杨振宁反对建造的超大对撞机到底是什么？花费上千亿值不值？

张怀水 

9月4日，“知识分子”公号刊发诺贝尔奖获得者杨振宁博士的一篇文章《中国今天不宜建造超大对撞机》。然而一篇文章激起千层浪，丘成桐、王贻芳等大师级科学家也相继发声表达观点。中国该不该建造大型对撞机的争论也由学界讨论逐步进入公众视野。

9月5日，中科院高能物理研究所所长王贻芳发表文章《中国今天应该建造大型对撞机》，文中观点、立场与杨振宁刚好相反，并对杨振宁提出不宜建造大型对撞机的七点理由一一进行了反驳。

每日经济新闻记者联了系中国科学院高能物理研究所，该所宣传部门表示：王贻芳与杨振宁有关争议的话题，我们已经接到通知，不予回应。一切以王所长的文章为准。我们也支持王所长的观点。

和“明星离婚”、“师徒反目”这些热门话题相比，讨论大型对撞机的门槛要高得多。可能不少读者还需要从什么是对撞机这样的基础概念入手。既然如此，我们不妨做一名理性的听众，听一听大师们对于这个话题的观点和博弈。

大型对撞机是什么，为什么要建？

从概念来看，对撞机是在高能同步加速器基础上发展起来的一种装置，其主要作用是积累并加速相继由前级加速器注入的两束粒子流，到一定束流强度及一定能量时使其在相向运动状态下进行对撞，以产生足够高的相互作用反应率。

一位中国科技大学物理专业研究人员告诉每日经济新闻记者，简单地说，对撞机原理就是通过不断的提升能量和撞击次数，能够发现更多的新粒子或者粒子的新性质，从而有望解答我们在物理学中遇到的困惑。

“此前，最大的大型强子对撞机（LHC）位于日内瓦附近的侏罗山地下。大型强子对撞机直到现在，也没有发现任何超对称粒子存在的迹象。有科学家认为，这可能仍然是LHC的设计局限造成的。或许新的粒子中绝大多数的质量都超出了LHC可探测的能标。那么，一台更大、更强的强子对撞机，应该就能够回答我们的困惑。这也是很多科学家对中国建设新的强子对撞机寄予期待的原因。”上述研究人员说道。

中国科学院大学物理科技学院副院长郑阳解释说，用对撞机把能量加到很高，将动能转化成物质。对撞机可以产生很高能量，将动能转化成各种各样新奇的粒子。

郑阳认为“此前欧洲大型对撞机上发现的希格斯粒子，就因其是让整个宇宙产生质量的原因，而被称作‘上帝粒子’。本来宇宙空无一物，‘上帝粒子’却让物质产生了重量”。

分歧一：大加速器造价都是“无底洞”吗？

在此次双方的争论中，巨额的建造成本无疑成为各方关注的焦点。杨振宁认为：根据以往各国建造对撞机的经验，比如美国中止了项目，浪费了30亿美元；欧洲核子研究组织（CERN）现运行的大型强子对撞机LHC耗资100亿美元，对撞机的建造成本是无底洞。他预估，中科院高能所建议的超大对撞机预算将高于200亿美元（1335亿元人民币）。

此外，杨振宁表示，中国人均GDP少于巴西、墨西哥，有数亿农民与农民工，还有急待解决的环保、教育、医药健康等问题。建造超大对撞机，费用奇大，效果难以预料，中国现阶段更应关注民生问题。

王贻芳在次日的文章中回应，到底需要多少钱？我们规划的大型对撞机项目（以周长为100公里算）分两步走：第一步正负电子对撞机（CEPC）建设阶段，约在2022~2030年间，工程造价（不包括土地、“七通一平”等）约400亿元。第二步质子对撞机（SPPC）阶段，工程造价在1000亿元以内，时间是在2040~2050年左右。这里如果减去国际贡献约30%，中国政府应该出资大约300亿元（每年30亿元）和700亿元（每年70元），但不包括未来的通货膨胀。

王贻芳说，从占GDP的比例来看，大型对撞机的造价并没有超过上世纪80年代的北京正负电子对撞机。王贻芳认为，在下一个五年计划开建大型对撞机，是高能物理领域领先国际的一个难得机遇。

分歧二：制造大型对撞机能破解难题？

杨振宁表示，建造大型对撞机不仅会大幅度挤压其它基础科学的科研经费，而且未来希望用对撞机发现猜想中的粒子也是不会成功的。

王贻芳则表示，目前中国的基础研究经费占研发经费的比重仅5%，低于发达国家的15%，这意味着基础研究经费仍有大约每年1000亿人民币以上的增长空间。

王贻芳认为，现在预言对撞机会发现或不会发现猜想中的粒子，过于武断，也不是国际高能物理学界的主流意见。造大型对撞机可以使我国在相关技术领域领先国际，使一些重要产品实现国产化并走到世界最前沿。

“此外，成立这样的大型科研项目，也有利于形成一个国际科学与技术中心引进吸收国外的智力资源，培养几千名物质科学及相关技术的顶尖人才。”王贻芳反驳道。

杨振宁则表示，有些高能物理学家希望用超大对撞机发现“超对称粒子”，但找超对称粒子已有很多年了，完全落空。

“国际上许多物理学家，包括自己在内，都认为超对称粒子的存在只是一个猜想，没有任何实验根据，希望用极大对撞机发现此猜想中的粒子更只是猜想加猜想”。杨振宁说道。

分歧三：高能物理研究有益人类生活吗？

杨振宁认为，70年来高能物理的大成就对人类生活没有实在的好处，未来也很难预测这类科研成果是否会给人类生活带来直接的影响和好处。“高能物理的突破之前没有、今后也无法在短中期内给人类生活带来益处，反而会对解决国内的民生问题不利。”杨振宁说道。

王贻芳表示无法认同高能物理与人类生活的脱节。“没有高能物理，就没有（或者推迟出现）触摸屏，智能手机就是一个梦想；没有高能物理，就没有WWW网页，大家就不能上网，网络经济更是无从谈起。人类从WWW网页中得到的收益，已远远大于此前对高能物理的全部投入。”

王贻芳表示，第一阶段300亿元的投入，至少使我们可以在一些技术方面实现国产化，并领先国际。分别是高性能超导高频腔；高效率、大功率微波功率源；大型低温制冷机以及高速、抗辐照硅探测器、电子线路与芯片。

哈佛大学教授丘成桐说道：“值得高兴的是，这一项目在美、欧等国和地区获得了广泛的支持。“美国、欧洲的物理学家都对这个项目表示支持。伴随该项目的推进，中国不但可以成为相关领域的领跑者，还可以借助项目吸引大批世界顶尖科学家到中国交流工作，甚至扎根中国，这将对中国科学发展产生巨大而深远的影响。”

丘成桐还表示，当前对第一阶段CEPC的建设，中国有一定的基础，也有信心能够完成。而升级为质子对撞阶段，国内外相关技术还需一段时间的发展，目前尚不具备。