世界最大的“科學廢墟”：美超導超級對撞機夭折啓示錄_風聞

來源：中國科學報

德克薩斯超導超級對撞機工程開挖的隧道和豎井 圖片來源：：commons wikimedia

2012年7月4日，歐洲核子研究中心迎來了喜慶的節日。

成千人在大禮堂前通宵排隊，為了分享和見證新聞發佈會的歷史性時刻——兩年以來，大型強子對撞機的兩個獨立團隊各自集結3000名科學家，從800萬億次質子對撞數據中大海撈針，分別於5月13日和6月10日發現了希格斯玻色子，實現了高能物理學家半個世紀的追求和夢想。

至此，粒子“標準模型”的最後一塊“拼圖”終於找齊了。

2013年10月8日，比利時物理學家弗朗索瓦·恩格勒和英國物理學家彼得·希格斯共同獲得諾貝爾物理學獎，他們在1964年便獨具慧眼，預見了希格斯玻色子的存在，如今最終得到證實。

面對全世界額手同慶，也許，只有美國粒子物理學家“別有一番滋味在心頭”。

早在1988年，他們已經決定在得克薩斯州建造一座“超導超級對撞機”，比歐洲今天的強子對撞機大3倍。

假如這個“巨無霸”如期落成，美國應該能“提早10年發現希格斯玻色子”。

然而1993年，“超導超級對撞機”卻被美國國會緊急叫停，倉促下馬，留下了世界最大的“科學廢墟”，也給粒子物理學家帶來了永遠的“心靈傷疤”。

箇中緣由雖然極其微妙複雜，但毋庸置疑，“遊説”的失利，應該是一大原因。

01

人們把二戰稱為“物理學家的戰爭”是不無道理的，原子彈、雷達、火箭、近炸引信等，都是物理學的“傑作”。

美國高能物理學家一直是政府的寵兒，數量佔物理學圈子總人數的10%。

世界一流的費米國家實驗室加速器、布魯克黑文國家實驗室加速器等，為美國贏得了多塊諾貝爾獎牌。

但1981年，歐洲核子研究中心開始興建新一代大型強子對撞機，並於1983年率先發現正負W玻色子和Z玻色子。

《紐約時報》聞訊後撰寫文章《歐洲3分，美國連零分也沒有》，無情挖苦奚落了美國粒子物理的停滯落後。

1983年7月，美國能源部踔厲風發，在為期一週的高能物理諮詢委員會上，決定砍掉過時的“雞肋工程”伊莎貝莉對撞機，全力建造一個“世界最大”的加速器。

資深物理學家戴維·傑克遜將它命名為“超導超級對撞機”。

能源部委派康奈爾大學粒子物理學家泰格納領導中心設計組，1986年完成了雄心勃勃的工程方案：環形粒子加速器周長87.1公里，隧道位於地下70米，8662塊超導偶極磁鐵用10個冷凍廠的液態氦維持在4.3K低温，接近光速的兩束質子在4釐米孔徑中以40萬億電子伏特能量迎頭相撞，模擬出宇宙大爆炸後瞬間的物理環境，找到希格斯玻色子和其他新粒子。

預計總成本44億美元。

此時，爭取國會和政府慷慨解囊，就成了當務之急和先決條件。

“超導超級對撞機”的倡導者和“發言人”萊德曼曾任費米實驗室主任，1988年因對中微子的研究而獲得諾貝爾物理學獎。

他的身份地位十分有利於上層遊説，曾多次對國會議員發表演講：“假如你看不見足球，就無法明白場上的隊員為何東衝西撞。同樣在物質運動中，必須找到希格斯玻色子這個‘足球’。”

萊德曼幾易方案，為里根總統精心製作了一部10分鐘的電視片，普及粒子物理和對撞機知識，送到戴維營播放後大獲好評。

1987年1月29日，里根總統在白宮聽完辯論，從口袋裏掏出一張卡片，誦讀了傑克·倫敦的詩句“寧為灰燼，不做浮塵”，並説橄欖球明星斯特布勒的體會是“深擲遠投”。

預算主任米勒調侃道：“如果方案通過，一小撮物理學家該高興了。”

