醋醋 | 美國為何不建對撞機（下）_風聞
今天敲钟人不来-2020-01-01 17:55
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尋找6顆無限寶石
神説：要有光。
138億年前，宇宙大爆炸後是一片光的海洋，正反物質不斷相互湮沒轉換成高能光子。
隨着宇宙不斷膨脹逐漸冷卻，反物質消亡殆盡，留下了一個物質的世界。
宇宙起源的標準理論認為，物質與反物質在大爆炸之初是成對或等量產生的。那麼原初反物質究竟是怎樣消失的呢？
答案或許藏在中微子振盪中，要全面描述中微子振盪，需要6個參數：
θ12、 θ23、θ13 、
其中θ是混合角，表示振盪的振幅，θ12就是第一代中微子與第二代中微子振幅，依此類推；
是不是被一堆數學符號繞暈了？你可以把中微子振盪看成是滅霸的無限手套，6個參數就是6顆無限寶石，一旦集齊嵌入手套，科學家就能變身滅霸，一拳將標準模型的密室大門打破，打個響指，把宇宙的另一半抹去。
目前已經測得4個參數θ12、θ23、θ13、 
這個CP，就是我們上面説的電荷宇稱守恆。C是電荷守恆，P是宇稱守恆，科學家已經證明CP破壞了，δ就是那個破壞相角，如果測出它的值很大，就能指證是中微子破壞的。
δCP，就是我們要找的最後一顆心靈寶石，六顆無限寶石中最強大的一顆。
漫威系列電影中，滅霸最早得到心靈寶石，他送給了洛基，然後落到鋼鐵俠手中創造了幻視。在《復仇者聯盟3》片尾，滅霸敲開幻視的額頭得到了心靈寶石，6顆寶石集齊，宇宙一半的生命化為烏有。
心靈寶石是唯一一顆本身具有思想並且可以控制人們心神的寶石，滅霸消滅宇宙一半生命的計劃，或許就是被心靈寶石控制想法而做出的決定。
現實宇宙比漫威宇宙狠多了，別説生命，**甚至連一半的存在都被抹去，那就是反物質世界。**按理説正反物質數量一樣，它們相互湮沒轉化為純能量，宇宙中應該空空如也，沒有星系，沒有太陽地球，也沒有你我。
醋醋還能寫這篇文章，很可能拜中微子的CP破壞相角所賜，它的值越大，正反中微子不同也就越大。而這個微觀正反粒子的不同，就如蹺蹺板一樣撬動了宏觀世界的勝負，物質笑到了最後，最終形成了我們的世界。
測算CP破壞相角，我們就能洞窺宇宙的心靈，弱弱地問祂老人家一句，當初您為何大發慈悲，讓我們得以存在。
δCP的值，與所有中微子振盪的參數都有關，這其中θ13又是最重要的，如果θ13等於0，δCP永遠測不出來。
θ13就是第一代中微子與第三代中微子振盪的混合角，其值越大，意味着第一代與第三代中微子發生振盪的概率越大，但是之前都不樂觀。就好比超級賽亞人變身，都是從一階到二階，再變到三階，沒有直接從一階到三階的。
健身也是，用力過猛，沒有預備動作，謹防閃了腰。
大亞灣中微子實驗的結果，θ13為 0.092，之前預估，如能在0.01-0.03之間，就謝天謝地了，沒想到中了個大獎，所以這個結果一出來，就轟動了整個物理界，大家歡天喜地來祝賀。
因為以後物理學家有得事幹了，下一步可測出
毫不誇張地説，大亞灣實驗拯救了美國的中微子旗艦實驗。
θ13意外地給出了最大CP破壞的跡象，有科學家認為δCP有可能為270°。這就能證明是中微子導致了正反物質不對稱，物質打敗了反物質。
但我們不要高興早了，物質只佔宇宙成分的4.9%，暗物質佔26.8%，其餘68.3%則是暗能量。物質王國只是個小弟弟。
大亞灣實驗還有個神秘現象，就是有6%的中微子丟失了。當年太陽中微子丟失了2/3，後來發現是振盪成了別的中微子，那麼這丟失的6%，是不是也有可能振盪變成了第四種中微子呢？
