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惊心动魄!97岁杨振宁的最后一战(上篇)

创业投资最前线  · 公众号  · 科技创业  · 2019-12-12 22:00

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作者:醋醋

来源:醋话集(ID:cuhuaji),本文系授权转载。


The party is over。


杨振宁张开左手向上抬起微微摇了摇,加重语气补充翻译:


什么意思? 盛宴已过。


虽然97岁高龄,杨振宁也只需一根拐杖就能走路,他坐在沙发上,拐杖斜放在腿边。


台下,坐满了年轻大学生,一位男生站起来发问,脸上挂着愤懑、委屈与不解。


这是2019年4月29日,在北京雁栖湖畔中国科学院大学(国科大)新礼堂发生的一幕。


男生读研一,来自中国科学院高能物理研究所,未来即将从事CEPC(环形正负电子对撞机)的预研工作。



4年前,针对CEPC该不该建,杨振宁与男生老师,高能物理研究所所长王贻芳之间爆发了一场大战。


从事高能物理研究的人,都指望这个项目上马,不然他们在剩下的岁月中将无事可干。


前一阵子,任正非呼吁,要加强基础教育,砸钱砸不出来科学家。令人啼笑皆非的是,当代最基础的理论物理,恰恰把希望寄托在砸钱上面。


作为一个超级费钱的项目,CEPC环形周长100公里,保守估计就得400亿。第二期SppC(环形强子对撞机)耗资更是超千亿。


北京五环路全长98.58公里,这意味着,隧道可将整个北京主城区包在其中。


醋醋的朋友房师说,宇宙第一房企碧桂园,做梦都不敢奢望拿下这么大一块土地。


CEPC-SppC,这简直就是物理学的三峡工程,高能所只是冲在前台的马前卒,背后强力推手,是国际超弦界。


从2014年开始,国际超弦界就组团来中国游说超级对撞机项目,不幸的是,2016年他们遭到杨振宁的强势阻击,当年发改委十三五项目审批,CEPC只差一票未能通过。


这位高能所研一男生,从室友那听到小道消息,现在杨振宁不反对建CEPC了,于是怀着激动的心情,抢到了一张杨振宁的国科大讲座门票,想当面求证一下。


杨振宁第一句话就是我的看法没有变,迎头泼了他一盆凉水。


他不仅一如既往反对建超大对撞机,还劝这位男生尽早转行,高能物理盛宴已过。


人的一生呐,不能只看个人的奋斗,有时候也要看一看历史的进程。


不仅高能物理的盛宴已过,当代物理学的前沿,也是一片无际的黑暗。


相对论与量子力学有多辉煌,当代物理学就有多黯淡。

2017年的引力波,2019年的黑洞照片喧嚣一时,那也只是验证了100年前的爱因斯坦广义相对论。


2018年霍金去世,引发社会纪念热潮,但在大多数人的印象中,霍金身残志坚,是科普畅销书籍《时间简史》的作者。


霍金的科学最高成就黑洞辐射理论,知道的人并不多。杨振宁科学成就比霍金更高,但人们热衷他的晚年生活。


人们一提到牛顿就会想到万有引力,提到爱因斯坦就会想到相对论。


人们关心霍金、杨振宁的生活而不是科学,不能怪大众猎奇,当年牛顿与爱因斯坦的那些事儿更生猛。


只能说,当代物理理论不如前辈,普通人不懂相对论,总知道原子弹,不懂量子力学,电脑互联网总玩过吧。


当代物理又发现创造了什么?


这是杨振宁的最后一战,他拯救不了当代物理,而是遏制危机爆发后的疯狂。


1


11月3日,第7届腾迅WE大会现场,布赖恩·格林(Brian Greene)在台上拨动“宇宙的琴弦”。


作为世界最负盛名的超弦传教士,格林是多本科普畅销书的作者:《宇宙的琴弦》,《宇宙的结构》,《隐藏的现实》……孜孜不倦从事超弦理论的公众普及。


面向台下听众,格林再次舌绽莲花,讲解超弦理论及其衍生品多重宇宙。


随后,王贻芳上台,从中微子实验讲到超大对撞机。


国际超弦界与中国高能所,还在坚持不懈。


自2014年造势,于2016年十三五规划遇挫后,他们期望在十四五规划上通过项目。


2021-2025年是十四五规划,CEPC-SppC造势,要提前两年开始,2019年很关键。
纵观全世界的对撞机,LHC已是强弩之末,不会有新的发现了,别的对撞机能级太小,更加指望不上,全世界物理学家唯一的希望,都押在中国的CEPC-SppC的身上。


