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主题:【讨论】文摘+评论 高能物理的绝唱 王孟源 -- dafemren

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家园 【讨论】文摘+评论 高能物理的绝唱 王孟源

高能物理的绝唱-ZT

王孟源,哈佛高能物理博士

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因媒体报道中科院院士吴岳良的工作“超越爱因斯坦广义相对论”,高能物理领

域的进展又吸引了公众注意。恰在不久前,哈佛大学的华裔数学家丘成桐来上海演讲,再次表达了对中国建设巨型对撞机的期望。为此,丘成桐去年10月还挂名出版了一本科普书《从长城到大对撞机》,希望中国用十几年时间,在山海关附近建成一个能级超过欧洲大型强子对撞机(LHC)的巨无霸。丘成桐还在演讲中透露,自己为了这项“大科学”工程,还给国家领导人写信,跟有关部门领导会谈,目前,还没有遭到直接反对。而在海峡对岸,师从诺奖得主温伯格(S. Weinberg)的哈佛大学物理博士王孟源则撰文《高能物理的绝唱》,质疑美国高能物理学界利用丘成桐对中国政府游说。

撰文提醒中国领导人不要被“忽悠”的王孟源博士,其导师诺贝尔奖得主温伯格(S. Weinberg)就支持建造SSC,理由是可以满足科学发现、学习、竞争、协作、未来发展等等的需要,有助于巩固美国在基础物理学方面的世界领先地位;在科学研究上能够带来突破性新发现;在经济方面可以给美国提供上千的就业机会,并带动相关领域的发展;建成之后还可以在教育、医疗等相关民用领域起到不可估量的作用。

因此,尽管耗费巨大但物有所值。

反对建造SSC的科学家,主要是以诺贝尔奖得主安德森(P. W. Anderson)为代表的应用物理学家,从事宇宙背景微波辐射研究的诺贝尔奖得主彭齐亚斯(A. Penzias)等人。反对的理由,除了之前所分析的前景渺茫,还有如下这些:SSC解决的只是物理学中的基本问题,而非科学的基本问题;它只是解决物理学中基本问题的途径之一,而非唯一途径;建造它需要大量的科技人才,这些人才资源的耗费将给其它同样需要科技人才的行业带来巨大的损失;建造它还将影响政府对其它科研项目的投资。 最终,SSC垮了,欧洲以为这是在“尖端科学”上超赶美国的大好良机,然而LHC却成了一个烧钱的无底洞,自1998年至2008年,耗费十年建成,且严重超支了预算,又只能咬牙走下去。虽然有“上帝粒子”这个安慰奖,但美国在高能物理界的地位并没有被反超,因为超出“标准模型”的前沿理论根本就无法做实验。

据作者王孟源介绍,他博士班毕业时,哈佛那届7个高能物理理论博士除了他都马上转了金融。

中国要不要建对撞机 ?

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现代高能物理始於1940年代的量子场论(Quantum Field Theory),最初的应用是以量子电动力学(Quantum Electro-Dynamics,QED)来解释电磁力。

在1950年代,加速器的技术突飞猛进,数以百计的高能粒子被发现;物理学家在整理这些粒子的时候,注意到各种对称性(Symmetry),其中最深奥困难也最重要的是规范对称性(Gauge Symmetry)。其实QED本身就是一个规范场论,但是它只是规范场论中最简单的一种,叫可交换规范场论(Abelian Gauge Theory)。

1954年,杨振宁和他的学生Robert Mills解决了非交换规范场论(Non-Abelian Gauge Theory)的难题,高能物理理论界随即注意到用非交换规范场论来解释弱作用力和强作用力(宇宙中只有四种作用力:电磁力、弱作用力、强作用力和重力)的可能,但是具体的细节还不清楚。

1961年,当时在哈佛大学物理系的Sheldon Glashow领悟到电磁力和弱作用力如何混合起来的机制。1967年,Abdus Salam和Steven Weinberg把1964年定型的Higgs Mechanism加入Glashow机制,确立了完整的电弱理论。在1973-1974年间,有关强作用力的基本难题也被一一突破,从此高能物理界有了一套完整的理论体系来描述除了重力以外的所有作用力,它被称为标准模型(Standard Model)。

在其后40多年里,标准模型的成功超出了任何物理学家的意料之外。所有量化的实験和观测都符合标准模型的预测;然而标准模型却又很明显地不是一个完整的理论。姑且不论它所需的几十个特定参数值,首先它先天上就不包含重力。超弦原本的动机便是要把重力统一起来,在浪费了三十年却只得到一坨污烂之后,不肯把灵魂卖给超弦的物理学家已经理解到,即使是圈量子重力论(Loop Quantum Gravity)这类还没有像超弦一様被证明是完全没有预测能力的重力理论,它的预测也必然会比现代加速器的能阶(Energy Level)高出十几个数量级(Order of Magnitude),因此它的可预测性仍然是几百年内都无法用实験来检験的。所以在最近几年,大家(亦即还在做科学而不是只做论文的高能物理学家)的共识是重力太难了,还是先摆在一边吧。既然必须接受欠缺重力的事实,标准模型里的参数值也当然是目前不可能解释的了。

但是即使不管重力和参数值,标准模型还是有其他的毛病。其中最重要的有三项:1)它不包含暗物质(暗能量显然是和重力有关的,所以目前管不到);2)它不能解释为什麼宇宙里的物质和反物质没有对消近净;3)它不含有能驱动宇宙暴胀(Cosmic Inflation)的暴胀子(Inflaton)。现在理论学家(Theorists)实在是想不出什麼好主意了(否则也不会让超弦骗走这麼多人),真正的希望还是要靠实験。而实験要探索更高的能阶有两个办法,一个是靠精密测量很小的修正值;另一个则是建造更大型的加速器,以蛮力来产生更高能的粒子。前者一般比较便宜,但是往往只能探测参数空间(Parameter Space)里的小小一隅;真正要产生详尽的资料,最理想的还是更大的加速器,而现在最大最先进的加速器就是欧洲核子研究机构(Organisation Européene pour la Recherche Nucléaire,CERN)位於日内瓦的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)。

LHC自1998年至2008年,共花费了十年才建成,总预算是75亿欧元(约90亿美元)。由於选错了焊接工艺,2008年九月开机后9天,超导电磁铁的电路就烧坏了。其后用了一年多才修好,但是只能以原设计能量(14TeV)的一半(即7TeV)运行。不过还好Higgs粒子质量(125GeV)不太高,在2013年LHC就有了足够的实験资料来证实这个发现,Peter Higgs和同僚随即获颁当年的诺贝尔物理奖。可是Higgs粒子是标准模型的(最后)一部分,当初计划LHC时,发现Higgs粒子是最起码的标的。真正的目的是要发现标准模型以外的粒子,尤其是超对称粒子(Supersymmetric Particles)。超对称(Supersymmetry)是超弦所做的几十个假设里,最重要也是最基本的一个,甚至连超弦名字里的“超”都是由超对称而来的(Super-String其实是Supersymmetric String的简称)。原本1970年代发明超对称是为了解释标准模型所需的几十个特定参数值间的一些关系,不过后来大家发现即使是最简单的超对称模型都需要另外几百个新的参数,於是有些人(包括我)就不再相信超对称,而Witten和他的信徒(把超弦比为宗教并不是我的发明,超弦界自己在20年前就戏称Witten为Pope,教宗)则加倍下注,搞出了更复杂、最终有10^500个自由度的超弦。在1990年代,做超弦的个个都说最轻的超对称粒子会马上被Tevatron(位於芝加哥附近的Fermi Lab内的上一代加速器,最高总能量在2011年停机前达到了2TeV)发现,所以LHC只是用来研究更重的那几百个超对称粒子的。结果此后每年Tevatron和后来的LHC的能量和亮度(Luminosity,即对撞实験的数量)提高一步,做超弦的就把最轻的超对称粒子的质量往上调高一步,以解释为什麼没有观察到超对称。到2013年LHC做完7TeV能阶的实験后,超对称理论的原始参数空间已经有99.9%被否定掉了。

