刚好这两天在微博回答了关于CEPC常见的几个问题,谢邀。
先自报家门,人在德国,Belle组的,跟高能所不熟,未来基本不可能和CEPC扯上任何关系。高能实验有许多种,为了具体研究某个方向,需要的对撞机能量不一样,探测器设计不一样,而世界上最大的B介子工厂是欧洲的LHCb和日本的Belle/Belle II。讲道理:我一个做B介子的,跑来帮CEPC这个Higgs工厂做什么义务宣传?科普有风险,一不小心就被打成利益共同体,我糟不糟心?但该说的还是要说,我比较暴躁,不能接受干实事的人被诋毁。看到很多人对高能物理实验这块误解很大,忍不住叨叨两句。
本文是跟朋友聊天聊出来的,参考了CEPC官网的很多东西,我对国内基建不是很了解,有错误欢迎指正。
重要的事实先摆在前面:
CEPC预期造价是360亿人民币,其中国际投资60亿,而非200亿美金。而且这个300亿是分十年花。有人问那200亿美金的说法是怎么来的,官网写得很清楚,在【发现新物理存在的迹象的前提下】才会考虑启动二期工程,在【原轨道】上改建成电子-质子对撞,最大限度地节约开支。现在一期还没着落,反撞的人嫌贵,张口就喊CEPC要花200亿美金,我觉得这叫做欲加之罪何患无词。况且高能所已经做过不少大型项目,积累了不少经验,比如江门中微子实验,经费超支可控制在10%以内不是一句空话,和SSC的情况不能比(这个后面再讲)。
讲完这个我们再说下文。
我在围观辩论时看到很多观点,最有意思的莫过于杨振宁先生是“对撞机利益相关者 ”、反对建 CEPC是因为他 “高风亮节、关注民生”。为了搞清楚事情的始末,首先还是交代点背景知识。
杨振宁先生在理论物理,尤其是高能物理和场论中做出的工作极其伟大。但我有必要提醒一下,理论和实验是两个领域。杨振宁先生已经离开高能领域几十年,尤其是实验的事他更加不懂。
杨先生对高能物理的悲观态度是一贯的,从上个世纪七十年代左右就已对高能物理持悲观态度(参见其学生的回忆)。1972年9月周恩来总理对张文裕、朱光亚等18位科学家的建议信作了重要批示,强调高能物理研究和高能加速器的预制研究要成为中科院抓的主要项目之一[1]。在这期间,杨振宁先生一直旗帜鲜明地反对中国建对撞机。
反观他共同获得诺奖的李政道先生,1982年在我国高能物理事业举棋不定的关键时刻,帮助我国选择了一个既先进又符合国情的正负电子对撞机(BEPC)方案,并成为当今世界上在c -τ物理研究能区唯一的高亮度电子对撞机,做出了重要的物理结果,也结束了我国科学家只能参与别国主导的高能物理实验的历史。
值得一提的是2005年,北京正负电子对撞机国家实验室的用户中心成立,杨老亲自出席仪式并为用户中心揭牌,也算是业界一桩佳话(笑
无独有偶。中科院高能物理所研究员方亚泉先生在他的回应中写到:
2008年前后,我在欧洲核子研究中心(CERN)已经做了五六年高能物理的研究工作。有一回,杨先生访问CERN,做完报告之后,他把我们这些年轻华人召集起来开了一个会,会上他谈到,加速器物理的前景很悲观,劝我们转去做其他方向。
当时这些话对我们有很大的影响,但我现在很庆幸自己坚持下来了。从2008年到发现希格斯粒子,前后只有三年多时间,现在回头看看,当时就是黎明前最黑暗的时候。 [2]
青山遮不住,毕竟东流去。今年已是2019年,杨老又站出来反对建对撞机了。至于这个项目究竟能否落实,我们且拭目以待。
Higgs是标准模型预言的最后一个粒子,2012年Higgs的发现为标准模型的大厦封上了最后一块砖。许多人借此唱衰高能物理实验已经走到尽头,然而这些跟风的人都忽略了一个事实——那就是标准模型中的粒子只占宇宙的5%。
这趟旅途并未走到终点,我们站在的地方仅仅是起跑线而已。现有的实验/观测结果中仍然存在不少疑虑,大到为何宇宙中的物质多于反物质、暗物质是否存在,小到标准模型内的问题,比如中微子质量,每个疑点中都可能隐藏着通向新物理的关键。
许多理论物理学家(和“理论物理学家”)常带着那种对自己不了解的事物特有的矜持打量着实验领域,而真正优秀的理论物理学家绝不会放过实验中的蛛丝马迹,他们知道实验中的疑团往往指示着物理的新方向。没有人可以断言此路不通。众所周知:上一个宣称物理大厦已经落成、只剩两朵乌云的人现在还被印在每本量子力学的教科书里当作反面例子。
我不是要否定理论物理学家的前瞻性,可讲句实在话,不能被实验验证的理论停滞是理所当然的。我们搞实验的没有兴趣亦步亦趋跟着他们的理论做实验,实验也不是只为某个理论服务的:我们追求的永远是可观测的真相,当你排除掉所有干扰因子,呈现在眼前的无论多么不可思议,都是真相。
高能实验的目标非常明确。当国内还在质疑这样的大型环形对撞机在科学上是否必要、预算是否太高、工程的技术方案是否可行时,欧洲已经公布了他们的未来环形对撞机(FCC)的《概念设计报告》,其工作目标包括:
- 寻找标准模型之外的新理论;
- 寻找在可观测宇宙中约占25%的暗物质粒子;
- 做Higgs相关的精确测量。
这些都是在现有的高能实验条件下无法实现的,必须求诸新的项目。
大多数人最关心的话题还是CEPC到底有什么用,包括科学价值、和普通民众的关系等。关于这个,我讲三方面。
首先讲物理发现。
术业有专攻,不能要求所有人都有相关知识,但首先要有个基本常识:科学本来就是在修修补补中前进的,物理学家做的事情从来不是无限推倒重建,而是不断拓展现有知识的边界。天天信誓旦旦说自己有了突破性的新发现、推翻了xxx的人,那叫民科。
人们有一个常见的误区,认为发现新物理=发现新粒子=推翻旧理论=验证新理论,所以斥巨资修对撞机就只是为了找新粒子,不能推翻/验证/找到就是花钱打水漂。
…………按这个思路想想,好像真的不值呢(?
但事实远非如此。
发现新物理有哪几种途径呢?一种是最直接的,观测到在现有框架下异常的/本不该存在的事物:但很可惜,理想很美好,这样的机会却少之又少;大多数时候我们都只能通过第二种方式,即在信号中去间接寻找新物理存在的证据。
具体到CEPC,它要做的事情很简单:就是造Higgs工厂。它可以通过做Higgs相关的精密测量,深入研究电弱对称性自发破缺机制这些基本问题,寻找超出标准模型的新物理的线索,从而间接发现新物理。由于目前已知的标准模型的问题都和Higgs相关,对其进行研究势在必行。修建CEPC可以说是非常脚踏实地客观合理的规划目标,绝非空中楼阁。
其次说说精密测量。
精密测量是物理学家的老本行。精度差了一两个数量级,得出来的结果可能差之千里。
CEPC能干什么?它用的是电子电子对撞,比强子对撞机LHC干净,信噪比好一亿倍(大家有兴趣可以去查查项目书看我有没有危言耸听),精度高十倍以上,对新物理敏感的能标高十倍,用来研究Higgs再合适不过。除此之外,CEPC还可以将W,Z粒子的测量精度提高1-2数量级。可以说是一个全方位、高精度地研究标准模型、寻找新物理的理想平台。
最后是大家最喜欢问的实用价值。
讲句不好听的,“修对撞机五十年内不会对普通人的生活产生影响”这种话,也只有关门搞理论的人才说得出来(真的没有贬低理论物理学家的意思)。对撞机不是从天上飘来的,其实想想就能明白,一个这样大的项目,会带动多少下游产业的发展,其中就包括超导材料和超导腔、超导高频、低温恒温器、速调管、制冷机、真空技术、电子学、精密加工乃至土建这些熟悉的名词。大家不妨来数一下这里面多少属于国家的重点发展项目。
又有人质疑,说那为什么不把钱直接投到下游产业?呃,你说得好有道理我竟无言以对?最简单的道理,需求拉动发展,在实验室做出若干“可能有发展需求”的产品,和在实际需求下攻坚做产品,说产业化效率,说成本回报,个中差别我不相信正常人想不明白。我不明白的是,怎么会有人这么居心叵测,把修对撞机讲成是唯独高能实验物理学家的狂欢?
