件狀況再建一個至多投資1000億元的質子對撞機,並強調後者不一定建。但是,這個提法同樣令人費解,北京早已有了正負電子對撞機,再建一個是為何?是為了提高能級嗎?眾所周知,任何正、負電子的對撞都會湮滅,再提能級有何意義?至於質子對撞機,其"投資至多1000億元人民幣"之說耐人尋味,如果要建,它只能是百公里環道對撞機的另一說法,不可能降級,否則更無意義,不知他的至多1千億元人民幣投資是從何談起!



池昭新一城市新模式


按照目前發現的粒子數量,至今沒有聽說有一件以觀察到的粒子現象轉化成實用技術,或者用粒子,夸克改善指導了新型科技的發展。物質裡面的粒子你觀察或者不觀察他都在哪裡。有些人迫不及待的想要觀察,只不過是滿足自己的好奇心而已。查了一下資料,北京有一臺正負電子對撞機,當時建設的時候也是世界一流的設備,自1990年運行我們的高能物理大師們用它做出什麼科研成果了。還嫌不夠大,你先把現有的設備用好,哪怕找出來一點點可以研究實用的方向,告訴國家和人民我們需要大對撞機來出這個成果。沒有啊,只是哀嚎撒潑要大玩具而已,把錢用在刀刃上,這一回我支持楊振寧。並且楊振寧也沒有說不可以建設對撞機,只是現階段其科研實用價值不大,不如用這筆經費用在更有意義的項目上,比如蓄電池技術,比如核電。


悠悠月溪1


我以為此問題無法討論的,因王貽芳是實權人物,是一言九鼎的人物吧。另外他又是丁肇中的門徒,怎麼會把楊振寧前輩放在眼裡呢,所以最後還是他說了算吧?然而,若真的能聽到我們小老百姓的聲音,那就是不要去搞如此的龐然大物吧!你雖獲得300百萬美金,那才值約2000萬人民幣而已啦。你知道嗎?1000億人民幣是你所獲獎金的5000倍啊!可何況你所獲獎金已歸自己了吧。中國是發展中國家。這一定位昨天是,今天仍然還是啊,所以要用錢的地方還很多的。譬如困擾我們多年的芯片問題,等等問題還是需要我們花大力氣去解決的。還有請你首先好好研究一下美國為什麼至今為止不搞的問題。不要為一己私利而不把國家的錢當錢。你搞科研不要搞糊塗了,國家的錢就是老百姓的錢!要時刻為老百姓著想吧。拜託你啦。


吳永剛428


大型粒子對撞機建在哪兒都是不受歡迎的!如果不是保護及時,歐洲的那臺早被憤怒的人們砸個稀巴爛了,原因就是擔心短時間內聚集相當於一個城市一年的耗電量的能量會不會製造出可以吞噬一切的黑洞。

有的人說,這很滑稽,但你質疑的根據又是什麼呢?原子彈沒製造出來之前,誰又能想象得到它能如此毀天滅地呢。非得撞到南牆才知道頭痛是什麼滋味麼?

也許現在製造黑洞的機器還沒出現,但不代表永遠不會出現,也許只是現有的機器不夠大。別的國家永遠也不會再造更大的對撞機了,因為既玩不起也沒必要玩了,為什麼呢?

對撞機越來越大,粒子被越撞越碎,但應該看見的,外國人都看見了,實在看不見的,打死他們也看不見了。你能說,你撞得更碎,你能看見更小的碎塊?有人就笑了,說外國人也不是拿眼睛看的,是靠碎塊產生的效應推算出的結果。這種基礎理論我們有麼?如果沒有明亮的眼睛,把太陽放你眼前你能感受的到麼?

就算我們知道了最小的粒子長什麼樣,我們又能幹什麼呢?燒這麼多錢,得不到一點實質性的成果燒他幹嘛呢?楊教授說的很到位了,東西我們建,但人是全世界的,別人用你的東西搞出來的成果專利依然是別人的,最多付你點使用費,為他人做嫁衣何苦為之呢?

