耗资300亿人民币的中国大型对撞机将于2022年开工，杨振宁曾反对

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昨天，关于中国超大量子对撞机(CEPC)的新闻在科技圈中再次引起波澜。北京时间 11 月 24 日，Nature 在其官网刊发了一篇与中国高能物理所（IHEP）所长王贻芳的访谈，其中，涉及中国超大量子对撞机的最新进展、中国未来在全球高能物理界的位置等关键问题。

中国大型对撞机能否成为世界第一？

王贻芳在访谈中表示，经过六年的设计工作，国际专家委员会表示，对撞机已准备就绪。施工可能最早在2022年开始，如果一切顺利，可在2030年对外开放。

建成后，这个100公里长的“大家伙”将是世界上最大的粒子破碎机，使用年限为十年。目前，欧洲的大型强子对撞机（LHC）只有27公里，而且中国给出的成本价格只有LHC的一半左右——约300亿元人民币（43亿美元）。

王贻芳说，自从2012年在LHC上发现被称为希格斯玻色子（也称上帝粒子）的基本粒子以来，他一直在领导着中国高能物理所进行CEPC的设计工作。CEPC将通过粉碎电子及其反物质对应物来产生希格斯玻色子。因为这些研究的“原材料”都是基本粒子，所以它们的碰撞比LHC上的质子-质子碰撞更清晰、更容易破译。建成后，物理学家们可借助这一设备研究神秘的粒子及其衰变的细节详情——电子-正电子对撞机随后可升级为质子与质子之间的碰撞，能量峰值是 LHC 的七倍。

此外，中国高能物理所还计划在北京怀柔建造一个1.4公里长的光源，成本约48亿元人民币。此光源实际上是一种圆形电子加速器，可以产生同步辐射（一种强度极高的 X 射线），包括材料科学、化学、生物学、环境科学、地质学和医学将因此获益。“中国政府将在明年初之前对该项目进行最终批准，批准之后就将开始建设工作。”王贻芳说，“我们认为，它将是世界领先的机器。大多数光源是从现有机器升级，因此它们是有限的。我们可以使用最好的配置，最好的技术，没有限制。”

高额成本建一个设备，到底值不值？

“我们目前正致力于技术研发工作。以前从来没有人建造过这么大的机器，我们希望最大限度地降低成本。”王贻芳说，它的规格与过去世界上任何其他机器的规格不同，我们必须证明它是可行的。

目前，研发的初期资金投入仍然来自中国政府。不过，鉴于物理学工作是国际性的大合作，王贻芳也希望从世界各地获得资金。但是由于国际伙伴的参与需要获得相关政府或资助机构的认可，目前进展缓慢。

根据王贻芳的文章，第一阶段的正负电子对撞机（CEPC）约在 2022-2030 年间，工程造价（不包括土地、“七通一平”等）约 400 亿元。如果第一阶段成功且有所发现，第二阶段的质子对撞机（SPPC）将启动，工程造价在 1000 亿元以内，时间是在 2040-2050 年左右。

如此高昂的费用不禁让人联想起此前一次源于丘成桐、杨振宁的现象级科学大讨论——中国到底应不应该建大型粒子对撞机。

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修建新一代大型对撞机的期待。

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，杨振宁发表长文表示了其反对意见，他认为，中国仍然是个发展中国家，大型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全国性关注，也有越来越多的中国科学家加入到其中的讨论中，王贻芳便是其中一例，而他的立场是“挺撞”。在他撰写的《中国今天应该建造大型对撞机》中，他表示，“杨先生是我尊敬的科学家，但我更尊重科学和理性”。

当时，王贻芳在文章中表示，在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，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。

“我们希望对撞机带来的影响是正面的，至少对中国来说。”王贻芳说，这有助于中国对外开放，变得更加国际化，它也将为科学界带来更多资源。

建不起的难题欧美国家也曾面临过

工欲善其事，必先利其器。要帮助科学家深入了解宇宙本质和物质本源，就必须借助大型强子对撞机。而如今，社会对于大型强子对撞机的争论越来越多，归根结底是因为“性价比太低”。

这一问题欧美也曾遇到过。

欧洲大型强子对撞机运行已十年，而实验成果非常有限。随着探索不断向前推进，科学实验对对撞机的能量提出了更高要求，实验费用将更加昂贵，投入其中人力也更多。

美国则从1989年开始建造大型强子对撞机，经费从30亿美元增加到80亿美元，可由于投资巨大和公众的反对，不得不在1992年终止。美国物理学家、诺贝尔奖得主菲利普·安德森就是反对派的代表，他认为粒子物理学家太执著于高能量对撞这种代价极大的单一研究方式，而忽略了其他重要的实验事实，如暗能量、暗物质等，这比追逐高能量更有意义。

不过，它们毕竟帮助了人类了解了物质的本质。LHC在捕获“上帝粒子”的六年后，欧洲核子研究中心于今年8月再次宣布，终于观测到它衰变为被称为“底夸克”的基本粒子。这一“常见衰变”的捕获，被研究人员看作是探索希格斯玻色子的里程碑。