导读 在刘慈欣的小说《三体》里,三体人的智能机器“智子”通过使粒子对撞机的实验出现了数据随机化,锁死了人类物理学进步的可能性。许多科学家

在刘慈欣的小说《三体》里,三体人的智能机器“智子”通过使粒子对撞机的实验出现了数据随机化,锁死了人类物理学进步的可能性。许多科学家在现有的理论体系下无法找到一个自洽的结果,最后在压力之下选择了自杀。而人类的物理知识无法进步,在和三体人的战争中自然也就不堪一击了。

话说回来,什么是“对撞机”呢?

先说原理。

对撞机的原理是通过产生高能量的粒子,对另一个粒子进行轰击,轰击有可能产生新的粒子,科学家可以了解作用后粒子的状态,并倒推出新粒子的性质。而且对撞机还可以在微观尺度上模拟宇宙大爆炸后的宇宙初始形态,这有利于科学家研究宇宙起源。

简单而言,利用对撞机,通过不断提升粒子的能量和轰击的次数,可以发现更多的新粒子或者新粒子的性质,从而可以解答我们在物理学领域中遇到的许多困惑。

那么,杨振宁为什么反对建造对撞机呢?

第一,投入太大。

杨振宁认为,对撞机项目的预算,至少需要200亿美元,也就是1300亿人民币左右。

而高能所的预算只有360亿人民币。

即便如此,这样的投入也是很大的。

天眼FAST,那么大的工程,一个不仅可以做科研,还可以收取门票的项目,工程的总投资金额也不过6.67亿人民币。即便对撞机项目的预算真的只要360亿人民币,也不如建设54个类似“天眼”工程的性价比高。

而杨振宁就认为,与其如此,还不如把钱用于研究其他基础科学领域。要知道,基础科学的覆盖面很广,对撞机所属的高能物理只是基础科学下面的基础物理的一个分支。如果把大部分钱用于研究对撞机,那么其他基础科学领域或多或少都会受到影响。

因此,即便对撞机项目将来可以拿三五个诺贝尔奖,也是性价比较低的项目。

更何况,对撞机项目就是一个无底洞,所需要的资金肯定不止高能所说的360亿,很可能需要上千亿元,用上百亿乃至上千亿,研究一个二级学科,还不如用来研究天文和医学,或者用于芯片领域的发展。

毕竟,国家每一年的科学预算都是GDP的一个百分比,一年的科学预算就那么多,各行各业的科学家都要分这张饼,现在高能所的人来了,说要投资对撞机,要几百亿,那么其他科研项目怎么办?半导体要不要发展了?生物制药要不要发展了?材料科学、化学化工要不要发展了?难道要大家都省吃俭用,削减项目经费来保证你对撞机项目的发展?凭什么不发展半导体、不发展医药,而去发展你高能物理的对撞机?

第二,收益不高。

和原子弹不同,上世纪五六十年代,美国和苏联都已经有原子弹,甚至两国还以原子弹威胁我们,这时候当然要省吃俭用发展原子弹了,不然就要面临其他国家的威胁。

对撞机呢?最少几百亿人民币花出去,最理想的状态(几乎不可能)也只是撞出了新粒子,哪怕是把希格斯玻色子撞出来,所产生的结果也只是验证或少量弥补现有理论。

而且在现有的科研体系下,产生的科研成果必须要公开发表在各类期刊上,这除了对科学家的荣辱有较大影响外,几乎不会对国家层面产生任何实质性的影响,因为对撞机项目的科研成果很难应用于实际生产。

而且整个对撞机项目,还要购置大量的进口设备,请不少外国专家,最后科研成果还要和外国人共享……也就是说,花几百上千亿人民币,都不一定产出成果,即便产生科研成果,也难以用于实际生产。在这种情况下,杨振宁反对建造对撞机也是很正常的。


这是一个很好的问题,我是坚定的杨振宁先生支持者,我反对现阶段中国建造大型粒子对撞机。

一个不太恰当的例子

什么是对撞机,这个问题不是一两句话说得清,我举个不太恰当的例子说明一下吧:

如果有一天,大伙捡到外星高等文明不慎遗落的UFO,得赶紧研究以便山寨造福人类,那怎么研究呢?按照套路,常规做法是,拆散了,然后,看。

科学家却说,咱们没法子拆,因为拆不开;咱们也没法子看,因为眼睛不好使。我们只能把整只UFO加速,让它们对撞!如果飞出个方向盘,我们就知道UFO里有方向盘;如果飞出一套沙发,就判定UFO里有沙发。如果飞不出东西了,那就再加速!反正撞出越多的东西来,咱们对这外星机密的理解就越深刻!

目前最前沿的高能物理,大体上就是这个道理。

杨振宁先生给出了“物质到底是什么”的终极答案,而要验证这份答案是否正确,我们目前使用最多也是唯一的工具,就是大型粒子对撞机!

