王贻芳:对撞机一定要建!花360亿怎么了?杨振宁:你考虑得太少

杨振宁是获得过诺贝尔物理学奖的世界知名学者,王贻芳是中国顶级的粒子物理学家,在是否要用360亿元人民币建设粒子对撞机的问题上,他们产生了明显的分歧。

王贻芳主张应该建,而杨振宁主张不应该建,自从2019年开始,以他们两人为代表的争论双方,就在学术界展开了激烈的辩论。

杨振宁

粒子对撞机究竟为何物,竟然需要花费360亿元去建设?

王贻芳和杨振宁都是出色的物理学家,他们两人为什么会各自抱持着截然相反的主张呢?

小小的粒子,大大的能量

所谓的高能粒子,指的就是能量很高的粒子,这种粒子指的是人眼看不到的微观领域中的原子、电子等粒子。

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在微观领域,粒子的运动速度越大就会释放出越大的能量,而粒子对撞机,就相当于为多个粒子提供的一个运动场所,通过加速器给粒子加速,然后让这些加速之后的粒子在这一运动场所中对撞,从而产生各种反应,诞生出结构种类更多的粒子。

加速器

对撞机的技术越成熟,就意味着我们越能够按照自己想要的结构来制造出新的粒子,也就意味着对微观物质的掌控和制造能力越强。

而我们肉眼所能看到的宏观物质都是由微观物质组成的,所以那也就意味着对宏观物质的掌控和制造能力越强。

如果将这些能力运用在民用工业上,就可以更好地造福民生,运用在军事国防上,就可以制造出更加高精尖的武器。

我们所熟知的原子弹,就是通过让轻核粒子撞击重核粒子来产生核裂变反应,从而释放出巨大的能量,产生惊人的杀伤力。

原子弹就是人们在微观粒子上的研究成果在军事上的应用,正因为人类具有了对原子这种基本粒子的掌控和使用能力,才能够做到只用飞机投掷下一颗装有核弹头的原子弹,就能瞬间毁灭一座城市。

正因为看到了粒子中所蕴含的无穷能量,世界许多国家的科学家都在保持对粒子领域的研究,可以说粒子领域的研究水平某种程度上代表了一个国家物理科学研究的最高水平。

欧洲核子中心

也正因如此,我国始终有一批积极突破进取的科学家,在粒子领域保持着极高的热忱。

我国科学院院士王贻芳就是这些科学家的重要代表之一,其物理学造诣完全足以与杨振宁、邓稼先比肩。

王贻芳于1963年出生在南京,从南京大学毕业后,以优异的成绩被学校推荐给国际知名物理学家丁肇中做学生,在日内瓦跟随丁肇中学习和做研究。

后来王贻芳又在意大利、美国等地进修物理学并参与各种科学研究,是我国数一数二的高能物理学家。

王贻芳

2012年,王贻芳带领多位实验人员测得了中微子振荡的一种新模式,被世界级杂志《科学》评为当年十大科学进展之一,并且还被看作迄今为止中国本土最重要的科研成果之一。

这一成果为世界上许多物理学家的研究工作提供了前进的思路,让许多人敬佩不已。

2015年,52岁的王贻芳成为中国科学院院士,2年后出任了核科学与技术学院院长。

因为多年来对粒子领域的深入研究,王贻芳深刻地知道研究粒子对撞机在科研发展上所发挥的巨大作用,因此自从担任科学院院士之后,他就积极主张和推动建设粒子对撞机。

王贻芳

其中他认为现阶段相当具有可行性的就是建设正负电子的对撞机,一旦得出进一步的研究成果,就将让我国的高能粒子研究走在世界前列。

2019年3月23日,在中国科技馆接受记者采访时,王贻芳首次公开谈起了有关建设正负电子对撞机的想法,并讲述了他所规划的许多细节。

虽然有些名词记者听不太懂,但是王贻芳在谈话时所表现出的博学与自信,让大家感受到了他对此事具有足够的决心。

科学研究往往需要投入资金,作为高精尖领域的粒子对撞机,其费用更是高得惊人。

正负电子对撞机

据王贻芳估计,总的费用至少需要360亿元人民币。

给予多重因素的考量,杨振宁教授对王贻芳的这一提议表示强烈的反对。

杨振宁为何坚决反对?