有人或许对于这些技术的产业化还存在疑虑,我不妨举几个例子。
我国自主研发的首台1.5特斯拉液氦零挥发核磁共振成像超导磁体,最初为BEPC实验的超导探测器研发,后实现技术转移。该技术自开始自主生产大型单体超导磁体以来,国外进口产品的价格下降了十倍,这也标志着我国在医学影像等中高端医疗器械研发上迈出了重要一步,将为实现精准医疗发挥重要作用。[3]
2016年,我国为了江门中微子实验启动了首条20英寸新型光电倍增管生产线,带动了国内光电倍增管的自主研发。日本滨松公司自从自八十年代为神冈中微子实验研发20英寸光电倍增管,大幅提高技术水准后,别的企业再也无法与其竞争,一直在市场上处于垄断地位。而在与高能所的合作研发下,国内的北方夜视集团已经能够产业化生产20英寸的光电倍增管,下一代反应堆中微子实验已经可以用我们自主生产的光电倍增管,打破了日本滨松的垄断,也标志着国内生产光电倍增管的技术突破[4]。光电倍增管和我们的生活息息相关,在医学诊断、生物医学、石油勘探、军事反恐、环境监测,以及摄影印刷,都有重要应用。[拓展阅读]
我之前看到有网友为杨老辩护说,他不是反对高能物理学,不是反对建加速器,只是觉得现在时机不对,应该先发展其他的小项目。
从逻辑上来说乍一看没有问题,但且不说这位对杨老一无所知,对于基础科学和应用学科的关系也一无所知。
前面已经说过CEPC对于下游产业的带动作用,这里不再赘述。我知道许多人对于我国在高能物理领域做出的贡献并不熟悉,也对中国基础科学走向世界前沿这样的宏愿心存疑虑。
在这里不得不提大亚湾中微子实验。2012年3月8日14时15分,大亚湾中微子实验团队宣布发现了新的中微子振荡模式。这次发现,让中国的中微子研究迎来了春天,也让大家明白中国粒子物理完全有能力走到世界前沿。至于背后的故事,大家可以看这里。
我在下面贴的图来自教授上课的讲义,以及做中微子pre时相关的review paper。江门和大亚湾中微子实验结果之精确令人难以置信,在讨论精确测量和Hierarchy问题时,我国的实验都代表最高精度。大家由此可见我国在中微子这个项目的成果有多牛逼。我不带什么偏见的讲,中国基础科学领域上少数拿得出手的项目就是高能所做的,如果真的要带领中国科学走向世界前沿,不从优势项目做起,难道还去平地起高楼吗?
老调重提,中国的主要竞争对手是欧洲和日本。日本的ILC是直线加速器,同为Higgs工厂,和CEPC不形成竞争关系,而是互为补充;而欧洲在2030年前都将专注于LHC的升级上,只提出了概念设计报告,暂且还没有启动FCC项目的计划。CEPC的优势在于在进行概念设计报告过程中已经开始了技术预研,关键技术上已经取得进展。这个占据先机的时间窗口只有短短十年,犹豫就会落后。若不能在2025之前启动项目,将错失良机。
我又要讲点不中听的话了:养小孩投资教育还知道趁早,会有人觉得送小孩读书挤占奶粉钱吗?错过了现在的时间节点,之后巴巴的追在别人后面捡漏,那还修什么对撞机,省点钱养老吧。
补充:既然有人问及美国为什么不参与竞争,我就顺便补充一下,大家可以看看诺奖得主温伯格的一篇访谈。SSC烂尾的原因众说纷纭,主观原因是野心太大估计错误导致超支(提出要做40TeV,93年停摆,后来被LHC另起炉灶取代。而2019年的LHC也才不过14TeV而已),客观原因主要还是来自于民众反对/其他项目撕经费……你看看和CEPC面临的客观问题多相似(划掉)。SSC项目停摆对业界的震动也很大,从此业界对于经费超支的控制更为严格,而美国高能学界在SSC破产之后一蹶不振,自然是难以再跟群雄逐鹿了。
这篇文章本来到这里就可以告一段落,但看着在国内的环境下认真做科研的人竟被诋毁至此,我实在意难平。
以下全是私货,我没什么不敢讲的,大家让让。
我这两天听到最大的笑话就是讲高能实验虚无缥缈,做高能实验的人鼓吹建对撞机是为了水paper。
太魔幻了,一群民间物理学家心理学家经济学家,附和一个搞理论的物理学家的观点,攻击实验领域做的东西都是虚的…………………………哈 哈
你给支笔给大刘他都不敢这么写。
我也真的没想到居然还有人说高能实验论文水,没有知识也要有点常识。高能实验署名动辄几千人是怎么出来的?我引用一下@兮伯青德42 的原话,“对撞机这种大科学装置的重要文章都是合作组文章,要经过合作组反复交叉验证,流程比较复杂,发一篇文章要折腾很久,而且一般喜欢投 PRL,而 PRL影响因子并不高,也就 8左右 ~ ”
我们讲讲道理,到底是哪个领域在水论文,谁最喜欢问影响因子,一提成果就问论文篇数的是谁,难道大家心里没点数吗………。有句讲句,按国内这个学术评判标准,我都觉得搞高能实验像是在做慈善。
不讲什么情怀了。越是环境恶劣,越要有所期待。希望中国的粒子物理研究真的能走到前沿,希望中国的基础科学发展越来越好。如果我有什么私心,这大概就是我的一点私心吧。
在陈述自己的观点之前,想表达一些遗憾。许多人对与对撞机相关的事实缺乏足够的了解,就选择了一个立场,并急于对不同观点发难。大家谈论的根本就不是同一个对撞机。
王贻芳提出的对撞机计划分两步走:
第一步:正负电子对撞机CEPC,约在2022~2030年建设,预计花费400亿人民币。
如果第一步成功,CEPC有新物理迹象,并所需技术成熟,进行第二步。
第二步:质子对撞机SPPC,约在2040~2050年建设,预计花费1000亿人民币。
请大家注意,第二步并非一定实行,而是在第一步取得相应的成果之后,另外,预算共1400亿人民币是在30年的时间使用,很多人并不清楚这一点。
杨振宁先生认为对撞机的目的在于超对称,而事实上CEPC的核心目标并非超对称,而是希格斯粒子。可能有人会问,希格斯粒子早在2012年就被LHC发现,为何还要继续研究?CEPC对希格斯粒子的测量精度将比LHC高10倍,可以确认希格斯粒子很多重要性质。当然,CEPC的作用不止于此。
关于这一常常伴随阴谋论调的观点不想说太多。难道美国不曾做的事中国就不能做了吗?美国不曾建设高铁,那是否中国建设高铁就是一大失败?
美国物理学家戴维·格罗斯在目睹SSC下马后说:“当时SSC的反对者提出的论点,与杨先生很相似。然而,今天绝大多数人都同意SSC的终止对美国基础物理是一场灾难……美国丧失了一种至为重要的大胆设想和进行雄心勃勃项目的能力。”
中国在缺席现代科学文明数百年后,切不可再亦步亦趋,应当有所开创,重新对科学文明有所贡献。
很多人都以SSC的经历来说明对撞击的经费只会是一个无底洞。且不论SSC是空间站、两党政治的牺牲品。SSC的亲历者S·温伯格表示:超出预算的在10%以内,其余是国会拨款延期致使工期延后等带来的恶果。
另一方面,高能所在北京谱仪,大亚湾中微子振荡、散裂中子源等大工程上,实际花费与预算始终保持着很好的相符。
从SSC的失败经历来推断CEPC是必定超出预算是不合理的。因为SSC是质子对撞机,CEPC是正负电子对撞机,电子对撞机比质子对撞机便宜许多是业内共识,这一点从对撞机的两步项目上的预算差别也能看出。况且,高能所还有着北京正负电子对撞机的成功经验作为引导。
杨振宁先生认为应该寻找优美的几何结构和寻找新的加速方法取得进展。
我们也许都会承认,离开实验,理论走不了多远。
杨振宁先生和米尔斯在没有新实验指导下发展出一类场论,但杨先生自己也会承认,只有在加速器上发现了强力在高能下减弱的事实之后,人们才能找到杨—米尔斯场的形式。也只有在加速器上发现中性流后才能确认其中电弱相互作用的部分。
另一方面,已经几十年过去了,我们仍未找到新的有效的加速方法。还要继续等下去吗?
杨振宁先生肯定是一位十分坚持的人。他在时隔三四十年间,反对中国建设对撞机的理由始终一贯:中国还是一个发展中国家,人均GDP如何如何,中国还有亟待解决的民生问题。
对于这一点我们需要承认,不错,我们是一个发展中国家,人均GDP还很低。但我们只需要一台加速器。能够衡量中国是否有能力建造对撞机的指标应该是GDP,而非人均GDP。中国人均GDP不高,但同样的,每一个人对对撞击负担的也不高。
我们也承认我们还有许多其他的社会问题比如民生需要解决。但民生问题始终存在,在以前玛丽修女问为何登月时存在,在现在争论大对撞机是否该建时存在,以后不论对撞机是否落成也会存在。我不是说这些问题不值得花钱去解决,但不该花基础科学研究的钱去解决。
我们除了需要解决民生,我们也需要追求科学与艺术。
200亿美元对我们普通人而言,确是个难以衡量的概念。
分30年花200亿美元,对中国来说真的是无法承受吗?我只列出几个大概数据,供大家自行参考判断。
1.2017年国内生产总值82万亿人民币;
2.2017年科研投入1.7万亿人民币;
3.2017年华为公司研发经费113.34亿欧元;
4.京沪高铁投资2209亿人民币;
5.美国每年偿还中国国债利息约270亿美元;
6.2008年北京奥运会总共投资420亿美元。
我们花了纳税人的钱,纳税人有权知情,这一点我丝毫不敢反对。只是同样的说法,可以用到任何公共项目上,每个项目都应该让纳税人知情,并决定是否花这笔钱吗,但实际上又是如何做的呢?
我们应该承认,不是每项问题与决策,人人都有能力做出好的判断。在判断这笔钱是否该花时,也应该先判断自己有无判断的能力。
我不敢否认,杨振宁先生说的对撞机上的发现,无法在短期内给人类生活带来益处。
但同样无法否认的是,这样的大科学项目会以众多副产品的形式带来实用的结果。万维网、超导、制冷、同步辐射以及人才培养等等。从以往的经验来看,往基础科学的投资必定产生长远巨大的回报。
物理学是科学的基石,而高能物理又是物理中最基本的部分。它不只满足于实际的应用,更代表人类对自然认识最基本的追求。
杨振宁先生虽然在基础物理领域做出了十分重要的贡献,但他却一贯反对任何对撞机计划,这使很多同行感到诧异。
上世纪建设北京正负电子对撞机时,杨先生便坚决反对。其理由也是中国只是一个发展中国家,人均GDP如何如何,还有亟待解决的民生问题等等。但邓小平同志最后拍板建造了北京谱仪。
1980年,一个谈论高能物理的未来的小型学术会议上杨振宁先生在观众席也被要求希望说些什么,杨先生在被答应谈话内容不被公开时说:“在未来十年,高能物理上的最大发现就是——高能物理要完了。”
早在40年前,杨振宁先生就认为“盛宴已过”,他当时建议年轻人转向其他领域。现在回头来看,杨先生对高能物理的悲观态度无疑是不正确的。
罗伯特·威尔逊在1969年答复一位国会议员问及新实验室以及获得的新知识对国家安全有何帮助时说:“这是一个长期的,关乎国家荣耀,爱国主义的事。这些新知识并不能直接地保卫国家,却能使之值得被保卫。”
其实只要问2个问题:
1、五十年內会有任何其他国家建成这个东西吗?
2、这是验证“超对称”的性价比最高的途径吗?
从欧美高能物理科研经费看。我可以认为大概率不会有。换句话说,中国完全可以等三十年后再建设。
而这三十年,完全可以去深入研究,探索更加低成本的多种实验方法。不至于迷信只有挖隧道一条路。
事实上,上世纪所有伟大物理理论突破,从来不会受限于一个实验的。从来都是多种思路去论证的。
高能物理学家异口同声说只有这条路,显然是他们偷懒不愿意静下心来挖掘新方法。因为,他们根本没发表论文,严谨论证确实没有别的可替代方法。
比如,是否论证了必须深挖隧道了吗?理论上真的没有办法在地面建设加速器然后识别出低能态的粒子并排除出去吗?毕竟这个能级如此之高,在全太阳系恐怕都极其罕见的啊,为啥就不能区分呢?我们正是因为缺乏如此高能的例粒子才搞加速器的啊。如果会干扰实验的高能粒子经常出现,那还搞啥加速器呢。就算埋地下,凭啥证明这些粒子不是穿过地表来的呢?
如果最终,找到了方法可以在地面做加速器,那造价可就降几个级别了。
想想人类这几百年来的多种数学和物理的猜想。很多都几十年上百年没有找到答案。最终大多数最终还是依靠新思路,在需消耗成本大幅下降的情况下得到了解决。
同样的,人类完全等得起几十年上百年,来寻找更加低成本低实验装置。
至于高能物理学家的饭碗?晚三十年,他们也不会失业啊。再说了,就算国内计划养一百个这种博士。一年二十万也不过两千万人民币。我支持国家白养他们。
针对第二个问题,就要高能物理界自己去论证,是不是只有对撞机才能检验“超对称”等理论。正如我们要找到引力波,并不需要去制造黑洞合并。我们要证明高能物理的理论,一定要去制造太阳系内找不到的高能粒子吗?
2019.05.24本文本话题已经没有意义了,你们不用看也不用评论了,贸易战打到这种份上,中国任何一个短板都可能被人置于死地,优先解决燃眉之急,活下去最重要。活下去才有未来才有希望。https://mb.mbd.baidu.com/6yr2oi0?f=cp&u=872146a6a99925ca科技部官网“部领导”栏目近期更新后显示,此前担任中国科学院上海微系统与信息技术研究所所长、中国科学院上海高等研究院院长、中国科协副主席的王曦已于2019年4月出任科技部副部长、党组成员职务,并继续担任中国科协副主席。这已经说明了国家的意图在发展半导体。
反对@清风正阳
尽是谎言
1.地铁每公里造价至少5亿,在100米深的地下在加上全真空管,8亿都止不住,周长100公里,前前后后1000亿人民币仅仅是建造价格,后续再追加,国家就不容易放弃了。对撞机超预算三四倍稀松平常。SSC1987年预算44亿美元,1993年被裁是进度不到20%,隧道挖不到1/3,预算已经涨到120亿美元。LHC在1998年开建时预算是26亿美元,到2008年完工实际花费了90亿美元(相当于101亿2016年美元币值),超支比率只有346%,这也叫不是无底洞?我告诉你从LHC出发推论CEPC为什么是合理的,对撞机的部件都是专门研制的根本不能通用,必须从新开始,真正建造极有可能是用西门子,简直是给欧洲送钱,设计人员很大可能就是欧洲那帮人。美国国会1993年就看透了这种低报价,后追加预算的把戏,果断放弃已经投入20亿美元的SSC。
2.过去30年高能物理几乎没有进展,这是不争的事实,也就能忽悠普通人,通常手段是在各种娱乐场合上电视、演讲,反正不是学术探讨。普通人即便不懂具体原理,看看美国能源部科研预算也能明白,高能物理每一年经费都在降低,高能的Tevatron对撞机在2011年关闭了,在美国没有代替计划。国际线型对撞机(ILC, International Linear Collider) 美国决定不建,也基本上不给任何拨款了,这是为什么高能物理来找中国大量公关的原因。
3对撞机高度专业化,根本不能转为它用,欧洲LHC有什么技术转为民用?究竟促进什么发展?超导磁铁是LHC最重要的技术,欧洲有什么进步吗?磁悬浮是日本发明的。超导磁铁是1962年发明的,Tevatron是1968年计划开始,1983年建成的,和对撞机没有关系。现代技术已经极度专精,换一个方向几乎是重新研发。SPPC只比LHC的能阶高7倍,怎么可能有新发现?
4.万维网是连带关系,不是因果关系,不能说爱因斯坦在专利局任职是发明相对论,就说专利法有利于发明相对论。
5.1000亿仅仅是建造价格,根本没有考虑其他费用,500亿美元才合理。还有你说花1000亿是新的科研不影响其他基础学科,纯属扯淡,新增的预算可以在有绝对回报率的项目上实际促进科技发展,比如,凝态物理、量子纠缠、天文物理、声学、光学、生物物理、混沌理论、化学物理、宇宙学、低温物理、结晶学、流体力学、高压物理、核子物理和非对撞机的高能物理(基础科学还包括化学、生物、数学等等大类,受篇幅所限,这里只列出部分物理领域。
6.您说不是找超对称粒子,CEPC与LHC能级相当,LHC找不到,CEPC当然也找不到,这是废话,希格斯粒子已经有LHC研究了,日本ILC(国际线性对撞机)性能与CEPC相当,因为是线性且只有50公里性能尺寸都是CEPC的一半,因此预算应该是一半,日本ILC预算已经100亿美元了,CEPC不可能低于200亿美元。而且CEPC能研究的早让人研究光了,逻辑上、科学上、经济上都不应该建。
7.人命是有价格的,根据美国白宫办公室估算,一条人命是人均GDP的150倍,CEPC浪费至少6000博士(LHC有6000人)
8.您三十年前的演讲稿就是这套,忽悠也要用心,骗术也要历久弥新,窃*格瓦拉*周名言:打工是不可能打工的,这辈子都不能的,做生意又不会,就是偷才维持了生活,您也用点心吧,不然没饭吃了!
更新
回应一些疑问
1.对撞机和地铁相同点都要挖隧道,隧道是极度耗钱的工程,因此有相似性可以对比。
2.钱是第三考虑要素,一个事情要想做成,科学,工程,经济三方面都达到才能成功,对撞机的科学依据几乎不存在,2013年LHC做完7TeV能阶实验后,超对称的原始参数空间已经99.9%被否定掉了;工程上不能借鉴它山之石,必须从零开始意味着我们只能找有建造经验的人,即欧洲人设计欧洲公司施工。不能转化民用,没有带动其他领域的可能;经济上极度耗钱,三五十年没有盈利;因此不应该建。
3.针对一些科学现在没有用,现在不建,等到有用就晚啦的言论,凯恩斯说过一句名言,长远是对当前事物错误的指导,长远来看,我们都死啦(In the long run, we are all dead)
此外 还有日本2018年12月19日已经暂停了ILC的计划,美国也停止了,中国不建就没有国家建的起,哪里来的稍纵即逝?美国在不断削减高能物理的预算意味着美国几百人组成科学顾问团对高能物理的三十年的前景预期是极度悲观的。
总结一下就是高能所想用至少1000亿人民币且不跨越一个能级的CEPC去赌0.1%的机会有新的发现,退一万步来说即使有发现,五十年内没有应用。
我觉得(既我没有足够的证据)高能所的人心态可以借用高能物理从业者Tommaso Dorigo在自己的博客上的留言来概括“I do not care much if some human being lies to push his or her agenda”(“用谎言来达成目的没什么大不了的”)参见【基础科研】高能物理界的新动态_风闻社区https://www.science20.com/tommaso_dorigo/why_we_need_a_new_collider-235940
When a person’s salary doesn’t let you know something, you won’t know(当一个人的薪水不能让你知道一些事情的时候,你是不会知道的)
最后更新
你萌讨论严重歪楼啦,一直抓着地铁不放,反驳一点而不及其余是为不智。弗知而言为不智,知而不言为不忠。我预测CEPC的造价不是依据地铁的造价,地铁可以参考,CEPC规格比地铁更高隧道更深,还有昂贵的真空设备、超导磁铁和粒子探测器,但真正的比照对象是LHC。我发现应该先写科学上的反驳而不是经济的,我再重复一遍钱是第三考虑要素,一个事情要想做成,科学,工程,经济三方面都达到才能成功!
(1)下面三篇文章及论据引自王孟源博士部落格略有整理(http://blog.udn.com/MengyuanWang/article)
高能物理的絶唱(一)(http://blog.udn.com/MengyuanWang/108908690)
现代高能物理始于1940年代的量子场论(Quantum Field Theory),最初的应用是以量子电动力学(Quantum Electro-Dynamics,QED)来解释电磁力。在1950年代,加速器的技术突飞猛进,数以百计的高能粒子被发现;物理学家在整理这些粒子的时候,注意到各种对称性(Symmetry),其中最深奥困难也最重要的是规范对称性(Gauge Symmetry)。其实QED本身就是一个规范场论,但是它只是规范场论中最简单的一种,叫可交换规范场论(Abelian Gauge Theory)。1954年,杨振寧和他的学生Robert Mills解决了非交换规范场论(Non-Abelian Gauge Theory)的难题,高能物理理论界随即注意到用非交换规范场论来解释弱作用力和强作用力(宇宙中只有四种作用力:电磁力、弱作用力、强作用力和重力)的可能,但是具体的细节还不清楚。1961年,当时在哈佛大学物理系的Sheldon Glashow领悟到电磁力和弱作用力如何混合起来的机制。1967年,Abdus Salam和Steven Weinberg把1964年定型的Higgs Mechanism加入Glashow机制,确立了完整的电弱理论。在1973-1974年间,有关强作用力的基本难题也被一一突破,从此高能物理界有了一套完整的理论体系来描述除了重力以外的所有作用力,它被称为标准模型(Standard Model)。
在其后40多年里,标准模型的成功超出了任何物理学家的意料之外。所有量化的实験和观测都符合标准模型的预测;然而标准模型却又很明显地不是一个完整的理论。姑且不论它所需的几十个特定参数值,首先它先天上就不包含重力。超弦原本的动机便是要把重力统一起来,在浪费了三十年却只得到一坨污烂之后,不肯把灵魂卖给超弦的物理学家已经理解到,即使是圈量子重力论(Loop Quantum Gravity)这类还没有像超弦一様被证明是完全没有预测能力的重力理论,它的预测也必然会比现代加速器的能阶(Energy Level)高出十几个数量级(Order of Magnitude),因此它的可预测性仍然是几百年内都无法用实験来检験的。所以在最近几年,大家(亦即还在做科学而不是只做论文的高能物理学家)的共识是重力太难了,还是先摆在一边吧。既然必须接受欠缺重力的事实,标准模型里的参数值也当然是目前不可能解释的了。
但是即使不管重力和参数值,标准模型还是有其他的毛病。其中最重要的有三项:1)它不包含暗物质(暗能量显然是和重力有关的,所以目前管不到);2)它不能解释为什么宇宙里的物质和反物质没有对消尽净;3)它不含有能驱动宇宙暴胀(Cosmic Inflation)的暴胀子(Inflaton)。现在理论学家(Theorists)实在是想不出什么好主意了(否则也不会让超弦骗走这么多人),真正的希望还是要靠实験。而实験要探索更高的能阶有两个办法,一个是靠精密测量很小的修正值;另一个则是建造更大型的加速器,以蛮力来產生更高能的粒子。前者一般比较便宜,但是往往只能探测参数空间(Parameter Space)里的小小一隅;真正要產生详尽的资料,最理想的还是更大的加速器,而现在最大最先进的加速器就是欧洲核子研究机构(Organisation Européene pour la Recherche Nucléaire,CERN)位于日内瓦的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)。
LHC自1998年至2008年,共花费了十年才建成,总预算是75亿欧元(约90亿美元)。由于选错了焊接工艺,2008年九月开机后9天,超导电磁铁的电路就烧坏了。其后用了一年多才修好,但是只能以原设计能量(14TeV)的一半(即7TeV)运行。不过还好Higgs粒子质量(125GeV)不太高,在2013年LHC就有了足够的实験资料来证实这个发现,Peter Higgs和同僚随即获颁当年的诺贝尔物理奖。可是Higgs粒子是标准模型的(最后)一部分,当初计划LHC时,发现Higgs粒子是最起码的目标。真正的目的是要发现标准模型以外的粒子,尤其是超对称粒子(Supersymmetric Particles)。超对称(Supersymmetry)是超弦所做的几十个假设里,最重要也是最基本的一个,甚至连超弦名字里的“超”都是由超对称而来的(Super-String其实是Supersymmetric String的简称)。原本1970年代发明超对称是为了解释标准模型所需的几十个特定参数值间的一些关系,不过后来大家发现即使是最简单的超对称模型都需要另外几百个新的参数,于是有些人(包括我)就不再相信超对称,而Witten和他的信徒(把超弦比为宗教并不是我的发明,超弦界自己在20年前就戏称Witten为Pope,教宗)则加倍下注,搞出了更复杂、最终有10^500个自由度的超弦(宇宙有大约10^100个原子和电子)。在1990年代,做超弦的个个都说最轻的超对称粒子会马上被Tevatron(位于芝加哥附近的Fermi Lab内的上一代加速器,最高总能量在2011年停机前达到了2TeV)发现,所以LHC只是用来研究更重的那几百个超对称粒子的。结果此后每年Tevatron和后来的LHC的能量和亮度(Luminosity,即对撞实験的数量)提高一步,做超弦的就把最轻的超对称粒子的质量往上调高一步,以解释为什么没有观察到超对称。到2013年LHC做完7TeV能阶的实験后,超对称理论的原始参数空间已经有99.9%被否定掉了。
LHC在过去两年关机,以便完全重建超导电磁铁的电路。在未来几周内将重新启动,预计今年夏天可以达到接近原设计值的13TeV能阶。 如果没有意外,到年底将会把超对称理论的原始参数空间再压缩两个位数,也就是否决掉99.999%。当然,做超弦的在过去20年已经自打嘴巴几百次,再胡扯出几千篇神话、重写一次歷史也只是他们的专业。高能物理眼前真正的危机是LHC很可能无法超越标准模型。下一代的加速器目前台面上的估价是200亿美元,实际上大家都知道会超过500亿。更糟糕的是LHC至少还保证有Higgs粒子来当安慰奖,下一代的加速器却很可能什么都找不到。高能物理界在2014年开始游说zhongguo,忽悠成功的机率很小。如果到年底LHC还没有发现新粒子(当然,发现超对称粒子的机率是100%-99.9%=0.1%,所以希望只能寄托在其他的新粒子上),那么我们这代人到死大概都不会再有更高阶的加速器(不含能阶略低于LHC,用来精密测量Higgs粒子的电子/正子直线对撞机)出现。前面提到除了加速器以外,精密测量也有可能突破标准模型;可是我的猜测是只有暗物质比较可能会如此被发现,而且机率不超过25%,这还包含了暗物质是一种微中子(Neutrino,大陆翻译为“中微子”,标准模型只包含三种微中子,若有第四种则将超越标准模型)或轴子(Axion,不是标准模型的一部分)的可能,而新的微中子或轴子虽然超越标准模型,却并不解释更高能阶的物理。所以总结来说,2015年很有可能是高能物理对我们这代人的絶唱。 发表日期 : 2015-01-10 21:59
(2)http://blog.udn.com/MengyuanWang/108908796
【基础科研】高能物理的绝唱(二)
我在今年一月写的《高能物理的绝唱(一)》一文中,解释了当前高能物理界的困境。40多年来无数的实验,都无法突破标准模型(Standard Model)的预测,然而标准模型显然并不包含暗物质和推动宇宙暴涨的机制。在1990年代初期,美国开始了新一代的对撞机计划,设在德州,叫做SSC(Superconducting Super Collider,超导超级对撞机)。我博士班毕业之时,全班(哈佛高能物理理论当年毕业了7个博士,算是很大的一班)都马上转了金融,衹有我还想不开,觉得可以到SSC做现象学(Phenomenology,不搞叠床架屋的玄学,纯粹解释实验结果的理论派),躲开超弦的歪风。没想到一向花钱如流水的美国国会,居然在1993年为了节省110亿美元的预算,不顾好几个诺贝尔奖得主(包括我当时的老板Steven Weinberg,他原本是标准模型的三个创建者之一,可惜那时正要搭上了超弦的贼船)的游説,放弃了已经投入的20亿美元资金,把SSC整个裁了,衹留下了草原地下深处几英里长的一个大洞。我也沦落在前不着村、后不着店的德州,除了一件印着SSC的T-Shirt,什么都没有拿到。还好后来一个已到高盛工作的同班同学指点,才到费城找到了金融界的第一个职位。
SSC垮了之后,欧洲人以为这是在“尖端科学”上超赶美国的大好良机,在同一群诺贝尔奖得主的努力哄骗下,相信可以发现超对称粒子(参见前文《高能物理的绝唱(一)》;超对称是超弦的起源,多借了几百个新自由度来解释标准模型的几十个参数,一般人或许会认为这是明显的赔本生意,但是超弦论者还嫌不够空汎,最后发明了有10^500个自由度的新理论),于是决定投入经费建造LHC(Large Hadron Collider,大型强子对撞机)。LHC沿用CERN(Organisation européenne pour la recherche nucléaire,原名Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire,欧洲核子研究组织,LHC是它的附属单位)原有的隧道,能量也比SSC低一截,照理说应该可以减低一大半的造价,但是最后还是花了90亿美元。这倒不像ITER(国际核聚变实验反应炉,参见《永远的未来技术》)屡次超支是日本籍主管人谋不臧的结果,而是因为原本高能物理界就严重低估了预算来哄骗资金来源,所以虽然CERN是大型科学计划管理的典范(LHC衹比原计划晚了三年完成),还是超支了三倍左右(原预算是26亿美元,不过这是1995年的币值,而90亿是1995年一路花到2008年)。
时间快转到2015年,LHC在几个起落之后,终于达到了13TeV(基本等同原设计的14TeV)的总对撞能量。昨天(2015年十二月15日)CERN开了记者会,公布了最新的实验结果,那当然是一个超对称粒子都没看到的。但是高能物理界沸沸扬扬,仍然兴奋不已,因为在比Higgs重6倍的能级上(750GeV,Higgs重125GeV)发现了一个“统计鼓包”(“Bump in Statistics”)。这种两三个标准差的统计异常,其实在高能物理实验里稀松平常,绝大多数都起因于早期取样数不够,等实验做久了自然就会消失。LHC今年的取样连原计划的一半都还不到,但是仍然在年底按时程改为对撞重离子来研究强作用力,要等明年底才可能更新实验结果。就算这个统计异常最后以极小的机率证实为一个真的粒子,它也不过是第二个Higgs;Higgs是标准模型的一部分,所以大家早已都知道是必须存在的,不确定的衹在于有几个。高能物理界花了25年,超过100亿美元的资金,最后的成就就在于决定了Higgs粒子的数目,实在是无限的悲哀。(当然这是一个非Higgs的新粒子的可能性不是零,但是目前LHC衹在双光子衰变看到鼓包,客观的评估应该等到其他的衰变型态也被观察到才能认真地当它是一回事。)
