杨振宁、丘成桐争议中挺进的超大对撞机（zt）

杨振宁、丘成桐争议中挺进的超大对撞机（zt）

2019-11-05

今年的诺贝尔奖依旧没有中国科学家的身影，间接反映过去几十年中国在顶尖基础科
学的缺位。
在年复一年的关于中国基础科学何时有全球领先性成果的讨论中，有一种观点指出，
中国的基础科学正处于播种的阶段，还远未到收获的季节。
由此拆分这个观点，如何“播种”又成了另一道难题。
正在接受评估的中国超大环形正负电子对撞机（CEPC，以下简称“超大对撞机”）就
是一个典型的例子。其前所未有的巨额资金投入，成为杨振宁、丘成桐两位顶级科学
家多次公开讨论的争议焦点，更考验着中国现阶段在建设大科学装置上的决策和决
心。简而概括之，“反撞者”（杨派）认为此事时机未到，“挺撞者”（丘派）认为
此时不做更待何时。
时至今日，CEPC这一牵动整个中国高能物理界神经的项目，又在经历着怎样的命运走向？
近日，CEPC的主要发起人、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳院士接受包括Deep 
Tech在内的多家媒体采访，再次回应中国建设超大对撞机的种种争议，并透露CEPC目
前所处的阶段和取得的进展。
王贻芳是当代中国最重要的高能物理学家之一，曾师从丁肇中。过去十年间，他领导
了国内两大粒子物理实验。其中，大亚湾中微子实验被《科学》杂志评为2012年度十
大科学突破，团队测出“幽灵粒子”中微子的第三种振荡模式，也曾被誉为“中国本
土迄今为止最重要的物理学成果”，他成为第一个斩获基础物理学突破奖的中国人。
但王贻芳的雄心远不止于此。中国建设下一代超大对撞机，他是最核心的主张者之一。
“中国的粒子物理如果有CEPC，我就尽到了我的责任，这是从规划的角度而言。我可
能没有机会在上面做研究了„„中国的GDP已经是世界第二，有一天会成为世界第一，我
们不可能在世界第一 GDP的时候继续做着二流、跟风式的科学研究，应该在最核心、
最重要的地方去跟别人竞争”，在最新的采访中，王贻芳如此表示。
“中国超大对撞机用不了1400亿”
时至今日，回顾人类的科技文明史，诸多突破和进展无非基于人类在这两个方向上的
探索能力：更宏观的世界以及更微观的世界。而对这两个世界的探索越为深入，大型
科学装置的存在感就越强。
环形超大对撞机，正是一种在高能物理领域用以探索和理解微观世界中的基本粒子、
寻找新的物理规律的大型科学装置，由中国科学家于2012年提出建设。
“对中国来说，这是一个理想选择，是能够引领世界基础物理研究最好的机会”，王
贻芳解释道，具体而言：
第一，希格斯粒子是目前粒子物理研究未知的一个最重要的窗口。
第二，希格斯粒子质量不是特别重，环形对撞机是一个理想的希格斯粒子工厂。相对
于直线对撞机来说，这是效率更高的一种设计。
第三，国际上我们很多的竞争对手（欧洲、美国、日本），他们的手上都有其它正在
进行的项目，暂时腾不出手来做环形希格斯粒子工厂。
第四，环形正负电子对撞机刚好是我们会做的，我们有30年的北京正负电子对撞机的
经验。
同时，这样一个装置也会推动国内现有的一些技术达到国际领先水平，包括精密器
械、真空、自动控制、计算机、超导磁铁、专用集成电路等等。特别是可以填补国内
空白，培育一批企业在超导高频腔、高场超导磁铁、高功率微波功率源、大型制冷设
备等方面国际领先，并发展出诸如高温超导之类的革命性技术。
据了解，在CEPC的产学研版图中，现已有将近70家国内企业在合作名单内，一起开展
关键技术的研究、关键部件的研制，推动很多国产化项目的进行。
