◇◇新语丝(www.xys.org)(xys8.dxiong.com)(xys.ebookdiy.com)(fangzhouzi.me)◇◇   对中国建大型对撞机的意见   作者:何祚庥   1   中国科学院高能物理研究所王贻芳所长等人所建议的CEPC-SPPC项目并不是 什么创新项目,总体的设计思路借鉴了LHC并加以放大,项目经费也非常大。美 国的SSC项目,计划能量为20TeV;意大利,亦即欧洲曾有一个比美国的SSC更大 的Eliosatron项目,计划能量更高。现在王贻芳所建议的SPPC的能量为 70-100TeV,其实也和Eliosatron的差不多,而后者未经多个国家讨论,即遭遇 欧洲的多位高能物理学者的反对而夭折。   美国为SSC展开了一场激烈的辩论,最后争执到了国会,由国会投票而最后 否决。有人说,这是两党的政治争论的牺牲品,不对!对于SSC项目的决策,实 为国家主持财政的人员认为这一项目并没有太大的科学价值,且花费巨大,将会 影响国家的发展能力,因而最终抛弃。当然,有不少高能物理学家表示支持,但 也有不少高能物理学者表示坚持反对,认为是大浪费!最后国会采纳了反对一方 的意见,投票否决。   还应注意到的是,美国“否决”的彻底程度令人吃惊!美国政府已经投了20 亿美元,主要是挖了一个大坑道,在规划中坑道的费用约占总费用的10%。后来 要求增拨150~200亿美元,以便最终实现。   但结果却是国会宁愿牺牲掉应投入的20亿美元,也不再允许做这种无效益的 投入。国会否决后,连已挖掘的坑道也被填上了,不许“死灰复燃”。   2   为什么美国国会质询了多位专家的意见,并在国会大辩论后最后否决了SSC 项目?在学术上还有一个重要的理由是:在粒子物理理论中有一个重要的理论, 即粒子物理再向超高能物理发展,不会再有新的发现,这被称为高能物理的“大 沙漠”理论。   “大沙漠”理论认为,至少要将能量提高到普朗克尺度,亦即相当于1016 TeV的能量,高能物理才有可能有新的发现。后来,一些高能物理学者认为这一 理论并不完全正确,应有所修正。修正的办法就是引入“超对称”的概念,并认 为有了这些超对称粒子后,其能标将降低很多量级,但仍较SPPC所提出的量级高 出很多很多!后来,在美国和欧洲等若干加速器均尝试发现这些超对称粒子,结 果却一无所获。这也从侧面说明了“大沙漠”理论的合理性。所以,美国国会以 压倒性的票数,否决了继续建造SSC项目。   当然,超对称粒子的“失踪”也立即导致一个重大的根本性看法的转变,即 不少粒子物理学家和数学家精心制作的超弦理论也随之“垮台”!这里所谓的 “垮台”,针对的是超弦理论在物理学上是没有意义的理论。不过,不排除它在 数学上具有一定的意义。   但仍有相当一部分做超弦理论、超对称粒子的理论物理学家并不认为超对称 已死,还在坚持。不过,已很少有人再相信在粒子物理学中这是一个具有前景的 理论,纷纷宣布“改行”不做。如理论物理所的一位对超弦理论颇具贡献的李淼 教授现在已放弃不做。也就是说,超弦理论已不是高能学界和粒子学界的主流!   3   将上述两个论述结合,我只能认为,王贻芳所长提出的CEPC-SPPC方案,只 不过是已经被美国国会所完全抛弃的“创新”,却在此时又被很多科学家拿过来 向中国政府推销。   至于中国政府愿不愿意出巨资建设,这取决于中国政府如何评估此事。   我们还应注意到,推销对撞机项目的人中不少还是美国科学院院士等美国专 家,他们表示此方案有“许多的好处”。当然,由于中国高能物理学的研究远不 如美国的先进、发达,也许是我们这些人的“鼠目寸光”,没有科学远见。然而, 仍有一个问题令我无从理解:为什么如此好的方案不被美国科技界所接受?为什 么如此好的方案,不坚持向美国政府继续游说?