2017年的文章，何祚庥院士:王貽芳想建的大型對撞機是美國拋棄的項目_風聞

中國科學院高能物理研究所王貽芳所長等人所建議的CEPC-SPPC項目並不是什麼創新項目，總體的設計思路借鑑了LHC並加以放大，項目經費也非常大。美國的SSC項目，計劃能量為20TeV；意大利，亦即歐洲曾有一個比美國的SSC更大的Eliosatron項目，計劃能量更高。現在王貽芳所建議的SPPC的能量為70-100TeV，其實也和Eliosatron的差不多，而後者未經多個國家討論，即遭遇歐洲的多位高能物理學者的反對而夭折。

美國為SSC展開了一場激烈的辯論，最後爭執到了國會，由國會投票而最後否決。有人説，這是兩黨的政治爭論的犧牲品，不對！對於SSC項目的決策，實為國家主持財政的人員認為這一項目並沒有太大的科學價值，且花費巨大，將會影響國家的發展能力，因而最終拋棄。當然，有不少高能物理學家表示支持，但也有不少高能物理學者表示堅持反對，認為是大浪費！最後國會採納了反對一方的意見，投票否決。

還應注意到的是，美國“否決”的徹底程度令人吃驚！美國政府已經投了20億美元，主要是挖了一個大坑道，在規劃中坑道的費用約佔總費用的10%。後來要求增撥150~200億美元，以便最終實現。

但結果卻是國會寧願犧牲掉應投入的20億美元，也不再允許做這種無效益的投入。國會否決後，連已挖掘的坑道也被填上了，不許“死灰復燃”。

2 為什麼美國國會質詢了多位專家的意見，並在國會大辯論後最後否決了SSC項目？在學術上還有一個重要的理由是：在粒子物理理論中有一個重要的理論，即粒子物理再向超高能物理發展，不會再有新的發現，這被稱為高能物理的“大沙漠”理論。

“大沙漠”理論認為，至少要將能量提高到普朗克尺度，亦即相當於1016 TeV的能量，高能物理才有可能有新的發現。後來，一些高能物理學者認為這一理論並不完全正確，應有所修正。修正的辦法就是引入“超對稱”的概念，並認為有了這些超對稱粒子後，其能標將降低很多量級，但仍較SPPC所提出的量級高出很多很多！後來，在美國和歐洲等若干加速器均嘗試發現這些超對稱粒子，結果卻一無所獲。這也從側面説明了“大沙漠”理論的合理性。所以，美國國會以壓倒性的票數，否決了繼續建造SSC項目。

當然，超對稱粒子的“失蹤”也立即導致一個重大的根本性看法的轉變，即不少粒子物理學家和數學家精心製作的超弦理論也隨之“垮台”！這裏所謂的“垮台”，針對的是超弦理論在物理學上是沒有意義的理論。不過，不排除它在數學上具有一定的意義。

但仍有相當一部分做超弦理論、超對稱粒子的理論物理學家並不認為超對稱已死，還在堅持。不過，已很少有人再相信在粒子物理學中這是一個具有前景的理論，紛紛宣佈“改行”不做。如理論物理所的一位對超弦理論頗具貢獻的李淼教授現在已放棄不做。也就是説，超弦理論已不是高能學界和粒子學界的主流！

3 將上述兩個論述結合，我只能認為，王貽芳所長提出的CEPC-SPPC方案，只不過是已經被美國國會所完全拋棄的“創新”，卻在此時又被很多科學家拿過來向中國政府推銷。

至於中國政府願不願意出巨資建設，這取決於中國政府如何評估此事。

我們還應注意到，推銷對撞機項目的人中不少還是美國科學院院士等美國專家，他們表示此方案有“許多的好處”。當然，由於中國高能物理學的研究遠不如美國的先進、發達，也許是我們這些人的“鼠目寸光”，沒有科學遠見。然而，仍有一個問題令我無從理解：為什麼如此好的方案不被美國科技界所接受？為什麼如此好的方案，不堅持向美國政府繼續遊説？如果美國政府一旦宣佈要上馬這一“創新”方案，並且希望中國也能出大批經費加入合作，我相信一定會得到我國高能物理學界很多科學家的鼎力支持！