LHC在过去两年关机,以便完全重建超导电磁铁的电路。在未来几周内将重新启动,预计今年夏天可以达到接近原设计值的13TeV能阶。 如果没有意外,到年底将会把超对称理论的原始参数空间再压缩两个位数,也就是否决掉99.999%。当然,做超弦的在过去20年已经自打嘴巴几百次,再胡扯出几千篇神话、重写一次历史也只是他们的专业。高能物理眼前真正的危机是LHC很可能无法超越标准模型。下一代的加速器目前台面上的估价是200亿美元,实际上大家都知道会超过500亿。更糟糕的是LHC至少还保证有Higgs粒子来当安慰奖,下一代的加速器却很可能什麼都找不到。高能物理界在2014年开始游说中共政府,希望忽悠李克强来当凯子;考虑李克强的智商,忽悠成功的机率很小。如果到年底LHC还没有发现新粒子(当然,发现超对称粒子的机率是100%-99.9%=0.1%,所以希望只能寄托在其他的新粒子上),那麼我们这代人到死大概都不会再有更高阶的加速器(不含能阶略低於LHC,用来精密测量Higgs粒子的电子/正子直线对撞机)出现。前面提到除了加速器以外,精密测量也有可能突破标准模型;可是我的猜测是只有暗物质比较可能会如此被发现,而且机率不超过25%,这还包含了暗物质是一种微中子(Neutrino,大陆翻译为“中微子”,标准模型只包含三种微中子,若有第四种则将超越标准模型)或轴子(Axion,不是标准模型的一部分)的可能,而新的微中子或轴子虽然超越标准模型,却并不解释更高能阶的物理。所以总结来说,2015年很有可能是高能物理对我们这代人的绝唱。

高能物理的绝唱(二)

我在今年一月写的《高能物理的绝唱(一)》一文中,解释了当前高能物理界的困境。40多年来无数的实验,都无法突破标准模型(Standard Model)的预测。然而标准模型显然并不包含暗物质和推动宇宙暴涨的机制,所以在1990年代初期,美国开始了新一代的对撞机计划,设在德州,叫做SSC(Superconducting Super Collider,超导超级对撞机)。我博士班毕业之时,全班(哈佛高能物理理论当年毕业了7个博士,算是很大的一班)都马上转了金融,纸有我还想不开,觉得可以到SSC做现象学(Phenomenology,不搞迭床架屋的玄学,纯粹解释实验结果的理论派),躲开超弦的歪风。没想到一向花钱如流水的美国国会,居然在1993年爲了节省110亿美元的预算,不顾好几个诺贝尔奖得主(包括我当时的老板Steven Weinberg,他原本是标准模型的三个创建者之一,可惜那时正要搭上了超弦的贼船)的游说,放弃了已经投入的20亿美元资金,把SSC整个裁了,纸留下了草原地下深处几英里长的一个大洞。我也沦落在前不着村、后不着店的德州,除了一件印著SSC的T-Shirt,什么都没有拿到。还好后来一个已到高盛工作的同班同学指点,才到费城找到了金融界的第一个职位。 ...华岳论坛 - "http://washeng.net"

SSC垮了之后,欧洲人以爲这是在“尖端科学”上超赶美国的大好良机,在同一群诺贝尔奖得主的努力哄骗下,相信可以发现超对称粒子(参见前文《高能物理的绝唱(一)》;超对称是超弦的起源,多借了几百个新自由度来解释标准模型的几十个参数,一般人或许会认爲这是明显的赔本生意,但是超弦论者还嫌不够空帆,最后发明了有10^500个自由度的新理论),于是决定投入经费建造LHC(Large Hadron Collider,大型强子对撞机)。LHC沿用CERN原有的隧道,能量也比SSC低一截,照理说应该可以减低一大半的造价,但是最后还是花了90亿美元。这倒不像ITER(国际核聚变实验反应炉,参见《永远的未来技术》)屡次超支是日本籍主管人谋不臧的结果,而是因爲原本高能物理界就严重低估了预算来哄骗资金来源,所以虽然CERN是大型科学计划管理的典范(LHC纸比原计划晚了三年完成),还是超支了三倍左右(原预算是26亿美元,不过这是1995年的币值,而90亿是1995年一路花到2008年)。

时间快转到2015年,LHC在几个起落之后,终于达到了13TeV(基本等同原设计的14TeV)的总对撞能量。昨天(2015年十二月15日)CERN开了记者会,公佈了最新的实验结果,那当然是一个超对称粒子都没找到的。但是高能物理界沸沸扬扬,仍然兴奋不已,因爲在比Higgs重6倍的能级上(750GeV,Higgs重125GeV)发现了一个“统计鼓包”(“Bump in Statistics”)。这种两三个标准差的统计异常,其实在高能物理实验里稀鬆平常,绝大多数都起因于早期取样数不够,等实验做久了自然就会消失。LHC今年的取样连原计划的一半都还不到,但是仍然在年底按时程改爲对撞重离子来研究强作用力,要等明年底才可能更新实验结果。就算这个统计异常最后以极小的机率证实爲一个真的粒子,它也不过是第二个Higgs;Higgs是标准模型的一部分,所以大家早已都知道是必须存在的,不确定的纸在于有几个。高能物理界花了25年,超过100亿美元的资金,最后的成就就在于决定了Higgs粒子的数目,实在是无限的悲哀。

但是早在这个惨剧闭幕之前,学术界的大佬已开始忙著推销下一代的实验;他们不敢再吹嘘超对称这匹死马的潜力,纸能说是要建一个等同100TeV能级(能级问题有点複杂;他们建议的是电子-正子对撞机,名义上能级比较低,但是在性能和费用上等同一个100TeV能级的强子对撞机,SSC和LHC都是强子对撞机)的Higgs工厂,把Higgs粒子的性质摸到底。像这样无关宏旨的死巷子底的细节,仍然必须开挖一个100公里长的隧道,总造价号称200亿美元,其实至少要500亿,若是最后上了1000亿大家也不必喫惊。它的真正用途当然不是爲了发展科学,否则这种规模的资金,可以资助无可数计真正有社会价值的科学研究。这个Higgs工厂的唯一实际功能,是把大笔钱财当作闪电,以便将快要死透的高能物理这具尸体转化成Frankenstein式的科学怪人,以行尸走肉式的存在撑到教授群的退休期;而即使是超弦论者向来都可以从大型实验计划里巧立名目、分一杯羹。要实现这个美梦,最大的难关在于找到一个人傻钱多的金主,愿意浪费大笔钱财买一个超英赶美的虚名,于是学术大佬的关爱眼神就全都投注到李克强身上。

去年在中国物理界的内綫安排下,Nima Arkani-Hamed成爲新成立在北京的高能物理前沿研究中心(Center for Future High Energy Physics,CFHEP)的主任,专门从事前面提到的游说工作。Nima Arkani-Hamed是超弦界创造力最强的教授之一;当然他近30年的几百篇论文没有一篇是对的(亦即被实验证实来描述宇宙的真实现象),但是超弦界本身就是一个大泥坑,没有任何一个人的任何一篇论文是对的,换句话说,它的选美标准不要求身上没有烂泥,而Nima Arkani-Hamed不但是超弦界选美的冠军之一,而且对超对称特别有兴趣,所以原本由他出面来忽悠下一代对撞机的金主是理所当然的。但是今年的LHC实验结果显然对超对称这块招牌有不利的影响,于是高能物理界纸好另闢蹊径,从侧翼出击,找上了著名华裔数学家丘成桐(Shing-Tung Yau,他与超弦教主Witten长期合作过好几篇数学论文,交情很好)挂名,由一个专业科普作者代笔,在2015年十月23日出版了《From the Great Wall to the Great Collider》(《从长城到大对撞机》,参见http://intlpress.com/site/pub/pages/books/items/00000450/ )来鼓吹这个骗钱的把戏。

我想他们实在太低估李克强的智商了,这齣闹剧大概纸能无限期地演下去。名作家Upton Sinclair在1935年说了一句名言:“It is difficult to get a man to understand something, when his salary depends upon his not understanding it!”诚不我欺也。

