對撞機之爭:難題要換一種解法

我在寫《科技創新300年》一書時就注意到, 關於大型對撞機的建設爭論,其實在歐美也一直存在。早在歐洲強子對撞機建造之初,科技界的爭議就很大,有許多知名科學家都提出過種種反對意見,甚至有科學家指出,強子對撞萬一撞出一個人造“黑洞”來,豈不是徹底毀了人類嗎?

對撞機之爭:難題要換一種解法

而我國近年來提出的下一代大型對撞機方案,是要建造比歐洲更牛的100公里環形正負電子對撞機,簡稱CEPC,建成後它將是全球最大、能量最高的粒子加速器。這個方案一提出就引發了科技大咖們的激烈爭論,但我們這邊的爭論主要是圍繞著眼下該不該建的問題,換句話說就是,斥巨資數百億建造這種設施的性價比高不高。

對撞機之爭:難題要換一種解法

以王貽芳院士為代表的“主建派”認為,大型對撞機是探索新粒子的不二利器,現在的中國不差這點錢,正是趕超和引領世界基礎物理研究的最好機會,不但值得而且要抓緊建。

以楊振寧為代表的“反建派”則認為,用大型對撞機研究粒子物理“盛宴已過”,我國目前有許多燃眉之急的科技問題需要解決,興建和維持CEPC的巨資勢必擠壓其他領域的科研經費,包括凝聚態物理、天文物理、生命科學等。

這場爭論的觀點雖然針鋒相對,卻是引導科技決策的一場有益討論。科技界的兩種不同意見既影響到民間,也影響到決策層,而最終的選擇只有一個:要麼建,要麼不建。由於楊振寧先生本身就是粒子物理學的頂級泰斗,他的意見理所當然引來了各界的支持,似乎佔了上風。但也有人拉大旗作虎皮,主張不惜代價也要建。 最近這些天,可能是涉及到“十四五”科技規劃的投入了,對撞機的建設之爭烽煙再起,爭論的焦點還是沒變:現在該不該建?

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我們不妨撇開粒子物理學“標準模型”的構建意義,換成科技發展史的角度,來考量一下對撞機眼下該不該建的問題。

近代以來的科技發展,是一部波瀾壯闊、跌宕起伏的歷史。特別是最近百年來,科學技術經歷了一個井噴式的發展過程,讓人類社會發生了翻天覆地的鉅變,第二次世界大戰是個重要的轉折點。事實上,戰爭這把“雙刃劍”在扼殺生靈、摧殘文明的同時,也極大地促進了科技的進步。基礎物理的電磁學、光學、聲學以及化學的原理,在很短時期內大量轉化為技術應用,這是有目共睹的,要不然我們現在很可能還沒用上手機也沒坐上噴氣客機。

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二戰對科技發展的推進還有一個最重要的彩頭,那就是,創立了“大科學”的工程模式。可以說,戰爭的舉國動員能力是科技加速發展的主要原因,曼哈頓工程幾乎動用了美國當時包括愛因斯坦、費米在內的所有的頂級科學家參與,不惜一切迅速搞出了原子彈。其實希特勒德國也一樣,V2導彈也是集中了馮布勞恩等一流專家的參與。也因此,才有了戰後核能技術很快普及、人造衛星飛向太空,以及電子計算機的迅猛發展等等。

冷戰開始後大科學的慣性依然在延續。戰火熄滅後只過了12年,蘇聯就在1957年把人造衛星送上了天,又過了僅僅12年,美國就在1969年實現了阿波羅登月。這兩個“12年”堪稱奇蹟,假如沒有熱戰和冷戰逼出來的大科學,而是靠傳統的小科學自身的積累發展,這種發展速度是不可能的。

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我寫《科技創新300年》一書表明的一個觀點就是,最近大半個世紀以來,各領域幾乎所有的高精尖技術都是為了軍事目的,而由大科學打造或延伸出來的產物。此處不多贅述,連我們今天廣為受益的互聯網,那也是冷戰期間美軍的“阿帕網”演化而來,就足矣說明問題了。

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然而,出於軍備競賽而展開的大科學,靠大把燒錢換來的科技“瘋長”終究不可持續。人們慢慢算算細賬發現,即使一口氣幹下去再繼續登錄火星,也還是大把燒錢為主而不是相反。所以美國人登月以後已過去了整整半個世紀,再也沒哪個國家願意燒錢去月球瀟灑走一回了,原因就是三個字:不划算。以前有人說,航天科技每投入一元就可以帶來8元的收益,現在看來這完全是胡扯八道的噱頭,真有這種好事的話,照當年大科學的速度多花幾個12年,現在早該登錄土衛六啦。總之,大科學要考慮性價比,沒錢別幹傻事,如今錢多了才會考慮“重返月球”。

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中國的近幾十年來的情況也是這樣。改革開放之初百廢待興,國家制定了“科學技術面向經濟建設,經濟建設依靠科學技術”的科技發展總方針,把有限的資金用在經濟發展最需要的地方,推動了經濟建設各條戰線的蓬勃發展,才有瞭如今厚實的積累。那個時期,科技界形成的共識是“小科學大搞,大科學小搞”。大科學不是不搞而是小搞,這是量力而行的務實做法。實踐證明,過去一直以來把好鋼用在刀刃上是對頭的,這種思維也深深影響著科技界,直到今天。所以,該不該建造大型對撞機,很多人自然會想到性價比,不划算的事少幹。

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但是,情況出現了新變化,這種變化導致全人類正在走入困境。人們日益感到,科技在“瘋長”了幾十年後已經明顯出現了停滯趨勢,不僅基礎科學裹足不前,靠修修補補過日子,而且技術進步也步履蹣跚了。其實我一直不贊同第四次新技術革命的說法,因為現在看似如火如荼發展著的人工智能、大數據、5G通信、3D打印、物聯網等等,都是過去電子信息技術的繼續延伸,是1-99的技術,而不是0-1的技術革命。換句話可以這麼說,眼前這些所謂的新技術,還是當年“瘋狂”的大科學沒有釋放完的紅利。

而現實的情況是,科學新理論匱乏,顛覆性技術成了無源之水,以至於全球經濟持續疲軟,困境已經擺在世人面前。全球都在高喊“科技創新”,希望依靠創新驅動經濟的新一輪發展,但問題恰恰在於,科技創新本身靠什麼來驅動?

羅素說過,“科學的實際重要性,首先是從戰爭方面認識到的”。然而歷史走到今天,和平發展、合作共贏已經成為人類社會的共同理念,依靠一場新的世界大戰去推動科技“瘋長”顯然已經不可能了。外部的強剛需動力已不能再現,那就要從科學社會內部去尋求發展的新動力,找到新的刺激源。半個多世紀前的科技史告訴我們,這個新的刺激源正是大科學。

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眼下,人類擺脫科技創新乏力的困境,應當樹立的一種新理念就是:大科學大搞!而且要比過去舉一國之力搞的更大,通過廣泛的國際科技合作,通過大科學、超大科學工程帶動小科學實現更多突破,只要有科學意義就不要過多算計性價比。唯有此,人類才能找到科技創新的更多源頭。

說到這裡,關於大型對撞機該不該搞的爭論,我想已經有答案了。“主建派”和“反建派”既然都認可大型對撞機的科學意義,那就先不要管性價比,可以得出的結論就是:一定要搞!


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