中国目前应不应该建造大型对撞机?围绕这个问题,物理学界展开了一场大辩论。
物理学界分为两种观点,王贻芳力挺建造大型对撞机,认为这是中国一次“弯道超车”的机会,一旦成功将会改变未来,而且这个设施可以吸引更多国外优秀人才,有利于提高中国基础科学的地位。
而杨振宁先生则认为,中国没必要建造这个昂贵的东西,而且结果还是未知,应该把钱用在其他高回报的科研领域。
这个巨大的圆圈就是欧洲大型强子对撞机
美国也曾建造超导超级对撞机(SSC),花费30多亿美元都没建造好,最终不了了之。2008年欧洲花费100亿美元也建成了一个大型强子对撞机(LHC),这是一个27公里的圆型隧道,位于地下100米,是人类目前造出的最大装置。
隧道内部
造这么大一个圆圈,就是为了让“粒子”在这个超长距离圆管道里加速,一直加速到接近光速的99.9999991%!然后两个“粒子”在这个速度下相撞。物理学家期待能够撞出某些新物质。可惜欧洲实验了那么多年,也没有撞出想要的东西。
没有人能知道对撞机到底能撞出什么东西,或许永远也撞不出东西。所以,杨振宁的观点并没有错,毕竟360亿人民币对于任何国家来说,都不是一个小数目。
1983年7月,美国打算全力建造一个“世界最大”的加速。资深物理学家戴维·杰克逊将它命名为“超导超级对撞机”。1986年完成了雄心勃勃的工程方案:环形粒子加速周长87.1公里,隧道位于地下70米,8662块超导偶极磁铁用10个冷冻厂的液态氦维持在4.3K低温,接近光速的两束质子在4厘米孔径中以40万亿电子伏特能量迎头相撞,模拟出宇宙大爆炸后瞬间的物理环境,找到希格斯玻色子和其他新粒子。预计总成本44亿美元。
德克萨斯超导超级对撞机工程开挖的隧道和竖井
然而随着工程造价太高并不断攀升。1989年预算为59亿美元,1991年达82.5亿美元。引起了美国史上最大的一次争议,那就是建造这个有什么用,耗费如此大的资金。
最终,1993年,国会众议院以280票对150票的悬殊比例通过决议,将总预算已增至110亿的超导超级对撞机“就地正法”。美国“超导超级对撞机”成为世界上最大的“科学废墟”
360亿的投资对于中国来说,确实是一笔巨资,另外中国目前还仅仅是一个发展中国家,我国的医疗、教育以及养老等领域还需要大量的资金投入。
另外一点,也不得不说,这一项目要顺利进行,预计将有百分之九十的工作人员为外国科学家,杨振宁认为这很有可能是为别人做了嫁衣。
杨振宁是物理界少有的大量运用数学的科学家。
他曾经说过:我的物理学界同事们大多对数学采取功利主义的态度。也许因为受我父亲的影响,我较为欣赏数学。我欣赏数学家的价值观,我赞美数学的优美和力量:它有战术上的机巧与灵活,又有战略上的雄才远虑。而且,堪称奇迹中的奇迹的是,它的一些美妙概念竟是支配物理世界的基本结构。
杨振宁提出要“寻找美妙的几何结构”,就是用数学来研究物理。
1983年,杨振宁向中学生介绍自己的学习过程时,就专门提到了一个人。
他说:“有一位刘薰宇先生,他是位数学家,写过许多通俗易懂和极其有趣的数学方面的文章。我记得,我读了他写的关于一个智力测验的文章,才知道排列和奇偶排列这些极为重要的数学概念。”
因为杨振宁是个理论贡献最大的人,而米尔斯仅仅只是辅助者。杨振宁是一名物学家,也是中国科学院士,在1957年凭借着与李政道一起研究提出的弱相互作用下宇称不守恒理论,获得了诺贝尔物理学奖。杨振宁因此闻名海内外,成为了物理学界一个冉冉升起的新星。
在这之前,他还曾与米尔斯共同提出了杨-米尔斯理论(非阿贝尔规范场理论),也是物理学界一个重要的理论。但与杨振宁闻名于世界物理学界不同,他的合作者米尔斯却是默默无闻,为什么会出现这样的情况呢?
