從左至右依次為：王貽芳、楊振寧、丘成桐。

科學(xué)“大咖”們最近在爭論中國現(xiàn)在要不要建大型對撞機(jī)“這種超大超貴的機(jī)器”。爭論緣起一則文章：

9月5日，中科院高能物理研究所所長王貽芳發(fā)表文章《中國今天應(yīng)該建造大型對撞機(jī)》，文中觀點(diǎn)、立場與楊振寧剛好相反，并對楊振寧提出不宜建造大型對撞機(jī)的七點(diǎn)理由一一進(jìn)行了反駁。

科學(xué)“大咖”們到底在爭論什么？

總的來說，就是在爭論一個(gè)問題：中國今天要不要開始建造超大對撞機(jī)？

分歧一：大加速器造價(jià)都是“無底洞”嗎？

在此次雙方的爭論中，巨額的建造成本無疑成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。楊振寧認(rèn)為：根據(jù)以往各國建造對撞機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，比如美國中止了項(xiàng)目，浪費(fèi)了30億美元；歐洲核子研究組織（CERN）現(xiàn)運(yùn)行的大型強(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)算將高于200億美元（1336億元人民幣）。

資料圖片：全球目前最大加速器強(qiáng)子對撞機(jī)LHC

此外，楊振寧表示，中國人均GDP少于巴西、墨西哥，有數(shù)億農(nóng)民與農(nóng)民工，還有急待解決的環(huán)保、教育、醫(yī)藥健康等問題。建造超大對撞機(jī)，費(fèi)用奇大，效果難以預(yù)料，中國現(xiàn)階段更應(yīng)關(guān)注民生問題。

王貽芳在次日的文章中回應(yīng)，到底需要多少錢？我們規(guī)劃的大型對撞機(jī)項(xiàng)目（以周長為100公里算）分兩步走：第一步正負(fù)電子對撞機(jī)（CEPC）建設(shè)階段，約在2022——2030年間，工程造價(jià)（不包括土地、“七通一平”等）約400億元。第二步質(zhì)子對撞機(jī)（SPPC）階段，工程造價(jià)在1000億元以內(nèi)，時(shí)間是在2040——2050年左右。這里如果減去國際貢獻(xiàn)約30%，中國政府應(yīng)該出資大約300億元（每年30億元）和700億元（每年70億元），但不包括未來的通貨膨脹。

王貽芳說，從占GDP的比例來看，大型對撞機(jī)的造價(jià)并沒有超過上世紀(jì)80年代的北京正負(fù)電子對撞機(jī)。王貽芳認(rèn)為，在下一個(gè)五年計(jì)劃開建大型對撞機(jī)，是高能物理領(lǐng)域領(lǐng)先國際的一個(gè)難得機(jī)遇。

分歧二：制造大型對撞機(jī)能破解難題？

楊振寧表示，建造大型對撞機(jī)不僅會大幅度擠壓其它基礎(chǔ)科學(xué)的科研經(jīng)費(fèi)，而且未來希望用對撞機(jī)發(fā)現(xiàn)猜想中的粒子也是不會成功的。

王貽芳則表示，目前中國的基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)占研發(fā)經(jīng)費(fèi)的比重僅5%，低于發(fā)達(dá)國家的15%，這意味著基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)仍有大約每年1000億人民幣以上的增長空間。

王貽芳認(rèn)為，現(xiàn)在預(yù)言對撞機(jī)會發(fā)現(xiàn)或不會發(fā)現(xiàn)猜想中的粒子，過于武斷，也不是國際高能物理學(xué)界的主流意見。造大型對撞機(jī)可以使我國在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先國際，使一些重要產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化并走到世界最前沿。

“此外，成立這樣的大型科研項(xiàng)目，也有利于形成一個(gè)國際科學(xué)與技術(shù)中心引進(jìn)吸收國外的智力資源，培養(yǎng)幾千名物質(zhì)科學(xué)及相關(guān)技術(shù)的頂尖人才。”王貽芳反駁道。

楊振寧則表示，有些高能物理學(xué)家希望用超大對撞機(jī)發(fā)現(xiàn)“超對稱粒子”，但找超對稱粒子已有很多年了，完全落空。

“國際上許多物理學(xué)家，包括自己在內(nèi)，都認(rèn)為超對稱粒子的存在只是一個(gè)猜想，沒有任何實(shí)驗(yàn)根據(jù)，希望用極大對撞機(jī)發(fā)現(xiàn)此猜想中的粒子更只是猜想加猜想”。楊振寧說道。

分歧三：高能物理研究有益人類生活嗎？

楊振寧認(rèn)為，70年來高能物理的大成就對人類生活沒有實(shí)在的好處，未來也很難預(yù)測這類科研成果是否會給人類生活帶來直接的影響和好處。

“高能物理的突破之前沒有、今后也無法在短中期內(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。”楊振寧說道。

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，智能手機(jī)就是一個(gè)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)絡(luò)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)大于此前對高能物理的全部投入。”

粒子對撞后形成新粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖片，由歐洲核子研究中心于2011年12月13日發(fā)布。（圖片來源：新華社/美聯(lián)）