王贻芳进一步指出，科学的发展从早期的手眼并用，到后来实验室中的显微镜、望远
镜等各种各样的设备，再发展至今人类有了大型的空间望远镜、地面大型望远镜、地
面大型加速器等，大科学装置的发展已成必然。
“我们研究的问题越来越难，我们研究的对象要么越来越大、要么越来越小，这都是
人力极难触及的，所以借助越来越大的仪器是不可避免的趋势”。
但是，大型科学装置，也对应着其建设过程中巨大的人力物力投入，这正是引发“杨
丘之辩”的核心矛盾点。
此前有报道称，建设中国的超大对撞机，将耗费近30年1400亿元：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400亿人民币；第二步¾质子对撞机（SPPC）阶段，工程造价在1000亿人民币左
右，时间是在2040-2050年左右。
王贻芳澄清道：“很多人说这个项目要上千亿，我们从来没有说过。CEPC需要360亿
元人民币，这是我们两次估算出来的结果。”
他表示，CEPC 建成之后，其100公里的隧道具有可重复利用的价值，未来的可能性包
括用以做质子对撞机、电子质子对撞机，或者重离子对撞机等，这是第二阶段的可能性。
是否开展第二阶段的建设计划，将有两个不可或缺的条件，“第一个，CEPC需要有重
大的科学发现；第二，我们的关键技术要有突破，例如高温超导。所以大家可以评估
一下，如果我们把高温超导做出来了，它对社会的贡献就不是百亿、千亿了，恐怕是
万亿以上”。
按照2018年11月14日发布的设计报告，中国团队的CEPC研发初期的资金来自于中国政
府，但有许多国际上的物理学家参与设计工作。
而在时间的规划上，CEPC开建的时间点很大可能将晚于此前所设定的2022年。
其中出现的阻力是什么？
王贻芳说：“一个项目的推动依赖于很多方面，我们最初（2013年）计划了CEPC于
2022年开始建设，认为团队差不多需要10年左右的准备时间。到现在为止，我们基本
是在按计划推进当时设定的10年任务。
“现在距离2022年还有3年，实事求是地说，团队还有很多准备工作没有完成，也许还
需要更多的时间，而这个也同时取决于国家未来”十四五”规划和其它整体性的计划
到底会怎么执行。我们也在等待更宏观的各种各样项目计划的启动，这也不是某一个
项目的问题，是许多项目的整体规划的启动，看起来还需要点时间。”
“杨丘之争”未落幕，盛宴已过还是机遇难寻？
此前中国超大对撞机争议大范围地出现在公众视野，可追溯到2016年早些时候。
2016年8月初，著名华裔数学家、1982年菲尔兹奖获得者丘成桐在接受新华社采访时，
明确表示”希望在长城入海处建设下一代大型对撞机”。之后，丘成桐也撰文表达了
对中国建造超大对撞机的期待。
丘成桐给出的理由是：探索高能物理前沿，寻找超对称粒子，吸引来自世界各地的一
流科学家，将是中国“对国际科研、世界和平乃至人类文明的贡献，也是对中国国际
形象的提升”。
但著名物理学家、1957年诺贝尔物理学奖获得者杨振宁则提出了截然不同的看法。同
年9月，杨振宁发表长文反对，他认为，中国仍然是个发展中国家，超大对撞机可能会
挤压其他基础学科的经费，而这样的对撞机想要寻找的粒子，“包括我在内，认为超
对称粒子的存在只是一个猜想”。他估计，这个对撞机的造价可能需要200亿美元（约
1350亿人民币）。
两位传奇科学家的公开讨论迅速引起了广泛关注，也有越来越多的中国科学家加入讨
论，作为发起者的王贻芳也曾参与到其中。在他撰写的《中国今天应该建造大型对撞