1.杨振宁发挥了主导作用,米尔斯只是协助者。杨-米尔斯理论是在1954年提出的,当时的杨振宁已经逐渐在物理学界崭露头角,他获得了芝加哥大学的博士学位,是普林斯顿高等研究院的研究员,已经有了一些物理学方面的成就。虽然杨-米尔斯理论是以两人的名义提出的,实际上米尔斯在这个理论研究工作上,并没有发挥多大的作用。
当时的米尔斯只是一个普通的研究生,在物理学上也没有突出的表现。杨振宁很可能是找了米尔斯协助自己的研究工作。后来他提出这个理论的时候,可能想着提拔、鼓励米尔斯,所以才将这个理论当成两人研究的成果。后来米尔斯曾说,这个理论实际上是由杨振宁一个人研究完成的,他在其中只是负责协助的工作。
2.杨-米尔斯理论有缺陷。另外,杨-米尔斯理论其实并不完美。当时这个理论提出后,一些科学家就提出了质疑,他们提出的很多关键问题,这个理论都不能解答。杨振宁也并没有再次进行深入的研究,因此这个理论提出后并没有得到物理学界的关注。后来随着其他科学家的研究,不断地改进了这个理论,最终证实这个理论是正确的。
回到杨振宁和米尔斯这两人身上,当时提出杨-米尔斯理论的时候,并不被人所认可。杨振宁除了这个理论外,还在做其他的研究,并没有继续这个课题。而米尔斯显然是能力不足以改进这个理论的,当然也就没人注意到这个研究生。
3.杨振宁物理学成就更高。杨振宁和米尔斯不同的是,他是一个真正的物理学家。杨振宁一直从事着物理学的研究工作。在提出杨-米尔斯理论不到两年,他和李政道的研究就有了成果,还因此获得了诺贝尔物理学奖,这时的他才真正取得了自己职业生涯上最大的成就。之后杨振宁还专注于物理研究,发表了300多篇论文。反观米尔斯,他并没有在物理学界做出什么成就,很难得到关注。
总的来说,杨振宁一心在物理学界发展,为物理学贡献自己一生,而米尔斯则没有什么成果,就连在杨-米尔斯理论的研究中,也没有发挥什么作用,因此米尔斯才不被人所熟知。
杨振宁一生在象牙塔中,年少时在清华园如此,西南联大时期,以及后来到美国的学术生涯依然如此,其中普林斯顿高等研究院的17年更是象牙塔中的象牙塔。这让杨振宁一生保持着某种简单与纯真。但另一方面,杨振宁又不像一个象牙塔里的人。
兴趣广泛,喜欢读书
他兴趣广泛,1970年代以后他愿意走出书斋,出任全美华人协会首任会长,做促进中美建交的工作就是一个例子。“我觉得你跟他待一会儿你就知道了,他这个人兴趣很广泛,听你话也非常注意,差不多随时随地都很喜欢动脑筋的。”杨振汉对《人物》说。
面对他关心的重要问题,他还总是忍不住发表意见,“动不动还是我要写篇文章,我要表明我的观点。”2016年,他发文反对中国建大型对撞机,再度引起舆论热议。
翁帆有时嫌他“过于直率”,“你何苦要写呢?过后又有些人要骂你了。”
杨振宁回答:“我不怕。我讲的是真话!”
他性格开朗,从来不是“高处不胜寒”的感觉。做研究的时候,几何题目想不出来,先放一放,唱两句歌,兜一圈回来再来。好友黄昆有个极贴切的评价,他说“杨振宁是一个最正常的天才。”
熟悉杨振宁的人对他的描述最多的几个特点是:会关心人、慷慨、没有架子。
接受《人物》采访时,几乎每个人都可以说出一些让他们感动的细节。朱邦芬回忆,杨振宁的老友黄昆(著名物理学家,中国固体和半导体物理学奠基人之一)生前喜欢听歌剧,杨振宁知道他这个爱好后特地买了台音响设备送给他。
《曙光集》编辑徐国强说,有时杨振宁还会向他做一些私人之间的“善意的提醒”,比如跟某某打交道的时候别太实心眼。
年纪大了后,杨振宁重读《三国》、《水浒》和小时候「觉得净讲了一些没有意思的事情」的《红楼梦》,现在都看出了新东西:到了年纪大了以后就了解到,人际关系有比我小时候所了解的要多得多的东西。
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