4 對於我們的質疑，有一種回答是：這一方案對於發展中國家，如中國的高能物理的研究仍有深遠意義。對此，我不能苟同。我們歷來贊成“科學無國界，科學家有祖國”這句話，不能去同意一個對世界科學沒有什麼重要意義，卻會對中國科學家的祖國產生什麼“巨大意義”的方案。當代中國需要解決的科學問題太多了，也需要有很多很多的年青人蔘加這方面工作。但不能因為中國或世界各國已經有若干人進入高能物理界，但卻缺少工作崗位，因而就構思出一個並不是很有“成效”的方案，去安置這批高能物理學者！

世界是一個整體。當代世界各國經濟和科學的發展，必然要走“一體化”“全球化”的道路。最近，我在業餘時間從事經濟學、政治經濟學的學習和研究。經濟學的許多結論也應該適用於世界科學的發展。

我們知道，經濟學裏有一個邊際效用遞減規律，這一規律可適用於廣泛的範圍。例如我國經濟為什麼由早前的平均上升10%變為現今的6.9%？最簡單的解釋就是邊際效用遞減。而緩解這種影響的辦法就是要依靠創新。這些基本原理，也必然適用於高能物理學的研究。

從王貽芳等人的建議方案來説，這一方案的特點是根本沒有革命性的技術創新，僅向着“超大型”發展，所以必定適用於邊際效用遞減規律。

應用邊際效用遞減規律有一個技術困難，就是很難判斷“邊際效用”以怎樣一個速度“遞減”，它在未來的“邊際”，也就是“斜率”將“減”到多少？實際上，最近LHC的實驗已經給出了一個判斷。

前一時期，LHC在700-800GeV能量區間發現了一個750GeV的“共振峯”。學界非常興奮，因為似乎高能物理向“高處走”仍可能有新的發現，“大沙漠”理論與實際不符！但由於實驗數量不足，因而不能明確認為這是某個新粒子。因此，一些人主張多投入一些運轉時間和費用，以便將這個“新粒子”撈出來。也有一大批理論學家認為這是一個新事物，做了許多“新”理論來解釋這個粒子，並作出種種新預言。

但是，大多數堅持相信“大沙漠”理論的理論物理學家卻仍認為這個所謂的“新粒子”應該是統計漲落，並不是發現了什麼新粒子。

結果是，進一步的高精度實驗表明並沒有證實“新粒子”的存在！“大沙漠”理論在這個能區依然正確。應注意的是，750GeV能量實際上是被稱為“上帝粒子”的希格斯粒子125GeV的6倍，但結果卻仍然為零。如果用經濟學的術語來詮釋，這一實驗已表明高能對撞機在LHC的能區，其“邊際效用”已遞減到“零”。

現在，在王貽芳所提出的方案中，最大的能量也不過是LHC的7倍。而按照這個趨勢再做下去，如何確保再發現新粒子，或者其它重大新鮮事物？不僅如此，日內瓦中心也即將進一步將能量加大到20TeV，繼續從事實驗工作。但日內瓦已經擁有超大型加速器，西方僅需重新投入一些錢，就可實現邊際效益。而中國卻要重啓爐灶，也不過是將能量提升7倍，卻要重走日內瓦中心LHC已走過的漫長曆程。

或者説王貽芳等人的方案，絕不是日內瓦的平等競爭對手。

日內瓦中心的LHC對於高能物理的貢獻是巨大的，它運轉了20年，先後共發現了四個重要粒子——W±、Z0、t夸克和希格斯粒子Higgs，而且幾乎完滿地證明了“標準模型”的正確。現在只剩下一個小問題，即輕子數是否“絕對”守恆問題尚未完全解決。但這一問題的回答，並不需要超高能加速器來研究，而是需要中低能加速器，如現在科學院已立項的散裂中子源，ADS等項目來回答。

