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溫伯格、丘成桐:如何看待中國的“大型對撞機”辯論
關(guān)鍵字: 對撞機大型對撞機楊振寧以下是丘成桐教授對《中國新聞周刊》記者關(guān)于巨型對撞機問題的答復(fù):
丘:我與Steve Nadis合作寫《從萬里長城到巨型對撞機》,是因為我們覺得中國巨型對撞機這個項目非常令人興奮,該書試圖以公眾能理解的語言來解釋重要的科學(xué)領(lǐng)域如何受益于這個大型實驗設(shè)施。作為歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞機(LHC)的后繼者,計劃中的對撞機仍將是人類長達(dá)數(shù)個世紀(jì)認(rèn)識物質(zhì)的基本組成及其相互作用力的重要工具。新一代的儀器,如中國巨型對撞機,會對人類探索宇宙奧秘起著至關(guān)重要的推動作用。
你也知道,楊振寧教授最近公開反對中國投資建設(shè)巨型對撞機。雖然我無法估計他的觀點影響公共政策的程度,不過,我可以說的是,世界上有很多在高能物理領(lǐng)域取得重要成就的科學(xué)家與楊教授的立場是不同的,他們確信中國的高能物理所應(yīng)該建設(shè)巨型對撞機。就個人而言,我希望看到巨型對撞機建在中國,因為這將極大提升中國的科學(xué)地位,并使中國在未來幾十年里成為物理研究的世界中心。
如果你還有其他問題,我很樂意回答,也可以推薦你與一些著名的物理學(xué)家(如David Gross、Edward Witten和Nima Arkani-Hamed等)聯(lián)系,你將會了解到他們與楊教授很不一樣的看法。
問:根據(jù)楊振寧與王孟源的文章,似乎繼續(xù)研究希格斯粒子的科學(xué)價值并不大,而中國大對撞機的第一階段CEPC,主要科學(xué)目標(biāo)就是希格斯粒子。那么,高能物理的發(fā)展,是否可以繞過對希格斯粒子的進一步了解而繼續(xù)發(fā)展?
丘:判斷希格斯粒子研究的科學(xué)價值,還是要聽在高能物理前沿實際從事研究工作的專家的意見。希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)有劃時代的重要性,它是進一步探測新物理現(xiàn)象最重要的線索和窗口。但是它身上還有很多謎。希格斯粒子與大部分標(biāo)準(zhǔn)模型的現(xiàn)有疑問有關(guān)。希格斯工廠今天不做,未來會有人去做;中國不做,會有別的國家去做,這是通往高能物理不可繞過的一步。
問:我看完您的書,有一個結(jié)論:CEPC-SPPC的重心在后者,能夠發(fā)現(xiàn)更多有價值成果的設(shè)備是SPPC。請問是否是這樣?如果是,假設(shè)CEPC建成了,但由于外部原因沒能繼續(xù)建設(shè)SPPC,這是否是一種巨大浪費?
丘:建立CEPC 可以對希格斯粒子進行精確的測量,希望找到新的物理線索,這些線索又可以指導(dǎo)SPPC如何找到新的物理現(xiàn)象。
SPPC要探索更高的新能區(qū),兩者先后順序不同,相互補充,而又相互獨立,因此不存在你所說的浪費情形。
事實上,即使SPPC不建,CEPC 的科學(xué)意義也值得我們?nèi)ソ?,絕對不是浪費。假如因為人為原因而不去找尋我們有能力找得到的真理,中國確是會喪失一個千載一時的機會。
問:作為一名數(shù)學(xué)家,您對對撞機如此感興趣,除了您書中所說的那些原因之外,是否還包括希望通過對撞機發(fā)現(xiàn)超對稱粒子,來驗證自己的研究理論這一原因?
丘:我從來沒有說過對撞機要驗證我自己的硏究理論,事實上,雖然我很多工作跟物理很接近,也對理論物理做了不少貢獻(xiàn),哈佛大學(xué)物理系也因此聘請我做他們的教授,但我沒有去硏究建立物理模型的學(xué)問,所以當(dāng)財新的記者硬說我要驗證我的學(xué)說時,我有點啼笑皆非。
但是有一點我可以聲明的是,我們做的很多理論,無論是數(shù)學(xué)的,或是物理的,假如它們離去大自然的現(xiàn)象太遠(yuǎn)后,這些理論都會變得不重要。所以我一直注意實驗物理的進展。
楊先生著名的規(guī)范場理論,本來是楊先生和他合作的伙伴Mills在古典的物理意義下來討論的,當(dāng)時提出來,就受到Pauli的質(zhì)疑有差不多廿年光景,在實驗室中看不到它的物理意義。幸好在七零年初期,歐美幾個名家將它成功的量子化,因此可以用來描述實驗室中得出來的粒子現(xiàn)象,沒有量子化,就無從得知本來的楊-Mills理論的重要性。所以沒有實驗驗證的物理學(xué)很難成長!因此楊先生反對大型對撞機,對所有高能物理學(xué)家來說,都是很覺得驚訝的!
超對稱這個觀念是在七零年代初期有好幾個物理學(xué)家提出的,我本人當(dāng)時還年輕,沒有參與中間的工作,坦白說,我也沒有這個原創(chuàng)力。這是一個很漂亮的觀念,它不單影響理論物理物理的發(fā)展,也對數(shù)學(xué)有極為深刻的影響!我記得楊先生對我說過,他在石溪成立的物理硏究所最大的成果就是:石溪所里的教授將超對稱的觀念成功地和引力場融合在一起。
我們當(dāng)然都希望大型對撞機會找到超對稱粒子。假如超對稱被證實存在的話,很多高能物理學(xué)家都認(rèn)為,這個發(fā)現(xiàn)會是廿一世紀(jì)科學(xué)上最大的成就。我們希望它在中國的土壤上被首先找到!這個成就絕對可以比美中國古代的四大發(fā)明。
問:目前,國內(nèi)外的高能物理學(xué)家似乎都一致支持該項目,而非該領(lǐng)域的其他物理學(xué)家中則以反對者居多。您怎么看這一現(xiàn)象?
丘:在極度尖端的科學(xué)面前,還是專家的意見重要。就如現(xiàn)在我們看病,必要用最先進的儀器來找出生病的原因,不去瞎猜!事實上,我們也聽到很多非高能領(lǐng)域的物理學(xué)家支持的意見。有些中國科學(xué)家卻擔(dān)心自己領(lǐng)域經(jīng)費受到影響,不是科學(xué)上的原因。
- 原標(biāo)題:專訪:諾獎得主史蒂芬·溫伯格作為標(biāo)準(zhǔn)模型創(chuàng)始人之一談對撞機 本文僅代表作者個人觀點。
- 責(zé)任編輯:孫武
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