如果美国政府一旦宣布要上马这 一“创新”方案,并且希望中国也能出大批经费加入合作,我相信一定会得到我 国高能物理学界很多科学家的鼎力支持!   4   对于我们的质疑,有一种回答是:这一方案对于发展中国家,如中国的高能 物理的研究仍有深远意义。对此,我不能苟同。我们历来赞成“科学无国界,科 学家有祖国”这句话,不能去同意一个对世界科学没有什么重要意义,却会对中 国科学家的祖国产生什么“巨大意义”的方案。当代中国需要解决的科学问题太 多了,也需要有很多很多的年青人参加这方面工作。但不能因为中国或世界各国 已经有若干人进入高能物理界,但却缺少工作岗位,因而就构思出一个并不是很 有“成效”的方案,去安置这批高能物理学者!   世界是一个整体。当代世界各国经济和科学的发展,必然要走“一体化” “全球化”的道路。最近,我在业余时间从事经济学、政治经济学的学习和研究。 经济学的许多结论也应该适用于世界科学的发展。   我们知道,经济学里有一个边际效用递减规律,这一规律可适用于广泛的范 围。例如我国经济为什么由早前的平均上升10%变为现今的6.9%?最简单的解释 就是边际效用递减。而缓解这种影响的办法就是要依靠创新。这些基本原理,也 必然适用于高能物理学的研究。   从王贻芳等人的建议方案来说,这一方案的特点是根本没有革命性的技术创 新,仅向着“超大型”发展,所以必定适用于边际效用递减规律。   应用边际效用递减规律有一个技术困难,就是很难判断“边际效用”以怎样 一个速度“递减”,它在未来的“边际”,也就是“斜率”将“减”到多少?实 际上,最近LHC的实验已经给出了一个判断。   前一时期,LHC在700-800GeV能量区间发现了一个750GeV的“共振峰”。学 界非常兴奋,因为似乎高能物理向“高处走”仍可能有新的发现,“大沙漠”理 论与实际不符!但由于实验数量不足,因而不能明确认为这是某个新粒子。因此, 一些人主张多投入一些运转时间和费用,以便将这个“新粒子”捞出来。也有一 大批理论学家认为这是一个新事物,做了许多“新”理论来解释这个粒子,并作 出种种新预言。   但是,大多数坚持相信“大沙漠”理论的理论物理学家却仍认为这个所谓的 “新粒子”应该是统计涨落,并不是发现了什么新粒子。   结果是,进一步的高精度实验表明并没有证实“新粒子”的存在!“大沙漠” 理论在这个能区依然正确。应注意的是,750GeV能量实际上是被称为“上帝粒子” 的希格斯粒子125GeV的6倍,但结果却仍然为零。如果用经济学的术语来诠释, 这一实验已表明高能对撞机在LHC的能区,其“边际效用”已递减到“零”。   现在,在王贻芳所提出的方案中,最大的能量也不过是LHC的7倍。而按照这 个趋势再做下去,如何确保再发现新粒子,或者其它重大新鲜事物?不仅如此, 日内瓦中心也即将进一步将能量加大到20TeV,继续从事实验工作。但日内瓦已 经拥有超大型加速器,西方仅需重新投入一些钱,就可实现边际效益。而中国却 要重启炉灶,也不过是将能量提升7倍,却要重走日内瓦中心LHC已走过的漫长历 程。   或者说王贻芳等人的方案,绝不是日内瓦的平等竞争对手。   日内瓦中心的LHC对于高能物理的贡献是巨大的,它运转了20年,先后共发 现了四个重要粒子——W±、Z0、t夸克和希格斯粒子Higgs,而且几乎完满地证 明了“标准模型”的正确。现在只剩下一个小问题,即轻子数是否“绝对”守恒 问题尚未完全解决。但这一问题的回答,并不需要超高能加速器来研究,而是需 要中低能加速器,如现在科学院已立项的散裂中子源,ADS等项目来回答。   可以说,当前高能物理的发展态势,完全相应于李克强总理所再三强调的供 给曲线,将按“S”性状向“右”延伸。