王貽芳、楊振寧、丘成桐。（從左至右）
原標(biāo)題：中國該不該斥資數(shù)百億元建造大型對撞機(jī)，得回答這四個問題
目前的中國是不是下一代大型強(qiáng)子對撞機(jī)的合適選址？可見的是，科學(xué)界對此尚有爭議。9月4日，著名物理學(xué)家楊振寧在《知識分子》發(fā)文，反對中國開始建造大型對撞機(jī)。次日，同在《知識分子》，中國科學(xué)院高能物理研究所所長王貽芳刊文回應(yīng)，一一反駁楊振寧的反對理由。
此前，菲爾茲獎獲得者、著名華裔數(shù)學(xué)家丘成桐多次公開表示，支援中國建造大型對撞機(jī)，提出可以考慮將河北省秦皇島市山海關(guān)附近作為選址。8月29日，丘成桐在公眾號上再次針對大型對撞機(jī)發(fā)文，並表示對“楊振寧反對建造大型對撞機(jī)”一説存疑。此舉引來楊振寧在《知識分子》上發(fā)文。
而早在2012年，在“上帝粒子”希格斯玻色子（Higgs boson）被歐洲核子研究組織（CERN）大型強(qiáng)子對撞機(jī)LHC發(fā)現(xiàn)的幾個月後，王貽芳的團(tuán)隊就提出了到本世紀(jì)30年代在中國建成對撞機(jī)的計劃。在這之後，據(jù)王貽芳在反駁文中所提，中國為主的研究團(tuán)隊已經(jīng)完成了CEPC-SPPC（正負(fù)電子對撞機(jī)-質(zhì)子對撞機(jī)）的《初步概念設(shè)計報告》。
在規(guī)劃中，CEPC-SPPC項目將在50-100公里長的地下環(huán)形通道內(nèi)，利用相同的隧道，建造兩座超級對撞機(jī)：正負(fù)電子對撞機(jī)和質(zhì)子對撞機(jī)。雖然正負(fù)電子對撞機(jī)的對撞能級將只有0.24-0.35TeV，但它的存在可以為建造質(zhì)子對撞機(jī)削減大量成本。該質(zhì)子對撞機(jī)和LHC相似，都在環(huán)形通道內(nèi)使用質(zhì)子進(jìn)行對撞。但該對撞機(jī)的通道長度將是LHC的2-4倍，對撞能級可達(dá)70-100TeV或100-140TeV，遠(yuǎn)超LHC的14TeV。
目前，不僅是中國有研究團(tuán)隊提出建造大型對撞機(jī)的規(guī)劃，日本也有意建造國際直線對撞機(jī)（ILC）。據(jù)報道，日本文部科學(xué)省（MEXT）被期望在今年，就日本是否會建造ILC作出表態(tài)。如通過，ILC將在2030年左右建成，投入實驗。但目前，出於對高成本的顧慮，日本還想旁觀，看在2018年年底前，LHC是否會在第一次最大能量（14TeV）運作週期內(nèi)，有重大發(fā)現(xiàn)。此外，主持LHC的歐洲核子研究組織也在考慮建立新一代超導(dǎo)磁體，將LHC的能級極限從14TeV提升至20TeV，抑或是另建一座“超級LHC”。
在王貽芳看來，最近十年是中國建造大型對撞機(jī)的“窗口期”，“在下一個五年計劃開建大型對撞機(jī)，是我們在高能物理領(lǐng)域領(lǐng)先國際的一個難得的機(jī)遇。”歐洲核子研究所的LHC正面臨能級觸頂?shù)睦Ь郑皻W洲、美國和日本手頭都有項目，20年之內(nèi)很難騰出手來，我們的競爭環(huán)境相對較好”。
儘管如此，在爭論中國該不該建造大型對撞機(jī)時，要回答的是：造價幾何？是利是弊？能解決科學(xué)難題嗎？值不值得？這四個問題。
造價幾何？
在此次楊振寧和王貽芳關(guān)於大型對撞機(jī)的公開討論中，鉅額的建造成本被擺放在爭議的顯眼位置。