里根回答：“很可能，我上中學時曾經讓兩位物理老師傷過心。”

1月30日，白宮正式宣佈批准“超導超級對撞機”。

諾貝爾獎得主斯蒂文·温伯格等6位科學家為了擴大“勝利成果”，聯名寫信給里根總統表示感謝。

1988年3月30日，里根在白宮玫瑰園發表演説，盛讚超級對撞機是“通向量子科學新世界的大門”，並引用開國元勳富蘭克林的話：“最有價值的投資是對知識的投資。”

接下來，超導超級對撞機選址成了一場激烈的角逐，美國有25個州43個地區參加投標。

經過1年多爭長競短和重金遊説，1988年11月10日，能源部最終“畫了一個圈”，宣告得克薩斯州瓦克薩哈奇從8個最佳候選名單中勝出。

除了經濟、文化條件外，這裏的“得克薩斯白堊”地質鬆軟而堅固，最有利於隧道的掘進和穩定。

何況得克薩斯州還是新任總統布什的家鄉，特別承諾出資10億美元。

1991年春，“超導超級對撞機”工程正式啓動，昔日的棉田變成“大科學”的熱土，“從地平線到地平線，如同一場軍事入侵”。

哈佛大學物理教授羅伊·施威特斯被任命為主任，1000多位粒子物理學家從美國和世界各地接踵而來，預計將有5000個就業崗位虛席以待，可謂轟轟烈烈，盛極一時。

可是，誰會想到“塞翁得馬，焉知非禍”呢？

02

超導超級對撞機項目自提出起，就伴隨着不斷的爭議和反對。

焦點是工程造價太高並不斷攀升。

1989年預算為59億美元，1991年達82.5億美元。

而超導超級對撞機究竟有什麼用，朝野上下大都是一頭霧水。

1991年5月，美國國會眾議院首次發難，動議廢止超級對撞機工程。

幸虧以251 票對165票未獲通過。

1992年6月17日夜，眾議院發起突襲，進行第二次投票。

去年那些議員大部分已經變臉。

紐約資深議員舍伍德·博特在辯論中説：“和所有宣傳相反，對撞機既不能治療癌症，也不能解決男性禿頂問題，並且無法保證芝加哥小熊隊在世界大賽中獲勝。”

最後眾議院以232票對181票的優勢，無情判處超導超級對撞機“死刑”。

危急存亡時刻，全靠“遊説”來折衝樽俎了。

6月24日，美國物理學會執行董事會發表抗議聲明；次日，24位著名物理學家包括21名諾貝爾獎獲得者，聯名寫信給布什總統和每個參議員及“倒戈”的眾議員；3周內有1700位美國科學家和300名外國科學家羣起呼應；專門成立的遊説機構“全國超級對撞機協會”更鎖定參議院的每個議員加強公關。

布什總統在白宮緊急會見施威特斯主任，接着親自飛赴得克薩斯視察，並宣稱“超導超級對撞機是盧浮宮、金字塔和尼亞加拉大瀑布的三位一體”。

8月3日迎來生死攸關的參議院投票，得克薩斯議員勞埃德·本特森慷慨陳詞：“對撞機不是小姐娛樂的玩具，而是美國向未來的投資。”

參議院最終以62比32的投票，推翻了眾議院“處死”超導超級對撞機的“判決”。

03

這次僥倖的死裏逃生，讓粒子物理學家們認識到必須讓全社會明白超導超級對撞機究竟為何物。

除了廣為散發各種宣傳品，温伯格撰寫了《終極理論之夢》一書，萊德曼出版了《上帝粒子——如果宇宙是答案，那麼問題是什麼》。

公眾漸漸開始知道，所有物質都通過希格斯場獲得質量，沒有希格斯玻色子，我們將會和光線一樣永遠在宇宙飛竄……因為希格斯玻色子的質量比質子大133倍，根據公式E=MC2，我們需要超級能量才能撞擊出來，因此粒子加速器被稱為“現代的大教堂”。

