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中科院院士王貽芳:堅持正負電子對撞機建設的前期探索和預研

2020-11-03 16:16          CERN 正負電子對撞機

中國已進入百億級基礎科學設施建設時代;現有支持水平下連續20年投資基礎科學,中國科學家獲得諾貝爾獎是大概率事件……10月31日,于上海召開的第三屆世界頂尖科學家論壇上,中國科學院院士、中國科學院高能物理研究所所長王貽芳金句頻出,呼吁投資基礎科學研究。

“如果5至6年后這個項目還無法落地,我們只能放棄。”在談及環形正負電子對撞機(CEPC)項目時,王貽芳直言,在歐洲核子中心(CERN)計劃2028年建造環形對撞機后,中國在這個項目上的窗口期最多還有8年,他依然在堅持CEPC建設的前期探索和預研。

CEPC的窗口期最多還有8年

“歐洲核子中心(CERN)計劃2028年建造環形對撞機,考慮到項目需要2至3年的準備時間,未來5年內CERN會作出最終決定。一旦CERN決定建設這個項目,中國就沒有建設的可能和必要了。”

王貽芳出場,CEPC項目是必談的話題。

“目前我們在關鍵核心技術上完成摸底、預研,希望再用3至4年時間做好項目建設準備。”在回答上海證券報記者提問時,王貽芳直言,如果5至6年后這個項目還無法落地,他會放棄。

2012年,中國高能物理學家提出新的高能粒子加速器項目,以替換即將到達預期壽命的北京正負電子對撞機,該項目就是CEPC。

“中國CEPC項目的窗口期最多還有8年,實際可能只有5年。”王貽芳解釋,歐洲核子中心(CERN)計劃2028年建造環形對撞機,考慮到項目需要2至3年的準備時間,未來5年內CERN會作出最終決定。一旦CERN決定建設這個項目,中國就沒有建設的可能和必要了。

CERN近期批準了一項耗資230億美元的超級對撞機計劃(FCC)。此外,日本已決定投資50億美元建設直線對撞機。

FCC計劃分兩步走,先建設電子對撞機再建設質子對撞機,這與早已面世的CEPC方案“不謀而合”。

不過,CEPC項目提出后引來一些反對聲。反對理由一是造價昂貴,二是高能物理已過“盛放”期,產出成果的速度放緩。

“科學一定是向前發展的,而且是以任何人都不能想象的方式發展。”王貽芳并不回避質疑。他說,對于未來,有些人激進有些人保守;回溯科學史,那些 “歷史到此為止不再發展”的預言從未成功過,任何人不能預言科學的終點。

關于造價昂貴的質疑,王貽芳表示,外界所傳的1000億元投資包括二期的強子對撞機計劃。考慮成本及需求,他建議目前只建設CEPC,項目預算約50億美元,需要10年時間完成投資,也會通過合作模式引入國外資金。“我們希望國際經費貢獻比例約30%。”

記者查閱發現,關于CEPC項目,科技部于2016年批準3600萬元用于探測器和加速器部分關鍵技術的設計預研。

中國需要在基礎科學上領先

“中國基礎科學經費支持在過去20年增長10倍,如今人均支持規模大致達到發達國家水平,未來中國科學家獲得諾貝爾獎是大概率事件。”

“如果中國希望成為一個處于領先地位的科技大國,就需要在基礎科學上領先,必須要有若干個百億量級的基礎科學設施投資。歐美國家早在5至10年前就做到了這一點。”王貽芳表示。

王貽芳認為,即便是從成本支付角度看,中國也到了可以投資百億級基礎科學項目的時候。“日本在基礎科學上的投入是一個啟示。”王貽芳介紹,日本GDP不到中國一半,卻打算投資50億美元建設直線對撞機。

關于CEPC項目,王貽芳介紹,中國科學家當然可以參與CERN和日本的項目,但可能無法選擇做最有意義的工作,無法獲得最有價值的成果。

事實上,中國已進入百億級基礎科學設施建設時代。上海的硬X射線自由電子激光裝置項目預算就是百億元級別。

王貽芳介紹,自由電子激光裝置的核心技術源自國際直線對撞機;沒有50年來環形正負電子對撞機包括北京正負電子對撞機的研發成果,就不可能有上海光源和北京的高能同步輻射光源。

“如果只采用國外的成果建設光源,就會永遠落后,不是三五年,而是30年。”王貽芳表示,這樣的話拓展認識自然能力將遠遠落后。

本屆世界頂尖科學家論壇邀請到61位諾貝爾獎得主,中國科學家何時能出現自然科學諾貝爾獎得主,自然成為媒體關注的焦點。

在王貽芳看來,諾貝爾獎的出現與基礎科學投入是承前啟后的關系,需要在現有支持水平下連續進行二三十年的積累。“中國基礎科學經費支持在過去20年增長10倍,如今人均支持規模大致達到發達國家水平,未來中國科學家獲得諾貝爾獎是大概率事件。”

要培育一批人做“無用”之事

“科學不等于技術,科學更接近于一種特有的人文理想。我們喜歡講有用,但欲速則不達,人們總歸需要聽聽音樂、欣賞書畫。”

王貽芳為公眾所熟知,是在他發現中微子振蕩新模式后。由于在大亞灣中微子實驗項目上的杰出貢獻,王貽芳獲得2016年的基礎物理學突破獎。2017年1月10日,大亞灣反應堆中微子實驗中發現的中微子振蕩新模式獲得國家自然科學獎一等獎。

雖在高能物理領域取得突破性成就,王貽芳卻不認可媒體給他的“學霸”標簽。

“有一天被問及是否愿意參加一個面試,就去面試了。”對于跨入丁肇中實驗室這關鍵一步,王貽芳回憶當時的情形笑言,當時南京大學推薦了3名同學去面試,他因此進入高能物理領域。

“把某一點放大是臉譜化,但人生其實是隨機的。”在王貽芳看來,每個人一生中都會遇到很多岔路口,每一個選擇和結果都是諸多因素的交織?;仡^看,一定要說哪個因素占主導地位并不對,走過的路也不一定是最好的。“如果我沒有從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。”

在古希臘人看來,或許真正的科學是無用的科學。王貽芳稱,自己做的正是“無用”的事情。“我們生活在一個物質世界,認知物質結構,才能探究我們生存環境的最本質規律。基礎研究就是為了認知世界,基礎研究不能立馬轉化為生產力和金錢,卻是生產力長遠發展的原動力。”

“是時候培育一批人去做‘無用’之事了。”在王貽芳看來,科學不等于技術,科學更接近于一種特有的人文理想。“我們喜歡講有用,但欲速則不達,人們總歸需要聽聽音樂、欣賞書畫。”

堅持了8年,CEPC項目尚未獲得立項。王貽芳依然在按部就班地做著各方面的準備工作,也在有條不紊地主持江門實驗項目,探測中微子振蕩的參數。

談及現實和未來,王貽芳的語調不疾不徐。他認為,無論是科學還是科技體制改革,都有一個循序漸進的發展過程,二者在平衡中尋求共同向前發展,這個過程急不得,逐漸改進是個好路子。

相看兩不厭,只有敬亭山。王貽芳和高能物理,正如一幅山水畫,人在圖畫中、景因人不同,人山合一、靜謐和諧。



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