這是有可能的，它就是本文開頭提到的惰性中微子，它只與中微子相互作用，不與其他任何物質來電。中微子第四種究極變身，有可能就是我們苦苦尋找的暗物質。
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王所長想好了嗎？
美國LBEF/DUNE實驗，集各種中微子實驗於大成。LBEF既是一個長基線中微子實驗，還帶3個短基線探測器；DUNE是深地下中微子實驗，不僅能夠探測來自LBEF的加速器中微子，還可以測宇宙、太陽、地球中微子。
當2024-2026年LBEF/DUNE實驗建造完畢後，中微子可能放棄最後的倔強與羞澀，將其全部秘密展現一覽無遺，拱手獻出令正反物質不對稱的心靈寶石。
發現中微子振盪的日本也不甘人後，經歷了超級賽亞人三階變身：80年代的神岡中微子實驗，90年代的超級神岡中微子實驗，以及剛剛批准的頂級神岡中微子實驗，未來説不定還有究極。
目前我國大亞灣中微子實驗取得了突破性發現，後繼還有江門中微子實驗，距廣東台山與陽江兩個核電站剛好都是53公里，剛好處在反應堆中微子丟失概率最大的地方，非常有利於中微子質量排序測定，預計2020年建成開始運行。
更值得一提的是，在四川西昌市附近的錦屏山，埋藏着世界最深的錦屏地下實驗室，其擁有2500米的岩石覆蓋層，超過美國DUNE實驗室1000米，在屏蔽宇宙射線方面具有國際上不可比擬的優勢，有很多國家哭着鬧着想來這裏做實驗。
歐洲當然也明白中微子的重要性，CERN本想建造一個更大的實驗，向距其2300公里的芬蘭中部比哈薩爾米礦發射中微子。
但是，為新的基礎設施付費很困難，因為CERN已經承諾要對LHC進行昂貴的升級，很難將一個新的重大項目納入其12億美元的年度預算。因此，以便宜得多的價格投資LBNF/DUNE項目是一個現實的選擇，但這樣主導權就不在自己手上了。
所以，重大科學項目投資一定要慎之又慎，大筆資金投入後，隆隆列車滑進軌道的那一刻，再想轉身就很難了。
普京説，俄羅斯雖大，沒有一寸土地是多餘的。
就算中國有錢，也沒有一分錢可以亂花。
選對撞機還是中微子實驗，王所長想好了嗎？
15****美國物理的分水嶺
中微子固然神奇，與上帝粒子統帥三軍相比未免勢單力薄，後者同樣導向超越標準模型的發現，還可能實現三大基本力的超對稱統一，通往最終的萬有理論。
1992年温伯格出版《終極理論》向美國議員們描繪這樣的宏大圖景，至今令很多物理學家憧憬不已。
然而，美國國會幾輪投票後，在1993年喊停了啓動6年的超導超級對撞機（SSC），挖好的隧洞被填滿，只留下幾棟地面建築風中蕭瑟。
這件事成為美國物理學的分水嶺，之後美國與對撞機漸行漸遠，並在2015年全力進攻中微子。
當年中微子還沒有今天這麼多神奇之處，是什麼原因讓美國人如此決絕於對撞機？
關於SSC下馬的分析，主要集中在三點：
1、預算超支太大，44億美元漲到110億美元。
2、面臨國際空間站競爭不敵。
3、科學界內部反對，如凝聚態物理。
回頭來看，這三點還是不能説明全部問題。
1984年國際空間站立項費用80億美元，1988年預算費用增加到250億美元，1998年建造到2010年升空，耗資千億美元，其中80%由美國承擔。
美國航空航天局（NASA）開始時超支的數額還不算太大，因為怕國會否決落得SSC的下場，後來發現國會睜一隻眼閉一隻眼，膽子越來越大，超支也越來越多。
空間站超支遠遠超過SSC，為什麼沒有遭遇下馬的命運？