从暗物质谈起

两年前,我在《中国锦屏地下实验室》一文中谈到上海交大的PandaX以及北京清华的类似新计划。其实这种直接探测暗物质与实验室里的介质通过弱作用力反应的实验,在国际上有好几个,是过去十年非常热门的高能物理实验方向之一。在技术上,它们与以往的质子衰变(SU5统一场论预言质子会以很小的机率衰变,后来被实验证明是错的)以及一系列测量Neutrino(中微子或微中子,有很小的未知质量,会在三个种类之间自行嬗变;中国有大亚湾实验仍在进行之中)的实验极爲相似,都是选择地底深处,以减少宇宙綫所引起的假信号,储存了大量同位素稳定(亦即没有会自发衰变的同位素)的介质,藉著观察其核子衰变来检验是否有理论预测的新过程。 ...华岳论坛 - "http://hua-yue.net"

PandaX(Particle AND Astrophysical Xenon detector)选用的介质是Xenon,这是很昂贵但是很理想的介质,美国最先进的实验LUX(Large Underground Xenon experiment)也选用了它。当然LUX在1.5公里深的South Dakota废矿里用了370公斤的Xenon,那么晚了三四年开始的PandaX要后来居上,自然选择了在2.4公里深的雅砻江锦屏水电站引水隧洞用500公斤的Xenon来做实验。2016年七月21日,LUX宣佈实验完成,公佈了完整的结果;由于电子系统的进步和各项细节的顺利执行,LUX所探测的精度比原定高出了四倍(亦即超过半个数量级),但是仍然是连一个暗物质反应都没有观察到。PandaX还纸做到一半,但是已经有了精度相似的数据,于是匆忙在同一天晚上开了记者会,同样宣佈了没有观察到暗物质的结果(参见http://www. 观察者.cn/Science/2016_07_23_368600.shtml)。

既然LUX已经做完,而PandaX还没有得到所有原定的数据,那么物理界是否还在等后者完成实验呢?很不幸的,不但PandaX在后段实验中观测到暗物质的机率微乎其微,高能物理界已经接受了这个事实,基本上没人在乎PandaX了。这是因爲如前所述,LUX的测量精度比原定高了四倍,把理论预测的可能参数空间基本完全涵盖,而这刚好也是PandaX真正计划要搜索的部分。PandaX的测量精度还有馀量,但是已经没有理论上的基础,所以没有实际上的意义。

不是做高能物理爲生的读者或许会问,说不定理论是错的,那么PandaX反而会有机会做出真正重要的发现,不是吗?其实这些实验所依据的“理论”,正是我在一系列前文(参见《高能物理的绝唱》)中提过的超对称,不但在过去30年的高能对撞机实验里被完全否定,这次LUX和PandaX的结果把它又多否定了一个数量级以上(亦即LHC会在未来观察到超对称的机率又减少了10倍)。换句话说,这些新实验结果否定的不是暗物质的存在性,而是暗物质是超对称粒子的可能性。所以“理论”的确是错的,可惜这对PandaX没有帮助。

这是因爲即使躲到地底深处,并且选用昂贵而稳定的介质,仍然会有很多杂讯,例如Neutrino和地壳里放射性元素的自然衰变。PandaX在目前爲止的实验过程中所观察到的衰变事件总数超过3000万,而且各式各样的粒子都有可能,而实验室所能容纳的探测器种类十分有限(否则就至少等同重建LHC的实验腔,亦即《高能物理的绝唱之一》所提到的人类世上最複杂的机器,而且反应区大了十几个数量级),不可能对每一个衰变都追根究底,找出它的原由。所以这些实验必须根据理论预测的特徵,对衰变事件进行针对性的探测器安排,并在软体方面做高速筛选。既然理论是错的,搜索的统计空间再大也没有意义。

当然LUX和PandaX这一系列实验,并不是超对称这个歪论的唯一受害者。高能物理实验一向都必须针对某个特别的理论而设计,LHC本身也是针对超对称而建造的(Higgs纸是安慰奖),所以超弦这帮骗子浪费的人类资源,至少已经以百亿美元计了。现在纸有Higgs证明是现实存在的粒子,他们(如丘成桐)居然有脸说秦皇岛的新对撞机也是爲Higgs而设计。其实它的尺寸比研究Higgs所需的大了超过10倍,费用超过20倍,连类型都不对:它是环状的连续对撞机,而不是直綫对撞机。前者有较高的亮度(Luminosity),所以适合搜索未知的参数空间,而后者在能量相当的前提下,便宜至少一半以上,所以适合精密测量已知的粒子。这样的一个针对Higgs的直綫对撞机,早已在紧锣密鼓地筹备之中,它就是ILC(International Linear Collider,国际直綫对撞机),可能会落户在日本(美国人自己似乎没什么兴趣,大概因爲ILC的性价比虽然不像秦皇岛对撞机一样等于0,但是也纸稍大于0;欧洲人则已在LHC上学过一次乖)。

那爲什么由美国人主导的高能物理界不让中国主办ILC呢?除了不像秦皇岛的新对撞机,ILC至少有一点实际物理意义之外,我认爲还有一个理由,就是直綫对撞机的技术和环状对撞机不同:后者降低能量和尺寸之后,可以作爲同步辐射的光源,在固态物理和生物物理上有很大的用途,但是这是老技术,中国早就有了(台湾和上海在过去两年先后啓用了世界先进的同步辐射光源);而前者在降低能量和尺寸之后,就成爲自由电子Laser,这不但是最佳的硬X光(Hard X-Ray,亦即波长很短的X光,同步辐射是软X光)源,在研究化学反应(因爲它脉衝极短、解析度极高,不止可以看见个别原子,甚至可以看见个别电子从一个原子跳到另一个原子的过程)上有不可替代的功能,在军事上也有发展成太空武器的潜力,而中国在这方面还是一片空白。中国高能物理界的带路党徒,不可能不知道前述的道理,所以他们放著ILC不争取,而纸知附和丘成桐公然撒谎,想忽悠出贵上20倍而且完全无用的秦皇岛对撞机,就特别可恶了。

LHC预定在下个月,公佈针对我在《高能物理的绝唱之二》里讨论过的750GeV“统计鼓包”所做的新实验的结果。我仍然认爲它是真实粒子的可能性在1%以下,立此存证。届时会再写一篇详细的分析,爲高能物理的死亡,盖棺论定。

通宝推:尖石,光头佬,领班军机,让领导先走,witten1,平淡是真,
家园 考验李克强的智商, 这话说的好

老科学家在给自己忽悠场地, 美其名曰发挥余热,其实是找个借口烧笔大钱,继续玩他的游戏。

家园 评论的相当到位

补充一下:那个去年看到的可能的750G的粒子已经在累积新数据后被否定了。

家园 P大师原来是物理系?还是换了个物理系的接班?
家园 他转的

这个王孟源是个挺有意思的人,写的军事评论也很有看头

家园 你不觉得P大师更有看头? 物理化天文地理历史社会样样精通

跪舔粑粑更是一把好手, 连希腊圣女都被人家用口水洗白了

家园 这就是一个利益集团的故事

科研利益集团其实和其他利益集团没啥区别,不过理由显得更加高大上。

如果没有美国留学生站出来,把内幕揭露,大家会欢呼中国又在科学上取得大进展,又多了国之重器,老外科学家都说好。如果没有上这个工程,按照河友那套理论,肯定是喊冤 又是一个新的运十。

话说作为曾经的这个集体的一员,觉得美中的科研经费使用都是有很大的问题。完全失去了本来意义,99%以上的科研完全是为了发文章为了职务 为了出名而科研,99%以上的科研都是浪费时间和金钱。

本末倒置了,真正的科研应该是为人民服务,为国家为社会服务的。比较起来我就觉得日本和德国的科研体制就比较好,产学研结合得比较好。 国内评价大学标准也有误,不是看它从国家拿了多少钱搞科研,也不是看它在外国人的杂志上发了多少文章。而是应该看大学的科研产生了多少效益,产生多少专利,从专利里拿了多少专利费来。

