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溫伯格、丘成桐:如何看待中國(guó)的“大型對(duì)撞機(jī)”辯論
關(guān)鍵字: 對(duì)撞機(jī)大型對(duì)撞機(jī)楊振寧以下是丘成桐教授對(duì)《中國(guó)新聞周刊》記者關(guān)于巨型對(duì)撞機(jī)問題的答復(fù):
丘:我與Steve Nadis合作寫《從萬里長(zhǎng)城到巨型對(duì)撞機(jī)》,是因?yàn)槲覀冇X得中國(guó)巨型對(duì)撞機(jī)這個(gè)項(xiàng)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(gè)大型實(shí)驗(yàn)設(shè)施。作為歐洲核子研究組織(CERN)的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)的后繼者,計(jì)劃中的對(duì)撞機(jī)仍將是人類長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)世紀(jì)認(rèn)識(shí)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(guó)巨型對(duì)撞機(jī),會(huì)對(duì)人類探索宇宙奧秘起著至關(guān)重要的推動(dòng)作用。
你也知道,楊振寧教授最近公開反對(duì)中國(guó)投資建設(shè)巨型對(duì)撞機(jī)。雖然我無法估計(jì)他的觀點(diǎn)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(chǎng)是不同的,他們確信中國(guó)的高能物理所應(yīng)該建設(shè)巨型對(duì)撞機(jī)。就個(gè)人而言,我希望看到巨型對(duì)撞機(jī)建在中國(guó),因?yàn)檫@將極大提升中國(guó)的科學(xué)地位,并使中國(guó)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(huì)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(jià)值并不大,而中國(guó)大對(duì)撞機(jī)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(duì)希格斯粒子的進(jìn)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(jià)值,還是要聽在高能物理前沿實(shí)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(shí)代的重要性,它是進(jìn)一步探測(cè)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(huì)有人去做;中國(guó)不做,會(huì)有別的國(guó)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(gè)結(jié)論:CEPC-SPPC的重心在后者,能夠發(fā)現(xiàn)更多有價(jià)值成果的設(shè)備是SPPC。請(qǐng)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(fèi)?
丘:建立CEPC 可以對(duì)希格斯粒子進(jìn)行精確的測(cè)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(bǔ)充,而又相互獨(dú)立,因此不存在你所說的浪費(fèi)情形。
事實(shí)上,即使SPPC不建,CEPC 的科學(xué)意義也值得我們?nèi)ソ?,絕對(duì)不是浪費(fèi)。假如因?yàn)槿藶樵蚨蝗フ覍の覀冇心芰φ业玫降恼胬?,中?guó)確是會(huì)喪失一個(gè)千載一時(shí)的機(jī)會(huì)。
問:作為一名數(shù)學(xué)家,您對(duì)對(duì)撞機(jī)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(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)超對(duì)稱粒子,來驗(yàn)證自己的研究理論這一原因?
丘:我從來沒有說過對(duì)撞機(jī)要驗(yàn)證我自己的硏究理論,事實(shí)上,雖然我很多工作跟物理很接近,也對(duì)理論物理做了不少貢獻(xiàn),哈佛大學(xué)物理系也因此聘請(qǐng)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(cái)新的記者硬說我要驗(yàn)證我的學(xué)說時(shí),我有點(diǎn)啼笑皆非。
但是有一點(diǎn)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(huì)變得不重要。所以我一直注意實(shí)驗(yàn)物理的進(jìn)展。
楊先生著名的規(guī)范場(chǎng)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(shí)提出來,就受到Pauli的質(zhì)疑有差不多廿年光景,在實(shí)驗(yàn)室中看不到它的物理意義。幸好在七零年初期,歐美幾個(gè)名家將它成功的量子化,因此可以用來描述實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的物理學(xué)很難成長(zhǎng)!因此楊先生反對(duì)大型對(duì)撞機(jī),對(duì)所有高能物理學(xué)家來說,都是很覺得驚訝的!
超對(duì)稱這個(gè)觀念是在七零年代初期有好幾個(gè)物理學(xué)家提出的,我本人當(dāng)時(shí)還年輕,沒有參與中間的工作,坦白說,我也沒有這個(gè)原創(chuàng)力。這是一個(gè)很漂亮的觀念,它不單影響理論物理物理的發(fā)展,也對(duì)數(shù)學(xué)有極為深刻的影響!我記得楊先生對(duì)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(duì)稱的觀念成功地和引力場(chǎng)融合在一起。
我們當(dāng)然都希望大型對(duì)撞機(jī)會(huì)找到超對(duì)稱粒子。假如超對(duì)稱被證實(shí)存在的話,很多高能物理學(xué)家都認(rèn)為,這個(gè)發(fā)現(xiàn)會(huì)是廿一世紀(jì)科學(xué)上最大的成就。我們希望它在中國(guó)的土壤上被首先找到!這個(gè)成就絕對(duì)可以比美中國(guó)古代的四大發(fā)明。
問:目前,國(guó)內(nèi)外的高能物理學(xué)家似乎都一致支持該項(xiàng)目,而非該領(lǐng)域的其他物理學(xué)家中則以反對(duì)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(jìn)的儀器來找出生病的原因,不去瞎猜!事實(shí)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(guó)科學(xué)家卻擔(dān)心自己領(lǐng)域經(jīng)費(fèi)受到影響,不是科學(xué)上的原因。
- 原標(biāo)題:專訪:諾獎(jiǎng)得主史蒂芬·溫伯格作為標(biāo)準(zhǔn)模型創(chuàng)始人之一談對(duì)撞機(jī) 本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯:孫武
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