我为什么反对杨振宁、坚决支持王贻芳加快建设大型对撞机

我反对杨振宁、坚决支持王贻芳加快建设大型对撞机的理由有三点:

一,从周总理,邓小平当初布局正负电子对撞机的思路看,这是有重大战略意义的关键前沿性的基础科技项目,不是可有可无的,坐等落后了二、三十年再开始建,既使投资一万亿元也追赶不上。大国之间的竞争,高科技领域是胜负的关键之一。

二,从王贻芳的论点看,现在开始建设大型对撞机,是难得的机会,美国因短视半途而废,欧洲尚在计划中,考虑到自特朗普对中国的科技打压与封锁行为,我们一定要有远见,这样,三十年后我们才有对美国说不的资本。

三,基础科学实际上已经停滞不前七、八十年了,这期间只是应用科学在发展,当应用科学的瓶颈到来的时候,唯有基础科学的再次突破才能迎来人类科学新的春天。而这个突破可以说与大量更小的新微粒子的发现与研究有着直接的关系,没有大型对撞机等于痴人说梦呢。

下面具体看看中国建设对撞机的历史,成果,与杨,王二人对进一步建设大型对撞机的论战观点。

大型对撞机到底是干啥的?

这个机器主要是用来加速微小粒子,一般来说都是用来加速质子的,因为质子比较稳定,而且带电,在电场中可以获得加速度从而实现加速。

然后让加速的粒子对心碰撞,撞的越狠越好,这个可以用来微小粒子在碰撞时产生的一系列反应的研究。

那大型对撞机如果建成后可以研究哪些问题?

1.标准模型中所流行的造成基本粒子质量的希格斯机制是真实的吗?

2.真是如此的话,希格斯粒子有多少种,质量又分别是多少呢?

3.当重子的质量被更精确的测量时,标准模型是否仍然成立的?

4.粒子是否有相对应的超对称(SUSY)粒子存在?

5.为何物质与反物质是不对称的?

6.有更高维度的空间存在吗?

7.我们可以见到这启发弦论的现象吗?

8.宇宙有96%的质量是目前天文学上无法观测到的,这些到底是什么?

9.为何重力比起其他三个基本作用力(电磁力,强作用力,弱作用力)差了这么多个数量级?

1961年,世界上第一台正负电子对撞机AdA在意大利的INFN国家实验室建造完成后运往法国国家科研中心(CNRS)直线加速器研究所(LAL,Osary)由直线加速器注入并成功对撞。

对撞机的成功是加速器能量发展史上的又一次根本性的飞跃,开辟了粒子加速器向更高有效能量发展的新纪元

中国正负电子对撞机建设历程

北京正负电子对撞机(BEPC)是在邓小平同志和周恩来总理的亲切关怀下建设的国家大科学装置。总投资为2.4亿元,由中科院高能物理所负责建造[3]。

1972年9月11日,周恩来总理对关于建设中国高能加速器实验基地报告的复信中指示:“这件事不能再延迟了。科学院必须把基础科学和理论研究抓起来,同时又要把理论研究与科学实验结合起来。高能物理研究和高能加速器的预制研究、应该成为科学院要抓的主要项目之一。”

1975年3月,国家计委向国务院提出了《关于高能加速器预制研究和建造问题的报告》(七五三工程)。刚刚复出主持中央工作的小平同志同意了这个报告,并转送周总理批示。

十年间,方案几经研究,最终,北京正负电子对撞机于1984年10月BEPC破土动工。邓小平同志与党和国家领导来到高能所参加奠基典礼,为奠基石铲了第一锨土。邓小平同志为基石题写了“中国科学院高能物理研究所北京正负电子对撞机国家实验室”的题词。他说:“我相信这件事不会错”。

1988年10月20日,《人民日报》报道这一成就,称“这是我国继原子弹、氢弹爆炸成功、人造卫星上天之后,在高科技领域又一重大突破性成就”,

北京正负电子对撞机(BEPC)是世界八大高能加速器中心之一, 是我国第一台高能加速器。BEPC自1990年建成运行以来,迅速成为在20亿到50亿电子伏特能量区域居世界领先地位的对撞机,优异性能为我国开展高能物理实验创造了条件。

