大型對撞機動議應訴諸科學的態度

　　前一段時間，關於大型對撞機的爭論十分熱絡：到底該不該建、趕快建還是緩建、慎建？各種意見碰撞與觀點分歧表明，我們在大科學工程決策上向公開與透明又邁出了一大步。但不得不指出的是，在此重大爭議中，如果吃瓜群眾不希望被輕易說服而簡單地“站隊”，就必須理性而審慎地面對雙方意見及相關事實，這同時也要求動議者和倡導者本著科學的態度，盡可能多講事實、少話情懷。

　　——國際粒子物理界下一代對撞機的建造策略日益表現為審慎推進與全球性國際合作。在國際科學共同體的知識權威和現實政治權力相互糾纏的情況下，合作各方將面臨多重沖突和挑戰。

　　訴諸科學的態度，先應認真把握當前國際粒子物理領域有關大型對撞機的基本現狀和發展態勢。首先，這一波對撞機熱由歐洲核子中心（CERN）主導，為維持其國際主導地位CERN推出了一系列新的發展規劃。其中與大型對撞機有關的路線圖包括升級大型強子對撞機（LHC）、修建可與LHC互補的國際直線正負電子對撞機（ILC）、設計能量更高的未來環形對撞機（FCC）。聚焦於中微子研究的美國也於2013年提出了巨大強子對撞機（VLHC）計劃。

　　其次，以歐美和日本為主體的國際粒子物理界下一代對撞機的建造策略日益表現為審慎推進與全球性國際合作。其原因有二。一是理論上的困境。標准理論所預言的粒子相繼被發現，但超對稱理論一直沒有得到實驗的支持，使得大型對撞機的建造難免遭遇質疑。二是對撞機所需經費日益昂貴。一般認為，預算超過10億美元的項目宜採取“多國共建，分攤經費”的辦法。近二十多年來，迫於經費與人才的壓力，歐美等國家開始將日本和中國等納入其“國際合作”的范圍，甚至出現了主場轉移到歐美之外的端倪，呈現出全球性國際合作的態勢，但這種態勢下的合作會如何展開尚不明晰。

　　以ILC為例。它較為集中地體現了這兩種建造策略。2012年，日本提出主持此國際合作項目並於次年完成選址，計劃2020年開建，2030年前后開始實驗。但日本科教部門的評審委員會並未簡單地接受該計劃，而是要看2018年LHC達到最大設計能量時能否獲得有意義的發現再做決定﹔並強調在正式批准日本科學家接棒之前，需要經談判獲得其他國家在經費上的承諾。在這一漫長過程的背后，有著復雜多樣的考量與計算，值得參與大規模國際合作的新手認真揣摩。

　　其三，下一代對撞機建造與運行將涉及更多國家和機構，對參與者的競合策略提出了更高要求。在很大程度上，超導超級對撞機（SSC）也是競合的結果。包括溫伯格在內的很多人將SSC的下馬解讀為由美國的錯誤決策或政治運作所導致的科學挫敗乃至國家失敗。但實質上這一波折是人類首次面對如此浩繁的大科學工程時所必然面對的磨合：由於眾多科學家、工程師、承包商、產業、政府、研究機構以及不同學科共同體尚不熟悉用以消弭文化沖突和利益糾紛的合爭策略，SSC對整個科學包括相關領域的資源擠壓等基於現實利益的關系失衡，使這次“縱深遠投”未能擊中目標。在不可能一個人抱著球跑的新游戲中，這或許是一個必不可少的學習過程。

　　而下一代對撞機一旦開建，所有希望主持新的大型對撞機的各方必然在競合策略方面面臨更嚴峻挑戰。它涉及經費負擔、資源共享、優先權分配、行政權力、學術權威等各種因素，其中不乏復雜的規則和文化層面的沖突，無疑需要極高的溝通技巧與組織謀略才能應對。如果沒有優化的競合策略，建設國科學家的專業話語權的大小未必會得到明顯提升，而且他們的參與比例和成果份額也很可能與出資份額不匹配。

　　——在方案之間進行比較時，為了避免模糊化和田忌賽馬式的比較法，不能簡單地說互有優缺點，而至少應將參數拿出來比。這樣才能認清“相對容易”的CEPC和寄望其“引領未來” SPPC的真實位置。

　　訴諸科學態度，可以幫助我們在了解上述現實的基礎上直面大型對撞機動議中值得存疑的問題，幫助其改進與完善，讓其建造過程或許沒那麼快，卻可能更好。

　　首先，來看其建設規模。高能所官網2014年發布的建設方案顯示，環形正負電子對撞機（CEPC）與超級質子對撞機（SPPC）是50—70公裡，但坊間流傳的數據慢慢加大為50—100公裡，按王貽芳研究員最新的說法是“以周長為100公裡算”。對這種變化合理的解釋可能是，不論是發自參與國際競爭的志向，還是出於趕超一流的思想或宣傳游說的需要，其建設目標定格為要造世界上最大的環形對撞機，故其目標必然會鎖定至FCC和VLHC最后一致確立的高度100公裡。透過諸多冠之以“超級”和“巨型”的修辭，一種頑固的求大、求最、求快的心理昭然若揭，其華麗與壯美十分誘人，卻難說不是沒有解藥的七步散。

　　據此分析，如果要在方案之間進行比較，可不可以說CEPC應與FCC的正負電子對撞機比、SPPC應與FCC的強子對撞機或VLHC比？或者說，在拿SPPC與LHC比較時，是否也應將FCC/VLHC與LHC放到一起比？而且為了避免模糊化和田忌賽馬式的比較法，不能簡單地說互有優缺點，而至少應將參數拿出來比。這樣大家就可以知道：FCC有三個備選方案，其中的正負電子對撞與強子對撞在經驗、設計和技術准備上都有相當的積累，有很多全新的技術目標和相關的技術開發項目，計劃到2018年完成概念設計並接受造價審議。找對了比較對象，才能認清“相對容易”的CEPC和寄望其“引領未來”SPPC的真實位置。

　　必須指出的是，方案不是現實，就像沙盤並非戰場﹔而方案越美好，有時更反襯出現實的骨感。細讀SPPC方案的導語，雖然承認該項目“需要制造大量的超高場強超導磁鐵，技術難度較大”，但僅僅閃爍其詞地說明“由於我國參加了ITER項目，超導導線方面還不是完全空白，高能所也有大型螺線管超導磁鐵的基礎”。這顯然不夠。而所謂“相信通過20年左右的努力和國際合作的幫助，應該可以掌握”更不知道有多大說服力。至於說SPPC可以帶動“高溫超導”，對撞機可以像“招弟姐”一般引出“高溫超導”，似乎不太符合科學發現的規律，亦難免讓方案本身的科學性打折扣。（段偉文）