南开大学物理学教授葛墨林：中国不应建大加速器
“中国不应建大加速器”
——南开大学物理学教授葛墨林院士答科技日报记者问
本报记者 高 博
科学论争
中国应不应该建大加速器？这一争论尚无公认答案。加速器即用电磁场驱动带电粒子，使之累积能量后迎头对撞，研究碎片产物，以寻找新的粒子。2015年开始，中科院高能物理所提出建立世界最大的加速器CEPC。两位物理学家王贻芳和杨振宁分别支持和反对这一设想。
最近，中科院院士、南开大学物理学教授葛墨林对科技日报记者表示：他支持杨振宁，不赞同建设大加速器。
问：您为什么不同意建大加速器？
答：现在高能物理学的最大困难还不在于造超高能新的加速器，而是没有公认突破标准模型的可靠新理论，从而有确切检验的预言，也就是说，根本不知道做什么崭新的物理。上世纪中期开始，量子场论(尤其规范场)和夸克模型逐渐发展起标准模型，实验发现预言的渐进自由、Z、W粒子等，是很大成功。其后，除了中微子理论、实验外，就没有太大理论创新。1970年代到现在，虽然有人提出很多超越标准模型的理论，但没有哪个像标准模型提出的物理那么清楚。
高能物理发展到现在，具有工程特点：理论上一定要特别清楚：要找什么？预计是什么样子？否则不值得投钱。
大型强子对撞机(LHC)就明确要找希格斯粒子。验证希格斯粒子后，LHC基本任务完成，遗留大量数据继续分析处理。但它已经花了上百亿欧元，很想继续做下去，包括向更高能量发展。
受其鼓舞，日本想建国际超高能直线对撞机中心(ILC)。但日本政府刚宣布砍掉了这个项目。原因很简单：不知道做什么物理，花费巨大，不值得。
问：超弦理论不能去测吗？
答：超弦理论在思维上有启发，但它缺乏实际物理后果，没提出很多可测的东西。我记得，弗里曼·戴森(美国物理学家)15年前来南开，跟我说过，50年之内根本不可能去测量的东西，不要去搞。有人提出造大加速器去检验宇宙初期的奇点，这是我无法理解的。
问：有意见指出，美国当年下马超级加速器项目SSC，使物理研究中心转移到了欧洲。您怎么看？
答：在当代，高能物理已不是物理关注的重点，更谈不上“中心”。美国20多年前砍掉了SSC，我认为不是傻。美国支持的项目花钱不多，但支持奇思妙想，巧中取胜，切中物理发展的核心，也出了很多诺贝尔奖。LHC花了那么多钱，也只是验证了Higgs几十年前写的两三篇文章，为Higgs拿了一个诺奖。
CEPC的造价，我听到的数字：一开始提的是300亿元。但这个数字不包括基建。挖那样大直径、那样深的一个隧道，单位成本高过地铁，可想这笔数目小不了。
当初美国为什么把SSC已经挖好的一部分洞都填上，就是怕不断加码钓鱼——“钱已经花了，不继续花也不行。”当时已投入20亿美元，断然下马，这是正确的。另一方面，后来美国在他们大力支持的领域，收获极大。
有报道称一些国外学者积极支持CEPC，我建议他们首先应当说服他们的政府出资加入这个方案。
问：CEPC的支持者指出不存在资金无底洞，一个理由是国内关键技术比较成熟，而且人员项目经验丰富。
答：我们的技术和人才实力，与欧洲还无法相比。比如加速器的核心技术是强磁场，LHC能建成，因为欧洲有磁场技术。而我的了解是，中国的超导磁场技术做不出用于这种加速器的强磁场，甚至连准确测量强磁场也做不到。造出CEPC需要的强磁场，还需要有理论上、材料的突破，并不容易。
我国在单、双环对撞机分支有些人才，距LHC要求甚远。而在LHC工作的多为数据分析人才。中微子实验离此目标也甚远。
问：通过CEPC带动关键技术突破，这也是一种效益吧？
答：与其说加速器带动技术突破，不如说它是将现有的技术用上。我认为，如果国家觉得强磁场技术有用，那就给强磁场课题，没必要扯上高能物理。
现在国家急需做的事很多。核废料处理需要造加速器；散裂中子源已列世界四大实验室之一，其后续需大力支持，才能测量轮机叶片材料；再如各种光源；再如我国半导体器件落后，源于基础太差。但现在，我国物理所已有MRAM(磁阻内存)下一代器件的专利，如果技术转移成功，将可能根本改变行业面貌，但我没看到有人呼吁向这个关键方向投资。
问：不建大加速器的话，我们靠什么发现高能量区的物理？
答：探测宇宙射线。高能粒子发现历史上，宇宙射线起了很大作用。
王淦昌先生在1990年代跟我说过，靠加速器要发现TeV级的粒子，几乎不可能。但是TeV级的宇宙射线，虽然不知道原因，总是会来的。我们要发展宇宙射线，花钱不多，耐心积攒数据，到一定程度就有重要发现。
我同意王先生的观点。可惜我们国家对宇宙射线不够重视，因为加速器三、五年能做出来成果，而宇宙射线或许要积累十年甚至更长时间。
问：探测宇宙射线更有前途，这有什么证据吗？
答：比如中科院2015年年底上天的“悟空”卫星，不久前发现一个1.4TeV左右的突起信号，可能是新粒子的迹象。“悟空”这样的探测项目也就花几个亿，还搭载不止一种探测器。
在此前，美国花1000多万美元在南极放气球，我国学者通过数据分析发现了以前没发现的高能粒子的迹象，虽然误差比较大；受此启发，欧洲、美国后来也证实有数据突起。有人猜它可能会突破标准模型。这可能是对王淦昌先生预见的支持吧。
