中 国 环 形 正 负 电 子 对 撞 机 建 造 方 案 出 炉 ， 能 否 建 造 尚 待 观 察

“ 上 帝 粒 子 ” 的 “ 中 国 梦 ” 据 《 科 技 日 报 》 报 道 ，11 月 14 日 两 卷 本 的 环 形 电 子 对 撞 机 （CECP）《 概 念 设 计 报 告 》 在 北 京 正 式 发 布 。 中 科 院 高 能 物 理 研 究 所 所 长 、CEPC 指 导 委 员 会 主 席 王 贻 芳 透 露 ，CEPC 预 计 于 “ 十 四 五 ” 计 划 时 期 开 始 建 设 ， 并 将 于 2030 年 前 竣 工 。 当 然 ， 这 一 宏 大 计 划 能 够 实 施 的 前 提 是 中 国 政 府 愿 意 花 钱 建 造 。 2012 年 ， 欧 洲 核 子 研 究 中 心 （CERN） 花 费 了 上 百 亿 美 元 建 造 的 大 型 强 子 对 撞 机 （LHC） 发 现 了 有 着 “ 上 帝 粒 子 ” 之 称 的 希 格 斯 玻 色 子 （Higgs Boson） 。 希 格 斯 玻 色 子 是 “ 标 准 模 型 ” 预 言 的 62 种 基 本 粒 子 中 最 后 被 发 现 的 一 种 ， 由 其 构 成 的 希 格 斯 场 与 粒 子 质 量 的 形 成 密 切 相 关 。 如 果 没 有 “ 上 帝 粒 子 ”， 宇 宙 中 所 有 的 粒 子 都 会 以 光 速 运 动 ， 粒 子 将 无 法 结 合 到 一 起 ， 也 就 不 会 产 生 原 子 、 分 子 ， 更 不 会 有 生 命 和 人 类 。 因 此 ， 发 现 希 格 斯 玻 色 子 对 物 理 学 家 认 识 宇 宙 的 形 成 有 着 非 常 重 要 的 意 义 。 而 在 1964 年 提 出 了 希 格 斯 机 制 理 论 的 比 利 时 理 论 物 理 学 家 费 朗 索 瓦 · 恩 格 勒 和 英 国 理 论 物 理 学 家 彼 得 · 希 格 斯 也 在 “ 上 帝 粒 子 ” 被 发 现 的 次 年 获 得 了 诺 贝 尔 物 理 学 奖 。 为 了 进 一 步 研 究 希 格 斯 玻 色 子 的 性 质 、 了 解 它 如 何 与 其 他 粒 子 相 互 作 用 ， 科 学 家 们 需 要 更 大 能 量 的 对 撞 机 。 而 受 到 了 “ 上 帝 粒 子 ” 被 找 到 的 消 息 的 鼓 舞 ， 中 国 科 学 家 在 同 一 年 提 出 了 未 来 要 在 中 国 建 设 能 量 更 高 的 CEPC 的 计 划 。6 年 之 后 ， 关 于 如 何 建 造 CEPC 的 《 概 念 设 计 报 告 》 终 于 完 成 。 在 《 报 告 》 的 发 布 仪 式 上 ， 王 贻 芳 指 出 ：“CEPC 概 念 设 计 报 告 的 发 表 是 一 项 重 大 成 就 。CEPC 是 一 个 大 型 国 际 科 学 项 目 ， 相 信 国 际 高 能 物 理 界 能 够 共 同 努 力 ， 实 现 CEPC 的 建 设 。” 根 据 最 新 的 消 息 ，CEPC 建 设 费 用 预 计 将 达 到 300 亿 元 左 右 。 如 此 高 昂 的 花 费 ， 也 是 CEPC 自 提 出 以 来 ， 就 备 受 争 议 的 原 因 ， 赞 成 的 人 很 多 ， 反 对 的 人 也 不 少 。 包 括 杨 振 宁 、 丘 成 桐 在 内 的 一 批 知 名 科 学 家 都 对 此 项 目 发 表 过 不 同 的 看 法 。 