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CEPC多数部件已成型,cepc

来源:整理 时间:2022-04-07 19:26:23 编辑:华为40 手机版

如何看待杨振宁竭力阻止中国建设大型高能对撞机?

如何看待杨振宁竭力阻止中国建设大型高能对撞机

终于等到这个问题了,不请自来。如果问我怎样看待杨振宁不同意中国建设大型高能对撞机,我只能说见仁见智。不愿意做过多的评论。但我个人还是很认可建设对撞机的。第一,这个对撞机不算特别劳民伤财的工程,看着总工程款很大,据说要一千四百亿亿,但并不是一次性要把这个钱全部拨到位,如果按王贻芳的观点,第一批建设从2022年开始到2030年,八年时间,一共需要四百亿。

第二批建设从2030年开始到2050年,二十年时间,一共需要一千亿。前者平均一年八十亿,后者平均一年五十亿。以我国现有的经济总量来看,并不是一笔很大的开支。是可以支付得起的。当年的三峡工程,相对而言花的钱可比这个多得多,当年也是有支持有反对,都不能说谁对谁错,都有道理,都是为国为民。但我们以结果来看,这个三峡工程对我国的经济有多大的提高是有目共睹的,也是不能否认的。

当年能建三峡,现在为什么不能建对撞机呢?第二,为了抢高科技人才。现阶段世界四分——中,美,欧,俄。其中以美欧的经济能力,科技能力最高。为什么?当年的高科技技术人才大多都在美欧。特别是美国,培养,招揽了多少高科技人才,这些人才为什么选择美国?可能很多人将因素归结于简单的经济原因,我认为这是极其荒唐的。小编我曾经看过钱学森教授的工资单照片,有五百块,在当时,工资在国内仅次于元帅,高于十位大将。

可以说,国家在待遇上给予钱老的规格是超级高的。所以来说,顶级科技人才在经济上一般是不存在问题的。那缺什么?缺良好的实验环境。这里我再举一个例子,居里夫人。这位伟大的女科学家是我最敬仰的。如果谁说居里夫人爱钱,简直就是胡说八道。居里夫人本身是波兰国籍,后面长时间在法国工作生活,在54岁的时候,更是和两个女儿去了美国。

为什么居里夫人不为波兰服务呢?很简单,以波兰的国力,如何能支撑居里夫人的实验要求。只有法国,美国这样的发达国家才能支撑居里夫人的实验要求。那么,如果我国通过建立对撞机建立较为完备的实验室,那么对全世界高科技人才有着极其巨大的吸引力。第三,弯道超车。诚然,我国现在已经是全世界第二大经济体,现在最主要的竞争对手也就是美国。

但有一点必须注意,现在的美国绝不是巅峰状态的美国,美国现在的国家机器最多也就开动了百分之六七十,如果一旦有大规模冲突,美国国家机器全力发动,这个爆发力是极其恐怖的,当年美国二战期间就曾经展示过其惊人的国力。现在我国确实有很多方面是超过美国的,但那是美国没有发全力的结果,不是没有能力,而是懒得发力。一旦发力,我们还能领先几个方面真的不好说,毕竟我们真不知道美国有没有隐藏什么我们不为人知的科技实力。

但我们现在的科技在理论上都是用的二战期间以爱因斯坦为首的那批科学家成果,如果我们能将这个理论基础扩大,甚至是跳跃式发展,形成代差,那就不一样了。大家可以想象一下大刀长矛对飞机大炮会是一个什么结果。当然,说了这么多,并不是说杨老的建议没有道理,而且即使我国建立起了对撞机,也未必能达到前面我所展望的那些未来。

但,做了,总有机会。不做,一点机会都没有。钱,我们不是拿不出来。有成果,我们能大翻身,不能,也并不是赔不起。国家发展有时候该赌的时候就该赌一下。小日本当年在对阵北洋水师并不占绝对优势的时候就主动出击,一战成名,奠定了后期大国的地位。那可是全部身家啊,如果我们连这点钱都不敢赌,凭什么超越一个科技,经济,军事都是全世界居首的国家呢?凭什么称民族伟大复兴呢?。

中国该不该造高能环形正负电子对撞机(CEPC)?

