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如今我国科技发展迅速,但在科技方面的发展距离一些发达国家还是有一定距离的,其中高能物理领域作为物理学中的一个金字塔。
我国一直都在试图突破去高能物理学,而在高能物理领域最受关注的科研设备就是大型强子对撞机,目前世界上最大的对撞机位于欧洲日内瓦和附近,在地下100米深处17公里的隧道内,是人类研究高能物理的重要工具。
大型对撞机。在科幻作品中,对撞机也是经常出现的,一般都是穿梭时空的存在,但是在现实生活中,对撞机主要是通过粒子的碰撞来研究粒子并发现新粒子。而大型对撞机的原理是利用两束高能粒子去轰击静止的粒子,然后在磁场约束下发生对撞的高能物理的一种实验设备。
在一般的加速器中,如果只有一束粒子在运动,那么被轰击的那个就是静止的,但如果轰击之后粒子仍然具有很大的动能,那么只有少量的加速能量用于相互作用。
而大型对撞机就需要从其他加速器里面注入粒子,然后在环形真空室不断回旋运动,通过高能粒子不断变化的电压和磁场来进行加速,从而获得粒子很高的能量以及粒子密度的对撞信息。
杨振宁,最伟大的物理学家之一,他是继爱因斯坦后为人类做出卓越贡献的一位科学家,也是高能物理界的一个代表,但他却公开反对建造大型强子对撞机。
杨振宁为什么反对建造大型对撞机?大型粒子对撞机可以说是一个非常高尖端的科学设备,在全世界范围内,很少有国家能建造得出来。而杨振宁之所以反对是出于以下几个原因:
第一:建造的成本非常大,回报低,保守估计,建立这样一个设备大概要4000亿的资金,在杨振宁看来,该项目所需的费用过于庞大,而且在短期内很难赶上那些发达国家现有水平。
比如日本曾建造过粒子对撞机,耗资1亿美元,但却没能取得什么成果,而且他还认为美国发展的核心原因是与时俱进的计算机技术,于是他就觉得需应该将有限预算应用到计算机等学科的人才培养中。
第二:科学技术难度大,时机不到,目前像大型对撞机这样的高端设备就算是在欧美国家建造也是非常谨慎的,而且还得加上多个国家一起进行研发,虽然中国现在处于一个高速发展时期,国力也已经排名世界前列,但建立大型粒子对撞机的时机还未到。
第三:大型对撞机带来的经济价值不大,粒子物理学是一门非常基础的科学,关于它的深入研究是需要粒子对撞机,但事实上对这门基础科学的研究并不会产生多少可利用的价值,简单来说几乎是不会产生什么经济价值,而它的主要价值也就是用来研究粒子的。
自八十年代后,关于大型对撞机的话题始终受到人们的关注,比如欧洲建设的LHC就成功发现了标准模型中剩余的?希格斯玻色子?。
但多年之后,杨振宁还是持反对意见,他认为大型对撞机已经无法提供更为突出的发现,也难以给中国带来实际的帮助。
而新一代的科学家,丁肇中的得意门生王贻芳就提出要建大型对撞机,他认为一个国家的发展要从长远考虑,尤其是我们这样的一个大国,要想不落后,就要获得主动权。
王贻芳也提出了一系列规划:第一阶段大概是在2020到2030年,这是正负电子对撞机建设的阶段,其中工程造价大约为400亿人民币,还不包括土地等问题。
第二阶段大概为2040到2050年,这是四分之三质子对撞机阶段,其工程造价大约为1000亿人民币。
建设大型对撞机的意义:首先大型对撞机可以丰富人类对宇宙的了解,探索宇宙中的一些未解之谜,如暗物质、暗暗能量等等,尤其是英国物理学家彼得希格斯所提出的"希格斯波色子"这种粒子。
其次大型对撞机可以使人类的科学技术向前迈进一大步,是打破国外技术封锁的关键,而且还能提高我们的科学水平,打破国外的封锁,走在科技的最前沿。
虽然全世界并没有多少国家能够负担的起,但坚持要我们自己的大型对撞机,开创属于我们自己的科技成果,也是为了证明中国的实力,所以并不是不建,而是时机未到。
相信未来经过我们中国不断的努力和发展,我们可以用实力去证明,中国一个不惧艰难,不惧险阻,聪明智慧,勤劳勇敢的国家。
提起大型强子对撞机,大家想起的可能是撞出黑洞,有人想起的可能是希格斯玻色子。对撞机撞出黑洞是来自于人们对黑洞这种奇异天体的恐慌,而撞出希格斯玻色子则是欧洲大型强子对撞机(LHC)最辉煌的实验成就。
