中国建大加速器对我们有什么实际的好处呢?第一阶段300亿人民币的投入(2022年起,每年30亿),至少使我们可以在以下技术方面实现国产化,并领先国际:
a)高性能超导高频腔(应用于几乎所有的加速器)
b)高效率、大功率微波功率源(也可应用于雷达、广播、通讯、加速器等)
c)大型低温制冷机(也可应用于科研设施、火箭发动机、医疗设备等)
d)高速、抗辐照硅探测器、电子线路与芯片等。
同时我们还可以在精密机械、微波、真空、自动控制、数据获取与处理,计算机与网络通讯等技术方面领先国际,可以培养上千名顶尖的物理学家和工程师,引进上千名国际顶尖的科学家和工程师,形成一个国际化的科学中心。如果有第二阶段,2040年起每年70亿人民币的投入,可以带动高温超导材料、超导磁体等应用技术的实用化,并国际领先。这个产业的规模大概远远超过700亿人民币。除此之外,也许还有出人意料的新发现、新技术。至于高能物理科学发现的直接应用,目前我们无法预料,但这已经不重要了。对物质结构和基本粒子的研究,其重要性怎么强调都不为过。中国人可以嘲笑古希腊人及后来的欧洲人研究原子、天体运行规律、量子力学、希格斯粒子没有用,但最后吃苦头的还是自己。
(六)杨先生反对的第六点理由是高能所三十年来的成就不高,超大对撞机90%的工作将由非中国人来主导,诺贝尔奖也不会是中国人。
高能所从建立到现在已有四十多年,其发展主要还是最近三十多年,从建立北京正负电子对撞机开始。国家对高能所在高能物理研究方面(高能所还有天体物理、多学科及应用研究)的投入,除人员建筑、实验室及设备、研究经费之外,主要科学设施是北京正负电子对撞机(2.4亿元,1984年),北京正负电子对撞机重大改造工程(6.4亿,2004年),和大亚湾中微子实验(1.7亿,2007年)等,一共约10亿元人民币(当然1984年的2.4亿还是很多的)。与国内其它领域相比,比如杨先生提到的生物、凝聚态、天文物理等,无论是总数还是人均,都绝对不算多。这些投入取得的成果、各种国内外奖励,这里不一一列举,与国内其它领域相比,绝对不少。这点投资,与国际上比,差好几个数量级;但取得的成果,还是可以跟他们比肩的,至少我们现在是国际高能物理领域四大实验室之一(CERN,Fermi,KEK,IHEP)。
我们中国的科学家2012年在国际上独立地首次提出CEPC-SPPC的设想,得到国际上的积极响应与支持。随后我们开展了初步概念设计,虽然有国际参与(特别是从开展国际合作考虑),但主要是以我们为主完成了《初步概念设计报告》[1]。所以将来超大对撞机70%的工作将由中国人来主导完成,至少会与我们的出资比例一致。杨先生要是还没有信心,可以去问问国际上主要的国家实验室主任们。
事实上,高能所有三十多年正负电子对撞机的经验,提出CEPC是经过深思熟虑的。高能所参加过80年代北京正负电子对撞机设计与建设的专家都说,当年的困难比起今天的CEPC,只大不小。相信我们不会一代不如一代,有信心、能力和勇气独立完成CEPC。当然从国际合作考虑,还是需要放手一些工作内容。
至于未来第二阶段质子加速器的工作,我们目前确实经验不足,需要努力。但我们还有二十多年,可以实现“完成工作与出资比例相当”这个最低目标。以我们过去三十多年进步的记录来看,这个目标是可以完成的。
至于中国人得诺贝尔奖,我觉得无法预料,也不是国家对基础科学投入的目的,更不是我们个人从事科学研究的目的。我们追求的是对自然界的理解和掌握。CERN发现了希格斯粒子,爱丁堡的希格斯拿到了诺贝尔奖。我们希望中国有一个CERN这样的研究机构、研究成果和技术能力,至于有没有爱丁堡这样的机构和希格斯这样的人去得诺贝尔奖,并不重要。