王貽芳表示，第一階段300億元的投入，至少使我們可以在一些技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并領(lǐng)先國際。分別是高性能超導(dǎo)高頻腔；高效率、大功率微波功率源；大型低溫制冷機(jī)以及高速、抗輻照硅探測器、電子線路與芯片。

哈佛大學(xué)教授丘成桐說，值得高興的是，這一項(xiàng)目在美、歐等國和地區(qū)獲得了廣泛的支持。美國、歐洲的物理學(xué)家都對這個(gè)項(xiàng)目表示支持。伴隨該項(xiàng)目的推進(jìn)，中國不但可以成為相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，還可以借助項(xiàng)目吸引大批世界頂尖科學(xué)家到中國交流工作，甚至扎根中國，這將對中國科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。

丘成桐還表示，當(dāng)前對第一階段CEPC的建設(shè)，中國有一定的基礎(chǔ)，也有信心能夠完成。而升級為質(zhì)子對撞階段，國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)還需一段時(shí)間的發(fā)展，目前尚不具備。

中國與世界的對撞機(jī)發(fā)展怎么樣？

1、世界發(fā)展?fàn)顩r怎樣？

據(jù)介紹，早在２０世紀(jì)５０年代，歐洲、美國和蘇聯(lián)的科學(xué)家提出了各自建造對撞機(jī)的計(jì)劃。１９６２年，世界上第一臺對撞機(jī)在意大利弗拉斯卡蒂實(shí)驗(yàn)室建成。次年，美國和蘇聯(lián)也分別建成了正負(fù)電子對撞機(jī)。在這以后，對撞機(jī)隨粒子物理的發(fā)展需求，如雨后春筍出現(xiàn)在世界各大高能物理實(shí)驗(yàn)室。

據(jù)介紹，歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)是世界上最大的粒子加速器，它位于日內(nèi)瓦附近、瑞士和法國交界地區(qū)地下１００米深處的環(huán)形隧道內(nèi)，隧道環(huán)的周長為２７千米。

中科院高能物理研究所副研究員、國家“青年千人計(jì)劃”入選者朱宏博說，目前，國際上正在運(yùn)行的除了歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)，還有美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的相對論重離子對撞機(jī)，中國科學(xué)院高能物理研究所的北京正負(fù)電子對撞機(jī)等。擬建的有日本的國際直線對撞機(jī)，歐洲核子研究中心的未來環(huán)形對撞機(jī)和緊湊型高能直線正負(fù)電子對撞機(jī)等。

2、中國的對撞機(jī)發(fā)展如何？

中國科學(xué)院物理研究所研究員曹則賢表示，中國目前在北京、合肥和上海三地有加速器，但只有北京的加速器作為正負(fù)電子對撞機(jī)使用，運(yùn)行在十億電子伏特的能量水平上。如果有大型對撞機(jī)，可以在更高能量水平上從事粒子物理研究。

回顧我國對撞機(jī)的發(fā)展歷程，朱宏博說，上世紀(jì)七八十年代，經(jīng)李政道、潘諾夫斯基等建議，國內(nèi)科學(xué)家設(shè)計(jì)并充分論證，經(jīng)國家領(lǐng)導(dǎo)人批示，建造北京正負(fù)電子對撞機(jī)。

北京正負(fù)電子對撞機(jī)是世界八大高能加速器中心之一。１９８８年１０月１６日，兩束正負(fù)電子在北京西郊一個(gè)羽毛球拍狀的巨型機(jī)器里成功對撞，揭開了我國高能物理研究的新篇章。在穩(wěn)定、高效運(yùn)行了１５年后，北京正負(fù)電子對撞機(jī)于２００３年圓滿完成了預(yù)定的科學(xué)使命。

北京正負(fù)電子對撞機(jī)重大改造工程于２００４年１月動(dòng)工，耗資６。４億元，于２００９年５月成功通過驗(yàn)收，性能比改造前提高了３０多倍，繼續(xù)保持了我國在國際高能物理研究上的優(yōu)勢。“在中國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱的條件下，我們選擇了自主研發(fā)各類關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，最終使得改造工程對撞機(jī)部件的國產(chǎn)化率達(dá)到８５％。”朱宏博說。

什么是對撞機(jī)？為什么要建？

簡單地說，對撞機(jī)原理就是通過不斷的提升能量和撞擊次數(shù)，能夠發(fā)現(xiàn)更多的新粒子或者粒子的新性質(zhì)，從而有望解答我們在物理學(xué)中遇到的困惑。

從概念來看，對撞機(jī)是在高能同步加速器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種裝置，其主要作用是積累并加速相繼由前級加速器注入的兩束粒子流，到一定束流強(qiáng)度及一定能量時(shí)使其在相向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行對撞，以產(chǎn)生足夠高的相互作用反應(yīng)率。

上世紀(jì)以來，人類對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知已經(jīng)從分子、原子、原子核層次，逐步深入到更小的結(jié)構(gòu)單位夸克和輕子。如何對這些愈加微小粒子進(jìn)行研究，這活兒只能讓對撞機(jī)干。