美國凝聚態物理大佬菲利普·沃倫·安德森(Philip Warren Anderson)反對SSC，是在1987年的發言，主要是從哲學意義上反對還原論思想，而當年SSC項目通過了。
很多人研究SSC下馬，都把注意力集中在美國審計總署（GAO）1992年2月發佈的一份審計報告上，該報告集中討論了項目費用超支，進展滯後的問題。這是美國政府對SSC的第一份不利報告。
然而這只是個開頭，更加全面深入的報告在1993年5月14日發佈，隨後觸發了美國眾議院6月投票通過終止“終止SSC以減少赤字預算”的提案，經過參眾兩院多輪投票，於1993年10月26日通過了最後的修正提案，SSC至此壽終正寢。
**5月14日發佈的報告，才是關鍵報告。**醋醋從美國審計總署（GAO）官網上下載了這份報告PDF版，名為《國家安全效益、類似項目和成本》，一共24頁。
報告第一部分討論國家安全，結論是SSC不能提供直接的國家安全利益，至於能源部一再強調的間接利益。“是無法以任何程度的確定性來預測的。”所以導致SSC下馬，成本過高還不是最主要的原因，否則國際空間站早下馬十回了，對國家安全無益，看不到任何應用的可能，才是SSC的阿克琉斯之踵。
這一點甚至連商界都在關心，早在美國審計總署關鍵報告發布一年前，即1992年5月26日，華盛頓競爭企業研究所就發佈了一份結論明確的報告《是時候拔掉超導超級對撞機的插頭了》。
這份報告除了詬病SSC預算超支，對其科學價值更是不客氣。
《聖經》的通天塔意圖直達天堂，SSC旨在直達物質中心。不幸的是，SSC這座現代通天塔，是一座僅使接近神職人員的科學家受益的紀念碑。
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仰望星空不是仰望虛空
華盛頓競爭企業研究所將SSC比作通天塔，這是一個非常精準的比喻，區別了SSC與其他基礎科學研究項目的本質不同。
關於仰望星空與腳踏實地，基礎科學與社會民生的矛盾，有個著名的故事。1970年，贊比亞修女瑪麗·尤肯達（Mary Jucunda） 給 NASA寫了一封信，她質問：目前地球上還有這麼多小孩子吃不上飯，NASA怎麼能捨得為遠在火星的項目花費數十億美元。
NASA很快給修女回了信，同時還附帶了一張題為“升起的地球”的照片，並以《為什麼要探索宇宙》為標題發表。
回信沒有説探索宇宙是一件多麼激動人心，讓人類的價值得到昇華的美事，大段文字在解釋太空項目引發的科學創新如何應用於民生。尤其是針對修女提出的食物問題，回信更是不吝筆墨，詳細説明太空項目如何促進食物的生產，以及合理分配給有需求的人。
從月球上看地球冉冉升起
支持對撞機的科學家沒有像NASA一樣耐心解釋，這個項目到底有什麼實用價值。
他們不是不願，而是不能。
《聖經》中的通天塔，通往的不是天空，而是不存於現世的天堂。對撞機尤其是SSC及之後的超大型對撞機，研究的基本粒子，大多不穩定存於自然界。
以希格斯粒子為例，它一出現就會立即與夸克、輕子等基本粒子發生作用而消失，科學家扒拉遺留的“殘骸灰燼”來研究它的屬性。要説希格斯粒子存在，那也只是在理論上顯示它可能存在於宇宙大爆炸之後的極其短暫的幾秒之內。
對撞機正是模仿宇宙大爆炸那一瞬間，通過加速粒子接近光速對撞，製造出一個極高的能量團，讓一些必須在高能狀態下才能存在的基本粒子曇花一現。