机》中，他曾表示，“杨先生是我尊敬的科学家，但我更尊重科学和理性”。
当时，王贻芳在文章中称，在下一个五年计划开建超大对撞机，是我们在高能物理领
域领先国际的一个难得的机遇，而从数字看，基础研究经费还有巨大的增长空间（大
约每年1000亿人民币以上），不存在挤压其他基础科学研究经费的情况。
而在最新的访谈中，他再次重申类似立场：
“未来的科学发展将需要更大的设备。设备越大型越难建造，各种风险就越大，可以
想象，最终谁有能力建这个设备，谁最终就能成为世界的领跑者。
中国的GDP已经是世界第二，终有一天会成为世界第一，我们不可能在达到世界第一
GDP的时候却在做二流的科学、做跟随者，而应该在最核心、最重要的地方去跟别人竞争。”
需要指出，作为“反撞”核心代表的杨振宁教授，在今年早些时候也公开表示，自己
对于中国是否该建设超大粒子对撞机的看法依旧没有改变。
杨振宁说：“在我还在美国做研究生的时候，这个领域刚开始大放光彩。也可以说这
几十年来，它是大家认为物理学最最重要的发展领域。可是这领域不只是从今天开
始，而是从30年以前开始，就已经走在末路上了„„The party is over（盛宴已过）”。
2016年的“杨丘之争”，还远未到落幕之时。
与欧洲、日本等国的“最难、最核心、最关键的攻坚战
事实上，欧洲、日本等国家也曾面临过类似的大科学装置投入问题。
自2012年，欧洲核子研究中心（CERN）发现希格斯玻色子之后，并未发现任何超出标
准模型的粒子。未来CERN将按计划对欧洲的大型强子对撞机（LHC）进行大规模升级。
两难之处在于，若不升级，对撞机几乎只是一个巨型玩具；如若升级，更大规模的巨
额投入在所难免，且依然不能保证一定有成果。
目前来看，CREN选择了后者。2019年8月，CERN官网刊文透露，高亮度大型强子对撞机
项目的升级工作正在进行，预计从2026年正式开始运行。按照目前CERN的预算，从
2015年到2026年期间，高亮度LHC的设备预算9.5亿瑞士法郎，折合人民币约67亿元。
而在邻国日本，日本的粒子物理学家希望能够承建国际直线对撞机（ILC），但这个过
程中也经历着由积极到犹豫的变故。
根据Nature此前报道，发现希格斯粒子之后不久，2012年10月，日本的研究人员提出
主持打造直线对撞机的建议。此后，国际物理学共同体一直希望日本贡献预估的100 
亿美元中的大部分来实现原计划。但是日本政府尚未提供任何经费。根据瑞士联邦理
工学院物理学家Tatsuya Nakada的说法，项目巨大的成本让政府望而却步。日本政府
正在对ILC进行的评估“耗时长，让人心焦”。
对于未来可能存在与CEPC竞争和合作的国际态势，王贻芳则表示，日本的ILC是直线加
速器，与CEPC无竞争关系，而欧洲FCC（Future Circular Collider，FCC）则与CEPC 
存在直接的竞争，“谁先建成，另外一方就不再有建的必要”。
“未来中国能否实现建设超大对撞机，我不知道。但是我相信，这是科学界需要回答
的最中心、最关键的核心基本问题。我们中国的科学家有没有勇气、能力，以及社会
和公众的支持，来做未来科学发展的最重要、最核心的问题。
实事求是地讲，中国的科学发展到今天，我们研究的绝大部分问题、所谓竞争的成功
点，相当一部分像在打‘游击战’，更多在边缘、空档、容易的方向上投入和取得成绩。
我们敢不敢做，代表着中国未来科学发展是否能走到舞台中央。最终你在国际舞台上
的领先地位，靠的是在最核心、最困难、最重大的科学问题上领先。
目前为止，中国还未在最关键、最难、最核心的科学领域打过攻坚战”，王贻芳说。