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杨振宁反对中国花千亿建大对撞机 南通籍科学家王贻芳驳斥

2016-09-06 16:28来源:澎湃新闻网

  目前的中国是不是下一代大型强子对撞机的合适选址?可见的是,科学界对此尚有争议。9月4日,著名物理学家杨振宁在《知识分子》发文,反对中国开始建造大型对撞机。次日,同在《知识分子》,中国科学院高能物理研究所所长王贻芳刊文回应,一一反驳杨振宁的反对理由。

 

 王贻芳、杨振宁、丘成桐。(从左至右)

  此前,菲尔兹奖获得者、著名华裔数学家丘成桐多次公开表示,支持中国建造大型对撞机,提出可以考虑将河北省秦皇岛市山海关附近作为选址。8月29日,丘成桐在公众号上再次针对大型对撞机发文,并表示对“杨振宁反对建造大型对撞机”一说存疑。此举引来杨振宁在《知识分子》上发文。

  而早在2012年,在“上帝粒子”希格斯玻色子(Higgs boson)被欧洲核子研究组织(CERN)大型强子对撞机LHC发现的几个月后,王贻芳的团队就提出了到本世纪30年代在中国建成对撞机的计划。在这之后,据王贻芳在反驳文中所提,中国为主的研究团队已经完成了CEPC-SPPC(正负电子对撞机-质子对撞机)的《初步概念设计报告》。

  在规划中,CEPC-SPPC项目将在50-100公里长的地下环形通道内,利用相同的隧道,建造两座超级对撞机:正负电子对撞机和质子对撞机。虽然正负电子对撞机的对撞能级将只有0.24-0.35TeV,但它的存在可以为建造质子对撞机削减大量成本。该质子对撞机和LHC相似,都在环形通道内使用质子进行对撞。但该对撞机的通道长度将是LHC的2-4倍,对撞能级可达70-100TeV或100-140TeV,远超LHC的14TeV。

  目前,不仅是中国有研究团队提出建造大型对撞机的规划,日本也有意建造国际直线对撞机(ILC)。据报道,日本文部科学省(MEXT)被期望在今年,就日本是否会建造ILC作出表态。如通过,ILC将在2030年左右建成,投入实验。但目前,出于对高成本的顾虑,日本还想旁观,看在2018年年底前,LHC是否会在第一次最大能量(14TeV)运行周期内,有重大发现。此外,主持LHC的欧洲核子研究组织也在考虑建立新一代超导磁体,将LHC的能级极限从14TeV提升至20TeV,抑或是另建一座“超级LHC”。

  在王贻芳看来,最近十年是中国建造大型对撞机的“窗口期”,“在下一个五年计划开建大型对撞机,是我们在高能物理领域领先国际的一个难得的机遇。”欧洲核子研究所的LHC正面临能级触顶的困局,“欧洲、美国和日本手头都有项目,20年之内很难腾出手来,我们的竞争环境相对较好”。

  尽管如此,在争论中国该不该建造大型对撞机时,要回答的是:造价几何?是利是弊?能解决科学难题吗?值不值得?这四个问题。

  造价几何?

  在此次杨振宁和王贻芳关于大型对撞机的公开讨论中,巨额的建造成本被摆放在争议的显眼位置。

  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(1335亿人民币)。

  在反驳文中,王贻芳详细地算了一笔账,并表示“有成熟的估价、建造、管理经验”。在王贻芳团队的规划中,正负电子对撞机和质子对撞机将先后建设。不包括土地、“七通一平”等,预计在2022-2030年竣工的正负电子对撞机工程造价约400亿人民币。质子对撞机是否建设建立在正负电子对撞机是否有新物理迹象的前提上,工程造价在1000亿人民币以内。其中,中国将承担70%的费用,即大约300亿人民币(每年30亿)和700亿人民币(每年70亿),但不包括未来的通货膨胀。

  王贻芳还强调,高能所在北京正负电子对撞机等超过亿元的大型加速器及探测器工程中,“均按工期、指标完成,实际造价与预算相比,连5%都没有超。”并因为质子对撞机的启动条件是正负电子对撞机有所成绩,王贻芳认为这不会是无底洞。

  巨额建设资金将如何筹得?据《自然》杂志报道,王贻芳的团队在去年得到科技部3500万人民币的资助,用于大型强子对撞机项目的开展,但在7月,发改委拒绝了该项目下一轮8亿人民币的资助请求。在国际高能物理大会(ICHEP)上,王贻芳表示将专注于提高国际社会对该项目的兴趣。

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