□本刊记者 孙爱民/文

自2016年9月4日，一场罕见的、针锋相对的辩论，在科学界爆发。这场辩论，几乎在第一回合就引发“爆点”，并顺势越出科学界，引起公众的普遍关注与广泛讨论。辩论的焦点是“中国是否应该建造巨型对撞机”。支持方以华裔数学家丘成桐，中科院院士、中科院高能物理所所长王贻芳为代表，反对方则有诺贝尔物理学奖得主杨振宁等。

巨型对撞机，全称是“环形正负电子对撞机和超级质子对撞机”（CEPC-SPPC），就是建造一个周长50公里－100公里的环形隧道，可以让正负电子在这个隧道中发生对撞，以实验、观察“物质世界到底是如何组成的”。

若建成，这将成为世界上最大的高能粒子对撞机。宇宙大爆炸后，物质世界是如何组成的？一系列猜想与理论是否正确？这是对撞机的使命。然而，这个工程可能花费千亿元，这还不算后期运行的经费，以至于从它的科学意义、目标、科技成果转化等，到与其需要耗费的资财、人力等是否相当，成为辩者的靶点。

这场掺杂了基础科学理论、工程建设等各种因素的辩论，还在发酵。无论工程是否最终实施，辩论双方究竟孰是孰非，或将需要几十年、甚至几代人来证明。

科学价值有多大？

“丘教授（丘成桐）的理解有误！”9月4日，杨振宁发表署名文章《中国今天不宜建造超大对撞机》以此开篇，短时间内在新媒体平台上传播量达到“10万+”，瞬间引发中国科学界“地震”。

此前，8月29日，丘成桐发文称，“（欧美不同地方的高能对撞机）实验背后的基础理论都用到杨（振宁）先生的学说，因此每一次突破后，我们对杨先生的学问有更进一步的景仰！所以说杨先生反对高能物理须要有更进一步的发展，使人费解！”

杨振宁发文翌日，王贻芳在同一新媒体平台，发表题为《中国今天应该建造大型对撞机》的署名文章，文章针对杨文的七点看法，一一予以反驳。

“巨型电子对撞机”有什么用？“希格斯粒子”、“标准模型”是什么？

两者都是为了探索“物质世界到底是如何组成的”这一终极问题。上世纪六七十年代，科学家为了解答这一问题，建立了粒子物理的“标准模型”，用来解释物质世界是由什么（基本粒子）组成以及如何组成的。

虽然取名叫“模型”，实际是一套完整的理论体系。“标准模型”把基本构成粒子分为夸克、轻子和玻色子三大类别，共62种。基本粒子比人们熟知的原子、分子更小，再好的显微镜也不可能看到它们。质子、中子的大小，只有原子的十万分之一。

“标准模型”的理论认为，三个夸克结合成一个质子，三个夸克结合成一个中子，质子跟中子结合构成原子核，原子核外面绕着电子，就构成一个原子，然后再构成物质世界。

中科院高能物理所研究员曹俊接受《财经》记者采访时说，几十年来，科学家先后通过实验，证实了这些粒子的存在，“仅仅这一模型的建立与完善，就给物理界带来18个诺贝尔奖”。

“标准模型”中的62种粒子，最后被实验证实的，是被称为“上帝粒子”的希格斯粒子。2012年7月4日，欧洲核子研究中心在大型强子对撞机（LHC）的ATLAS和CMS实验中，发现了这一粒子。

希格斯粒子解释了为什么一些基本粒子具有质量。正是希格斯粒子，让杨振宁和米尔斯提出了一种看似与现实世界没有任何关系的规范场论，最终成为“标准模型”的基础。希格斯粒子作为质量之源，在137亿年前的宇宙大爆炸初始就不再自然存在。科学家要再次捕获希格斯粒子的踪迹，只能建造高能对撞机，通过高能粒子的对撞，来模拟宇宙起源的时刻。

“复活”大批希格斯粒子，并进行测量、研究，正是环形正负电子对撞机设计的初衷。

既然欧洲已经发现了希格斯粒子，为何还要再建另外的高能对撞机？中国科技大学物理学院教授刘建北对《财经》记者解释，虽然发现了“上帝粒子”，但是科学家对其属性研究得还不透。要做精确测量，必须建正负电子对撞机。

在实验中，高能力碰撞时，质子中的很多成分会遍地开花，产生一大堆东西，但科学家真正感兴趣的只是其中一部分，这给测量带来很大干扰。

按刘建北的观点，从某种意义上讲，建大型对撞机不存在物理上的风险。人类已经知晓如何产生希格斯粒子。把能量调到某种程度，必然能产生希格斯粒子，也必然能够进行测量。

然而，中科院物理所一名不愿具名的研究员与刘的观点相左，“国内粒子物理的研究水平不够，在国际高能物理学领域，中国物理学家的分量很低”，即便建成，也很难出成果。

该研究员同时表示，国内整体的工业水平，也难以满足整个工程的设备制造需求，“国内物理学界使用的科学仪器，几乎都是进口的。现有的科学仪器厂，只能制造低端设备”。

对于此观点，曹俊表示，物理所的仪器几乎都是进口，其他领域如生物也是这样，但跟高能物理和对撞机无关。根据发改委鉴定报告，正在运行的北京正负电子对撞机（BEPC，下称北京对撞机）的国产化率是85％（按经费量）。“大亚湾中微子实验没有正式统计过，国产化应该超过90％。”

时任北京对撞机工程领导小组办公室主任柳怀祖告诉《财经》记者，北京对撞机科学目标论证的比较充分，抓住了t-粲物理研究的窗口，大大降低了风险。“现在谈CEPC的工程经费与运行还为时尚早，应该对其科学目标进行严谨而充分的论证，让学界不同意见充分讨论，以达到初步共识。”

目前，新项目还处于预研阶段，预研将持续到2020年，而后续还将在同一隧道中建造质子对撞机（SPPC）的设想，这一预研阶段将持续到2040年。王贻芳告诉《财经》记者，“我们要通过预研把所有的技术问题都解决，才会进入工程建设。”

经费投入值吗？

庞大的经费，成为包括杨振宁在内的反对者的首要“攻击点”。在上世纪七八十年代，围绕投入2.4亿元建设的北京对撞机，就发生过一次类似的讨论，当时这钱花得值不值就是争议点之一。

1988年10月，北京对撞机竣工，当月，便实现了第一次对撞。该装置历经了多年的争论与科学论证，柳怀祖对此记忆犹新，杨振宁曾对他说，“中国现在这么穷，为什么不多买、多造一些铁甲车（坦克），而要花这么钱搞高能加速器？”

当年，不仅在科学界，中央领导、人大、政协中，不乏反对北京对撞机上马的声音，担心其会成为废铜烂铁。

最终，在邓小平的支持下，北京对撞机通过了立项、奠基、工程建设。“当时心情非常的紧张，非常脆弱，生怕会失败。”柳怀祖认为，邓小平之所以坚定地支持北京对撞机，是将其视为“科学技术是第一生产力”与改革开放的一次实践。

至今运转30年后，与国际其他设备相比，北京对撞机虽在能量上差好几个数量级，但王贻芳认为，取得的成果，还是可以与国际上其他装置比肩的，至少仍然是国际高能物理领域四大实验室之一。然而，“现在杨振宁先生反对的理由，跟上世纪七八十年代反对的理由没有差别，完全是同样的说法。当时他就说，对撞机对国家经济、国防没有意义，还不如多造一些武器，多做一些跟工农业生产更直接的事。30多年来，他的观点没变、理由没变，认识也没变。”

《财经》记者从互联网上的评论看到，杨振宁关于将对撞机经费用于民生、经济、军事等领域的看法，得到了相当一部分网民的支持。

整个项目将花多少钱？

预估第一步CEPC建设阶段，工程造价约400亿元，若可以走到SPPC阶段，工程造价在1000亿元以内。

清华大学高能物理研究中心主任高原宁，在今年8月份召开的第十二届全国粒子物理学术会议上表示，按照设计，中央政府将投入70％－80％的科学设施建设费用与部分运行费，地方政府、国际合作、私人与企业赞助、中国科学院将承担其他费用。

CEPC未来预研计划中，加速器预研经费需要8.2亿元，探测器需要0.8亿元，同步辐射装置需要0.3亿元，土建和通用设施需要0.7亿元。

王贻芳对《财经》记者分析，对于经费，有的人觉得值，有的人觉得可以用于民生，实际上，大家没有在一个基础上讨论。“从国家的角度讲，科学的钱与民生的钱，完全是两码事，任何国家永远不可能拿科学的钱做民生。一个国家就算经济水平很低，也不可能不做科学，将钱全部用于扶贫。”

《2014年全国科技经费投入统计公报》显示，2014年全国共投入研究与试验发展经费（R&D）13015.6亿元，其中，全国用于基础研究的经费支出，仅为613.5亿元，占比4.7％。虽然全国R&D近些年一直处于上升趋势，但基础研究的投入并不是投入的主要兴趣所在。