如何看待杨振宁竭力阻止中国建设大型高能对撞机

中国该不该造高能环形正负电子对撞机(CEPC)?从二十世纪中叶开始,基础科学进步中很大一部分来自于高能物理,从杨振宁的杨-米尔斯方程与杨-巴克斯方程开始到标准粒子模型建立,仅仅在杨振宁门下就先后还有7个诺贝尔奖跟杨-米尔斯方程有关,而这些理论的验证,大都需要加速器来实现,因此从二十世纪六十年代以后是加速器发展的黄金时间。

但杨振宁作为高能粒子物理界的顶尖科学家,曾经两次反对中国建高能加速器,但杨振宁并非是拆中国基础科学的台,反而在科学事业的发展上大大推进了一把,我们分别从时间先后顺序上来说明下!为什么要用加速器才能窥探到物质最深层次的秘密?化学反应的最小单位是原子,因此想要更深入原子内部研究,至少化学方式已经不行了!真正意义上的粒子对撞应该数卢瑟福用α粒子散射轰击金箔,根据粒子散射的角度,卢瑟福发现了原子核,并且大致计算了原子核的大小!再后来科学家用更高能的宇宙射线,但方向不好控制,随机性很强,因此逐步发展出了加速器,1928年罗尔夫·威德罗制造了第一台直线加速器,1930年劳伦斯制成了第一台回旋加速器,从此人类步入了人工加速控制的时代,随后各种结构的加速器开始出现,比如加速粒子不一样的电子或者质子加速器等!加速器发现粒子的原理很简单,就如两个核桃相互碰撞,碎裂了之后我们看到了核桃内部的结构和核桃肉。

质子内部不仅仅有夸克,还有胶子与其它场的相互作用,当两个质子碰撞时,我们可以对单个组分自旋的观测,如果能达到更高的碰撞能量,那么有可能发现或者创造新的粒子!杨振宁第一次反对建设加速器1972年在北京饭店举行的高能物理发展与展望”座谈会上,与会人员都比较赞成建设加速器,但杨振宁“不识时务”的提出了反对意见,当时的时代背景时科学界响应毛主席提出的“中国应当对人类有较大贡献”的号召,因此科学界提出了一个建设加速器的计划。

当时西方入门的加速器建投入至少需要一亿美元,而中国当时规划的加武器能级大约是500亿eV,当时西方主流的是3000亿eV的加速器!但即使是低能级的加速器,对于中国来说绝对是一个划时代意义的产物,毕竟从零开始,从无到有!但巨额的投入和产生的回报,真的会成正比吗?这就是杨振宁当时考虑的问题,他在高能物理界浸淫已经数十年,对高能加速500亿eV能级的加速器能产生科研成果基本已经了如指掌,因此他认为中国现阶段不是炒人家的残羹冷炙,而是要将1亿美元分散投入到各个基础科学行业,这产生的意义将比建造一个西方已经淘汰的加速器要有价值得多!最终加速器捱过了最困难的70年代,到了84年才开工建造,而预算也大大降低!从现在看来,当初投入到了计算机、生物学、机械制造等多个行业的快速发展,为后来展开的863计划提供了非常大的支持!杨振宁第二次反对高能加速器建设2016年9月4日,杨振宁在《知识分子》上刊发了文章《中国今天不宜建造超大对撞机》,犹如可以重磅炸弹,丢在了正在如火如荼展开与准备建设的中国版的强子对撞机“CEPC”和升级版的"SPPC"的大讨论中,两天后的中科院高能物理研究所所长王贻芳发表了《建造大型对撞机正当其时》一文,列举了反驳杨振宁的反对建造的七个观点,针锋相对!上图是CEPC加速器是工程,其中红色部分是现在已经规划在建部分,SPPC是CEPC取得阶段性成果之后再上马部分,关于CEPC我们先来了解下背景。

为什么要建CEPC?上图是全球几个著名的加速器装置中心,当然大家最熟悉的无疑是CERN(欧洲粒子研究中心)和BEPC(北京正负电子对撞机),提到CERN,大家脑海中第一个印象无疑是LHC(大型强子对撞机)在2012年发现希格斯粒子,并且对其的测量精度达到了10%左右!而北京正负对撞机最早是在1990年建成,在τ轻子质量的精确测量以及发现“质子- 反质子 ”质量阈值处新共振态、发现X(1835)新 粒子等,在国际上也是八大加速器中心之一!加速器能发现的新的例子和更高的测量精度,加速粒子的能级无疑是第一位的,由于相对论效应,粒子加速到极度接近光速时,相对论质增效应会极度增加粒子质量,因此加速会消耗大量的能量,当然另一个指标是加速器的规模,越大规模的加速器可以将粒子加速到更高的能级,根据粒子的波粒两像性,越高能级的粒子波长越短,能那么它就能窥探到更细微的粒子结构,所以,越是到达更微小的基本粒子,能级要求就越高,加速器的规模就越恐怖!比如北京正负电子对撞机的直线加速规模为:直线加速器的规模为202米,储存环的规模为240米!LHC的规模为环形加速器,全长大约是27千米,横跨法国和瑞士边境!当然两者一个是正负电子加速器,一个是质子加速器,两者结构完全不一样,没有参考对比意义,但我们要知道的是,即使LHC高达27千米的加速管道,对希格斯粒子的测量精度仍然只能达到10%!CPEC可以将精度提高到1%,CEPC的规模达到70千米,后期SPPC的最高能量为LHC的7倍。