重大科技成果

北京正负电子对撞机建成和高效运行,为中国高能物理研究取得举世瞩目的成就,跻身于世界八大高能物理研究中心之一做出了重要贡献。

在高能物理实验研究领域,取得了一系列国际领先的研究成果。1992 年,τ轻子质量测量的精确结果纠正了过去τ轻子质量的实验偏差,并把精度提高了10倍,证实了轻子普适性原理,被国际上评价为当年最重要的高能物理实验成果之一;1999年,对2-5GeV能区的强子截面进行了测量,将过去世界平均值的精度从15-20% 提高到6.6%,将Higgs质量从61GeV改变到90GeV,解决了标准模型与实验结果的一个矛盾,得到了国际高能物理界的高度赞扬;2005年,发现的新型粒子X1835开辟了一个国际前沿研究热点领域,将在多夸克态寻找和研究等方面做出重要贡献。

作为同步辐射装置,是目前国内唯一可以提供从硬X射线到真空紫外光的宽波段同步辐射光源,为凝聚态物理、材料科学、生物医学、软X光学、微电子及微机械技术等多学科应用研究提供了先进的实验平台。中国第一条生物大分子晶体学实验站于2003年建成并正式投入使用,首次获得了具有重要生物学意义的SARS冠状病毒蛋白酶大分子结构、菠菜捕光膜蛋白晶体的结构等重要成果。

北京正负电子对撞机的建设,不但推动了中国高能物理及相关领域的基础研究,还有力带动了中国相关高技术产业的发展,促进了中国计算机、探测技术、医用加速器、辐照加速器和工业CT等产业的技术进步,产生了巨大的经济和社会效益。

大型环形对撞机(CEPC)计划是中国高能物理学家于2012年提出的,旨在高能物理领域探索和理解希格斯粒子性质、宇宙早期演化、反物质丢失、寻找暗物质、真空稳定性等一系列未解的关键科学问题和寻找新的物理规律。

2016年,杨振宁通过媒体透露,他反对中国现在建造CEPC。他主要提出了7点理由。随即,王贻芳宁针对7点理由,也通过媒体发表了逐条的反驳。

例如,杨振宁反对的第1条理由中提到:“建造大对撞机美国有痛苦的经验。1989 年美国开始建造当时世界最大对撞机,预算开始预估为30亿美元,后来数次增加,达到80亿美元,引起众多反对声音,以致1992 年国会痛苦地终止了此计划,白费了约30亿美元。这项经验使大家普遍认为造大对撞机是进无底洞。”

而王贻芳则认为:美国建世界最大对撞机(SSC)失败的原因有很多,包括当时的政府赤字、与国际空间站争夺经费、两党政治斗争、德克萨斯与其它地区的区域竞争,还有管理不善、预算错误、造价飙升、国际合作不够等。“预算超支”绝不是SSC失败的主要原因,而是有其特殊及偶然原因,主要是政治因素。

“对美国来说,SSC中途下马是一个极为错误的决定,它使美国的高能物理研究失去了发现希格斯粒子的机会,失去了未来发展的基础和机遇,失去了国际领导地位,到现在还没有翻身。这个决定对美国的大科学研究产生了极为负面的影响,并使一代美国人失去了梦想的勇气。当年美国科学界反对SSC的理由跟我们今天在中国听到的有很多相似的地方。事实上SSC的终止并没有让任何科学家获得经费的增加,当然SSC的启动也没有减少任何人的经费,很多当年反对的人后来也后悔了。”王贻芳强调,美国终止建造SSC之后,欧洲建造了大型强子对撞机(LHC),并获得了极大的成功。虽有超支,但并不是太多。这说明大型加速器并不一定是“无底洞”,是可以成功的。

对此,王贻芳当时也提出了自己的看法。他估算了中国的CEPC从2022年建设到2050年左右完工,大约需要1千亿元左右的人民币。造价是欧洲大型对撞机预算的一半。

中欧两个方案的建设时间表也很有意思。中国CEPC的一期工程是计划到2030年完成,二期工程计划2040年完成;而欧核的FCC一期工程计划在2040年前后完成,二期计划能在2050年代后期投入使用。前后相差大约都是10年。

技术路线大致相同,时间中国比欧核要早10年左右。正是在这个意义上,王贻芳等科学家认为,对中国高能物理研究来说,建设超大环形对撞机是一次重大机遇。“我们有10年的窗口期,有非常大的把握取得成功,可能改变世界高能物理研究的格局。


分享到:


相關文章: