大型对撞机动议应诉诸科学的态度

　　前一段时间，关于大型对撞机的争论十分热络：到底该不该建、赶快建还是缓建、慎建？各种意见碰撞与观点分歧表明，我们在大科学工程决策上向公开与透明又迈出了一大步。但不得不指出的是，在此重大争议中，如果吃瓜群众不希望被轻易说服而简单地“站队”，就必须理性而审慎地面对双方意见及相关事实，这同时也要求动议者和倡导者本着科学的态度，尽可能多讲事实、少话情怀。

　　——国际粒子物理界下一代对撞机的建造策略日益表现为审慎推进与全球性国际合作。在国际科学共同体的知识权威和现实政治权力相互纠缠的情况下，合作各方将面临多重冲突和挑战。

　　诉诸科学的态度，先应认真把握当前国际粒子物理领域有关大型对撞机的基本现状和发展态势。首先，这一波对撞机热由欧洲核子中心（CERN）主导，为维持其国际主导地位CERN推出了一系列新的发展规划。其中与大型对撞机有关的路线图包括升级大型强子对撞机（LHC）、修建可与LHC互补的国际直线正负电子对撞机（ILC）、设计能量更高的未来环形对撞机（FCC）。聚焦于中微子研究的美国也于2013年提出了巨大强子对撞机（VLHC）计划。

　　其次，以欧美和日本为主体的国际粒子物理界下一代对撞机的建造策略日益表现为审慎推进与全球性国际合作。其原因有二。一是理论上的困境。标准理论所预言的粒子相继被发现，但超对称理论一直没有得到实验的支持，使得大型对撞机的建造难免遭遇质疑。二是对撞机所需经费日益昂贵。一般认为，预算超过10亿美元的项目宜采取“多国共建，分摊经费”的办法。近二十多年来，迫于经费与人才的压力，欧美等国家开始将日本和中国等纳入其“国际合作”的范围，甚至出现了主场转移到欧美之外的端倪，呈现出全球性国际合作的态势，但这种态势下的合作会如何展开尚不明晰。

　　以ILC为例。它较为集中地体现了这两种建造策略。2012年，日本提出主持此国际合作项目并于次年完成选址，计划2020年开建，2030年前后开始实验。但日本科教部门的评审委员会并未简单地接受该计划，而是要看2018年LHC达到最大设计能量时能否获得有意义的发现再做决定；并强调在正式批准日本科学家接棒之前，需要经谈判获得其他国家在经费上的承诺。在这一漫长过程的背后，有着复杂多样的考量与计算，值得参与大规模国际合作的新手认真揣摩。

　　其三，下一代对撞机建造与运行将涉及更多国家和机构，对参与者的竞合策略提出了更高要求。在很大程度上，超导超级对撞机（SSC）也是竞合的结果。包括温伯格在内的很多人将SSC的下马解读为由美国的错误决策或政治运作所导致的科学挫败乃至国家失败。但实质上这一波折是人类首次面对如此浩繁的大科学工程时所必然面对的磨合：由于众多科学家、工程师、承包商、产业、政府、研究机构以及不同学科共同体尚不熟悉用以消弭文化冲突和利益纠纷的合争策略，SSC对整个科学包括相关领域的资源挤压等基于现实利益的关系失衡，使这次“纵深远投”未能击中目标。在不可能一个人抱着球跑的新游戏中，这或许是一个必不可少的学习过程。

　　而下一代对撞机一旦开建，所有希望主持新的大型对撞机的各方必然在竞合策略方面面临更严峻挑战。它涉及经费负担、资源共享、优先权分配、行政权力、学术权威等各种因素，其中不乏复杂的规则和文化层面的冲突，无疑需要极高的沟通技巧与组织谋略才能应对。如果没有优化的竞合策略，建设国科学家的专业话语权的大小未必会得到明显提升，而且他们的参与比例和成果份额也很可能与出资份额不匹配。

　　——在方案之间进行比较时，为了避免模糊化和田忌赛马式的比较法，不能简单地说互有优缺点，而至少应将参数拿出来比。这样才能认清“相对容易”的CEPC和寄望其“引领未来” SPPC的真实位置。

　　诉诸科学态度，可以帮助我们在了解上述现实的基础上直面大型对撞机动议中值得存疑的问题，帮助其改进与完善，让其建造过程或许没那么快，却可能更好。

　　首先，来看其建设规模。高能所官网2014年发布的建设方案显示，环形正负电子对撞机（CEPC）与超级质子对撞机（SPPC）是50—70公里，但坊间流传的数据慢慢加大为50—100公里，按王贻芳研究员最新的说法是“以周长为100公里算”。对这种变化合理的解释可能是，不论是发自参与国际竞争的志向，还是出于赶超一流的思想或宣传游说的需要，其建设目标定格为要造世界上最大的环形对撞机，故其目标必然会锁定至FCC和VLHC最后一致确立的高度100公里。透过诸多冠之以“超级”和“巨型”的修辞，一种顽固的求大、求最、求快的心理昭然若揭，其华丽与壮美十分诱人，却难说不是没有解药的七步散。

　　据此分析，如果要在方案之间进行比较，可不可以说CEPC应与FCC的正负电子对撞机比、SPPC应与FCC的强子对撞机或VLHC比？或者说，在拿SPPC与LHC比较时，是否也应将FCC/VLHC与LHC放到一起比？而且为了避免模糊化和田忌赛马式的比较法，不能简单地说互有优缺点，而至少应将参数拿出来比。这样大家就可以知道：FCC有三个备选方案，其中的正负电子对撞与强子对撞在经验、设计和技术准备上都有相当的积累，有很多全新的技术目标和相关的技术开发项目，计划到2018年完成概念设计并接受造价审议。找对了比较对象，才能认清“相对容易”的CEPC和寄望其“引领未来”SPPC的真实位置。

　　必须指出的是，方案不是现实，就像沙盘并非战场；而方案越美好，有时更反衬出现实的骨感。细读SPPC方案的导语，虽然承认该项目“需要制造大量的超高场强超导磁铁，技术难度较大”，但仅仅闪烁其词地说明“由于我国参加了ITER项目，超导导线方面还不是完全空白，高能所也有大型螺线管超导磁铁的基础”。这显然不够。而所谓“相信通过20年左右的努力和国际合作的帮助，应该可以掌握”更不知道有多大说服力。至于说SPPC可以带动“高温超导”，对撞机可以像“招弟姐”一般引出“高温超导”，似乎不太符合科学发现的规律，亦难免让方案本身的科学性打折扣。（段伟文）