基本粒子有三代，一代比一代重。當加速器產生出這些更重的粒子之時，它們迅速地衰變，最後變成與第一代粒子相同的粒子。只有在能量充沛的早期宇宙環境下，它們才可能大量產生出來，並且對宇宙的演進構成影響。在當今世界，不過是對130多億年前遠古宇宙招魂。
楊振寧《中國今天不宜建造超大對撞機》一文第五條理由，對撞機在短中期30-50年內不會對人類生活有幫助，這是很客氣的判斷了。在我們生活的低能宇宙中，可能人類永遠都用不到這些對撞機粒子發現。
我們仰望星空，不是仰望虛空。
美國當初寧可再花6.45億美元將SSC挖好的隧道填掉，以防死灰復燃。後來歐洲LHC發現上帝粒子，以美國爭強好勝的性格卻不是迎頭趕上，真正的原因在這裏。
美國人是很現實的，1969年費米實驗室擴建，第一代主任羅伯特·威爾遜（Robert Wilson）想找國會多要點錢，國會劈頭一個問題就是能帶來什麼國防上的好處。
威爾遜聳聳肩，跟國防沒一毛錢關係，但是物理研究很牛逼，能提升人類的尊嚴，讓美國更值得被保護。
這理由還真讓國會撥款了，多年來成為科學界的美談。
但讓國會慷慨解囊的，恐怕並非威爾遜的舌綻蓮花，而是費米實驗室的費米，他解決了可控核裂變，讓原子彈變成現實，其本人就是美國國防的象徵。
那段高能物理的黃金歲月， 要感謝原子彈的威力，美國嚐到了研究物質基本結構的甜頭，才有不吝錢包的投入。
而多次資助基礎科學研究的美國能源部，聽上去好像人畜無害，其實是一個軍事部門，其主業是研發核武器。
2016年12月15日，美國公共政策智庫Cato研究所發佈《能源補貼》報告，顯示美國能源部2016年的270億美元預算，最大的活動是核武器研究、開發和安全，耗資110億美元。第二大活動是對核武器場址的環境清理，費用為60億美元。兩項費用佔全年預算63%。
即便如此，Cato研究所還是梳理了歷年能源部亂花錢的項目，其中SSC就是重點口誅筆伐的對象。
17****美國太空部隊背後的蹊蹺
那麼，2015年美國轉向中微子研究，是否也是一個純科學項目，無法產生實際應用呢？
標準模型中61個基本粒子，只有電子、光子與中微子是存在於自然界且能作用於宏觀世界的穩定粒子。大名鼎鼎的夸克，被禁閉在質子與中子這樣的複合粒子中，終生不得釋放。
而只有作用於宏觀世界的穩定粒子，才能得到廣泛應用。電子就不説了，現在各種產業前面不帶個電子二字都不好意思。光子也是隨便一抓就是一大把應用，當然絕地武士的光劍不算。
2018年10月30日金庸逝世，震動華人世界。而就在一個多月前的9月23日，香港另一位老人去世則要平靜得多，**他就是“光纖之父”高錕，**2009年諾貝爾物理學獎獲得者。光纖幹嘛的大家都知道。
2018年香港文理兩座高峯相繼離世後，2019年的香港也就不是曾經的那個香港了。
中微子研究不僅僅是探索大自然的奧秘、超越標準模型理論、尋根正反物質不對稱的源頭，中微子本身還可能產生不可估量的應用。
中微子能夠穿透一千億個地球，人們自然會想到中微子長距離穿透性無損通信，事實上美國就在搞，一旦成功，相當於通信業的原子彈爆炸。
2012年11月，美國科學家通過粒子加速器將一個相干中微子信息傳過了780英尺厚的岩石，首次實現利用中微子進行的通信。
雖然這項技術還不成熟，但縱觀人類科技史，一旦模型試驗成功，發展起來就會很快。認識中微子的下一步就是馴服中微子。
屆時，《手機》中的葛優在約會范冰冰的時候，再也不能將鈴聲設置成“不在服務區”逃避老婆的呼叫了，渣男瞬間變暖男。
其實現在中微子已經產生了很多科學應用，特別是宇宙學領域，根據其只走直線不會拐彎且暢通無阻的牛脾氣，人們逆向找到了宇宙射線的源頭——銀河系外的耀變體，破解了百年之秘。中微子還能做地球斷層掃描，即地層CT。
