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中科院院士王贻芳:坚持正负电子对撞机建设的前期探索和预研

CERN 正负电子对撞机
发布:2020-11-03 16:16:00     来源:上海证券报

中国已进入百亿级基础科学设施建设时代;现有支持水平下连续20年投资基础科学,中国科学家获得诺贝尔奖是大概率事件……10月31日,于上海召开的第三届世界顶尖科学家论坛上,中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳金句频出,呼吁投资基础科学研究。

“如果5至6年后这个项目还无法落地,我们只能放弃。”在谈及环形正负电子对撞机(CEPC)项目时,王贻芳直言,在欧洲核子中心(CERN)计划2028年建造环形对撞机后,中国在这个项目上的窗口期最多还有8年,他依然在坚持CEPC建设的前期探索和预研。

CEPC的窗口期最多还有8年

“欧洲核子中心(CERN)计划2028年建造环形对撞机,考虑到项目需要2至3年的准备时间,未来5年内CERN会作出最终决定。一旦CERN决定建设这个项目,中国就没有建设的可能和必要了。”

王贻芳出场,CEPC项目是必谈的话题。

“目前我们在关键核心技术上完成摸底、预研,希望再用3至4年时间做好项目建设准备。”在回答上海证券报记者提问时,王贻芳直言,如果5至6年后这个项目还无法落地,他会放弃。

2012年,中国高能物理学家提出新的高能粒子加速器项目,以替换即将到达预期寿命的北京正负电子对撞机,该项目就是CEPC。

“中国CEPC项目的窗口期最多还有8年,实际可能只有5年。”王贻芳解释,欧洲核子中心(CERN)计划2028年建造环形对撞机,考虑到项目需要2至3年的准备时间,未来5年内CERN会作出最终决定。一旦CERN决定建设这个项目,中国就没有建设的可能和必要了。

CERN近期批准了一项耗资230亿美元的超级对撞机计划(FCC)。此外,日本已决定投资50亿美元建设直线对撞机。

FCC计划分两步走,先建设电子对撞机再建设质子对撞机,这与早已面世的CEPC方案“不谋而合”。

不过,CEPC项目提出后引来一些反对声。反对理由一是造价昂贵,二是高能物理已过“盛放”期,产出成果的速度放缓。

“科学一定是向前发展的,而且是以任何人都不能想象的方式发展。”王贻芳并不回避质疑。他说,对于未来,有些人激进有些人保守;回溯科学史,那些 “历史到此为止不再发展”的预言从未成功过,任何人不能预言科学的终点。

关于造价昂贵的质疑,王贻芳表示,外界所传的1000亿元投资包括二期的强子对撞机计划。考虑成本及需求,他建议目前只建设CEPC,项目预算约50亿美元,需要10年时间完成投资,也会通过合作模式引入国外资金。“我们希望国际经费贡献比例约30%。”

记者查阅发现,关于CEPC项目,科技部于2016年批准3600万元用于探测器和加速器部分关键技术的设计预研。

中国需要在基础科学上领先

“中国基础科学经费支持在过去20年增长10倍,如今人均支持规模大致达到发达国家水平,未来中国科学家获得诺贝尔奖是大概率事件。”

“如果中国希望成为一个处于领先地位的科技大国,就需要在基础科学上领先,必须要有若干个百亿量级的基础科学设施投资。欧美国家早在5至10年前就做到了这一点。”王贻芳表示。

王贻芳认为,即便是从成本支付角度看,中国也到了可以投资百亿级基础科学项目的时候。“日本在基础科学上的投入是一个启示。”王贻芳介绍,日本GDP不到中国一半,却打算投资50亿美元建设直线对撞机。

关于CEPC项目,王贻芳介绍,中国科学家当然可以参与CERN和日本的项目,但可能无法选择做最有意义的工作,无法获得最有价值的成果。

事实上,中国已进入百亿级基础科学设施建设时代。上海的硬X射线自由电子激光装置项目预算就是百亿元级别。

王贻芳介绍,自由电子激光装置的核心技术源自国际直线对撞机;没有50年来环形正负电子对撞机包括北京正负电子对撞机的研发成果,就不可能有上海光源和北京的高能同步辐射光源。

“如果只采用国外的成果建设光源,就会永远落后,不是三五年,而是30年。”王贻芳表示,这样的话拓展认识自然能力将远远落后。

本届世界顶尖科学家论坛邀请到61位诺贝尔奖得主,中国科学家何时能出现自然科学诺贝尔奖得主,自然成为媒体关注的焦点。

在王贻芳看来,诺贝尔奖的出现与基础科学投入是承前启后的关系,需要在现有支持水平下连续进行二三十年的积累。“中国基础科学经费支持在过去20年增长10倍,如今人均支持规模大致达到发达国家水平,未来中国科学家获得诺贝尔奖是大概率事件。”

要培育一批人做“无用”之事

“科学不等于技术,科学更接近于一种特有的人文理想。我们喜欢讲有用,但欲速则不达,人们总归需要听听音乐、欣赏书画。”

王贻芳为公众所熟知,是在他发现中微子振荡新模式后。由于在大亚湾中微子实验项目上的杰出贡献,王贻芳获得2016年的基础物理学突破奖。2017年1月10日,大亚湾反应堆中微子实验中发现的中微子振荡新模式获得国家自然科学奖一等奖。

虽在高能物理领域取得突破性成就,王贻芳却不认可媒体给他的“学霸”标签。

“有一天被问及是否愿意参加一个面试,就去面试了。”对于跨入丁肇中实验室这关键一步,王贻芳回忆当时的情形笑言,当时南京大学推荐了3名同学去面试,他因此进入高能物理领域。

“把某一点放大是脸谱化,但人生其实是随机的。”在王贻芳看来,每个人一生中都会遇到很多岔路口,每一个选择和结果都是诸多因素的交织。回头看,一定要说哪个因素占主导地位并不对,走过的路也不一定是最好的。“如果我没有从事高能物理研究工作,那么可能是做物理方面的其他工作吧。”

在古希腊人看来,或许真正的科学是无用的科学。王贻芳称,自己做的正是“无用”的事情。“我们生活在一个物质世界,认知物质结构,才能探究我们生存环境的最本质规律。基础研究就是为了认知世界,基础研究不能立马转化为生产力和金钱,却是生产力长远发展的原动力。”

“是时候培育一批人去做‘无用’之事了。”在王贻芳看来,科学不等于技术,科学更接近于一种特有的人文理想。“我们喜欢讲有用,但欲速则不达,人们总归需要听听音乐、欣赏书画。”

坚持了8年,CEPC项目尚未获得立项。王贻芳依然在按部就班地做着各方面的准备工作,也在有条不紊地主持江门实验项目,探测中微子振荡的参数。

谈及现实和未来,王贻芳的语调不疾不徐。他认为,无论是科学还是科技体制改革,都有一个循序渐进的发展过程,二者在平衡中寻求共同向前发展,这个过程急不得,逐渐改进是个好路子。

相看两不厌,只有敬亭山。王贻芳和高能物理,正如一幅山水画,人在图画中、景因人不同,人山合一、静谧和谐。

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