作为一个基础研究项目，CEPC提出方预计，项目的第一阶段出资大约300亿元、每年30亿元，若到第二阶段，数据则分别为700亿元和70亿元。这意味着，若项目得以立项、开建，将占财政科技支出中每年30亿元，甚至70亿元，这还不算上工程建设中超出预算的经费，及后期的运行经费。

杨振宁也不是一贯地坚决反对。柳怀祖称，“到北京对撞机建设前后，杨振宁的态度有些缓和，他对北京对撞机未来的应用产生了兴趣，尤其是同步辐射的应用。”

未来将证明

人类共建27个粒子加速器，尚有7个在运行，分别在中国、日本、俄罗斯、美国和欧洲。现在，不止中国科学家提出的这个巨无霸方案，国际上正在酝酿的超高能对撞机，还有国际直线对撞机（ILC）、紧凑型直线对撞机（CLIC）、大型正负电子对撞机（LEP3）、极高能大型正负电子对撞机（TLEP）、未来环形对撞机（FCC）、超大型强子对撞机（VLHC）、缪子对撞机（MC）等。

国内反对的声音会对未来项目立项与审批产生影响。在国家层面，政府是否支持该项目，王贻芳坦言“不清楚”。

2016年6月2日，中国物理学会高能物理分会委员会扩大会议，集中讨论后决定，以“大型环形正负电子对撞机（CEPC）关键技术验证装置”名称，来申请“十三五”国家发改委项目。

但在发改委的投票中，CEPC仅因一票之差，未能进入下一轮的评审。这意味着CEPC无法在“十三五”期间，获得来自国家发改委的支持。

14天后，科技部初步批准3600万元用于CEPC的探测器和加速器部分关键技术的设计预研究。“我们期待科学院、科技部、基金委未来能够继续给予CEPC支持。”王贻芳表示。

短期内获得更多的科研经费遇阻，新的超大对撞机的研究方向会否改变？

杨振宁在文章中提到，“希望用超大对撞机来找到超对称粒子，只是一部分高能物理学家的一个猜想。多数物理学家，包括我在内，认为超对称粒子的存在只是一个猜想，没有任何实验根据，希望用极大对撞机发现此猜想中的粒子更只是猜想加猜想。”并建议，中国高能物理学界应该将研究重点转向“寻找新加速器原理，及寻找美妙的几何结构，如弦理论所研究”。

“杨先生的说法没有太多道理，这两方面都谈不上是高能物理的主要方向，不是主流。少量的人做些研究是没有问题的，但是高能物理的发展如果依赖于非主流的研究，那就风险太大了。”王贻芳告诉《财经》记者，“就像引力波，大家找了几十年，中间如果放弃了寻找，就不会有今天。”到目前为止，欧洲粒子物理研究中心的大型强子对撞机（LHC）只获得了计划获取数据的2％，尚有98％的数据还没取到，远远不到下结论的时候。

超出“标准模型”的新物理，到底是什么形式，科学界有很多理论，科学家也不确定哪种理论是正确的。

刘建北接受《财经》记者采访时表示，超对称是为了解释目前标准模型解释不了的现象，“虽然未必是正确的，但需要实验去检验。目前的实验没看到超对称理论预言的现象，但不能叫失败”。

截至记者发稿，杨振宁未对辩论予以回应。

国际合作，是超大对撞机目前唯一可以确定的。大型对撞机的设备主要由加速器与探测器构成。其中，加速器是主体，主要是所在国承担大部分经费，而进行科学实验的探测器，一般是高度国际合作建造的。刘建北分析，“欧洲LHC基本采取这种方式，探测器的成本一般占到10％以上，不会超过20％。”

对于中国高能物理学界，国际合作一点都不陌生。

柳怀祖介绍，美国在建设超导超级对撞机（SSC）期间，就与中国科学家展开了合作，中方用磁铁、磁铁支架等产品入股。不仅如此，中方还成立了朱镕基为组长、宋健为副组长的“国务院超级对撞机国际合作领导小组”。而在北京对撞机建设期间，美国科学家也为中国项目提供科学方面的帮助。

“中国是否需要建巨型粒子对撞机，或许需要几十年，甚至几代人来证明。”柳怀祖表示，“但是，探索世界的物质构成，是人类共同的事业，需要大家的智慧共同出钱来做，新项目一定要进行充分的国际合作。”