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近日，《從萬里長城到巨型對撞機(jī)》作者、哈佛大學(xué)丘成桐教授和諾獎(jiǎng)得主、SSC項(xiàng)目（美國下馬的超級對撞機(jī)項(xiàng)目）推手溫伯格教授，都接受了采訪，評論了中國就是否應(yīng)該建造大型對撞機(jī)（CEPC-SPPC項(xiàng)目）所進(jìn)行的公開辯論。觀察者網(wǎng)轉(zhuǎn)載采訪內(nèi)容如下：

以下是溫伯格教授接受清華大學(xué)物理系何紅建教授采訪的中譯文：

問1：溫伯格教授，非常高興采訪您。最近我重新讀了您在《今日物理》（Physics Today）發(fā)表的文章《粒子物理：從盧瑟福到 LHC》，您作為基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型的主要奠基人，在其中解釋了為什么需要新物理來超越標(biāo)準(zhǔn)模型：“超越標(biāo)準(zhǔn)模型顯然是必需的?？淇撕洼p子的質(zhì)量譜與混合角神秘莫測，就仿佛記錄某種未知語言的符號。我們盯著它們看了幾十年，但就是無法解釋它們。此外，我們還需要某種超越標(biāo)準(zhǔn)模型的要素解釋暗物質(zhì)?！边@些的確是過去三十年來粒子物理學(xué)界通過美國的 Tevatron 與歐洲的 LEP 和 LHC 等高能對撞機(jī)實(shí)驗(yàn)所一直努力探索的目標(biāo)。大型強(qiáng)子對撞機(jī) LHC 的第二輪運(yùn)行以13TeV的能量進(jìn)行質(zhì)子-質(zhì)子對撞，目前進(jìn)展非常順利。它的探測器迄今已經(jīng)收集到第二輪運(yùn)行所預(yù)期的全部數(shù)據(jù)的10%. 雖然八月份的國際高能物理會(huì)議(ICHEP)尚未公布新物理發(fā)現(xiàn)，您愿意和我們分享您如何看待正在運(yùn)行的 LHC 上可能出現(xiàn)（或不出現(xiàn)）的新發(fā)現(xiàn)嗎？

答1：LHC 在其能力范圍之內(nèi)是否還會(huì)作出新的重大發(fā)現(xiàn)，誰都無法預(yù)知。從一開始，我們就有足夠的理由預(yù)測 LHC 能夠發(fā)現(xiàn)電弱對稱性破缺的機(jī)制——不論是原始電弱理論所預(yù)言的基本標(biāo)量場、還是人工色理論所預(yù)言的新強(qiáng)作用力。無論是哪種情形，根據(jù)當(dāng)時(shí)已觀測到的弱相互作用強(qiáng)度，一切都強(qiáng)烈地暗示著這個(gè)新的標(biāo)量粒子或新的強(qiáng)作用力會(huì)在 LHC 上出現(xiàn)；而事實(shí)也的確如此【譯注1：這是指2012年 LHC 發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量為125GeV的希格斯玻色子】。這無疑為 LHC 的規(guī)劃指明了方向。

不過，雖然在 LHC 上還有可能發(fā)現(xiàn)另一些極為重要的現(xiàn)象，比如暗物質(zhì)粒子和超對稱粒子，但即使這些粒子真的存在，我們也沒有強(qiáng)烈的理由確保它們位于被 LHC 發(fā)現(xiàn)的潛力范圍之內(nèi)。我們只能等待 LHC 運(yùn)行，看看其結(jié)果如何。

問2：我們知道您是 SSC 項(xiàng)目的主要支持者。上個(gè)月初，我們推薦中國媒體發(fā)表了您的評述文章《大科學(xué)的危機(jī)》中譯版。美國國會(huì)于1993年取消SSC項(xiàng)目，對于美國以及國際高能物理學(xué)界都是巨大的損失，而且對美國乃至全球高能物理界都造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。一方面，SSC 設(shè)計(jì)在40TeV的質(zhì)心系能量進(jìn)行質(zhì)子對撞，是位于日內(nèi)瓦歐洲核子中心 CERN 的 LHC 目前第二輪運(yùn)行能量（13TeV）的三倍。所以，LHC 第二輪運(yùn)行尚未發(fā)現(xiàn)任何超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理，也并不意外，因?yàn)槲覀兌贾?，具?0TeV對撞能量的 SSC 正是被設(shè)計(jì)成一臺更可靠地確保在TeV能區(qū)發(fā)現(xiàn)新物理的機(jī)器。許多物理學(xué)家認(rèn)為，如果 SSC 沒有在1993年終止，它很可能已經(jīng)做出了革命性的新發(fā)現(xiàn)，從而指明了21世紀(jì)基礎(chǔ)物理學(xué)發(fā)展的新方向。由于您親眼目睹了 SSC 以及后來 LHC 發(fā)展的歷程，您愿意與中國學(xué)界和公眾分享關(guān)于 SSC 與 LHC 的歷史經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)嗎？