楊振寧認(rèn)為，根據(jù)以往各國建造對撞機(jī)的經(jīng)驗，比如美國中止了項目，浪費了30億美元；歐洲核子研究組織（CERN）現(xiàn)運作的大型強(qiáng)子對撞機(jī)LHC耗資100億美元，對撞機(jī)的建造成本是無底洞。他預(yù)估，中科院高能所建議的超大對撞機(jī)預(yù)算將高於200億美元（1335億人民幣）。
在反駁文中，王貽芳詳細(xì)地算了一筆賬，並表示“有成熟的估價、建造、管理經(jīng)驗”。在王貽芳團(tuán)隊的規(guī)劃中，正負(fù)電子對撞機(jī)和質(zhì)子對撞機(jī)將先後建設(shè)。不包括土地、“七通一平”等，預(yù)計在2022-2030年竣工的正負(fù)電子對撞機(jī)工程造價約400億人民幣。質(zhì)子對撞機(jī)是否建設(shè)建立在正負(fù)電子對撞機(jī)是否有新物理跡象的前提上，工程造價在1000億人民幣以內(nèi)。其中，中國將承擔(dān)70%的費用，即大約300億人民幣（每年30億）和700億人民幣（每年70億），但不包括未來的通貨膨脹。
王貽芳還強(qiáng)調(diào)，高能所在北京正負(fù)電子對撞機(jī)等超過億元的大型加速器及探測器工程中，“均按工期、指標(biāo)完成，實際造價與預(yù)算相比，連5%都沒有超。”並因為質(zhì)子對撞機(jī)的啟動條件是正負(fù)電子對撞機(jī)有所成績，王貽芳認(rèn)為這不會是無底洞。
鉅額建設(shè)資金將如何籌得？據(jù)《自然》雜誌報道，王貽芳的團(tuán)隊在去年得到科技部3500萬人民幣的資助，用於大型強(qiáng)子對撞機(jī)項目的開展，但在7月，發(fā)改委拒絕了該項目下一輪8億人民幣的資助請求。在國際高能物理大會（ICHEP）上，王貽芳表示將專注于提高國際社會對該項目的興趣。
是利是弊？
楊振寧認(rèn)為，對撞機(jī)的項目必將擠壓其他基礎(chǔ)科學(xué)的經(jīng)費。
但王貽芳認(rèn)為，目前中國的基礎(chǔ)研究經(jīng)費佔研發(fā)經(jīng)費的比重僅5%，低於發(fā)達(dá)國家的15%，這意味著基礎(chǔ)研究經(jīng)費仍有大約每年1000億人民幣以上的增長空間。
此外，王貽芳認(rèn)為，對撞機(jī)的項目會拉動國內(nèi)科學(xué)儀器的發(fā)展，且和其他基礎(chǔ)科學(xué)並不矛盾，“事實上這個投入也沒有大大改變各領(lǐng)域的投資比例，從長期來看，是使各領(lǐng)域的比例與國際上基本一致（目前國內(nèi)粒子物理、核物理比例嚴(yán)重偏低是一個事實）。”
再者，楊振寧認(rèn)為，高能物理的突破之前沒有、今後也無法在短中期內(nèi)給人類生活帶來益處，反而會對解決國內(nèi)的民生問題不利。
王貽芳表示無法認(rèn)同高能物理與人類生活的脫節(jié)，“沒有高能物理，就沒有（或者推遲出現(xiàn)）觸摸屏，智慧手機(jī)就是一個夢想；沒有高能物理，就沒有WWW網(wǎng)頁，大家就不能上網(wǎng)，網(wǎng)路經(jīng)濟(jì)更是無從談起。人類從WWW網(wǎng)頁中得到的收益，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大於此前對高能物理的全部投入。”
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