但是早在这个惨剧闭幕之前,学术界的大佬已开始忙着推销下一代的实验;他们不敢再吹嘘超对称这匹死马的潜力,衹能説是要建一个等同100TeV能级(能级问题有点复杂;他们建议的是电子-正子对撞机,名义上能级比较低,但是在性能和费用上等同一个100TeV能级的强子对撞机,SSC和LHC都是强子对撞机)的Higgs工厂,把Higgs粒子的性质摸到底。像这样无关宏旨的死巷子底的细节,仍然必须开挖一个100公里长的隧道,总造价号称200亿美元,其实至少要500亿,若是最后上了1000亿大家也不必吃惊。它的真正用途当然不是为了发展科学,否则这种规模的资金,可以资助无可数计真正有社会价值的科学研究。这个Higgs工厂的唯一实际功能,是把大笔钱财当作闪电,以便将快要死透的高能物理这具尸体转化成Frankenstein式的科学怪人,以行尸走肉式的存在撑到教授群的退休期;而即使是超弦论者向来都可以从大型实验计划里巧立名目、分一杯羹。要实现这个美梦,最大的难关在于找到一个人傻钱多的金主,愿意浪费大笔钱财买一个超英赶美的虚名,于是学术大佬的关爱眼神就全都投注到zhong*guo身上。
去年在中国物理界的内綫安排下,Nima Arkani-Hamed成为新成立在北京的高能物理前沿研究中心(Center for Future High Energy Physics,CFHEP)的主任,专门从事前面提到的游说工作。Nima Arkani-Hamed是超弦界创造力最强的教授之一;当然他近30年的几百篇论文没有一篇是对的(亦即被实验证实来描述宇宙的真实现象),但是超弦界本身就是一个大泥坑,没有任何一个人的任何一篇论文是对的。换句话説,它的选美标准不要求身上没有烂泥,反而是烂泥越多越好;而Nima Arkani-Hamed不但是超弦界选美的冠军之一,而且对超对称特别有兴趣,所以原本由他出面来忽悠下一代对撞机的金主是理所当然的。但是今年的LHC实验结果显然对超对称这块招牌有不利的影响,于是高能物理界衹好另辟蹊径,从侧翼出击,找上了着名华裔数学家丘成桐(Shing-Tung Yau,他与超弦教主Witten长期合作过好几个数学研究,交情很好)挂名,由一个专业科普作者代笔,在2015年十月23日出版了《From the Great Wall to the Great Collider》(《从长城到大对撞机》,参见http://intlpress.com/site/pub/pages/books/items/00000450/)来鼓吹这个骗钱的把戏。
我想他们实在太低估zhong*guo的智商了,这出闹剧大概衹能无限期地演下去。名作家Upton Sinclair在1935年说了一句名言:“It is difficult to get a man to understand something, when his salary depends upon his not understanding it!”诚不我欺也。
发表日期 : 2015-12-16 02:37
(3)什么是科学?http://blog.udn.com/MengyuanWang/108908650
最常被引用,也是最古典的定义,是奥地利哲学家Karl Popper在1930年代所提出的。他认为科学是一个正式的逻辑系统(Interpreted Formal Logic),科学的发展过程就是不间断地企图来驳斥(Refute)这个系统的构件,所以真科学和偽科学的差别在于前者是可以用实験驳斥的(也就是“证偽”,“Falsify”。请注意Popper的定义只说“证偽”而不是“证实”,因为再疯狂的妄想都有被“证实”的可能。例如基督教的创造论,如果今天上帝忽然现身,那么它将被“证实”;它之所以不是科学,是因为即使上帝不现身,它的信徒也不会承认被“证偽”了),而后者是不可能驳斥的;真科学界和偽科学界的差别在于前者有足够的试图驳斥自己理论的努力,而后者完全专注在保卫主流理论。
原本超弦早期的问题在于它是建筑在几十个可能性很小的假设上的,这些假设的真正辩护(Justification)是方便作者做计算,做了计算才能写论文。我当时就觉得这些论文是为了出版而出版,它们是正确的可能性比那个作者当场被陨石打死的机会还要小很多;不过那个可能性不是数学上的零,所以超弦虽然是糟糕的科学,还没有沦落到偽科学的地步。等到Peter Woit开始写他的部落格的时候,超弦界已经预测出10^500个不同的宇宙(10^500是多大的一个数字,一般人很难想像,让我给几个用来比较的例子吧。一个人的体重大约相当于10^28个氢原子,地球的质量大约比一个人大10^23倍,整个宇宙大约比地球重10^29倍,所以宇宙顶多只有10^80个原子。恒河沙数根本是小意思。),也就是不论你做什么实験,得到什么结果,必然是超弦的预测之一。那么超弦就当然不可能被任何实験来驳斥,所以Woit的基本论点在于超弦在Popper的定义下是一个典型的偽科学;做超弦的人也因此对Woit本人和Popper的定义恨之入骨。
其实哲学界自己对Popper的定义也有些意见:主要是Popper描述的是一个理想化的科学界;真实的世界里,大部分的科学家还是把自己的论文当寳贝的。而且科学的进步除了以实験来驳斥旧理论以外,发明新理论应该是一个至少同等重要的过程。因而在1950年代,美国哲学家Thomas Kuhn提出一个新的定义:科学是由互相竞争的理论体系(Paradigm)所构成,每个体系不断地提出新的谜题(Puzzle),然后解答这些谜题。Kuhn认为偽科学是提不出或解不出谜题的体系。
Kuhn的理论有很大的毛病:他的定义基本上描述的是所有现实中的学术研究机构。所谓的谜题和解答,定义很含糊,不只是偽科学可以轻松地不断提出谜题和解答,连明显不是科学的学术科目也可以做得到。因此Kuhn的理论并没有被哲学界广泛接受,不过他至少启发了匈牙利裔的哲学家Imre Lakatos的真偽分辨准据(Demarcation Criteria)。Lakatos综合了Popper的实験检验标准和Kuhn的新理论解答,而定义了所谓的进步学术(Progressive)和退步学术(Degenerative):能预测到出人意料的实験结果(Novel Facts)的叫进步,预测不出或者预测错误的叫退步。互相竞争的理论体系中,最进步的是真科学,有点进步的是科学假设,完全退步的是偽科学。依照Lakatos的真偽分辨准据,超弦仍然是一个典型的偽科学。
(1)SSC 1987年预算44亿美元,1993年被裁是进度不到20%,隧道挖不到1/3,预算已经涨到120亿美元。
