争议中挺进

今年的诺贝尔奖依旧没有中国科学家的身影，间接反映了过去几十年中国在顶尖基础科学的缺位。

在年复一年的关于中国基础科学何时有全球领先性成果的讨论中，有一种观点指出，中国的基础科学正处于播种的阶段，还远未到收获的季节。由此拆分这个观点，如何“播种”又成了另一道难题。

正在接受评估的中国超大环形正负电子对撞机（CEPC，以下简称“超大对撞机”）就是一个典型的例子。其前所未有的巨额资金投入，成为杨振宁、丘成桐两位顶级科学家多次公开讨论的争议焦点，更考验着中国现阶段在建设大科学装置上的决策和决心。简而概括之，“反撞者”（杨派）认为此事时机未到，“挺撞者”（丘派）认为此时不做更待何时。

时至今日，CEPC 这一牵动整个中国高能物理界神经的项目，又在经历着怎样的命运走向？

CEPC《概念设计报告》诞生

1984年10月，中国开始建造北京正负电子对撞机，开启了中国大科学工程建设的新时代。

2007年10月，中国科学院高能物理所开始建造大亚湾中微子实验工程，并于2012年3月宣布：在世界上发现了中微子第三种振荡模式。王贻芳等科学家还因此而获得2015年美国基础物理学突破奖。

正是在这样的背景下，中国科学家在2012年又提出了建造CEPC的建议。

2018年11月14日，两卷本的CEPC《概念设计报告》在北京正式发布。这一报告阐述了加速器和探测器的可行性设计方案，以及该项目的科学意义。同时也详细地评估了 CEPC 相对于欧洲大型强子对撞机在科学上的优势。引人注目的是，《概念设计报告》吸纳了全球高能物理学界多位科学家包括诺贝尔奖获得者的意见，全球有上千位科学家参与了这项研究。国际未来加速器委员会和亚洲未来加速器委员会主席、墨尔本大学 Geoffrey Taylor 教授，2017年诺贝尔物理学奖获得者、领导LIGO实验发现引力波的加州理工大学教授Barry Barish等都对CEPC《概念设计报告》的完成表示了祝贺和称赞。

CEPC机构委员会主席、北京大学教授高原宁表示： “《概念设计报告》标志着我们完成了整个项目的加速器、探测器和土木工程的基本设计。下一步将重点关注CEPC关键技术和原型机的研发，希望今后能得到政府的积极回应。”

2019年12月中旬，CEPC 的主要发起人、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳院士接受多家媒体采访，再次回应中国建设超大对撞机的种种争议，并透露 CEPC 目前所處的阶段和取得的进展。

王贻芳是当代中国最重要的高能物理学家之一，曾师从丁肇中。过去10年间，他领导了国内两大粒子物理实验。其中，大亚湾中微子实验被《科学》杂志评为 2012 年度十大科学突破，团队测出“幽灵粒子”中微子的第三种振荡模式，也曾被誉为“中国本土迄今为止最重要的物理学成果”，他成为第一个斩获基础物理学突破奖的中国人。但王贻芳的雄心远不止于此。中国建设下一代超大对撞机，他是最核心的主张者之一。

“中国的粒子物理如果有CEPC，我就尽到了我的责任，这是从规划的角度而言。我可能没有机会在上面做研究了……中国的GDP已经是世界第二，有一天会成为世界第一，我们不可能在GDP世界第一的时候继续做着二流、跟风式的科学研究，应该在最核心、最重要的地方去跟别人竞争。”在最新的采访中，王贻芳如此表示。

“用不了1400亿”

时至今日，回顾人类的科技文明史，诸多突破和进展无非基于人类在这两个方向上的探索能力：更宏观的世界以及更微观的世界。而对这两个世界的探索越为深入，大型科学装置的存在感就越强。

环形超大对撞机，正是一种在高能物理领域用以探索和理解微观世界中的基本粒子、寻找新的物理规律的大型科学装置，由中国科学家于2012年提出建设。

“对中国来说，这是一个理想选择，是能够引领世界基础物理研究最好的机会。”王贻芳进一步进行了充分解释。

首先，希格斯粒子是目前粒子物理研究未知的一个最重要的窗口。

其次，希格斯粒子质量不是特别重，环形对撞机是一个理想的希格斯粒子工厂。相对于直线对撞机来说，这是效率更高的一种设计。

再次，国际上我们很多的竞争对手（欧洲、美国、日本），他们的手上都有其他正在进行的项目，暂时腾不出手来做环形希格斯粒子工厂。

最后，环形正负电子对撞机刚好是我们会做的，我们有30年的北京正负电子对撞机的经验。

同时，这样一个装置也会推动国内现有的一些技术达到国际领先水平，包括精密器械、真空、自动控制、计算机、超导磁铁、专用集成电路等等。特别是可以填补国内空白，培育一批企业在超导高频腔、高场超导磁铁、高功率微波功率源、大型制冷设备等方面国际领先，并发展出诸如高温超导之类的革命性技术。