可以说,大型粒子对撞机,目前完美的证明了杨振宁先生理论的正确性。

但要再深入一步,了解到杨振宁先生未能涉及的引力部分,我们还无能为力。

因此,是按照旧套路来,继续加大能级,烧更多滴钱,造更大的粒子对装机,还是另选捷径,就有了讨论的价值。

杨振宁先生的态度和招黑的起源

翁帆曾经讲述过杨振宁对大型对撞机的态度:

“1978年中央领导向杨先生征求关于建造高能加速器的意见,杨先生知道,当时这个项目已经被作为国家战略发展计划之一,有关方面非常期待他表态支持。但是他认为,中国在“文革”结束、百废待兴之时可做的事情很多,大加速器项目不是当务之急。于是他不附和任何人的意见,而是坚持自己的想法,坚决反对这个项目上马。

2016年多名外国诺贝尔奖得主建议中国造超大型对撞机,杨先生于9月初在网上发表一文《中国今天不宜建造超大对撞机》,又引起许多同行的不满。他知道写这样的文章会得罪人,但是他必须说真话。”

今天网络上很多好事之人,从所谓的私德出发,以得道高僧的标准评价杨振宁先生,我向来是不耻的。至于被动了奶酪的利益集团,狗急跳墙之辈,蝇营狗苟之徒,满嘴喷粪,只能徒增笑耳!

但作为技术争论本身,却是一件好事。

争论本身是一件好事

杨振宁先生近些年来,引起极大的社会关注度,其中最重要的一点,就是实名反对中国现阶段建造大型粒子对撞机。

中国大型对撞机到底值不值得的争论,本身是一件大好事。科学界,特别是中国科学界长久以来,就难得与社会产生直接互动,更不用说承担基本的科学知识启蒙。这次的争论,就给了普通的群众一个了解大型科技项目的机会。

杨振宁先生反对的理由

本猫是坚定的杨振宁观点支持者。我将杨振宁先生的意见整理为以下几点,我的主要观点引用出自杨振宁先生2016年9月4日在微信公众号“知识分子”发表的文章《中国今天不宜建造超大对撞机》。有兴趣的同学可以移步详细学习一下。

1、美国的超导超级对撞机(SSC)下马,浪费了30亿美元,大型粒子对撞机是个无底洞。——科学界摸美国过河,好过摸石头过河。

2、中国还是发展中国家,农民问题、环保问题、教育问题、医药健康问题等等更需要钱。——钱多也得用在刀刃上。

3、建造超大对撞机必将大大挤压其他基础科学的经费,包括生命科学、凝聚态物理、天文物理等等。——其实我们国家的钱也没同学们想象的那么多,要用钱的地方也没同学们想象的那么少。

4、多数物理学家认为超对称粒子只是猜想,验证超弦理论只有0.0001%的几率。——按照理论基础来讲,此项目出成果几率相当相当相当的小。

5、高能物理的成就对人类现实生活不会带来实在好处。——就算万一成功了,产出比也实在太低。

6、大型对撞机的设计、运转和分析,落成后仍旧由外国人主导,中国只是做嫁衣。——现在国内还不具备整体领军实力,只能为他人作嫁衣裳,何不量力而行,先完善自己短板,再充大头。

7、不建大型对撞机,高能物理还至少有两个不那么费钱的方向值得探索:寻找新加速器原理和寻找美妙的几何结构。——以过来的人身份讲,路不止一条,何必自己把自己堵死在一条道上呢?

结语

欢迎理智的讨论,喷子滚远点!

我是猫先生,感谢阅读。


主张建造大型对撞机的王贻芳和反对建造的杨振宁同为高能物理学家

高能物理主要研究组成物质的基本粒子以及它们和各种射线的相互作用关系,由于基本粒子很少以单个形式出现在大自然中所以高能物理学家们只能建造“加速器和对撞机”来人工生产高能粒子并研究它们。

对撞机基本原理就是将原子或者亚原子粒子加速到接近光速的水平,然后让它们撞在一起从而碎裂成结构更小的粒子来让高能物理学家们研究它们,因此高能物理一般也可以被称为粒子物理。

上世纪80年代到90年代,随着基础理论的重大突破逐渐放慢脚步,国际高能物理学界开始着手验证已经诞生了数十年的粒子物理学各项理论。但所谓“工欲善其事必先利其器”,想验证理论正确与否就必须先拥有达到验证能级的大型对撞机才行,所以哪里先拥有大型对撞机哪里就是未来20年高能物理的世界中心。

在“高能物理世界中心”的鼓舞下美国和欧洲都开始建造大型对撞机

美国代号为SSC的超级对撞机项目最初报上去的预算是44亿美元但施工过程中仅前期设备和隧道挖掘部分就消耗了20亿美元,美国政府意识到如果执意要建成的话造价可能会逼近200亿美元,所以美国在花了20亿美元后“及时止损”停止了大型对撞机项目。

相比美国的“半途而废”欧洲代号LHC的大型强子对撞机倒是在2008年顺利建成了,但付出的代价却是原本26亿美元的预算膨胀成了2008年的110亿美元造价,而欧洲也“如愿以偿”成为了高能物理的世界中心。

但仅仅10年后今天的欧洲LHC就已经有些“力不从心”了,因为它的功率和轨道周长已经不再能满足实验需要,高能物理学界开始鼓动欧洲建造新的功率更大的对撞机,并且又说“哪里建造功率更大的对撞机,哪里就是未来20年高能物理学的世界中心”

中科院高能物理所所长王贻芳很想让中国成为“高能物理的世界中心”

2012年时高能所提出了建造大型环形正负电子对撞机(CEPC)的计划,尽管王贻芳宣称预算只需要360亿人民币,但杨振宁作为高能物理学界泰山北斗般的人物认为360亿人民币只是个开始。

所以杨振宁反对中国目前建造大型对撞机,他认为应该把有限的科研经费用到“刀刃”上,毕竟高能物理就算取得突破也需要半个世纪甚至更久才能转化为技术,中国现在完全不需要上赶着建大对撞机。

在杨振宁的理想里中国大型对撞机的建造时间应该在20年以后