然而，大師們的著作雖然日後成了科普經典，但在當時卻已難救燃眉之急。

1993年6月24日，國會眾議院志在必得，以280票對150票的懸殊比例通過決議，將總預算已增至110億的超導超級對撞機“就地正法”，新當選的113位議員最為慷慨激烈。

千鈞一髮關頭，萊德曼、温伯格、里克特等諾獎得主齊聚華盛頓大學發出最後吶喊，並請著名物理學家霍金從英國送來輪椅上的錄像，呼籲國會“刀下留人”。

9月30日，資深議員兼律師班尼特·約翰斯頓再次施展遊説魅力，在參議院以57票對42票成功阻擊了眾議院的判決。

10月初，參眾兩院撥款委員會閉門密商，終於達成協議，繼續為超導超級對撞機撥付1994年預算6.4億美元……眼看又要化險為夷、轉危為安了。

但這次，眾議院已被徹底激怒，決心死磕到底。

他們於10月19日再次緊急動員，以282比143的高票，堅持超導超級對撞機“斬立決”。

局面至此已不可收拾，約翰斯頓失聲悲嘆：“超導超級對撞機是被私刑處死的，現在只能收屍了。”

04

1993年10月29日，新任總統克林頓“揮淚斬馬謖”，正式簽署法案廢除了超導超級對撞機工程。

消息傳來，正在得克薩斯工地上“和時間賽跑”的科學家悲憤交加。

2年間，該項目已經完成22.5公里隧道，17個豎井，18600平方米建築。

超導磁鐵試運行良好，20億美元已經花出，整個工程20%已經告竣。

科學家紛紛為超導超級對撞機寫下“悼詞”。

約萬諾維奇在《費米新聞》上發表文章：“我們覺得失去了一個孩子，本來充滿潛力和希望，我們3000多人哺育和教養他，現在卻死了。”

諾貝爾獎得主蓋爾曼説：“這是人類文明的顯著倒退。”

克林頓總統也為親手毀掉“國之重器”表示非常痛惜，難怪被指責説，“那個時代的領導人沒有通過視力測驗”。

曾經雲集在超導超級對撞機旗下的科學家各奔東西，有的投奔歐洲成為“科學難民”，有的改行到華爾街從事金融。

美國粒子物理學的世界領先地位一去不返，政府和粒子物理學家親密無間的關係也從此成為歷史。

對於超導超級對撞機夭折的“一果多因”，各種分析至今無休無盡。

冷戰的結束，總統的更迭，大科學項目不確定性帶來的預算誤差和管理不善，預期的國際合作未能實現，科學界內部為爭取資金而產生的紛爭和裂痕，都是壓倒駱駝的“稻草”。

但一個更深層的原因，則是公眾對純科學和基礎研究的茫然無知。

美國作家赫爾曼·沃克在《得克薩斯的深洞巨穴》一書中，頭一句話就説：“粗略估計，99.99999%的美國人都不知道什麼是該死的希格斯玻色子。”

温伯格痛定思痛説：“我們最大的失敗，是沒有成功點燃公眾對認識自然規律的激情。”

萊德曼在寫給同行的公開信中則反思道：“必須從幼兒園抓起，提高公眾科學素質。”“手段就在這裏：電視、廣播、雜誌、廣告以至麥片盒。”

萊德曼還身體力行，籌措資金拍攝“以科學家為英雄，飽含科學知識”的電視劇。

沒有填埋完畢的隧道，至今仍廢棄在“得克薩斯白堊”荒原上。

超導超級對撞機是一個悲劇故事。

當年的上層遊説和精英斡旋不可謂不盡力，但平民百姓同樣是科學項目的“衣食父母”。

可見向公眾普及科學知識，不僅是俯下身子的“消除愚昧”，更應該是誠心敬意的“述職報告”，爭取廣大“納税人”對科學事業的認同和支持。