科學研究產生應用的順序往往是科用——軍用——政用——商用——民用，如果不能應用於其他科學，那基本上就無法產生接下來的應用，對撞機就是一個典型案例。
2019年3月，美國導彈防禦局（MDA）提供了關於開發一種太空中性粒子束武器計劃的新細節，以防禦或摧毀來襲的彈道導彈。
美國粒子束武器想象圖
上個世紀80年代美國曾經提出過粒子束武器的構想，後因各種技術困難打入冷宮。不難想象，距離這麼多年美國再次提起粒子束武器計劃**，顯然是在某些關鍵技術上已經取得了突破，**相信粒子束武器距離實用化已經為期不遠了。
2019年12月20日，特朗普簽署了2020財政年度國防授權法案(NDAA)。該法案同意成立太空軍作為美國第六大軍種。
美國高能物理鎖定強度前沿與宇宙前沿兩大方向，放棄以對撞機為代表的的能量前沿，與美國太空軍事之間是否有某種關聯？
醋醋問元芳你怎麼看，元芳説此事必有蹊蹺！
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科學的邊界
美國佬太俗了，歐洲人更理想。光想着應用很短視，歷史上有多少科學發現，當初都是因為純粹的尋根溯源滿足好奇心，或追求簡潔和諧的美感而產生的，後來它們也催生了各種了不起的應用。
這種反駁看上去很有力，但不適用於對撞機，因為它忽略了幾個事實。
其一，從文藝復興開始，科學發現都是基於已有的自然現象。如牛頓力學立足於行星觀測。高能物理越來越依賴人造的極端環境，美國人資助它就跟摳腳大漢一樣摳門，但在**探索宇宙方面，燒起錢來眼睛都不眨的。**哈勃望遠鏡後繼韋伯望遠鏡，迄今預算高達100億美元，早已超過預算上限80億美元，美國人咬着牙也要投。
丁肇中在國際空間站做阿爾法磁譜儀實驗，觀測宇宙射線，它是由來源叵測的宇宙粒子加速器產生的高能粒子。
前不久，西藏羊八井ASgamma實驗陣列觀測到迄今最強的宇宙射線，其來自蟹狀星雲，能量高達450TeV（萬億電子伏特），是LHC最高設計能量14TeV的30倍以上。
所以丁肇中聽了王貽芳的CEPC-SppC項目，私下對何祚庥説“一點意思都沒有”，這就很好理解了——
看慣了原子彈爆炸的人，能對一堆炮仗感興趣嗎？
宇宙粒子加速器：一個油炸圈餅外型的磁場環繞在蟹狀星雲心臟位置的恆星屍體周圍
**其二，科學發現離不開技術應用的拓展。**技術拓寬了人類的感官，得以發現更加深邃的自然現象，對撞機就是這樣的產物，但是對撞機只是利用了其他技術，自身不能產生新的技術反哺，無法構成科技發展的良性循環。**科學與技術是一塊硬幣的兩面，**不能相互割裂，只有科技之稱，沒有哲技、宗技、道技、儒技。**其三，推動科技進步的是人類的生產活動。**科學技術是第一生產力，**生產是科學技術的第一推動力。**科技促進生產，科技也只有在生產活動中不斷迭代才能進步。
王淦昌所在的舊中國生產活動不足以提供實驗設備，他只好將思路告訴美國人做實驗，這樣的遺憾不能重演。
所以，**有關對撞機的爭論，**既是一個科學問題，也是一個經濟問題，這兩者就如同光的波粒二象性一樣，是對立統一的存在。
人類歷史上的重大科學發現，無不推動經濟飛躍。牛頓力學哺育了機械工業大革命；麥克斯電磁學將人類送入電氣時代；愛因斯坦狹義相對論引爆了原子彈、建起一個個核電站，廣義相對論指導GPS；量子力學更是開啓電子信息革命，全世界GDP有2/3皆是來自量子力學。