可以説，當前高能物理的發展態勢，完全相應於李克強總理所再三強調的供給曲線，將按“S”性狀向“右”延伸。而這時，卻已有“大沙漠”理論和LHC的實驗結果，這些都表明這一延伸的“邊際效用”已大體上接近於零，也就是“S”形狀的曲線，已接近於“頂點”。

那麼，今日的中國還有何必要對這一座很難產生重大成果的CEPC-SPPC做重大投入？

5 當然，王貽芳所長一直強調，高能所建造正負電子對撞機時從未超支，上下漲落幅度不會超過5%。應該説，這是歷史事實。而作為北京正負電子對撞機的親歷者，我卻要説出一些背後的故事。

高能所建造正負電子對撞機是在“文革”之後，由鄧小平同志依據周總理的遺願而特普的大型基礎研究項目，其總造價為2.2億人民幣。由於這是改革開放後，中央首次特批的大型科學研究項目，曾由中央出面，向各方面打招呼：這不是一塊“唐僧肉”，各部委不可乘機“啃一口”。這一“招呼”，還傳到了那時尚未迴歸的香港。香港的業界表示，這是小平同志特批的項目，我們一定大力支持，即使不賺錢，我們也設法保證供應。

為確保正負電子對撞機按計劃進行，中央還特派了中央政治局委員胡喬木同志的夫人——穀雨同志主持、主抓這一工作。遇到困難時，就由穀雨同志從中協調。舉一個例子，在正負電子對撞機開工建造的時候，附近居民擔心放射性污染，表示反對。環保部門因而派來一位處級幹部參與監督。但那位幹部的專業知識儲備不足，只是一味表示反對。

我們請她拿出一個相應的“指標”，究竟應到達什麼樣的標準才能通過，但她卻給不出具體的數值。當時高能所領導委託我組織一些青年同志來設計高能加速器的防護裝置，由於環保部門派來的這位幹部實在“外行”，並不能給出一個具體的指標，而我們當然也懷疑她有“啃一口”的意思。

所以，就由穀雨同志到小平同志那去反映情況，最後小平同志敲定由我們負責。

當然，我們的設計很快就完成了。因為這一對撞機是正負電子對撞機，只放出x射線和γ射線，其對環境的影響比宇宙線背景還要小。

問題是，在當下的年代，王貽芳所長的“一廂情願”能否再度實現？而結論應是：這是一個不切合中國國情的方案，決策者不應給予支持。

6 王貽芳所長還表示，反對者幾乎都是高能物理領域外的專家。我想這絕非事實。

我們這裏（理論物理研究所）也有一批高能物理學會的會員，其中有很多人都表示反對。其實，高能所內部也有一些不同的意見，卻礙於同事們的情面不好意思公開發表。

而之前楊振寧教授發表了反對中國建造大型對撞機的文章，也有一些人也提出楊先生已經不在物理一線多年，偏離了物理學的主流。這些質疑並不正確，楊教授雖然年事已高，不衝在一線多年，但是楊先生對於理論物理的見解卻不能説是過時，或者偏離主流，從歷史上來看，楊先生對於物理學未來的判斷也不能説是無足輕重的。

近來，王貽芳所長又提出，幾乎所有的高能實驗物理學家都贊成中國建造大型對撞機項目，反對者都是理論物理學家的論述，對反對者的專業提出了一些質疑，包括楊振寧教授也不是實驗物理學家。

好，那我也列舉出一位，在世界上絕對能稱為高能物理實驗學家的學者，也是王貽芳所長的老師——丁肇中教授。丁教授曾向我問起王貽芳現在正在從事什麼方面的研究，我回答他還在大亞灣測量中微子振盪，此外，他正在研究一些新的方案。丁教授問是什麼新方案？我説，他想把美國討論過的SSC的類似方案搬到中國。丁教授立刻説，幹嘛要弄這個？一點意思也沒有！

很抱歉，我在這裏將丁肇中教授的意見公開了。但我想這足以證明，仍有一些國際知名的高能物理實驗學家，也不支持他的方案。