国内这方面做得最好的一个大学就是华东理工大学,20多年来都是全国专利费最多的大学,一个煤化工专利2亿卖给了美国能源巨头,新中国最大的专利转让费,而且还是卖给化工领域最先进的技术先进国,可是这么一个大学居然958 211都不是,在各个方面在被上级部门极力打压。

根据某人好大喜工的作风,没准还真会被这些科学家哄了去上这个国之重器啥的。

为啥这么说伲 ,记得某人刚上台就去参观深圳小年轻搞得啥隐身衣,尽管有ns的文章,这几年看下来其实也是拿点科研骗钱,还好 ,主要骗股民钱。某人7月份又去高能所摇旗呐喊啊,王所长全程陪伴,新闻联播头条啊。王的大亚湾中微子一期做得不错,算是这些年国内做得最漂亮的工作了,prl这几年引用最高的文章。估计王的院士今年有望了。王所长也是美国留学生,当年也是在美国找不到工作海龟的,没办法当年那些留在美国都基本改行了,就是caltech mit的毕业物理博士能找个cc当adjunct prof就不错待遇了。

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以前也是用过粒子加速器,当年某诺奖获得者在我们学校物理系大楼下建了一个,已经用了四十多年了,目前还在勤勤恳恳做实验,也毕业了很多高能博士生,不少人还在圈子里,但是更多的人跳出来了,有去了街上,有去了医学院,也有去cc当教授,更多改行了,真是极大的人才浪费。

家园 中国要建设的CEPC /SPPC

这个建了 ,估计也是产生几个无用的诺奖。

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听说中国要建造一个周长100公里的巨型正负电子对撞机,名曰CEPC. 建成后的CEPC中

心对撞能量将达到350GeV, 不但可以产生Higgs玻色子,而且还能直接观察顶夸克。之

后,再在CEPC的基础上用同一轨道建造中心能量高达100TeV的质子对撞机,暂时命名为SppC. 如果建成,Sppc的中心能量将是LHC的13倍。虽然现在只有初步方案,不过似乎

他们已经在认真的讨论经费与收益。

现在欧洲Cern运行的LHC, 以及之前费米实验室的Tevatron, 以及更早的轻子对撞机LEP, 都属于同步加速装置。同步加速器与回旋加速器类似,都是使带电粒子在环形轨道中加速以达到超高能量。与回旋加速器不同的是,同步加速器中的电场与磁场并不是均匀的变化,使粒子获得的能量也更高。同步加速器可以既可以加速轻子(其实只有电子,因为其他的轻子不稳定),也可以加速强子(一般用质子),也可以加速更大质量的粒子(比如铅核)。当然,加速的粒子必须带电。加速轻子的一般叫做正负电子对撞机,比如之前的LEP. 加速强子的叫做强子对撞机,比如LHC就叫大型强子对撞机。之前的

Tevatron也是强子对撞机。

强子对撞机对发现新粒子有很大好处,因为可以做到很高的能量。但是从测量的角度讲,正负电子对撞机远比强子对撞机有效得多。这是因为电子本身就是基本粒子,而质子还要分解成夸克。分裂的过程无疑消耗了能量,而且增加了计算的不确定性。比如LHC, 最高的中心对撞能量为14TeV,但实际上,大多数对撞都发生在几百个GeV的能量上,

因为质子能够正面对撞的机会本身就很少,而且把质子分解成夸克又浪费掉了不少的能量。不过,在LHC上,能量高于1TeV, 甚至达到几个TeV的对撞还是有的。只要不停的收集数据,发现几TeV的新粒子并不难。

正负电子对撞机则相反,虽然很适合测量,但是能量却不可能做得太大。这是因为存在同步辐射。同步辐射是粒子在环形轨道上运行时由于相对论效应带来的能量辐射。在数学上,同步辐射与轨道半径的平方成反比,与粒子的质量的四次方成反比。对于电子这种很轻的粒子,能量达到几百个GeV的时候,大部分增加的能量都消耗在同步辐射上了

。所以,轻子对撞机的能量不可能很高。比如之前的LEP用的是与LHC同样的周长26公里的轨道,但是对撞能量只有209GeV, 还不到LHC的1/50.

如果想制造更高能量的轻子对撞机,一个简单的方法就是加大轨道半径,因为轨道半径越大同步辐射就越小。比如中国希望制造的这个CEPC, 就试图做到100公里周长,从而

实现350GeV的电子对撞能量。当然,对于强子对撞机来说加大轨道半径同样有好处的,不过是另一个原因:可以容纳更多的超导磁铁从而使强子获得更高的能量。

另一个制造更高能量的轻子对撞机的发展方向则是放弃同步加速的方法,改用直线对撞的方式,因为直线运行的粒子没有同步辐射。计划中的电子直线对撞机叫做ILC,ILC是国际直线对撞机的缩写。建成后预计最大对撞能量500GeV. 已经计划建在日本,不过还需要日本政府的通过。直线对撞是轻子对撞机未来发展的重要方向。

第三个建造更高能量轻子对撞机的方法,则是放弃电子,而改用质量更大的mu子对撞。刚才说了,粒子质量越大同步辐射越少,作为电子的同类伙伴,mu子自然成为不二人选。这个也是最近美国费米实验室计划中的项目。不过由于mu子的半衰期极短,很快就会转化成其他粒子,所以这个方案基本还停留在实验室阶段。

那么,粒子加速器的极限在哪里呢?事实上,人们已经有了使粒子得到更高能量的初步思路,那就是放弃利用电场进行加速,而采取一种叫做等离子加速的方法。这种设想中的加速器被称作PWFA(plasma wakefield accelerator). PWFA预计可以轻松把电子加速到几十个TeV, 这个如果能够实现将在粒子物理领域产生颠覆性的进展。在美国的劳伦

斯伯克利国家实验室里,已经建造了一台PWFA的原型机,仅仅用了85cm的轨道长度就使电子产生了42GeV的能量,前途简直不可限量啊。当然,这个只是初步实验,如果把实

验设备增大还有很多技术难关需要克服

家园 这篇自己写的就很可疑了。

明显对学界现状缺乏一些基本的了解。

家园 可疑就说吧 你来西西河才几个月啊

比我在西西河呆了十几年的写的文章都多,说明你才可疑,拿了多少五毛写文章而且发海外论坛,居心叵测啊?

家园 zt中国首颗量子通信卫星又是世纪大骗局  

这个发帖子的人也谈不上真懂,但是还是透露了一些

量子卫星的真相?

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新语丝打假潘有十几年了

http://xys.org/xys/ebooks/others/science/dajia17/panjianwei.txt

中国首颗量子通信卫星又是世纪大骗局

  作者:VOLTES

  小弟刚看了这个新闻,还真吓了一跳,还以为中国在量子通信有什么重大突破,

不过负责这个的潘健伟本来争议就很大,标准的牛皮大王一个,他干的事都要存疑,

仔细看了一下内容,只差没喷饭。

  这哪里是什么量子通信??实际上的通信内容还是用传统方式加密通过激光传

送,被量子加密的只有秘钥(先不谈真假),敌人要窃听根本不用去管被量子加密的

秘钥,只要破解用传统手段加密的实际内容就成了,这个所谓的量子加密的秘钥唯

一的作用就是一但被别人侦测,量子态会塌陷可以被自己侦知,切断通讯,不过这

其实没啥意义,因为激光通讯量巨大,等你知道切断通讯,资料都早被敌人拿走了,

要侦查有没有人窃听高指向性的激光方法多的是,不需要用到连爱因斯坦都搞不

懂的量子纠缠。

  量子通信早在1984年就由IBM公司的研究人员Bennett和蒙特利尔大学的学者

Brassard提出,但是专管通信安全的美国国家安全局是连经费都懒得出, 原因就

是量子通信用的量子纠缠在理论本身都还有很大的问题(连爱因斯坦都搞不懂),

真正的量子通信是要通信内容都用量子加密,实用上必须制造一个一个单光子出

来量子加密,做不做的出来是一回事,就算做的出来通讯速度也奇慢无比,所以不

管美国欧洲日本都还停留在实验室阶段。

  中国一向爱吹牛造假,用个量子通信这个连爱因斯坦都搞的迷迷糊糊的名词

来胡弄世人,说穿了就是一个激光通信卫星而已,但是说激光通信卫星比起来中国

落后的很,加个量子两字,就变世界第一了。

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ZT咱把话放在这里。潘的所谓量子缠绕超距通讯。是个大狗屁

这颗“量子科学实验卫星”,说白了, 就是在太空环境下测验贝尔不等式而已,是Anton Zeilinger利用中国做他所谓的QUESS (Quantum Experiments at Space Scale) 实验.