科研與應用要並行，科學價值與經濟價值其實是相互促進的，沒有真正的純科學，如果説有，那也是古希臘自然哲學，然後就沒有然後了。
從古希臘哲學家開始，不少哲學家都認為，科學活動是人類存粹的思想活動推動的，只有那些純而又純，玄而又玄的思辨才是推動科學發展的力量。
然而，這無法解釋人類社會科學技術發展的不平衡現象，比如有的民族發展快，有的民族發展慢，有的時代發展快，有的時代發展慢。
自然科學知識藴含的辯證法的統一性確實能夠打動我們每個人的心靈，也打動偉大的科學家，比如愛因斯坦後半生都在思考統一場理論。但是，離開實驗，離開生產活動給科學家提供的新現象，思想上對統一性的迷戀只會把自然科學引入死衚衕。
科學的客觀邊界是自然現實，超越自然現實的科學是沒有前途的。主觀邊界是倫理道德，違背倫理道德的科學是沒有價值的。
人們把科學家奉為神明，在於科學是真的有用，讓普通人過上古代帝王都難以企及的生活，而非玄奧的思想。而有用的科學又會進一步促進科學的思想，造福人類的科學讓更多的人才投身其中。
李約瑟難題問及為何中國文明沒有產生科學，其實這個問題意義不大，因為它們是兩個不同的思維體系，就如母雞下不了鴨蛋。真正該問的是，為何古希臘沒有產生現代科學？
古希臘的自然哲學、數學都很接近現代科學，所以有文藝復興一説。但是為什麼古希臘文明沒有直接發展成現代科學呢？
從公元前800年到公元前146年，古希臘文明持續了約650年，再加上其繼承者古羅馬文明，歷時千年以上，遠超文藝復興的時間，就如一個男孩發育到青春期，各項生理特徵都出來了，但就是不能繼續成熟為男人，這不是很奇怪的事情嗎？（限於篇幅，醋醋就不在這裏展開了）
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夕陽下的金字塔
人類歷史上，曾經付出大量的生產勞動不是作用於現實，而是夢想超越現實的《聖經》通天塔比比皆是。
其中最典型的當屬金字塔，古埃及舉國之力建造金字塔，目的是幫助法老靈魂永生，不僅法老相信，普通埃及人也相信。
考古發現，金字塔不是奴隸建造的，而是自由民手工藝者。他們生活優越，有醫療保障，甚至還有啤酒工廠與麪包工廠，最重要的是，他們的墓穴建在法老王的旁邊，因為奴隸的墳墓不可能建在法老墳墓旁邊。
埃及人傾其聰明才智與財富，忘我投入在這項與軍事民生無關的工程上，為後世留下了不朽的傳奇，但是他們自己呢？
作為四大文明古國之一，埃及國家與文明都蕩然無存，身死魂滅。
反觀中國，長城與大運河等古代工程奇蹟，都是有明確的軍事民生目的，都江堰至今還在潤澤成都平原。
秦始皇修建巨型陵墓不得人心，劉邦帶着一羣驪山修墓人趕路，中途跑掉不説，連他自己都開溜，而最後終結秦朝建立漢朝的，就是這羣不願修墓的人。
秦始皇陵空前而絕後。
或是如此，中國文明經歷了九九八十一難，身猶在，魂不滅。
直至今天，中國思維插上現代科學的翅膀，我們從產業鏈低端一級一級往上走，是不可阻擋的歷史大勢。
但不是往超大對撞機的方向升級，超大對撞機，就是一個現代金字塔工程。
曾經無比輝煌的埃及文明，只留下幾座孤零零的金字塔如泣如訴。
西風殘照，法老陵闕。
造金字塔還是造長城，醋醋相信，歷史已經在風中給出了答案。
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醋醋聲明：
本文與《楊振寧的最後一戰》，所有事實、數據與引言均有權威出處，寫作以探索真相、善意建設為目的，專業科學知識表達難免不準，如有錯漏，還請不吝指出，醋醋不勝感激！