答2：即使在美國政府批準(zhǔn)通過了 SSC 項(xiàng)目之后，來自各方面的反對意見仍然持續(xù)不斷。一部分反對意見來自那些小政府與低稅收的鼓吹者，他們傾向于反對任何政府主導(dǎo)的大型項(xiàng)目，尤其是那些沒有立刻使很多人受益的大項(xiàng)目。SSC 項(xiàng)目顯然能為周邊地區(qū)帶來經(jīng)濟(jì)利益，但受益人數(shù)是有限的。當(dāng)時(shí)有一位參議員告訴我說，在 SSC 的選址決定下來之前，參議院的全部100名成員都對其青睞有加；可是一旦選址確定，贊成的人數(shù)便銳減至兩人——即選址所在州的那兩位參議員。甚至在最終選址尚未確定之時(shí)，就有一位支持 SSC 的眾議院成員因?yàn)樽约核谥菀驯慌懦谕舛⒖谭崔D(zhuǎn)了立場。所有這些都是赤裸裸的政治行為，大概也不是美國獨(dú)有的。

來自科學(xué)界內(nèi)部的反對聲音則更令人不安。沒有人聲稱 SSC 的科學(xué)探索不夠重要，但有些人極力主張 SSC 的經(jīng)費(fèi)更應(yīng)該投向其他領(lǐng)域，比如他們自己的研究方向。（可是取消 SSC 項(xiàng)目并沒有給這些人帶來多少安慰，因?yàn)槟切┦∠聛淼慕?jīng)費(fèi)也沒有投入其他科學(xué)領(lǐng)域。）

LHC 的擁護(hù)者對 SSC 也造成了無形的負(fù)面影響，他們指出 LHC 可以利用現(xiàn)成的環(huán)形隧道節(jié)省開支。然而該環(huán)形隧道的周長較小，因此限制了 LHC 的對撞能量，只能達(dá)到 SSC 的1/3。但 LHC 的支持者們認(rèn)為可以利用提高亮度的方法來彌補(bǔ)其能量上的不足，盡管提高亮度顯然也有其自身的困難，因?yàn)橘|(zhì)子束在每次交叉時(shí)會(huì)發(fā)生多次碰撞。

對于 SSC 項(xiàng)目的中止，一個(gè)常見的解釋是其持續(xù)增長的開銷。反對者當(dāng)然會(huì)拿此事大做文章，但我認(rèn)為這個(gè)批評是不公正的。這個(gè)項(xiàng)目真正超出預(yù)算的比例大約為10%，通過對 SSC 粒子束孔徑的計(jì)算，這部分超出是必須的。除此之外其他任何超預(yù)算的部分都是因?yàn)閲鴷?huì)推遲投資，導(dǎo)致工期拖延，從而產(chǎn)生了額外的人工費(fèi)用。

扼殺 SSC 項(xiàng)目的主要原因是喬裝打扮成科學(xué)項(xiàng)目的國際空間站的競爭。這個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃由得克薩斯州休斯敦的約翰遜航天中心主持。在德克薩斯州同時(shí)開展兩個(gè)大型科技項(xiàng)目從政治角度來看是不可能的，而空間站項(xiàng)目最終被選中。結(jié)果，空間站花費(fèi)了 SSC 預(yù)算經(jīng)費(fèi)的十倍，但并沒有做出任何重要的科學(xué)研究。（一個(gè)可能的例外是阿爾法磁譜儀，但它也可以通過無人衛(wèi)星的方式運(yùn)行，甚至更佳，而且便宜很多。）

LHC 發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子取得了巨大成功。但很清楚，無論 LHC 將來有多少機(jī)會(huì)做出進(jìn)一步重要發(fā)現(xiàn)，具有更高對撞能量的 SSC 本來應(yīng)該對未來提供更好的機(jī)會(huì)。