这好比化大代价到太空中去测量不存在的以太,意义不大.

欧洲太空局不愿化钱做这个意义不大的实验, 美国NASA也不愿化钱做这个意义不大的实验。

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加一个视频

视频] 量子通信量子计算物理学家扎林格 (Anton Zeilinger) 和 达赖喇嘛讨论量子物。 这类"隔空传物"研究也是一种宗教哲学探索,这大概为何扎林格要和达赖喇嘛讨论量子物理。扎林格教授是量子通信量子计算物理学家中科院士潘建伟的博士导师。

国内翻墙五毛就不要点了, 油管子录像,你们也看不懂英语。

链接出处

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转帖,

咱把话放在这里。潘的所谓量子缠绕超距通讯。是个大狗屁。为什么? 违反相对论基本原理。骗科研经费的东西。它是基于所谓的量子隐含量导致信息非定域瞬时传播假说。可以这么讲。如果世界上有谁真的实验证明信息瞬时传播。(注意。信息是能量的一种。)那是革命性的。证明了相对论的破产。老早就应该得炸奖了。

量子瞬时超距测量,只要让鼓吹者给出信号走的比光速快的证明就可辨明。当年潘开狮子口要一百亿搞这个项目。他本人百分之十已经亿万富翁。西方已经量子缠绕热过气了。我倒要看看这个骗局怎么收场。这么多钱给这个项目骗去,其他领域就缺钱了。损失不是一般的。

他们变戏法的所谓的量子缠绕。就是单色光干绕的新名称。只不过干挠光距长些。单色光质量好些。其实从量子学基本原理。那来的单光子。单光子就是一个能量包。如果那样。就不是单色。单色光是一个无限平面波。他们搞的就是高频周期脉冲激光干绕的实验。许多骗局就在周期脉冲里。

光不能同时显示它的粒子性和波性。要未粒子性要未波性。不能同时用二种原理同时处理一个问题。潘的论文里也没有讲产生了单个光子的证明。

前阵子有报导拍摄单光子镜面反弹的视频。扯蛋嘛。仔细想想。可能拍到单光子吗?拍到的只能是周期脉冲光不同脉冲峰的组合成像。只不过每个画面只有一个峰。此峰在画面上好象在移动。但是不是同一个峰。看上去像只有一个脉冲。快门也就是光子感应器的接受信号的速度,那里能快过光速? 只是达到高频脉冲同步吧。要证明真拍到单光子。让实验的光路上放一个微结构。拍微结构被光子撞后的动态。单光子和多光子撞击会有不同动态。

去年意大利国家实验室测量中微子速度。中微子源是瑞士欧洲核子中心。号称测到中微子速度快过光子。遭到普遍质凝。后来重复检查。讲计算机信号接收板的电缆没有拧紧。实验收到信号超前了。我百思不得其解。电线接触不好顶多信号弱或损失。怎么会超前。后来想通了。长话短说。信号板就是个电感电容电阻线路。理想的电阻为零。如果不为零。相位就移动了。电缆接触不好,增加了电阻,使得周期信号相位移动。使得波形看上去超前了,(怎么不说落后呢?)被那些“物理大师”兴奋地宣布打破爱因斯坦的相对论基本假设。现在宇宙学界也是奇怪理论多多。特别是大师的理论。反正没法实验证明。

家园 量子通信之不负责任科普

目前能看到的最好的科普贴 ,这么长俺竟然看完了,木有脚得累。几个酸评论水平

差了很多条街,晦涩难懂,但也得承认吹了这么半天,其实就是搞了个密室。有基本科学素养和道德的妓者小编都应该在文章里把这事点到,但特色大国那些报道里根本木有,急着舔的就更是搅浑水

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首先,量子通信分广义和狭义。广义是用纠缠态光子来做信息载体,就好像无线通信通

过无线波传信息,光通信通过光(一般是激光)传信息。广义量子通信有很玄的部分,

比如teleportation,就是说纠缠光子在无限远距离可以传送状态,近似于心灵感应。

这个理论上靠不靠谱咱不说,咱不搞物理,但是这个离实际应用似乎还有若干光年的距

离,所以这里咱不拿这个说事。好吧,如果你是物理专家,觉得这个很靠谱,很快就能

用来传hello world。那就不用往下看了。

那么不谈这个teleportation,就说说单光子的的传送吧。这个和心灵感应不同,是需

要发送光子到接收端的。这个大家都能接受,对吧?现在的量子通信是怎么做的呢?光

子是波啊,有波就有振动方向啊。这个方向在传输过程中如果不受干扰是不变的。物理

名词叫偏振态。接收端用一个偏振镜,你就想象成一个细缝吧。那么这个细缝的方向和

这个波的偏振方向是一致的话,这个光子就可以被接收到了。接收端的偏振片是要转动

的,转一个角度收一个光子。很简单吧。别被纠缠态啥的名词忽悠了,激光通信里偏振

态是一个研究很多的问题,不同偏振态的光子在介质里传输的速度实际是有很小的不同

的。这个先不提。那么这个光子在传输的过程中碰到其他物质怎么办?很可能接收端就

收不到了。光子的运行方向变了嘛。被窃听了怎么办?这个是纠缠光子特殊的地方,被

窃听了的光子的偏振方向就随机改变了。接收端的偏振片可能就收不到了。这个说明了

什么?发送端和接收端要通过比对发送和接受的码字来确定是不是被窃听了。如果发送

和接受的码字错的太多,说明这个信道不能用了。是被窃听了吗?也许。当然也可能是

中间介质出问题了。比如天边突然飘过一片云挡在了发送和接受端中间。也许一阵风,

吹来了pm2.5的尘埃。anyway,you got the idea。

咱先歇一下,说说光纤通信。光纤这个东西是个了不起的发明,高锟教授因为这个得了

诺贝尔。当时的发现是玻璃为啥不能用来传激光呢?因为杂质太多。所以要提纯。当年

的光纤,实际上是玻璃棒,每公里衰减20dB,现在的光纤很容易就做到0点几dB了。这

个很了不起啊,但是还是要激光啊。什么是激光,就是受激辐射的光。你不是有衰减吗

?我可以用数量取胜,我一个光脉冲就产生10^16个光子,接收端把这个光再转成电。

这个是最基本的原理,咱就不提那些复杂的调制编码技术了,什么偏振态调制,这都是

old school了。那么我再回到量子通信,每一个光子都是不可复制的,都是孤胆英雄,

损失一个就是一个误码。所以呢,这个系统得重新设计了。发生器要产生单光子,光纤

也得特种光纤,接收器更得极端灵敏。我们知道,在光纤里光子因为衰减而损失了,每

传输几十公里可以通过光纤放大器来补充兵员,这样形成了我们现在的长距离的光网络

。当然你也可以把光信号重新变成电信号,再变成光信号,一样达到长距离传输的目的

,但是会增加一些cost。在这个科普里你会反复看到cost这个词,因为工程最重要的就

是cost,你在实验室里能做成的事,不代表你能实用;如果不计cost,那么会产生很多

奇迹。所以大家看到一些所谓英雄实验的,得多问两句,在什么条件下,什么cost下做

的实验。这个是最容易作弊的。anyway,这个光纤放大器或光变电再变光的过程叫做中

继。在量子通信里叫量子中继。同学们,这个量子中继可不容易啊。纠缠光子牺牲了就

牺牲了,没法重生了。所以光放大是不行的。那么转成电信号呢?当然可以,但是你不

是纠缠光子了,电子很容易被窃听的啊。这个不就不安全了吗?我这么问是不是有点耍

流氓啊?

