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atv直播:中科院专家反驳杨振宁:建大型对撞机正当其时

时间:2016-09-06 08:21来源:中国新闻网 作者:手机看新闻 点击:
9月4日,《知识分子》刊发了杨振宁先生的文章《中国今天不宜建造超大对撞机》,作为正在高能物理一线从事实验工作的科学家、现任中国科学院高能物理研究所所长,我不能同意他

  9月4日,《知识分子》刊发了杨振宁先生的文章《中国今天不宜建造超大对撞机》,作为正在高能物理一线从事实验工作的科学家、现任中国科学院高能物理研究所所长,我不能同意他的观点。

  (一)杨先生反对的第一点理由是造大型加速器是无底洞。这里涉及三个问题,一个是SSC为什么失败?第二是中国的大型加速器需要多少钱?第三是这个估计可靠吗,是不是又是一个无底洞?下面我一一回答。

  美国超导超级对撞机(SSC)失败的原因有很多,包括当时的政府赤字且与国际空间站争夺经费、美国的两党政治斗争、德克萨斯与其他地区的区域竞争等。“预算超支”绝不是SSC失败的主要原因。

  对美国来说SSC半途下马是极为错误的,它使美国的高能物理研究失去了发现希格斯粒子的机会,失去了国际领导地位,到现在还没有翻身。当年美国科学界反对SSC的理由跟我们今天在中国听到的很相似。事实上SSC的终止并没有让任何科学家获得经费的增加。在此之后欧洲建造了大型强子对撞机(LHC),获得了极大的成功。虽有超支,但并不是太多。

  中国的政治与美国完全不同,对大工程建设实际上有优势,因为偶然性较小。SSC失败,不代表我们就不能建造大型加速器。

  我们规划的大型对撞机项目(以周长为100公里算)分两步走: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。

  如果这第一步成功,CEPC有新物理的迹象,且高场磁铁所需新型超导材料技术成熟,其价格降到合理水平(比如20元/千伏安米),我们可以走第二步,质子对撞机(SPPC)阶段,工程造价在1000亿人民币以内,时间是在2040—2050年左右。这里如果减去国际贡献约30%,中国政府应该出资大约300亿人民币(每年30亿)和700亿人民币(每年70亿),但不包括未来的通货膨胀。

  过去50年间,atv,国际上有许多成功的加速器工程(如LEP,LHC,PEPII,KEKB/SuperKEKB等),也有许多不太成功的加速器工程(ISABELLE,SSC,FAIR等)。这里不成功的都是质子加速器,电子对撞机还没有不成功的先例。原因主要还是质子加速器较为复杂,对超导技术的预估较难,不易在技术、造价与指标上有一个恰当的把握。

  高能所建所40年以来,在北京正负电子对撞机、大亚湾中微子实验、散裂中子源、ADS注入器等超过亿元的大型加速器及探测器工程中,均按工期、指标完成,实际造价与预算相比,连5%都没有超。我们有成熟的估价、建造、管理经验。

  对CEPC的估价我们采用了两种办法:(1)分解法:将各设备部件造价相加;(2)类比法:与国内外已完成的同类装置与设备相比。在总价和系统级,两种办法得出的结果,误差在20%以内。在完成了初步概念设计以后,我们产生了一个1000多项的设备清单,据此进行了造价估计,并邀请国内外专家进行了评审。

  对第二阶段SPPC的估计我们只采用了类比法。因为这不是现阶段的任务,只是可能性。谈论它的造价意义不大。不成熟不会启动,所以怎么会是无底洞呢?

  (二) 杨先生反对的第二点理由是中国目前仍然是一个发展中国家,还有亟待解决的民生问题,超大型对撞机不是燃眉之急,目前不宜考虑。

  民生问题当然要解决,但我们也要考虑长远,发展要可持续,要有领先世界的能力。高能物理研究物质的最小结构及其规律,采用的手段从加速器、探测器到低温、超导、微波、高频、真空、电源、精密机械、自动控制、计算机与网络等,很大程度上引领了这些高技术的发展并得到广泛应用。建造大型对撞机可以使我们领先国际达几十年,使一些重要技术产品实现国产化并走到世界最前沿,可以形成一个国际科技中心吸收国外智力资源,可以培养几千名能创新的的顶尖人才,怎么不是燃眉之急,当务之急?

  而且一个大国,没有对人类文明的贡献,很难说话响亮,这影响中国在世界上获取利益。

  从占GDP的比例来看,大型对撞机的造价(即使包括SPPC)并没有超过1980年代的北京正负电子对撞机,也低于国际上的LEP、LHC、SSC、ILC等各类已完成的和计划中的设施。

  下一个五年计划开建大型对撞机,是我们在高能物理领域领先国际的一个难得的机遇。首先新发现的希格斯粒子质量很低,使我们有可能提出环形正负电子对撞机这个方案来研究它,还有机会改造成质子对撞机,有50年以上的科学寿命;其次,欧洲、美国和日本手头都有项目,20年之内很难腾出手来,我们的竞争环境好;第三,我们有北京正负电子对撞机的经验,我们有技术和人员队伍的积累,还有极好的大型地下工程施工经验。这个机遇窗口只有10年,失去了,下一次就不知道是什么时候。

  (三)杨先生反对的第三点理由是建造超大对撞机必将大大挤压其他基础科学的经费。

(责任编辑:本港台直播)
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