(2)LHC在1998年开建时预算是26亿美元,到2008年完工实际花费了90亿美元(相当于101亿2016年美元币值),超支比率346%。这就是王所长所说的“虽有超支,但并不是太多”。当然LHC比SSC便宜,并不止是因为它的能阶低一些,更重要的是因为它沿用了CERN既有的现成隧道和基础设施,包括水、电、路和建筑。在SSC的预算里,这些项目占大约一半,所以如果LHC必须从头建起,总花费应该在200亿美元左右。建成之后,LHC的运作花费大约是每年12亿美元,至今十一年,总共又花了132亿美元。
(3)日本ILC的价钱开始是50亿美元,后来涨到100亿美元,日本2018年12月19日已经暂停了ILC的计划;日本学术会议(主席:京都大学校长山极寿一)12月19日以与巨额费用负担相比无法获得相应的科学成果为由,向日本文部科学省提交回复称“难以予以支持”。
(4)王所长计划建造的 CEPC和SPPC,总预算是1400亿人民币,假设这是今年的币值,依当前的汇率等同205.2亿美元(今天汇率6.8217),基本上和LHC的总价一样。但是SPPC的尺寸比LHC大四倍,能阶高七倍多,照理应该贵四到七倍之间。所以在逻辑上这有两个可能:第一是王所长能保证在未来30多年的建设期间,有一连串举世独创的突破,不但打破全球对撞机价钱随时间上升快于通货膨胀的传统,而且反其道而行,能压低造价四倍以上。第二是高能物理界低估对撞机造价的传统依然健在,包括低估预算四倍左右。
任何人必须从事实与逻辑出发,来决定自己的立场,而不是为了其他的原因先决定立场,然后再去找理由。要判断这两种态度的差别,当然很容易,只须仔细检验证据是否存在和逻辑是否严谨。
当初欧洲计划LHC的人不是傻子,如果不是物理大沙漠,LHC的能量绝对足以覆盖新物理的出现。这是因为有量子修正,所以要发明什么新理论,一般牵一发而动全身,在比新理论低好几个数量级的地方就应该出现端倪。例如统一场论的能阶是设在10^24eV,但是它仍然在几个eV的常温就会引发质子衰变。实验看不到,那么它就是错的。因为有量子修正效应,所有要避免大沙漠的模型,都是叠床架屋、美国人的所谓Rube Goldberg Machine,一看就知道不可能是自然现象。CEPC与LHC相差不到一个数量级,那么其量子修正项必然很大,许许多多的精确测量实验却没看到,所以基本上是不可能有新发现的。
CERN在7tev以上的能级还只能找到两三个标准差大小的统计涨落, PANDAX(中国锦屏地下实验室PandaX(熊猫计划)) 和 LHC对暗能量和最轻超对称粒子探索的徒劳无功,已经唱响了当今世代高能物理的挽歌。我们遇到了一个物理沙漠,向更深层次物质结构的探索,需要的能级远超现有的工程能力。希格斯粒子再一次为标准模型添砖加瓦,强化其最优物理模型的地位,然而杨_米尔斯规范场的质量缺口如同无底深渊,对于CMB(宇宙微波背景辐射)的均一分布完全无法解释,引力依然是最顽固无法征服的异端。超弦邪教的教徒会继续修改模型,增加自由度和置信区间,学阀们相互勾连忽悠出数百亿的资金,然而除了不可证伪的论文之外,什么也不出产。
前方是漫漫长夜,自认没有做守夜人的觉悟,刺破天幕的资质,因此决定留下来捆扎火把。
首先定义基础科学:其实很简单,就是沒有明显立即的应用,只为了科学理论自身达成逻辑自恰、完整而做的研究。没有明显立即的应用是必要条件不是充分条件。绝大多数应用科学的研究计划,成功的机率都在10%以下,而且比较复杂一点的题目,都需要许多阶段的逐步预研、演进并建构支持的台阶。所以在你萌提到的载人飞船、月球探测、量子通信之类的,其实都不是基础科学,而是在不同的阶段的应用科学;换句话説,它们并不挑战或创新理论基础,纯粹只是解决工程上的实践问题。
大对撞机本身不是一个好的基础科学,这是因为它背后根本没有任何合理的科学理论。过去30多年,高能物理界信誓旦旦,用来向欧美政府保证会发现Higgs以外的新粒子的理论基础,如超对称,已经在Tevatron、LHC和上百个其他实验扑空之后,完全破产。既然大对撞机没有理论依据,又比其他基础科研贵千倍以上,自然不是好投资。而且必然会影响真科学的资金来源,更糟糕得多的是会吸收至少几万名年轻的学霸进入伪科学界,中国或许不在乎浪费1000多亿美元来为超弦邪教建个神坛,但是人才脑力却是21世纪经济的最重要资源,几万名绝对顶尖的学生就这样被糟蹋了,中国能承担得起吗?
根据白宫管理预算办公室的估算,美国的一条人命相当于人均GDP的150倍,假设中国的人命价值也相当,那么浪费全国GDP的1%就相当于残杀全国人口的1%/150=大约九万个中国人,如果把人才脑力的浪费也算进去,长期的损失应该在10倍以上,那么为了一个伪科学计划,要冒着牺牲中国未来国运的危险,等同近百万人民的生命,值得吗?
工业引领微乎其微
其实这是因为粒子的能阶越高,就越不稳定。高能物理到1950年代之后,能阶已经高到新粒子必然极不稳定,还没有飞出一个原子的直径就已经衰变了,那当然不可能有什么实际用处。这个道理王所长应该也懂才对啊。
高能物理理论在30年前就是第一个建立了论文预印本(Preprint)的互联网档案库的学科。他们谎言太多,大家可以随时挖坟。
我最后一次更新啦,再见
社会上反对声音强烈?
我名校毕业、留过学、有博士学位在手,但即便如此,对对撞机的事也从来不敢发表意见,因为这个领域我不懂,分辨不清谁的判断是对的。但我相信有人懂,不管对撞机建不建,辩论也应该发生在他们之间,而不是搞成创造101比试哪一派支持率高。
靠一人一票决定科研怎么搞,每个科研机构都应该解散,每座大型科研装置都应该拆了卖废铁。
前美国能源部工作人员来凑个热闹。
你们做高能物理的同行们,有没有考虑过,除了科研成果,有什么可以换成钱的成果能在近期就收回一些投资?或者长远一点,对撞机建好了,靠什么能够自主维持自己的发展运行?
打比方,北京奥运会建了那么多场馆,后面哪些场馆可以不需要长期投资能够自主运行维护?回到对撞机,假设政府投资把对撞机建起来,物理学家带着科研经费来呕心沥血做出一些惊天动地的成果,升职的升职,评院士的评院士,拿诺奖的拿诺奖。热闹完了,谁来持续投资维护运营?
说到头,你们高能物理学家们,缺一个能赚钱的核化学家。
美国几大国家实验室,布鲁克海文高能物理研究非常领先,可是绝大部分的运营经费来源于加速器生产的医用同位素。物理学家玩开心了,核化学家拿生产出来的同位素挣钱养活整个高能物理部门。
阿拉莫斯国家实验室也是这样,橡树岭也是这样。这些能源部直属的国家实验室除了能源部的预算,很大一部分资金来源都是核化学家通过卖医用同位素创造的。
再举个例子,密歇根州立大学正在建一个超大的高能重离子加速器用来做高能物理研究。筹资建立的第一件事,就是招了一个团队的核化学家,通过利用对撞产生的各种医用同位素来产生经济效应,保证持续运行。
经济社会,不管什么样的投资到最后都是取决于经济效应。你觉得攥着钱袋子的决策人会在乎诺奖吗?现实一点,能赚钱的科研永远是学术界不可脱离的一部分。
以上。
我实际上是对撞机利益既得者,我做了一辈子超导和超导磁体,按理说对撞机对我们是很有利的。但是我本人依然持强烈反对态度。
首先,工程造价不论多少(这个数在王怡芳那里始终在变),目前都不包含7通1平。在北京周边地区,周长100公里的7通1平土地需要多少钱?这部分难道不是成本吗?
其次,维护费用为什么不提?根据CERN的LHC的经验,每年的维护费可是嗷嗷高的。就算中国人工便宜,但是周长100公里(还有部分在水下)的地下建筑,加上真空系统,冷却系统,电力系统,维护费用绝对不是那种可忽略不计的。王怡芳作为专家,为什么只字不提这个方面?欺负老百姓不知道对撞机维护比建造贵吗?