“對撞機(jī)是人類探索微觀物質(zhì)世界的‘超強(qiáng)顯微鏡’?？茖W(xué)家要研究的粒子愈微小，選用的對撞機(jī)體積就要愈龐大、粒子加速的能級也越高。現(xiàn)代大型加速器的周長可達(dá)數(shù)十千米，造價(jià)在幾十億到幾百億美元不等。”在國內(nèi)外大型對撞機(jī)工作多年的上海應(yīng)用物理研究所所長趙振堂說。

中國科學(xué)院大學(xué)物理科技學(xué)院副院長鄭陽解釋說，用對撞機(jī)把能量加到很高，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成物質(zhì)。對撞機(jī)可以產(chǎn)生很高能量，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成各種各樣新奇的粒子。

鄭陽認(rèn)為“此前歐洲大型對撞機(jī)上發(fā)現(xiàn)的希格斯粒子，就因其是讓整個(gè)宇宙產(chǎn)生質(zhì)量的原因，而被稱作‘上帝粒子’。本來宇宙空無一物，‘上帝粒子’卻讓物質(zhì)產(chǎn)生了重量”。

對撞機(jī)家族成員眾多。按照對撞粒子的種類分，可分為電子對撞機(jī)、質(zhì)子——質(zhì)子對撞機(jī)、電子-質(zhì)子對撞機(jī)和重離子對撞機(jī)等；按照對撞機(jī)的形狀分，可分為環(huán)形對撞機(jī)和直線對撞機(jī)。

歐洲強(qiáng)子對撞機(jī) 完成首階段質(zhì)子對撞

在科學(xué)家眼中，對撞機(jī)就像一個(gè)具有神奇法力的“大魔盒”。因?yàn)楫?dāng)粒子被加速到極高能量、進(jìn)行對撞后，沒準(zhǔn)兒就會產(chǎn)生地球上極為稀少的重要物理現(xiàn)象，通過捕捉、測量這些新現(xiàn)象，人類可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)自然世界的基本規(guī)律。

當(dāng)然，對撞機(jī)并不是科學(xué)“大咖”們的專利品，它對社會經(jīng)濟(jì)民生以及人類科技發(fā)展也有巨大的推進(jìn)作用。“比如從加速器技術(shù)發(fā)展出質(zhì)子治癌技術(shù)，提高癌癥治愈率。從加速器技術(shù)衍生出的散裂中子源、同步輻射光源等為材料、生物研究提供先進(jìn)技術(shù)手段等；從對撞機(jī)實(shí)驗(yàn)發(fā)展出的諸多精密探測器技術(shù)也在國土安全、航空航天、工業(yè)探測、醫(yī)療成像等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。”朱宏博說。

到底值得不值得？

在耗資巨大的CEPC能否成為一個(gè)“高壽”的科學(xué)裝置這一問題上，歐洲核子研究組織國際關(guān)系部部長、物理學(xué)家魯?shù)细?middot;沃斯（Rüdiger Voss）博士在去年接受澎湃新聞專訪時(shí)，表示了擔(dān)憂，“如果真要建造一部富于前瞻性的、有潛質(zhì)的新機(jī)器，那么50公里的隧道長度會太短。粒子物理學(xué)研究50年的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)表明，利用大型加速器，要想從一代升級到下一代，要想真正有可能做出重要的新發(fā)現(xiàn)，你通常需要增加10倍的能量。”

魯?shù)细?middot;沃斯評論稱：“CEPC-SPPC（環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)和超級質(zhì)子對撞機(jī)）本身是一個(gè)非常有趣的項(xiàng)目，從純科學(xué)的角度來看，它很值得去做。這一點(diǎn)毫無疑問。從歐洲的角度來看，擔(dān)心在于，這個(gè)項(xiàng)目是用大量資金投入去研究一個(gè)范圍極為有限的科學(xué)問題。這就提出了金錢投入的科學(xué)價(jià)值的問題，也就是金錢投入在建設(shè)一個(gè)富于前瞻性、長期的科學(xué)未來方面的可能性問題。”

說了這么多，無論建與不建，以上科學(xué)家個(gè)個(gè)都是著作等身、譽(yù)滿全球，他們大可見好就收、沽名釣譽(yù)。然而他們卻選擇放下身段，認(rèn)認(rèn)真真的辯論一番，如果這都不算科學(xué)家追求真理，這都不算是愛國敬業(yè)，還要怎么樣才是追求真理、愛國敬業(yè)呢？

在娛樂圈，一個(gè)出軌新聞動(dòng)不動(dòng)幾億閱讀量的時(shí)候，這些科學(xué)家的聲音就像一股清流。我們在這場爭論里，看到的恰恰是久違的赤子之心。要是能多幾位這樣的先生，中國科學(xué)研究何愁不崛起？

綜合整理自知識分子（ID：The-Intellectual）、網(wǎng)易新聞、每日經(jīng)濟(jì)新聞、新華視點(diǎn)、澎湃新聞（王盈穎）、新華社、參考消息、酷玩實(shí)驗(yàn)室