好了,我们说过每一个光子都是孤胆英雄,因为原理就是两个光子之间的纠缠态和其不

可复制性,所以我们没法像激光器一样以量取胜,10^16个光子代表一个比特。那么问

题来了,衰减怎么解决呢?一个光子的能量是大约6x10^-34J啊。这个光子牺牲了就没

法再生了。但这些对于我们量子通信大师们都不算事。虽然我不知道他们怎么解决的,

但是他们已经解决了这个近似不可能的任务。well,ok,I admit I lied。我看到的宣

传是已经可以建成了20公里3个节点(中继)的链状通路。当然我没看具体的论文。不

知道这个20公里是在实验室里的20公里光纤还是真的两个距离20公里的地点。还是那句

话,英雄实验要看环境啊。你铺在路下面的光纤,跺一脚颤两颤,或者温度变几度,好

说那偏振态就变了,坏说那个光子就飞了啊。所以大家了解这个量子通信的牛逼了吧。

光纤通信几十年的发展,不知道多少金钱的投入,就被我们伟大的量子通信大师轻易地

突破了瓶颈。作为中国人俺觉得无上的光荣啊。

好吧,闲话少说。利用光纤通信,是最简单的情况,因为光纤可以弯啊。当然光纤弯曲

会带来一些光子的泄露,好在激光产生的光子多,牺牲一点问题不大。在光通信里还有

一支叫空间光通信。就是在大气里传激光。总有地方不好装光纤啊,就好像无线上网一

样,虽然很多人已经在家里接上光纤了,还有很多人用无线的啊。空间光通信就好像无

线一样。但是,光通信是必须对上眼啊。大家在小学物理课都学过吧,一个激光器打到

月亮上不过碗口大的疤啊(别较真,可能比碗口要大点)。你不在这个光路上你就收不

到这个光啊。更严重的事,这个光在大气里衰减太厉害了。咱这是通信的光,不是打飞

机的光,功率得对人安全吧。但是一刮风,一下雨,一有雾霾,某人打个喷嚏,都会阻

断这个光路啊。这个空间光通信现在不太流行,就是因为严重不靠谱。工程讲可靠性,

几个9才能达到用户需求。这种靠天吃饭的技术几十年也没有大的发展。前文说到利用

光纤的量子通信。要我说,能实用的光纤量子通信已经是划时代的工程奇迹了。我们的

科学家们不满足啊!又搞了空间的量子通信。当然,我们说每一个光子都是孤单英雄,

激光用一支光子大军来穿过云雨和雾霾,光子就全靠自己了。这个似乎是个死结,因为

这个光子好像现在还没有能表现出什么超能力,除了孪生兄弟直接有心灵感应之外。但

是这个难不倒我们的科学家,我们不用高轨道的地球同步卫星。那个离地面好几千公里

,除了我们接着忽悠teleportation外,单个光子实在很难走那么远啊!怎么办?我们

用低轨道太阳同步卫星。这个离地大约500公里,英勇而且运气爆棚的光子还是可能达

到的。但是,这个低轨道卫星每天才经过地面一个点一次啊(卫星绕地球转,地球自己

也在转)。也就是说,在短短的不到10分钟的时间里,我们要完成地面和卫星的对准,

完成通信过程。如果天气不好,或其他原因没对准,就等明天了。这个似乎也不靠谱啊

?不!我们的科学家找到了一个完美的应用,那就是密钥传输。

这个就是所谓的狭义量子通信了。不管是空间还是光纤的量子通信,做的都是狭义的量

子通信,那个广义的量子通信是发论文用的。所以大家一定要分清楚。公平地说,想出

这个量子通信名字的人绝对是营销天才啊。现在量子通信在股市上炒的很热啊。咱们抛

开营销不谈,似乎这个狭义量子通信叫成基于量子纠缠态的密钥分发机制比较合适。当

然,反过来这个狭义的量子通信系统又给研究量子理论的物理学家们提供了一个实验平

台,所以国际友人纷纷竖起了大拇指夸我们仗义啊。

这个纠缠态的卖点是什么?不说带有科幻色彩的teleportation,最大的特点是安全。

前面说过了,不管你是干扰还是窃听,都在一定概率上会改变光子的偏振态,如果误码

过多,那么这个信道就不能用了,最快也得等明天了。当然,密钥的产生只是问题的一

部分,有密钥还得有加密的算法(cipher),cipher总还是经典的那些算法,这个和神

奇的纠缠光子无关。那么cipher是不是安全呢?那么下面就涉及密码学的最基本问题了

。你产生了一个密钥来加密要传的信息,这个密钥要和信息一样长才能保证绝对安全,

也就是所谓的一次一密。如果你密钥太短,那么就得重复使用,那么在获取足够样本的

情况下,总可以用统计方法来猜出明文,这个道理很简单吧?所以这个问题的本质是你

产生的密钥的长度相比你要加密的明文是不是足够长。那么你每天几分钟的量子通信产

生的密钥和你要加密的明文长度比是不是足够呢?again,我们要找到合适的应用。好

在,假设习主席要下达攻击命令,估计就一个“go”,这个密钥长度应该足够了。当然

,理论很美好,现实还是有些困难。安全是个系统问题。假设没有人的因素(据说大多

数的泄密都是人的因素),还要保证密钥始终是保密的。比如说你今天产生了密钥,你

存到电子设备里,那么量子纠缠态的不可窃听性就没有了。所以原理上,一定是端到端

的安全,也不能说从某天文观测站获取密钥,然后再用传统信道发到中南海习总床头。

爱耍流氓的你可能又会问了,你的密钥总得变成电子然后才能用加密算法加密明文吧?

就知道你会这么问,这个就得用到另一个大杀器了:量子计算机。同学们,通信离不开

计算,安全就不能在系统里存在一个weakest link。量子计算机可算是一个大热点了

,尤其近来,发展极为迅速。大家知道最经典的加密算法RSA,就是基于没有已知的能

在多项式复杂度下把一个大数分解为质因数乘积的算法的基础上的。什么是大数呢?现

在比较安全的应用要求实用2048bits的密钥。过些年会增加到3000多位。你可能会问,

为啥不再长呢?这个是现实的妥协,RSA要产生公钥和密钥也不那么容易,要产生大质

数,也挺费时间的。如果你有Linux环境的话,可以试一下,openssl genrsa -out

private.pem 2048, 这个会产生一个2048位的密钥。随时都可以试,不需要等卫星飞

过头顶啊。那么分解一个大数为两个质数乘积有多困难呢?2009年RSA挑战,科学家用

了几百台计算机和两年的时间来分解一个768位的数字。768位和2048位差的多远?因为

没有多项式算法存在,这个是2^768和2^2048的区别。这话说远了。大家都知道在量子

计算机下有一个经典的Shor算法是可以在多项式复杂度下解决大数分解问题的。几年前

,人们已经成功地用量子计算机解出来15=3X5,最近听说又取得了突飞猛进的进展,不

管3721地解出了21=3X7。我们的量子通信专家充分地意识到了问题的严重性,整个RSA

算法要完蛋了,不搞量子通信行吗?