第三,可能存在的升级费用呢?根据王怡芳的报告,如果正负电子对撞机做得好,可能会升级成强子对撞机。让人觉得, 这个对撞机似乎只有这么一次升级。如果真是这样的话,CERN为啥没事就升级呢?王怡芳所在的高能所现在运营的北京正负电子对撞机,为啥2014年刚刚申请了6个亿的升级经费呢?这个100公里的正负电子对撞机在未来10年有多少升级的可能性,大概预算多少?你为什么只字不提?别说你预测不到,拿CERN的比例计算也能展示一个大概的数字。
第二条和第三条我并不是想追求到底有多少钱,而是想说王怡芳故意掩饰了对撞机的经费总额!他只是说了造价,而非造价部分可能比造价还高。但是不论是造价还是非造价,都是国家财政拨款啊!王怡芳敢公开说,10年内维护加建造总共多少钱吗?他敢说,我觉得我也算敬佩他的科学良心。
说完了投入,再说产出。这么大的工程,肯定会有很多收获,几百亿人民币扔进水里还有个响呢,更何况是精心设计的大型设备呢。从希格斯玻色子的测量精准出发,找寻可能存在的超出标准物理模型的实验结果。这个是一种可能。但是首先根据我浅薄的粒子物理知识和了解,目前没有超出标准物理模型的很自洽的理论(超弦理论是对标准模型更深入的解释,而非超出标准模型)。在没有理论指导下,这个对撞机的意义就成了:我们撞撞看,如果结果符合现有理论,我们就再次验证了现有理论,如果结果不符合现有理论,说不定我们能找到新的理论。在标准模型被建立的现在,这个不失为一种方法,但是是一种high risk的方法,而且不一定high refund。因为你的能量不够大,不一定找到很突破性的结果。
总结一句话,CPEC很好,但是投入产出比太低!
20190524更新:
反对一下 @frankenstein 的回答下的评论。本来以为这个抖机灵回答就这么结束了的,谁知道居然有“高能物理是基础研究中的基础是各各学科的天花板”的说法了。我就不明白了,我大材料招谁惹谁了咋一个个都要来当材料的基础。
材料是工程学和实用物理学基础,如可控核聚变的瓶颈就是材料和数控,而且材料本质上是种十分吃积累的学科,需要沉淀,但在元素周期表已定的现在,“最小粒子”永远是材料科学最大的限制,并不是材料科学还没达到这个限制它就不是了。
不是所有的材料人都“热衷于各种各样机理的揭示,喜欢在微观世界里孤芳自赏”。材料不是简单的基本粒子决定原子原子决定宏观性能的递进关系。材料四面体了解一下,材料不是三种元素A+B+C=性能那么简单。
那你知道可控核聚变之所以有可能是个梦是因为在原子水平,已知元素组合出的结构可能没有能符合实用可控聚变正产出要求的吗?元素种类从门捷列夫时代大体就定了,新元素就别想了,只能从微观结构下手,材料科学是一时半会儿碰不了壁,但不是没有壁,这个你要分清楚。
聚变是个大坑不假,甚至可能是个天坑,但是我不知道你所说的“已知元素组合出的结构可能没有能符合实用可控聚变正产出要求”是什么意思。材料的发展是要从微观结构下手不错,但是重点不在微观结构本身,而是在于微观结构的宏观化。将物理学预言或证实的各种性能优异的微观结构大量的复现在宏观空间中才是材料。N年前都知道人造金刚石了,你给我做一个海洋之心那么大那么亮的啊。可控核聚变那么坑,主要是坑在工程实现上,不是科学实现上。
“材料科学是一时半会儿碰不了壁,但不是没有壁”,还有“‘最小粒子’永远是材料科学最大的限制”这句话。最小粒子会不会成为材料科学的最大限制我是不知道,但既然材料科学一时半会儿挨不到这个限制,我们搞材料的人为嘛要去支持你们搞高能的去做对撞机?是经费太多花不完还是成果太多手发软?
还有一点,材料的微观结构和你们高能的微观不是一回事,真不是一回事。非要拉亲戚也是和凝聚态物理的沾点亲戚。
现今的材料科学大体都在原子领域,最尖端能到原子核领域,但无论哪个都没达到要涉及标准模型的程度,即使涉及了它的发展也不会快到需要新理论支持的程度。但它一时半会儿发展不到不代表没有啊。
“现今的材料科学大体都在原子领域,最尖端能到原子核领域”还是那句话,材料科学不是一个微观学科。材料学家追求的微观过程的宏观化!微观性能再好,没法宏观做出来等于不存在。至于说现今的材料科学大体都在原子领域,这个我倒是好奇了。材料领域里金属占大头,我就不明白了有几个搞金属的能进到原子领域,能在晶格尺度把宏观性能完美描述就已经是天神了好嘛。
既然材料“一时半会儿发展不到需要新理论支持”那你还指望材料学家支持你们?学物理的逻辑应该很好才对啊。
补充一点:各位搞高能的想给自己的行业添砖加瓦可以理解,但你别拉上别人好不。说什么“xxx的基础”一点用都没有,我就问一下,加速器建好了除了你们高能的人其他学科能有什么好处?如果没有那就别拿别的学科来当借口。The party is over,不用现在叫我们入场了。
原答案:
做聚变的表示,我们需要高通量的中子辐照,高压电镜,能原位离子辐照的透射电镜,能做wb-stem的球差电镜,配合实验的反应堆等(这些条件中我们很多都没有或者等同于没有,以至于我们很多小伙伴不得不去日本或者欧洲做实验)。而相比之下都不算大件,所以为了祖国的发展,天朝的国运,中华民族的伟大复兴,争取早日点亮我们自己的太阳,高能所的兄弟姐们们能发扬一下精神把预算留给我们不。
手动滑稽
补一下,有没有高电镜的小伙伴考虑解决一下电镜尤其是tem的国产化问题啊,外国货太贵了,做不起啊。
另外,为本行业摇旗呐喊一下。从做大蛋糕的角度来说,也应该先给我们iter和cfetr对不对。等我们发电赚钱了再支援你们做个大大大号的加速器。手动滑稽。
你们都不仔细看看人家的计划吗?
总共1000亿里面。前卫激进花钱多前途未卜的是二期项目。要看一期项目的成果来决定是否执行。
而一期项目,虽然也是科技前沿。但相对来说,必要性和出成果的可能性都更高。
我认为人家这个计划做得很完美,有前瞻性又有充分的现实考量,很接地气。
大多数反对完全是人云亦云或故意带节奏。
我一个外行人站在管理的角度来看双方的论调。我认为高能所人家的态度很讲道理,是就事论事的。就目前来说,先建个一期,保证未来该领域研究我国的主导地位完全可以接受。
人家的计划做得很懂政治。二期就算不建了。一期也会出一定成果。把主动权,主动交到国家手里。物理所的人心里怎么想我不知道。但是这个计划看起来完全是为国家考虑的调调。
而反方喊得震天想,并没有触及这个计划的实质。反复拿着计划“可能”的远期投入总额,还有“并不存在”的先忽悠国家上车的策略来说事。这种反驳是苍白的, 并且看起来是一脸争夺经费的样子。
真正要反对的话,请讲讲这个计划。特别是一期,出成果的概率究竟多大?我对此也是很怀疑。
还是你们根本不敢讲?
社会上反对声音强烈
社会上并没有任何声音,如果你听到了,那就是噪音,绝大多数人根本不关心你什么对撞机,
如果杨振宁先生来发言,那你就会听到强烈的反对声;
如果王贻芳院士来发言,那你就会听到强烈的支持声;
社会的声音?社会的声音对科研从来都是坏事的,给我举几个正面的例子我学习一下?
别搞什么社会的声音了,你能量够大就去找几十几百个院士联名写咨询意见往上面递,当然你要是直接和上面关系铁那更是一句话的事情。社会的声音没卵用。
为什么中科院高能所还极力推动对撞机项目?
这话问的,好像说为什么人要吃饭一样...
高能所脑子坑了才会不去推对撞机项目...
给你说得高大上什么这意义那意义的,
哪个做基础科研的不能给你列出重大的意义?看那些你还不得上天了?
这不只是高能所所想的,这也是全世界全这个领域所想的,
没人会直接把自己领域给咔嚓了,越是做这种大项目,越是需要一致对外,大家都在一条船上,你方花了100E我方才好要200E啊,一个比一个怂还怎么玩。
所以这也是为什么你觉得吃相再不好看也没有理由去说他的原因。
真·利益相关的话,就算吃相再不好看,也是完全可以理解的。
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