這樣一說,又有人笑了,我們不給別人用不就行了,成果我們自己出。這就好玩了,這種虛無縹緲的東西別人給你一個不承認,我們什麼脾氣也沒有。不是看不起自己,只有自己搞,一千年也不會搞出一丟丟成果來。


機與電


有前車之鑑,歐洲大型粒子對撞機已存在多年,也沒有搞出什麼結果來,雖然有兩位科學家也獲得了諾貝爾物理獎,後續工作仍沒有什麼實質性意義,只能是實驗驗證,沒有實用價值,像個花瓶一樣擺在那裡好看。況且,人類建造的對撞機的工作量也達不到10的15次方電伏特,也就得不到你想要的希格斯上帝粒子。即使得到了也只是一個驗證,不能夠實際應用。而且這臺機器的造價昂貴,要燒掉幾百個億,值得嗎?楊振寧先生既然提出來,我們的研究也許走錯了方向,沿著錯誤的方向搞下去是不靠譜的。


自然風161212381


關於我國是否要建大型粒子對撞機的問題,近年來一直都有不同的意見,那麼以王怡芳等一些科學家們認為,我國應該製造一個大型的粒子對撞機,因為大型的粒子對撞機,不僅可以加快我國在高能物理領域的發展,而且一旦我國的大型粒子對撞機建成,必然會吸引一大批國外的科學家來華。
這些科學家就算什麼都不做,他們聚集起來也會形成一場思想風暴,這對於我國的科學發展是極為有利的,要知道科學的蓬勃發展會助推科技的蓬勃發展,一個大型的粒子對撞機就好像一個大型的磁鐵,這個磁鐵的吸引力會幫助我國籠絡高端人才,然後最終推動我國的國家發展。


當然了,也有一部分的科學家持不同的看法,例如前幾天楊振寧先生就指出,高能物理的研究早就開始走下坡路了,即使現在製造一個大型的粒子對撞機,恐怕也很難有什麼突破性的科學進展,而且一個大型粒子對撞機的造價,最起碼也要達到1300億人民幣左右,而我國在貴州製造的天眼射電望遠鏡,也才花了7億人民幣左右

所以我國一旦建設大型粒子對撞機,勢必會對其他的基礎科學研究,造成嚴重的擠壓效應,畢竟我國每年投入的經費都是有限的,與其把這1300億人民幣的經費,投入到早就開始走下坡路的大型粒子對撞機,不如投放到其他的基礎科學研究,所以這些科學家們認為,建造大型粒子對撞機這個事,目前是不太合適的。


種植恆星


第四次工業革命!

第四次工業革命!

第四次工業革命!

重要的事情說三遍!

第四次工業革命其中一個很重要的組成部分就是聚變核能發電,即人造太陽。

這是什麼概念呢?

聚變核能是裂變核能能量的1000倍,並且還沒有放射性核廢料。

這是解決能源問題的關鍵技術。

而建設大型對撞機,運行大型對撞機過程中可以獲得一些關鍵技術,例如粒子加速技術和高能粒子約束技術。

這些技術都是聚變核能發電中所要用到的必要關鍵技術。

所以,我們建大型對撞機,不是為了去拿什麼諾貝爾獎,那不重要。

重要的是這是解決我們14億人能源問題的關鍵鑰匙。

另外,對撞機這種尖端科學儀器的建造經驗也是在科技進步的道路上非常重要的階梯,其重要性甚至大於某個具體的理論結論(比如超對稱粒子)。

科學理論只有轉化成具體的儀器才能產生生產力,這就是為什麼儀器的建造經驗非常重要的原因。

國外同行是會把理論結果公佈出來,但具體的儀器建造經驗是不會公佈的。也就是說,把科學理論轉化成生產力的這一步,還是得我們自己摸索,或者花錢請國外公司來幫忙建設備。

為什麼第四次工業革命這麼重要?