杨振宁教授是诺贝物理学奖获得者,在中国乃至世界物理学界都有着重要的地位,他的建议往往会引发广泛的关注,因此杨振宁对王贻芳的提议的反对,成为了学术界关注的焦点。

杨振宁教授认为,我国每年的科研经费虽然不少,而且年年都有所增长,但是这些经费需要支撑起许许多多的科研项目。

杨振宁

一旦突然拿出360亿来制造粒子对撞机,其他方面的科研项目就势必会不得不缩减经费。

因为一个科研项目而影响其他多个项目的进度,这着实会造成我国整体上科研进程的波动。

杨振宁作为成就不菲的世界知名物理学家,他之所以能够如此受到人们的尊重,不仅仅是因为他在物理学方面对中国乃至世界做出的贡献,而且还因为他总是能够在搞科研的同时,考虑到国家的经济和社会状况,以此来决定请求国家为科研工作提供多少助力。

杨振宁

这种带有忧国忧民色彩的科研情怀与杨振宁早年间的特殊经历有着很大的关系。

当年杨振宁在高二的时候就通过入学考试进入了国立西南联合大学。

彼年正是抗日战争打得相当激烈的1938年,烽火连三月,因为中华大地东部战火纷飞,国家只能选择将各大高校向西部迁移,由北京大学、清华大学以及天津的南开大学在昆明共同成立了西南联合大学。

本来就不赋予的国家财政,在需要抵抗日本侵略的时候更是变得捉襟见肘,无奈之下教育经费只能一再缩减。

杨振宁和同学们十分理解学校在经济上的难处,虽然条件十分简陋,连像样的教室、宿舍和操场都没有,但是他们并没有被打消学习的积极性。

在简陋到甚至经常漏雨的教室里,反而培养出了像杨振宁、邓稼先等一大批优秀学者。

从那个时候起杨振宁就懂得了,办学和科研条件是与国家的经济基础息息相关的,除了科研以外,国家还需要把钱花到很多地方,至于在科研方面拿出多少经费,需要从总体上进行一个综合考量。

杨振宁

因此在王贻芳院士提出用360亿元制造粒子对撞机的时候,杨振宁考虑到国家科研经费有限,一直表示反对。

经费的问题其实只是杨振宁反对这一提议的原因之一。

另一方面,就现在世界各国对高能粒子的研究进度来看,就算制造出粒子对撞机,能否通过对撞机来制造出想要的粒子还是个未知数。

因为截止到目前,用粒子对撞机来制造想要的粒子,只是物理学家提出的一种理论模型,是否真的能够做到依然不确定。

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正因如此,许多国家选择暂时不制造粒子对撞机,因为他们大都认为耗费巨资制造对撞机然后花费大量精力来探索一种可能根本就不存在的东西,并不太值得。

而目前所预估的360亿元还并不是一次性投入就完事儿,360亿只是前期启动项目的费用,在启动之后还需要持续性的资金投入,需要再投进去多少钱还并不确定,或许会比想象的多许多。

美国当初在建造强子对撞机的时候,预估只需要一共40亿美元的投入,后来项目仅仅建设了一部分的时候,因为难度较大及花费较多而被迫叫停,停止的时候竟然已经花费了82亿美元。

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而后来美国科学家再次做了评估,如果要把对撞机建成的话,至少需要200亿美元的资金。

