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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》記者關于巨型對撞機問題的答復:
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領域如何受益于這個大型實驗設施。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數(shù)個世紀認識物質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域取得重要成就的科學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該建設巨型對撞機。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價值并不大,而中國大對撞機的第一階段CEPC,主要科學目標就是希格斯粒子。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準模型的現(xiàn)有疑問有關。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,有一個結論:CEPC-SPPC的重心在后者,能夠發(fā)現(xiàn)更多有價值成果的設備是SPPC。請問是否是這樣?如果是,假設CEPC建成了,但由于外部原因沒能繼續(xù)建設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 的科學意義也值得我們去建立,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,哈佛大學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問,所以當財新的記者硬說我要驗證我的學說時,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)學的,或是物理的,假如它們離去大自然的現(xiàn)象太遠后,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,當時提出來,就受到Pauli的質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很難成長!因此楊先生反對大型對撞機,對所有高能物理學家來說,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家提出的,我本人當時還年輕,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,很多高能物理學家都認為,這個發(fā)現(xiàn)會是廿一世紀科學上最大的成就。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,國內外的高能物理學家似乎都一致支持該項目,而非該領域的其他物理學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域的物理學家支持的意見。有些中國科學家卻擔心自己領域經(jīng)費受到影響,不是科學上的原因。
- 原標題:專訪:諾獎得主史蒂芬·溫伯格作為標準模型創(chuàng)始人之一談對撞機 本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯:孫武
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