而这时,却已有“大沙漠”理论和LHC的 实验结果,这些都表明这一延伸的“边际效用”已大体上接近于零,也就是“S” 形状的曲线,已接近于“顶点”。   那么,今日的中国还有何必要对这一座很难产生重大成果的CEPC-SPPC做重 大投入?   5   当然,王贻芳所长一直强调,高能所建造正负电子对撞机时从未超支,上下 涨落幅度不会超过5%。应该说,这是历史事实。而作为北京正负电子对撞机的亲 历者,我却要说出一些背后的故事。   高能所建造正负电子对撞机是在“文革”之后,由邓小平同志依据周总理的 遗愿而特普的大型基础研究项目,其总造价为2.2亿人民币。由于这是改革开放 后,中央首次特批的大型科学研究项目,曾由中央出面,向各方面打招呼:这不 是一块“唐僧肉”,各部委不可乘机“啃一口”。这一“招呼”,还传到了那时 尚未回归的香港。香港的业界表示,这是小平同志特批的项目,我们一定大力支 持,即使不赚钱,我们也设法保证供应。   为确保正负电子对撞机按计划进行,中央还特派了中央政治局委员胡乔木同 志的夫人——谷雨同志主持、主抓这一工作。遇到困难时,就由谷雨同志从中协 调。举一个例子,在正负电子对撞机开工建造的时候,附近居民担心放射性污染, 表示反对。环保部门因而派来一位处级干部参与监督。但那位干部的专业知识储 备不足,只是一味表示反对。   我们请她拿出一个相应的“指标”,究竟应到达什么样的标准才能通过,但 她却给不出具体的数值。当时高能所领导委托我组织一些青年同志来设计高能加 速器的防护装置,由于环保部门派来的这位干部实在“外行”,并不能给出一个 具体的指标,而我们当然也怀疑她有“啃一口”的意思。   所以,就由谷雨同志到小平同志那去反映情况,最后小平同志敲定由我们负 责。   当然,我们的设计很快就完成了。因为这一对撞机是正负电子对撞机,只放 出x射线和γ射线,其对环境的影响比宇宙线背景还要小。   问题是,在当下的年代,王贻芳所长的“一厢情愿”能否再度实现?而结论 应是:这是一个不切合中国国情的方案,决策者不应给予支持。   6   王贻芳所长还表示,反对者几乎都是高能物理领域外的专家。我想这绝非事 实。   我们这里(理论物理研究所)也有一批高能物理学会的会员,其中有很多人 都表示反对。其实,高能所内部也有一些不同的意见,却碍于同事们的情面不好 意思公开发表。   而之前杨振宁教授发表了反对中国建造大型对撞机的文章,也有一些人也提 出杨先生已经不在物理一线多年,偏离了物理学的主流。这些质疑并不正确,杨 教授虽然年事已高,不冲在一线多年,但是杨先生对于理论物理的见解却不能说 是过时,或者偏离主流,从历史上来看,杨先生对于物理学未来的判断也不能说 是无足轻重的。   近来,王贻芳所长又提出,几乎所有的高能实验物理学家都赞成中国建造大 型对撞机项目,反对者都是理论物理学家的论述,对反对者的专业提出了一些质 疑,包括杨振宁教授也不是实验物理学家。   好,那我也列举出一位,在世界上绝对能称为高能物理实验学家的学者,也 是王贻芳所长的老师——丁肇中教授。丁教授曾向我问起王贻芳现在正在从事什 么方面的研究,我回答他还在大亚湾测量中微子振荡,此外,他正在研究一些新 的方案。丁教授问是什么新方案?我说,他想把美国讨论过的SSC的类似方案搬 到中国。丁教授立刻说,干嘛要弄这个?一点意思也没有!   很抱歉,我在这里将丁肇中教授的意见公开了。但我想这足以证明,仍有一 些国际知名的高能物理实验学家,也不支持他的方案。 (XYS20170130) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys8.dxiong.com)(xys.ebookdiy.com)(fangzhouzi.me)◇◇