这是人类世界中最靠近窗户的一群人,看窗外,漫漫长夜。


禁闭在一间密室的人,找遍钥匙无果,就会竭斯底里用力撞门,哪怕那么一丝可能。


不甘、愤懑、呐喊、无奈、绝望……这是物理学家的痛苦,普通人根本就感受不到这间密室。


事实上,就算CEPC-SppC顺利获批,要全部建成,也得2040年以后了,他们中的大多数人,都看不到那一天,不过是留一个念想。


2016年,霍金艰难地打出226个字力挺对撞机。2018年,霍金阖然长逝。


想到这里,醋醋也不禁黯然神伤。


王贻芳坦诚,推动我国建设CEPC,是他在现在的科学岗位上的最后一桩心愿。

如果我没有提,是没尽到责任。


支撑王贻芳的情怀,全世界物理学家的希望,首期360亿二期超千亿的天量资金,仅仅只有两个字——


幸运。


CEPC唯一确定的科学目标,就是精确测量希格斯粒子,即所谓的上帝粒子,如果不能保证超越现有物理框架标准模型,那就跟测量牛顿引力常数的意义差不多,但是谁又能保证呢?


公认可以突破标准模型的实验,一是邻近核反应堆的中微子振荡,王贻芳在大亚湾核电站做出了突破性贡献;二是远离核反应堆产生的中微子,有条件进行太阳中微子、地球中微子极低本底测量;建成世界最深的实验室 ——四川锦屏山暗物质实验室 ,是为了降低宇宙射线干扰以利于探测暗物质

远离核反应堆产生的中微子,有条件进行太阳中微子、地球中微子极低本底测量; 建成世界最深的实验室,是为了降低宇宙射线干扰以利于探测暗物质。


精确测量希格斯粒子突破标准模型,希格斯本人还健在,奇怪的是,醋醋在任何公开报道中都没有看到他站出来发表一下期待。


王贻芳也只是说如果有所发现,就启动第二期工程SppC,把正负电子对撞换成质子对撞,这还是奔着物理界期待了40多年的超对称粒子而去。


预言该粒子的超对称理论,最有可能突破标准模型,也是另一个野心更大的万有终极理论候选者——超弦的超的来源。


在数学框架上,超弦有望统一量子力学与广义相对论,它认为世间万物都由一根振动的弦组成。


从最小的基本粒子,到最大的宇宙天体,无论是黑洞的本质,还是宇宙的起源,都要匍匐在超弦脚下。


但是为了满足数学自洽,人类付出的代价是颠覆我们的宇宙观。


在超弦的设定中,我们的宇宙其实是一个11维时空,我们只能感受到三维空间与一维时间,另外7个空间维度不见了,超弦给出的解释是被紧化了,空间就像一张膜,紧化就是将其卷起来了, 卷到了极小不能被看到的尺度。


一共有10^500种紧化方式,每一种都对应一个宇宙,我们的宇宙只是其中的一个,这就是多重宇宙的由来。


10^500这个数字有多大?想象一下1后面排500个0,什么亿啊兆啊都是毛毛雨,我们的宇宙原子总数也就10^80个,相比隐藏的宇宙数量,连九牛一毛都不如。


最近知名美剧《生活大爆炸》全剧终,回顾第4季20集中,格林亲自扮演自己,向主人公谢耳朵推销他的新书《隐藏的现实》。


有人认为谢耳朵的原型就是格林,其实恰恰相反,谢耳朵的原型是粒子物理学标准模型奠基人之一谢尔登·格拉肖(Sheldon Lee Glashow),超弦的铁杆反对者。