据了解，在 CEPC 的产学研版图中，现已有将近 70 家国内企业在合作名单内，一起开展关键技术的研究、关键部件的研制，推动很多国产化项目的进行。

王贻芳进一步指出，科学的发展从早期的手眼并用，到后来实验室中的显微镜、望远镜等各种各样的设备，再发展至今人类有了大型的空间望远镜、地面大型望远镜、地面大型加速器等，大科学装置的发展已成必然。

“我们研究的问题越来越难，我们研究的对象要么越来越大、要么越来越小，这都是人力极难触及的，所以借助越来越大的仪器是不可避免的趋势。”

但是，大型科学装置，也对应着其建设过程中巨大的人力物力投入，这正是引发“杨丘之辩”的核心矛盾点。

此前有报道称，建设中国的超大对撞机，将耗费近30年1400亿元：第一步正负電子对撞机（CEPC）建设阶段，约在 2022—2030 年间，工程造价（不包括土地、“七通一平”等）约 400 亿人民币;第二步超级质子对撞机（SPPC）阶段，工程造价在1000亿人民币左右，时间是在2040—2050年左右。

王贻芳澄清道：“很多人说这个项目要上千亿，我们从来没有说过。CEPC 需要 360 亿元人民币，这是我们两次估算出来的结果。”

他表示，CEPC 建成之后，其100 公里的隧道具有可重复利用的价值，未来的可能性包括用以做质子对撞机、电子质子对撞机，或者重离子对撞机等，这是第二阶段的可能性。

是否开展第二阶段的建设计划，将有两个不可或缺的条件，“第一个，CEPC 需要有重大的科学发现;第二，我们的关键技术要有突破，例如高温超导。所以大家可以评估一下，如果我们把高温超导做出来了，它对社会的贡献就不是百亿、千亿了，恐怕是万亿以上。”

时至今日，回顾人类的科技文明史，诸多突破和进展无非基于人类在这两个方向上的探索能力：更宏观的世界以及更微观的世界。而对这两个世界的探索越为深入，大型科学装置的存在感就越强。

开建时间点或晚于2022年

按照2018年11月14日发布的设计报告，中国团队的 CEPC 研发初期的资金来自中国政府，但有许多国际上的物理学家参与设计工作。

而在时间的规划上，CEPC 开建的时间点很大可能将晚于此前所设定的 2022 年。

王贻芳说：“一个项目的推动依赖于很多方面，我们最初（2013年）计划了CEPC于2022 年开始建设，认为团队差不多需要10年左右的准备时间。到现在为止，我们基本是在按计划推进当时设定的 10 年任务。”

“现在距离 2022 年还有 3 年，实事求是地说，团队还有很多准备工作没有完成，也许还需要更多的时间，而这个也同时取决于国家未来‘十四五规划和其他整体性的计划到底会怎么执行。我们也在等待更宏观的各种各样项目计划的启动，这也不是某一个项目的问题，是许多项目的整体规划的启动，看起来还需要点时间。”

“未来中国能否实现建设超大对撞机，我不知道。但是我相信，这是科学界需要回答的最中心、最关键的核心基本问题。我们中国的科学家有没有勇气、能力，以及社会和公众的支持，来做未来科学发展的最重要、最核心的问题。”

“实事求是地讲，中国的科学发展到今天，我们研究的绝大部分问题、所谓竞争的成功点，相当一部分像在打‘游击战，更多在边缘、空当、容易的方向上投入和取得成绩。我们敢不敢做，代表着中国未来科学发展是否能走到舞台中央。最终你在国际舞台上的领先地位，靠的是在最核心、最困难、最重大的科学问题上领先。目前为止，中国还未在最关键、最难、最核心的科学领域打过攻坚战。”

◎ 来源|综合微信公众号“ DeepTech深科技”、科技日报