CEPC部分设计CG图当然造价是另一个指标,CEPC一期造价400亿人民币,二期SPPC造价1000亿人民币,是不是有种天价的感觉?完全是这样,而且这还是预算,比如上世纪90年代上马的SSC(超导超级对撞机),从预算的30亿美元不断追加到110亿美元,结果财大气粗的美国也受不了了,最终在1993年下马,下马时工程都已经部分完工了!杨振宁反对的理由其实杨振宁反对的理由很简单,高能粒子研究的黄金时间已经过去,现在剩下的都是难啃的硬骨头,不仅投入高,而且还可能打水漂,比如超弦理论界认为美国费米实验室的Tevatron粒子加速器(2TeV)能发现超对称粒子,但即使在2015年升级后的LHC(15TeV)也没有找到!当然LHC发现了希格斯粒子,它算是完成了历史性使命,如果CEPC啥都没发现或者仅仅是更精确的测量(1%)希格斯粒子,那这个工程就算是失败的!杨振宁在高粒子物理界犹如高高飘扬的旗帜般的存在,早在70-80年代就建议他的学生,不要一味的钻在高能粒子物理界,这方面在标准粒子模型建立之后就越来越难取得成果,而他的学生在接受了建议之后在其他领域取得的成果并不比粒子物理界的发现小!中国在基础科学界的成就,仍然不能和五常的其他国家相比,甚至俄罗斯在数学方面的成就也是我们望尘莫及的,而在2000年初日本定下的50年拿下30个诺奖目标已经完成2/3,反观我们中国在诺奖上屈指可数,一味的上马超级工程,尽管在科学界能引起轰动效应,但无疑这是一种土豪的行为!杨振宁认为CEPC的400亿人民币的预算加上后续SPPC的1000亿,如果能让正果的整体基础科学水平上升一个台阶,那么要比建造成果虚无缥缈的超级对撞机要有意义得多,从这个角度来理解,杨振宁是真诚的,更像是一个长者的忠言!王贻芳的支持理由可能华裔数学家丘成桐的赞成让大家信心倍增,但我们更看重中原高能物理所所长王贻芳的观点,因为他是对这件事上有决定性影响作用的人物。

王贻芳认为现在远不是粒子物理界盛宴结束之时,而是刚刚开始,而且现在中国国力渐盛,一个CEPC的建设是必须的,而且这个工程将带动全球人才的汇集与相关产业链的良性发展,因此CEPC的建设并不是夕阳工程,而是一个充满希望的朝阳工程!尾声在今年4月29日在中国科学院大学“明德讲堂”上杨振宁发表高能物理“盛宴已过”为主题的讨论会,第二次在公开场合反对中国建设大型对撞机,使得CEPC讨论刚刚有些缓和的气氛又被推上了风口浪尖!“我的看法完全没有改变。

”其实这有点像物理界量子力学奠基人普朗克的求学经历,当年普朗克求学时,他的导师菲利普·冯·约利劝他说:“这门科学中的一切都已经被研究了,只有一些不重要的空白需要被填补。”因为开尔文勋爵也感慨过“物理学的未来,将只有在小数点第六位后面去找。”但这位帅到掉渣的小草级别的普朗克回复道“我并不期望发现新大陆,只希望理解已经存在的物理学基础,或许能将其加深。

中科院上海超强超短激光实验装置(SULF)能否取代环形正负电子对撞机(CEPC)?

如何看待杨振宁竭力阻止中国建设大型高能对撞机

中科院超短超强激光实验装置要看这种技术等级完善程度后才能取代环形正负电子对撞装置。这种装置用能够特殊仪器设备可以观察到正反物质的瞬间反应或者存在时间几秒,或者绝对低温0℃粒子运动速度会降低~提取反物质是把它包装在一种特殊膜或者把它装在特殊容器里,能够隔离正物质。反物质可以作用宇宙飞船动力系统的能源,宇宙飞船飞行最快速度不到光速一半,还要控制好反物质的量~因为反物质非常不稳定,一点点控制反物质的量和正物质发生剧烈反应,能够发出巨大能量和光,但是作为宇宙飞船动力系统的能源。

如果控制不好反物质量失败甚至和地球正物质发生剧烈反应发出巨大能量,从而导致毁灭地球。如果实现控制反物质量,更加先进安全能量巨大,己经研发出来了~量子废墟作为宇宙动力系统使宇船能够实现超光速若干飞行。超短超强激光实验装置也是类似环形正负电子对撞机装置一种,用一个光粒子或者若干粒子高速剧烈去对撞其它原子,质子,中子,夸克,粒子等,观察仪器看到只是瞬间或者几秒存在时间。

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