大型强子对撞机有什么用?大型强子对撞机是一种大型的实验仪器,通过超强的电磁场在较大的环形轨道里加速带电粒子,把带电粒子加速到接近光速的高能状态下进行对撞实验,用以验证微观力学的理论预言。它的轨道周长直接决定了其所能加速粒子的能量上限,一旦理论预期发现新粒子所需的能级超过现有对撞机的能量上限,这个对撞机的历史使命就算是终结了。
为何我国要建大型强子对撞机?随着希格斯玻色子的发现,27公里长的欧洲大型强子对撞机的历史使命也算完成,由于轨道周长的限制,它的对撞能级下已经难有重大发现,因此,世界高能物理学界和超弦理论学界期待新一代更强大的对撞机出现,以验证他们的理论,目前计划建造的对撞机轨道周长都是百万公里级的。但建造大型强子对撞机的投入异常巨大,一般的国家都负担不起,作为超级大国的美国已经指望不上了,因为在上世纪美国才因不断追加的超额投入停掉过一个大型对撞机项目。而欧盟那边虽然已经规划建造,但是欧盟的执行力是有目共睹的,从全球卫星定位系统项目就可见一斑……因此各国科学家就把目光投向了GDP全球第二的我国。
于是,以超弦理论界为首高能物理界为辅的全球科学家一致建议我国建造大型强子对撞机,以验证超弦理论的基础超对称理论。
反对者出现当建造的声音来势汹汹,且都是是国际上极具威望的人物,这时一个人站了出来,站在了他们的对立面,他就是物理学界的泰斗我国科学家杨振宁。他坚决反对我国在现阶段斥巨资建造大型对撞机,他给出了7条理由。我总结了一下他的中心思想是:高能物理能做的事已经不多,难有重大发现;超对称理论是空中楼阁,期望找到超对称粒子很可能竹篮打水一场空;这大型项目的投入将极大地压缩其它领域的科研经费,这将限制了其它领域的发展。
实际上反对建造对撞机的科学家一定不在少数,但由于种种原因,鲜有科学家敢站出来公开叫板高能物理界和超弦界,只有杨振宁坚定地站了出来,凭一己之力对抗整个高能物理界。
孰对孰错?科研经费该去往何方?“文明不断增长和扩张,但宇宙中的物质总量保持不变。”
这是《三体》里叶文洁提出的第二条公理,罗辑据此发现了黑暗森林法则。今天,我要把这条公理改一改:“科研项目众多,但我国科研经费总量不变。”这正是杨振宁反对建造对撞机的一个重要原因。如果把巨大的经费都投入到一个可能一事无成的项目,这不单是对科研经费的巨大浪费,还同时造成了其它项目因缺乏经费而停顿。作为一个发展中国家,我国应该把经费更多投入到那些有产出的领域。杨振宁指出,高能物理的成就在未来3、50年内,对我们的生活都不会产生什么积极的影响。
美国是怎么做的?杨振宁的其中一个论据就是上世纪美国把大型强子对撞机项目停掉了。这是由于不断增加的预算,一开始申请44亿美元的预算,建造未过半,预算已经将近翻了一番,达到80亿美元,最终在项目进行的第三任总统克林顿废止了该项目,随即投入200亿美元到国际空间站项目中。很显然,美国不差钱,但他们认为国际空间站更值得花。
我国该怎么做?我国计划建造的大型强子对撞机首期正负电子对撞机的投入预算为360亿元,第二期的质子对撞机的投入将高达千亿。这还是仅仅初步计划的基础投入,纵使不超支,对撞机建成后的运行投入也依然是个巨大的坑,且不说维护成本,单就耗电量就是个巨坑,目前的欧洲大型强子对撞机的耗电量是200兆瓦,即20万千瓦。这相当于一个大型水电站的发电量……按照1元/度电的电费算,运行一个小时的电费就高达20万,而中国计划建造的对撞机周长是它的4倍……
我国需要科研经费的项目太多了,航天、量子信息、芯片等等,这些都是直接与国防和经济挂钩的科研项目,是否更值得作为发展中国家的我们去投入呢?美国选择了把大型强子对撞机的经费投到了航天领域,我们呢?
航天技术与国防技术是相通的,量子信息技术在信息安全方面意义重大,芯片更加不用说,近年网上已经有足够的信息让我们知道它的重要性,至于其它领域就不一一列举。
你赞成我国建造对撞机吗?从网上科学兴趣群里了解到,绝大多数非高能物理专业的科学爱好者都是支持杨振宁的,那么你认为我国该建不该建?
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