丘成桐:巨型对撞机探索宇宙最深层奥秘的前景

作者: 张轩中

来源: 赛先生

发布日期: 2016-05-10

丘成桐在专访中讨论了巨型对撞机项目的必要性和潜在的经济与社会效益,强调了中国在高能物理领域的积累与发展前景。他认为,建设巨型对撞机将吸引大量顶尖科学家,并为中国科学研究带来重要的推动力。

从夜幕下的清华大学西门进来,可以看见一座三层的粉红色小楼亮着些许灯光,小楼门口的墙上竖直挂着一幅匾额,在暮色中有些模糊不清。这里是“静斋”,就是著名华裔数学家、菲尔兹奖得主、哈佛大学数学系和物理系教授丘成桐先生在清华的数学科学中心的所在地,一个安静的研究所。

今年3月13日,丘成桐在清华大学做过一次题为“数学、现代物理与对撞机”的大型演讲,3月25日,他的新书《从万里长城到巨型对撞机》中文版上市。巨型对撞机项目提出后,因为造价较高在国内引起了一些争论。作为数学家的丘成桐为何旗帜鲜明地全力支持在中国开展这一项目?赛先生为此独家专访了丘成桐先生。

丘成桐曾提到,巨型对撞机项目大概需要投资400亿元人民币(注:不是400亿美元)。为了争取领导层的支持,他曾与国家和科技界的领导人讨论过这个问题,领导们都同意这个项目值得考虑。丘成桐告诉赛先生:“我与国家和科技界的领导人都有一些接触,不过不是专门谈这个事情,他们都认为这是值得做的。2014年年初,我给国家领导人写过一封信,谈到巨型对撞机的建设。”

此前有消息说,如果开工,项目会建设在秦皇岛的山海关地区。对此丘成桐表示:“任何一个大的科学项目,总需要做一些预研究,需要有一个参考点。秦皇岛是一个候选地区,现在还没有完全确定。”

据赛先生了解到的信息,总体来说,中国科学院高能物理研究所(下称“高能所”)计划在2020年之前完成对巨型加速器的预研究,大概需要申请几亿元研究经费。

2016年年初,美国的引力波探测器LIGO声称探测到了来自黑洞双星碰撞并合的GW150914事件,在学术界与新闻界都引起了巨大反响,随后公布的中国空间引力波探测计划“太极计划”和“天琴计划”也引起了大众的好奇,这种发射卫星到天上去探测引力波的项目需要大概150亿元人民币的科研经费,预计其准备及建造过程历时20年。

丘成桐说:“关于建造新对撞机,中国在高能物理实验方面已经有30多年的积累,特别是现有的北京正负电子对撞机和大亚湾中微子实验已取得了举世公认的成就。以30多年来的积累和成功经验为基础,加上近年来欧洲和美国高能界都在对此环形对撞机计划积极开展预研,我对中国进行对撞机项目很有信心。”

丘成桐认为,建设巨型对撞机不但会带来巨大的经济效益,而且还会产生巨大的社会效益。他表示,巨型对撞机建成后,会吸引1万名左右的顶尖科学家来中国工作,这些科学家就好像游牧民族一样,需要寻找有草的地方才能放牧牛羊,发展他们的事业。而巨型对撞机全世界只会有一台,他们一定会到中国来进行合作研究。

丘成桐还提到,建设巨型对撞机的经济效益显著,假如按高能所规划的方案,建一个周长为100千米的巨型加速器,可以估算这片大致圆形的区域的直径大概是32千米,面积约800平方公里,预期该区域及其周边的总地价大概为2400亿元人民币,未来地价至少能增10倍,集中了优质教育资源与高科技企业的园区总地价估计会飚升到2.4万亿元人民币。

丘成桐表示,巨型对撞机项目分为两个阶段,第一个阶段是正负电子对撞,进行精确测量,寻找新物理的迹象;第二个阶段进行质子-质子对撞,其对撞能量比目前LHC高出约一个数量级,是一个以发现新物理为主要目标的强子对撞机。丘成桐认为,在中国搞巨型对撞机需要花的400亿是分10年投入的,因此资金压力实际上并不大,而这个项目的科学价值无与伦比,是当下中国成为世界一流的负责任的科学大国非常值得做的事。

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