除了以上所说的经费和难度的原因以外,杨振宁教授考虑的还有另外一个因素,那就是技术保密问题,中国如果想要建设粒子对撞机,想进行技术保密非常困难。

我国现在虽然有像王贻芳这样的精于粒子研究的物理学家,但是建造粒子对撞机需要的是许多名这样的物理学家组成的专业团队。

王贻芳

我国作为发展中国家,在这方面的人才储备尚有欠缺,如果现在要建造粒子对撞机的话,一定需要从国外请来许多相关专家才能完成,甚至请来的外国专家的人数可能会占到整个科研团队的90%以上。

那么高的外国专家比例,很难做到完全保密,如果在粒子对撞机建成之后,外国专家都私下里把相关技术告诉了其本国政府,那么我国的所有研发工作就相当于是为他人做了嫁衣,不仅技术会被他国马上复制过去,而且技术被应用到相关领域之后,甚至会使他国在某些军事技术上超过我国,后果不堪设想。

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王贻芳的冲劲与乐观

杨振宁确实充分考虑到了与科研有关的多个方面,但是作为物理学界后起之秀的王贻宁,则与杨振宁有着不同的想法。

从经费方面的巨大投入来看,其实每一种科学研究本质上都是一种投资,有可能成功,也可能失败。

许多时候潜在的收益越大,其中投入的财力和精力也越大,并且失败的风险也越大。

王贻芳

而粒子对撞机就是一种潜在收益大、风险大、投入也大的科研项目,虽然需要花费不少资金,但是一旦取得了新的科研成果,那所获得的国家利益往往会高于这些投入,并不是一种亏本的买卖,况且随着我国经济的发展,财政实力越来越高,我国抵抗这种经济风险的能力越来越强,所以费用方面并不需要有太大的顾虑。

另外,从超对称粒子是否存在的角度来考虑,自古以来所有的科学研究都是在把握一个基本大方向的基础上深入研究,继而从无到有的过程。

许多科研成果都是随着人类的社会需求而在科学家日复一日的探索中诞生出来的。

王贻芳

其中许多东西在被研制出来之前,也仅仅是从理论上知道其可能存在,而科学家的任务就是在这种理论的指导下去探索其是否真的存在或者说是否真的能够制造出来。

因此带着理论指导而向未知的世界前进,是自古以来科学家的常态,中国的物理学家不应该因为这种未知数而退缩不前。

除此以外,对于技术保密的事情,王贻芳也持有更加乐观的态度,在他看来,现在世界上许多国家的科研工作在许多领域中都是存在某种程度的内容重合的。

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就算我国在建设粒子对撞机的时候只让本国科学家参与,而不聘用外国科学家,那其中相当一部分国家也已经具备了其中的一些技术。

只不过这些国家基于种种考虑而没有建设粒子对撞机,而我国在进行建设的时候,只需要对占小部分的核心技术进行保密即可,其他的基本操作技术大可以向国际社会公开,因此保密难度并没有想象中的那么大。

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如果真的在粒子对撞机上取得研究进展,不仅仅可以让我国在这方面走向世界前沿,而且还会大大提高我国的国际地位。

现代战争拼的是科技水平,如果我国拥有了其他国家都没有的高能粒子科学成果,那单单是这种技术水平就能够让其他国家有所忌惮,不敢在军事上轻易生出事端。

王贻芳和杨振宁在粒子对撞机的问题上各持己见,他们的主张都有各自的道理,也都是为国家着想,不存在谁对谁错。

身为物理学界的后起之秀,王贻芳代表了勇于进取开拓的新一辈科学家,而杨振宁则代表了经验丰富且深谋远虑的老一辈科学家,这两股力量都有其存在和发生的必要。

王贻芳

杨振宁等老一辈人考虑问题更加全面,让我国的科研进程保持稳健的步伐,王贻芳等新一代人更加富有突破精神,让我国的科研工作保持着一股强大的冲劲和活力。

相信在未来某个时候,这两股力量在粒子对撞机问题上的考量会越来越趋于相同,到了那个时候我国粒子对撞机的建设工作也会水到渠成地得以启动,我国在高能粒子方面的研究工作走在世界前列将会指日可待。