当然密码专家也没闲着,just to be fair。现有的密码系统分两类,一类是以RSA为代

表的非对称加密,分公钥和私钥,一个用来加密一个用来解密;一类是对称加密,也就

是加解密用同样的密钥。遗憾的是现有的非对称加密都是基于类似于大数分解这样问题

的。这一类问题是有量子计算机的多项式解法的。大家要注意,Shor算法不仅是多项式

复杂度,而且相当简单。算法复杂度上我们称之为BQP (bounded error quantum

polynomial time), 记住量子计算是基于概率的。现在一些专家也在搞不基于这些BQP

问题的加密算法。另外,大家也普遍认为对称加密比较安全,量子计算机现在没有太有

效的办法来破解。量子计算也是对称加解密的,但是解决了通信双方的密钥共享问题。

狭义地讲,这个就是量子通信的全部现实意义,利用量子纠缠态产生理论上安全的,为

收发双方共享的密钥。实现了84年的2B论文。产生了密钥以后,就和经典的加解密没啥

区别了,黑客该怎么攻击还怎么攻击。

好了,说到这,这个科普就结束了。文中有错误,都是笔者的责任。和我国的量子通信

专家无关。当然,看好题目,本人拒绝为本文产生的任何后果负责。本人才疏学浅,自

娱娱人而已。祝我国量子通信专家继续辉煌,量子通信板块大涨长红。致敬!

家园 杨振宁终于发话了:中国今天不宜建造超大对撞机

老杨左右开弓,狂打老姚和高能所的脸,顺带着还打了支持BEPC的小平和正道的脸

读他的意思,和王孟源类似,药性疼还说老杨不会反对,自己打嘴。

相信任何一个理论学家都希望看到自己的理论被验证。但是人家老杨就能把人民的利益

放在第一位。

看看老杨,再看看一公,春雨。真是高下立判云泥之别。

杨振宁:中国今天不宜建造超大对撞机 | 独家

2016-09-04 杨振宁 知识分子

?杨振宁教授近照,所持之书为2008年版《曙光集》。来源:杨振宁教授

编者按:

2012年至今,中国科学界,特别是物理学界,激烈争议一个百亿甚至可能上千

亿人民币的大型项目。超级对撞机项目由中国科学院高能物理研究所提出,科学家代表

为高能所所长、中国科学院院士王贻芳研究员。支持和反对这一项目的意见都有。支持

方包括著名数学家、菲尔茨奖获得者、哈佛大学教授丘成桐以及超弦理论权威、菲尔茨

奖得主威滕(Edward Witten)等。

原本在物理学界内部的争论,最近因为丘成桐和威滕等在中国的活动引发中国

媒体报道,导致支持方的意见传播较为广泛。

近日,丘成桐教授在微信公号“老顾谈几何”再度发表意见,其中涉及著名物

理学家、1957年第一位华人诺贝尔奖得主、今年94岁的杨振宁教授。

杨振宁先生因此授权《知识分子》公布他的意见。

为了便于大家了解事情的起因,《知识分子》在杨先生的文章之后附上相关文

章:丘成桐先生8月29日的意见原文,被丘先生所批评的王孟源博士的文章(点击文末

“阅读原文”查看),以及8月7日丘成桐先生对新华社记者的谈话。

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中国今天不宜建造超大对撞机

杨振宁

8月29日微信公众号《老顾谈几何》中有一篇文章,题目是《丘成桐:关于中国建设高

能对撞机的几点意见并回答媒体的问题》,讲到他(丘)赞成中国建造超大对撞机,而

我(杨)反对,他难相信。其中一段如下:

这些实验背后的基础理论都用到杨先生的学说。每一次突破后,我们对杨先生的学问更

加佩服!所以说杨先生反对高能物理需要有更进一步的发展,使人费解!

丘教授的理解有误!我绝不反对高能物理继续发展。我反对的是中国今天开始建造超大

对撞机,原因如下:

(一)建造大对撞机美国有痛苦的经验: 1989 年美国开始建造当时世界最大对撞机,

预算开始预估为30亿美元,后来数次增加,达到80亿美元,引起众多反对声音,以致

1992 年国会痛苦地终止了此计划,白费了约30亿美元。这项经验使大家普遍认为造大

对撞机是进无底洞。

目前世界最大对撞机是CERN 的LHC。2012 年6000 位物理学家用此对撞机发现了Higgs

粒子,是粒子物理学的大贡献,验证了“标准模型”。LHC 的建造前后用了许多年,建

造费加上探测器费等等加起来一共不少于100亿美元。高能所建议的超大对撞机预算不

可能少于200亿美元。

(二)高能所倡议在中国建造超大对撞机,费用由许多国家分摊。可是其中中国的份额

必极可观。今天全世界都惊叹中国GDP已跃居世界第二。可是中国仍然只是一个发展中

国家,人均GDP还少于巴西,墨西哥或马来西亚,还有数亿农民与农民工,还有急待解

决的环保问题,教育问题,医药健康问题,等等。建造超大对撞机,费用奇大,对解决

这些燃眉问题不利,我认为目前不宜考虑。

(三)建造超大对撞机必将大大挤压其他基础科学的经费,包括生命科学,凝聚态物理

,天文物理,等等。

(四)为什么有不少高能物理学家积极赞成建造超大对撞机呢?原因如下:

A.高能物理学是二战后的一个新兴领域,此领域七十年来有了辉煌的成就,验证了“标

准模型”,使人类对物质世界中三种基本力量有了深入了解。可是还有两项大问题没有

解决:

甲)对剩下的第四种基本力量,引力,的深入了解还有基本困难。

乙) 还没有能了解如何统一力量与质量。希望解决此二问题当然是所有物理学家的愿望。

B.有些高能物理学家希望用超大对撞机发现“超对称粒子”,从而为人类指出解决此二

问题的方向。

但是找超对称粒子已经有很多年了,完全落空。今天希望用超大对撞机来找到超对称粒

子,只是一部份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。

(五)七十年来高能物理的大成就对人类生活有没有实在好处呢?没有。假如高能所建

议的超大对撞机能实现,而且真能成功地将高能物理学更推进一大步,对人类生活有没

有实在好处呢?我认为短中期内不会有,三十年,五十年内不会有。而且我知道绝大多

数物理学家都同意我的这个说法。

(六)中国建立高能所到今天已有三十多年。如何评价这三十多年的成就?今天世界重

要高能物理学家中,中国占有率不到百分之一、二。建造超大对撞机,其设计,以及建

成后的运转与分析,必将由90%的非中国人来主导。如果能得到诺贝尔奖,获奖者会是

中国人吗?