問3：也許您已聽說中國目前的“大型對撞機(jī)”方案，其第一階段 CEPC 是一臺電子-正電子對撞機(jī)，在周長100公里的環(huán)形隧道中運(yùn)行，其對撞能量可達(dá)250 GeV。該項(xiàng)目還允許未來潛在的第二階段計(jì)劃，即對撞能量可達(dá)100TeV 的質(zhì)子-質(zhì)子對撞機(jī)。今年8月20-21日，在中國高能物理學(xué)會(huì)主辦的“高能物理戰(zhàn)略研討會(huì)”上，這個(gè)項(xiàng)目被正式列為“高能物理第一優(yōu)先項(xiàng)目”。這一計(jì)劃提出以來得到了國際高能界的普遍支持。您可能已經(jīng)聽說中國就是否應(yīng)該建造這個(gè)對撞機(jī)正在進(jìn)行公開辯論。這場爭論是美籍華裔理論物理學(xué)者楊振寧于9月初挑起的。他歷來強(qiáng)烈反對中國的任何對撞機(jī)項(xiàng)目，包括目前由高能物理研究所所長王貽芳領(lǐng)導(dǎo)的CEPC-SPPC項(xiàng)目。很顯然，楊的反對主要是說這個(gè)項(xiàng)目對中國來說花費(fèi)太高，他的誤解在于強(qiáng)調(diào)潛在的第二階段質(zhì)子對撞機(jī)的造價(jià)。（據(jù)高能所團(tuán)隊(duì)估計(jì)，CEPC 的總造價(jià)約為60億美元，分10年完成，其中25% 來自國際合作。在技術(shù)條件成熟后，SPPC預(yù)計(jì)在2040年代建造。）人們應(yīng)該還記得，位于 CERN 的同一隧道的 LEP 和 LHC 是先后分別獲得審核與批準(zhǔn)的。您的獨(dú)立觀點(diǎn)和來自國際上的建議對于中國將非常有幫助。您認(rèn)為對 CEPC 投資值得嗎？這種國際合作項(xiàng)目對于全世界和中國社會(huì)將做出什么貢獻(xiàn)呢？

答3：我對楊振寧的研究工作很尊重，但是我不同意他反對CEPC計(jì)劃的論點(diǎn)。其中一些論點(diǎn)非常眼熟，它們被一再用來反對各種大科學(xué)項(xiàng)目。

是的，我們有許多其他社會(huì)需求，包括環(huán)境、健康、教育等等方面。這些需求一直都有。但是，我們也需要藝術(shù)和科學(xué)，這些使我們的文明值得尊重。

是的，粒子加速器上的發(fā)現(xiàn)不像會(huì)帶來直接的實(shí)際應(yīng)用。但是這些科學(xué)項(xiàng)目本身會(huì)以技術(shù)副產(chǎn)品的形式帶來重要的實(shí)用性后果。經(jīng)常提到的例子有同步輻射，用于研究材料性質(zhì)，以及萬維網(wǎng)。

但是一個(gè)較少被提到的副產(chǎn)品是人才培養(yǎng)。基本粒子物理學(xué)因其獨(dú)特的基礎(chǔ)性而吸引了許多聰明的年輕人，他們將形成一股擁有豐富技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的骨干力量，能夠解決很多社會(huì)問題。在二戰(zhàn)期間發(fā)展微波雷達(dá)、密碼破譯計(jì)算機(jī)、核武器等技術(shù)的科學(xué)家，在戰(zhàn)前從事的研究都是因?yàn)槠浠A(chǔ)科學(xué)的重要性而非軍用價(jià)值。我曾有一名優(yōu)秀的研究生，最初跟我學(xué)習(xí)基本粒子理論，后來轉(zhuǎn)而研究更實(shí)際的問題，并發(fā)展了一套世界領(lǐng)先的同位素分離方法。如果一個(gè)國家只追求有直接應(yīng)用價(jià)值的研究，最終很可能既無法做出基礎(chǔ)性的重要發(fā)現(xiàn)，也無法做出有應(yīng)用價(jià)值的研究。

楊教授的一個(gè)論點(diǎn)是，物理學(xué)可以通過尋找漂亮的幾何結(jié)構(gòu)來取得進(jìn)展，而不用建造加速器。這讓我想起另一位理論物理學(xué)家維爾納·海森堡在二戰(zhàn)后的立場：他反對德國在粒子加速器上投資，理由是物理學(xué)可以只通過對某些場論的理論研究而取得進(jìn)步。【譯注2：這是指在德國二戰(zhàn)完敗之后，海森堡自1953年后的20年中致力于某種基本粒子統(tǒng)一場論的研究，眾所周知，他試圖推導(dǎo)的“世界方程式”以失敗而告終，隨后被物理學(xué)界所遺忘?！?為了嘗試?yán)斫鈴?qiáng)作用力，楊和米爾斯在沒有新實(shí)驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)的情況下發(fā)展了一類場論，后來得到了實(shí)現(xiàn)。但只有在加速器實(shí)驗(yàn)揭示了強(qiáng)作用力在高能量尺度下減弱的事實(shí)之后，人們才有可能猜測到能夠正確描述強(qiáng)作用力的楊－米爾斯場論的形式。而且，楊－米爾斯場論與電弱相互作用的相關(guān)也只有在加速器實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)弱中性流之后才能被確認(rèn)。離開了實(shí)驗(yàn)，理論走不了多遠(yuǎn)。

（采訪人簡介：何紅建，清華大學(xué)物理學(xué)教授，長期從事粒子物理、宇宙學(xué)、量子引力及其交叉領(lǐng)域的研究。本文為采訪內(nèi)容記錄，由王雨晨和鮮于中之博士將英文稿翻譯成中文，將由《數(shù)理人文》雜志和 ICCM Notices 刊登中英文版）