英法美日這些國家,正是抓住了前3次工業革命的機會,才成為了發達國家,才有了現在的高收入狀態。

中國因為種種原因,錯過了前3次工業革命的機會。

這次,我們不能再錯過了。

我看很多反對者說,這200億還不如拿出來改善老百姓生活水平。

200億能改善多少?給14億人的話評論一人就十幾塊錢。就算給最窮的1億人,每人也只能拿到200塊錢。能讓他們過上富裕日子嗎?明顯是不能的。解決貧困問題從來都不是靠發救濟來解決的,要不然非洲兄弟們拿了那麼多救濟,早就應該過上富裕日子了。

中國這種大體量的國家,要想讓老百姓過上富裕日子,唯一的出路就是抓住第四次工業革命的機會。

所有阻礙中國進行第四次工業革命的行為都是在跟全體14億中國人作對。

有些人是在跟他們自己的未來作對而不自知,不知者無過。

但有些人是揣著明白裝糊塗,居心叵測,這就很陰險了。

這個對撞機跟第四次工業有什麼聯繫呢?

科學的本質是受控實驗。人類通過控制一組變量(例如物理實驗中的物體位置和受力等,化學實驗的溫度和壓力等)來測量另外一些變量(例如物理實驗中物體的速度,化學實驗中的氣體體積)的變化。科學定律就是可控變量和測量變量之間的關係。當人類完全掌握了某一類關係後,就可以通過製造儀器把原來的測量變量變為可控變量,用增大的可控變量集再來繼續發現它們和新的測量變量的關係,這就是科學進步的本質,所以儀器就是某一類科學定律的物化。科學的進展完全依賴於能否完全掌握某個科學定律並且把該定律變成儀器。(本段摘自《暗知識》一書)

所以,把科學定律變成儀器的能力是技術進步中非常重要,不可或缺的一項能力。而對撞機,就是當今所有科學儀器裡,最複雜,最尖端的之一。我們必須掌握這種最複雜的儀器的製造能力,在其中積累起來的建造經驗,才能支持我們未來製造更復雜,更尖端的科學儀器。

楊振寧在物理學界的權威地位沒人質疑。但他當時在美國進行研究,美國有很多現成的科學儀器。楊把這些儀器的存在當成理所當然的事情了。

如果當今世界上所有的科學儀器都是無條件的對所有人開放,所有的實驗數據都開放公開。所有的儀器製造工藝都公開。那麼,中國的確不需要再造一個對撞機了。

但實際情況並非如此,這些東西都是不開放的,甚至是保密的。

所以,造對撞機的關鍵點在於製造高端科學儀器的能力。至於現在是不是盛宴已過,這個其實不重要。

重要的是高端儀器的製造能力。

重要的是製造能力。

退一萬步講,就算這個對撞機什麼成果也搞不出來。20年給幾百人的工程師團隊1000多億人民幣的科研經費,一年不超過100億,多嗎?想想天價明星,想想國足,這錢真的不多啊!

補充一點我對第四次工業革命的理解:

關於第四次工業革命,現在確實沒有一個明確的說法。但有一個基本共識,那就是這次工業革命可能不像前幾次那樣有一個明確的主體技術,比如第一次工業革命的蒸汽機,第二次工業革命的電動機,第三次工業革命的計算機。第四次工業革命可能是多個關鍵技術的綜合革命。這些關鍵技術主要是指:人工智能,新材料(石墨烯),新能源(可控核聚變),虛擬現實,5G,生物技術(基因編輯)。這幾個技術現在都處在臨門一腳的狀態,預計成熟時間都在2025到2050這二十多年的時間段裡。這幾個技術如果相繼成熟後,對人類生活帶來的改變,可能比前三次工業革命加起來還大。我們這一代人,能親身經歷這樣一次偉大變革,實乃吾輩之幸。


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