为什么李政道,丘成桐,王贻芳主张建造大型对撞机CEPC,而杨振宁极力反对?
在讨论这个话题之前,我们先简单了解下中国计划建造的CEPC(高能环形电子对撞机),CEPC计划是中国科学家在2012年提出的,旨在高能粒子物理领域发现未知粒子以及探索宇宙早期演化与寻找暗物质和反物质丢失的真正原因,另外研究真空稳定性等多项未解的科学问题和寻找新的粒子物理规律!
CEPC分两个阶段,分别是CEPC和SPPC,如下图:
上图是高能环形电子对撞机(CEPC)和雄心勃勃的升级版超级质子对撞机(SPPC)示意图!CEPC建成后的周长将达到史无前例的100千米,远超欧洲强子对撞机LHC的规模27千米,将取代LHC成为有史以来最强大的科学装置!按照项目规划,CEPC工程将耗资约360亿元人民,建设与运行周期约15-20年!预计将在2030年左右建设完成!
在刚过去的4月29日中国科学院大学杨振宁与国科大学生的交流会中,他又一次坚定且毫不迟疑的就一位同学提出求证是否反对CEPC计划时,给予了非常肯定的答案!他持有2016年时的反对立场并没有改变!理由有如下几点:
一、认为CEPC耗资太过庞大,可能超过200亿美元,这将挤占其他项目的费用;
二、未来主导大概率并不是中国人,非常有可能为人作嫁衣;
三、粒子物理的黄金时间已过,剩下的深度挖掘空间已经缺乏;
四、高能物理的方向不能仅局限于粒子物理,比如弦理论等;
……
这里有完全站得住脚,但杨振宁总结的那句话颇具争议:“The party is over”!盛宴已经结束,剩下残羹冷炙不值得花如此大价钱去挖掘!但丘成桐,王贻芳认为粒子物理并没有走到尽头,而是认为此时上CEPC是正当时!理由如下:
一、CEPC的造价并不如杨振宁预计的那样超过200亿美元一期会先执行CEPC,如果CEPC有发现新的物理现象,那么接下来会将升级版的SPPC(质子对撞机)提上日程,后者造价约1000亿人民币,两者合计确实会接近200亿美元,但这是两个阶段!
并且这个计划可大大提升中国在超导材料领域的制造技术,也将极大的促进基础科学领域人才的培养,并且部分资金也可以来自国际合作等,因此这个资金问题并没有想象的那么严重!
二、另一个理由是挤占其他项目的费用目前中国基础研究费用占研发费用比重约5%,而发达国家一般是15%,增长空间巨大,另外这个建造费用90%会在国内采购与制造,基本就是用来拉动内需了!
三、目前已知粒子物理的标准模型中存在的问题大都与希格斯粒子有关,因此解开粒子物理更深层次的秘密必定隐藏在希格斯粒子中 CEPC的理论测量精度能达到1%左右,比LHC高出10倍,因此确认希格斯粒子的性质成为打开新的粒子物理世界的大门!如果能确定希格斯粒子与真空相变的关系,那么宇宙大爆炸的秘密也许可以揭开!
......
因此王贻芳院士认为CEPC“正当时”也是有相当理由的,在这个加速器工程中,确实是公说公有理,婆说婆有理!但有一点可以肯定的是,CEPC已经进入实质性的建造阶段,如果不出意外的话在2030年我们就能见到超过大家想象的、直径超过100KM的巨型环形加速器,当然距离《三体》中环太阳轨道加速器也许还非常遥远,但这已经是我们能人类有能力做到的最庞大的加速器了!