杨 振 宁 2016 年 曾 在 《 知 识 分 子 》 上 发 表 文 章 ， 表 明 自 己 的 观 点 。 他 认 为 过 往 的 经 验 表 明 ， 建 造 大 型 对 撞 机 将 是 一 个 烧 钱 的 “ 无 底 洞 ”， 杨 振 宁 估 计 “ 高 能 所 建 议 的 超 大 对 撞 机 预 算 不 可 能 少 于 200 亿 美 元 ”。 现 阶 段 建 造 CEPC 的 后 果 就 是 大 幅 挤 压 其 他 学 科 的 科 研 经 费 ， 不 利 于 其 他 学 科 的 发 展 ， 同 时 也 会 压 缩 教 育 、 环 保 、 医 疗 等 民 生 项 目 的 财 政 支 出 ， 而 中 国 目 前 “ 仍 然 只 是 一 个 发 展 中 国 家 ”。 另 外 ， 杨 振 宁 认 为 建 造 大 型 对 撞 机 不 一 定 能 获 得 预 期 的 研 究 效 果 。 一 些 高 能 物 理 学 家 希 望 用 超 大 对 撞 机 发 现 “ 超 对 称 粒 子 ” 的 想 法 只 是 猜 想 ，“ 没 有 任 何 实 验 根 据 ”， 就 算 “ 真 能 成 功 地 将 高 能 物 理 学 更 推 进 一 大 步 ”， 从 实 际 角 度 讲 ， 人 类 生 活 也 不 会 因 此 在 短 期 内 得 到 实 在 的 好 处 。 杨 振 宁 还 提 出 了 一 个 很 现 实 的 问 题 ， 由 于 “ 今 天 世 界 重 要 高 能 物 理 学 家 中 ， 中 国 占 有 率 不 到 百 分 之 一 、 二 ”， 超 大 对 撞 机 的 设 计 、 运 作 、 分 析 ， 势 必 会 由 外 国 人 主 导 ， 如 果 相 关 的 科 研 成 果 “ 能 得 到 诺 贝 尔 奖 ， 获 奖 者 会 是 中 国 人 吗 ？” 而 丘 成 桐 在 同 一 年 接 受 新 华 社 采 访 时 则 认 为 虽 然 建 造 CEPC 会 投 入 大 量 资 金 ， 但 是 与 项 目 相 伴 而 生 的 技 术 发 展 和 人 才 引 进 会 带 来 巨 大 的 效 益 ，“ 这 会 引 起 西 方 科 学 阵 营 的 迁 徙 ， 远 远 超 过 单 独 建 一 所 世 界 一 流 大 学 的 效 果 ”，LHC 就 是 一 个 典 型 的 例 子 。 丘 成 桐 预 计 ， 项 目 建 成 之 后 ， 至 少 会 有 五 六 千 名 一 流 科 学 家 会 为 了 做 实 验 来 到 中 国 ， 并 长 期 居 住 ， 这 将 对 中 国 的 基 础 科 研 产 生 深 远 的 影 响 。 此 外 ， 作 为 一 个 正 在 崛 起 的 大 国 ， 建 造 CEPC 也 有 助 于 “ 中 国 国 际 形 象 的 提 升 ”。 在 中 科 院 高 能 物 理 研 究 所 公 布 CEPC 《 概 念 设 计 报 告 》 之 后 不 久 ， 日 本 政 府 也 将 在 今 年 年 底 决 定 是 否 建 造 CEPC 的 竞 争 对 手 、 花 费 同 样 昂 贵 的 国 际 线 性 对 撞 机 （ILC） 来 支 持 希 格 斯 玻 色 子 的 相 关 研 究 。 未 来 希 格 斯 玻 色 子 的 研 究 中 心 很 有 可 能 会 从 西 方 转 移 到 东 方 ， 因 为 欧 洲 和 美 国 目 前 还 没 有 建 造 能 量 更 高 的 大 型 对 撞 机 的 计 划 。 而 中 国 政 府 是 否 愿 意 承 担 CEPC 建 设 的 高 昂 代 价 ， 现 在 仍 然 是 个 问 号 。 题 图 来 自 ： 中 科 院 高 能 物 理 研 究 所