(七)不建超大对撞机,高能物理就完全没有前途了吗?不然。我认为至少有两个方向

值得探索:A. 寻找新加速器原理。B.寻找美妙的几何结构,如弦理论所研究的。这两

方面的研究都不那么费钱,符合当今世界经济发展的总趋势。

家园 中国启动“天琴”探测引力波 20年总投资约150亿

感觉是 ***人傻钱多,大家都来骗啊。

中国科学院这几年一直奋斗在科技“钱”沿~~~ ,在**任期内尽可能地多骗钱。

然后等****下台、新领导上台清算***时,这些计划又会变成科学院控诉***的证据。

中山大学那个真是属于空手套白狼,尼玛高能所好歹还有很多大科学工程成功运营的经验,中山大学啥基础没有上来就要150亿真是跪了

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文章来源:北京日报 网络编辑:刘照辉

发布时间:2016-02-15

【导语】据新华社广州电记者14日从中山大学获悉,该校正牵头国内引力波研究,计划

用20年时间,完成总投资约为150亿元的“天琴计划” 。目前,中山大学珠海校区正在

建设引力波研究所需的地面基础设施。

  据新华社广州电 记者14日从中山大学获悉,该校正牵头国内引力波研究,计划用

20年时间,完成总投资约为150亿元的“天琴计划”。目前,中山大学珠海校区正在建

设引力波研究所需的地面基础设施。已经启动山洞超静实验室和激光测距地面台站基础

设施建设,部分技术研究已有具体进展。

  据了解,引力波是加速中的质量在时空中所产生的波动,也被比喻为时空的“涟漪

”。爱因斯坦的广义相对论认为,任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影

响,其作用的形式就是引力波。

  引力波探测是世界科学界公认的,难度最大的尖端科技之一,也是一项意义重大的

物理学基础研究。一旦探测成功,将成为人类认知史上具有里程碑意义的科学发现。

  此前,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)负责人宣布,科学家首次直接探测到引

力波。这距离1916年爱因斯坦预言引力波存在刚好一百年。

  据介绍,中山大学“天琴计划”是以引力波研究为中心,开展空间引力波探测计划

任务的预先研究,制定中国空间引力波探测计划的实施方案和路线图,并开展关键技术

研究。主要分为四个阶段实施:第一阶段,完成月球/卫星激光测距系统、大型激光陀

螺仪等“天琴计划”地面辅助设施;第二阶段,完成无拖曳控制、星载激光干涉仪等关

键技术验证,以及空间等效原理实验检验;第三阶段,完成高精度惯性传感、星间激光

测距等关键技术验证,以及全球重力场测量;第四阶段,完成所有空间引力波探测所需

的关键技术,发射三颗地球高轨卫星进行引力波探测。

  据了解,中山大学“天琴计划”将需要100人左右的教师团队,四五百人的研究、

工程技术人员以及博士后。为此,中山大学已发布招聘启事,面向全球招募人才。

  新闻背后

家园 z't王孟源:答邱成桐教授

过去这个月,我原本有好几个话题要谈,包括中英关系、LHC的实验结果和CIA最新的幕

后运作,因为手臂受伤,就暂时搁置。没想到有媒体拿我的文章去质问丘成桐教授,现

在有好事的读者和媒体牵线,要我答复。我被逼上梁山,只好忍着手臂痛楚,慢慢打出

这篇文章。

丘教授的评论是这样开头的:王孟源在高能物理界籍籍无名,我是哈佛数学教授,我同

伙的超弦大佬们比他论文发得多的太多了。

大家还记得我写过的《美国式的恐龙法官(三)》那篇文章吗?如果有媒体拿它去质问

Steven Cohen,他也可以说王孟源在对冲基金界籍籍无名,我是康州第一富豪,我赚的

钱比他多的太多了。我举这个例子,是为了说明这种对我人身攻击的莫名其妙,让人啼

笑皆非。我曾经多次提起理亏的人会用狡辩术,最常见的就是人身攻击,这是Strawman

Fallacy的一种特例,借着把话题转移到对方的专业能力,来避免谈真正的问题核心。

那这里的真正问题核心是什么呢?绝对不是我王孟源是否天下第一的物理奇才,因为我

并不是质疑超弦界的智商,而是他们的诚信。我对他们的批评并不是说他们笨,而是物

理现实在可探测的能阶上是一片空白的背景下,他们宁可无中生有,创造出几十万篇无

病呻吟的论文,三十多年来做了成千上万个预测,毫无例外地被实验打脸。而事后必然

回头修改历史,以致到现在,超弦已经被改成可以从逻辑上证明完全没有预测能力,也

就是典型的不能被证伪的伪科学(参见我的文章《什么是科学?》)。同样的,我对

Steven Cohen的批评也不是说他笨,而是在法律现实不容许轻易赚钱的背景下,他宁可

犯法大赚黑钱。如果他拿黑钱赚得极多(从而可以买下法庭,重新定义什么是合法的)

来回击我,就如同丘教授拿他的超弦同伙的伪科学论文出得极多(从而可以独霸高能物

理界,重新定义什么是科学)来反击我一样,是颠倒黑白的说法。

丘教授提起我在哈佛的导师,那么我就提供一些相关的细节吧。我进哈佛的时候,正是

超弦完全席卷高能物理界的前夕,哈佛物理系是传统科学的最后据点之一,当时的三个

大佬:Glashow,Coleman,和系主任Georgi都不相信超对称(原因我以前解释过:拿一

个有几百个自由度的理论来解释只有二十几个自由度的标准模型,那是毫无科学意义的

),所以自然也不接受延伸自超对称,而自由度几乎无限的超弦。我在找导师的时候,

原本是希望跟Glashow(主要是性格使然,他是个老顽童、直肠子,一切实话直说;对

高能物理不熟的读者,我提一下,Glashow和我后来做Postdoc时的老板Weinberg就是70

年代创立标准模型的伙伴,不过Weinberg的个性就完全不同),但是他拿诺贝尔奖之后

,不再收学生了。刚好他的关门弟子做完Postdoc回哈佛当助理教授,我就主动请他当

导师。当然整个系的所有学生都想方设法找有名有势的导师,像我这样自愿跟助理教授

的,的确是绝无仅有。所以丘教授指责我出身无名,在下欣然承受。

我借着导师的关系,得以受Glashow的教诲,那时就坚定了决心,即使牺牲职业前途,

也不屈从于超弦邪教。但是物理现实在高于标准模型的能阶上是空白,如果不参加超弦

界的集体胡扯就出不了论文,而论文的数量不但决定学生是否有出路,也决定了大牌教

授是否有话语权。哈佛物理系在承受了几年的压力之后,不得不开始雇用超弦界的新星

;Glashow,Coleman,和Georgi都即将退居二线。在当时的大环境下,成名教授有三个

选项:第一个是加入超弦界,例如Weinberg;第二个是坚持科学理念,不碰超弦和超对

称,但是正因为他们有科学家的修养,在自己有100%的专业把握之前不做断论,既然不

做这方面,也就不是专家,那么就不公开评论它,例如杨振宁和Coleman(丘教授既然

崇拜杨振宁,是否可以考虑学习他在这方面的修养呢?);第三个,是虽然知道自己不

是超弦和超对称的专家,但是从科学的基本原则就可以确定它们是伪科学,必须全力打

伐,肯这样出头试图力挽狂澜的例子很少,最有名的就是Glashow。

其实大多数的成名物理学家在1980年代选择了第二条路,一直到2000年,高能物理界在

Copenhagen开会,大家决定打赌LHC是否会发现超对称粒子,结果还是16:7,有近七成

的人赌不会!(这个赌注在上周被判赔了,但是赌输的Arkani-Hamed居然有脸说“令人

吃惊的是我们考虑了这些事情30年,却没有做出一项正确的预测让人能看到。”其实是

大家早就知道他们在骗人,只是他们死也要抵赖到底)但是这些人平常是沉默的多数,

在论文数量至上的标准下,早已被排挤到二三线。Glashow更是被迫离开哈佛,转到波

士顿大学教书,像我这样不识相的后进,自然是成百成千地被清洗出高能物理界。不过

那和丘教授批评的出身没有关系:超弦界赶走成名大佬的时候,可完全是不在乎他们的

出身的,所用的唯一借口就是他们出不了那么多论文。

丘教授的文章除了嘲笑我的出身和论文数量,并且强调杨振宁没有公开批评超对称之外

,在有关是否该建秦皇岛对撞机这事上,仍然只是避重就轻地去提历史上对撞机对高能

物理的贡献,以及基础科学的重要性。可是这里的问题重点正是如何保护并发展中国的

基础科学。以中国GDP的1%来建秦皇岛对撞机,不但必然会影响真科学的资金来源,更

糟糕得多的是会吸收至少几万名年轻的学霸进入伪科学界,中国或许不在乎浪费1000多

亿美元来为超弦邪教建个神坛(有读者把秦皇岛对撞机和郑国渠相比,真正是颠倒是非

;郑国渠明显是有益国计民生的,秦皇岛对撞机则刚好相反),但是人才脑力却是21世

纪经济的最重要资源,几万名绝对顶尖的学生就这样被糟蹋了,中国能承担得起吗?

至于对撞机在历史上的发现,我必须强调秦皇岛对撞机并不是第一个设计来找超对称粒

子的对撞机,连第二个都不是。1995年之后的Tevatron升级和2000年代的LHC都有寻找

超对称粒子的这个主要任务。Tevatron升级我是绝对支持的,它的费用很低,而且可以

为超对称盖棺论定。后来找不到,丘教授和他的超弦伙伴耍赖,硬要再建贵超过10倍的

LHC,我就觉得应该仔细斟酌单为Higgs花那么多钱是否合适了。现在LHC也找不到,超

对称不但死透,尸体都烂光了,丘教授居然还要为了把超对称造成神,再建更贵10倍的

秦皇岛对撞机,而且还有脸说是为中国着想,我真不知道这逻辑是天外何处飞来的。如

果把人才脑力的浪费也算进去,长期的损失应该在10倍以上,那么为了一个伪科学计划

,值得吗?

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