没有什么现实可以被隐藏,编剧显然参考了现实原型,尽管有格林的推销,谢耳朵后来还是放弃了超弦理论的研究。


格拉肖的高中同学,标准模型的另一位奠基人斯蒂芬·温伯格(Steven Weinberg),抵挡不住终极理论的诱惑,选择臣服超弦,成了白袍巫师萨鲁曼。


标准模型走在量子力学的最前沿,也是当今理论物理的最高成就,标准模型的后继者是超弦。

根据超弦的理论设定,要想撞出弦来统一四种力,需要环银河系长度的对撞机,科幻小说都不敢这么写。


温伯格选择“曲线救国”,致力于验证超弦的"超",也就是超对称理论,它能将物质与力统一起来。


爱因斯坦的相对论,把质量与能量统一起来,搞出了原子弹氢弹,物质与力统一了,那不晓得搞出什么吓人东西。


超对称理论预言的超对称粒子没有超弦那么变态,理论上在TeV(万亿电子伏特)的能区就能撞出来,LHC的最大能级是13TeV。


虽然这是地球人可以做到的,但必须建立巨型对撞机,需要成百上千亿的经费,LHC前前后后就花了100亿美元。超弦与高能物理联手,意味着玄奥的思想与庞大的利益结盟。


这是一个很妙的组合,超弦永远无法被证伪,但如果局部证实,就能够屹立不倒。这就跟宗教一样,上帝的仁慈永远触摸不到,但是教会能让人感受到实实在在的关爱,当然还有连绵千年的香火钱。


超弦与其说是一个学派,还不如说是一个教派。


这可不是醋醋说的,超弦界自己戏称扛把子爱德华·威滕(Edward Witten)为Pope,也就是教皇的意思。
2
1987年,温伯格主导美国SSC(超级超导对撞机)建设,希望撞出超对称粒子,验证超对称理论。


时值美苏争霸,美国力求在军事、科技等各方面碾压苏联,对登月、“星球大战”这样的鸡血项目来者不拒,SSC号称能帮助人类解决宇宙起源问题,完成物理终极理论的梦想,里根二话没说就批准了立项。


当年温伯格报出的预算不多,只有区区44亿美元。


转眼到了1993年,美国总统换了两茬,里根走了布什上,布什走了又来了克林顿。美国人搞工程费时还费钱,6年时间他们连安放对撞机的隧道都没挖好,就花了近20亿美元,而总体预算更是飙升到近百亿美元。


这个时候苏联已经解体,美国人独孤求败,社会上下对鸡血项目不是很感兴趣。克林顿作为平民总统,更加关注提振美国经济,天天盯着政府不让大手脚花钱的国会不干了,几轮听证会后硬是叫停了SSC。


美国超弦教一片哀嚎,所幸当时欧洲搞了个大型环形正负电子对撞机(LEP),隧道是现成的,只要把正负电子对撞机换成强子对撞机就好。


超弦教找到欧洲核子研究中心(CERN)时任总干事卢埃林·史密斯( Llewellyn Smith ),向他分析物理界天下大势,美国佬不干了,执牛耳者唯有欧洲。


双方一拍即合,1994年圣诞节前夕,CERN批准了欧洲大型强子对撞机LHC的立项。对于超弦教来说,就算LHC是世界上最大的机器,也只是个迷你版的SSC,其环形周长27公里,不到SSC的1/3,但有总比没好,而且根据理论推测,LHC的能级可以撞出超对称粒子,足以满足超弦教的需求。

格林很兴奋,在2004年出版的《宇宙的结构》,他断言LHC开机运行后能发现超对称粒子。


由于选错了焊接工艺,2008年9月LHC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7TeV运行,这一阶段维持到2013年。


即便如此,超对称理论的原始参数空间已经有99.9%被否定掉了。


2015年6月3日,LHC将能量提升到接近设计峰值的13TeV,仍未发现超对称粒子的迹象, 99.999%的超对称理论原始参数空间荡然无存。


超弦教只好改口,称预估的能级,是超对称理论与标准模型“自然结合”后的计算结果,没有撞出来超对称粒子,它们的结合方式可能并非“自然”,需要更大能级的对撞机才能发现超对称粒子。


尼马-阿卡尼-哈麦德(Nima Arkani-Hamed),发扬了多重宇宙学说,是超弦教的后起新秀,2013年12月来华担任高能所前沿研究中心主任,做了国际超弦教的中国内线,负责联络组织各种活动。


他在20多年前就说过,1TeV就能看到超对称粒子,后来被实验打脸,又改口称得100TeV才行,这差不多就是CEPC的升级版SppC的能量峰值。


这等说辞,连我等普通人都听得出来在耍流氓。


没有理论预测,或者随意调整预测,谁知道多大能级才撞得出来,花费成百上千亿建造大型对撞机,只有0.001%的胜率,这还是瞎猫碰上死耗子的结果。


科学项目其实跟创业项目一样,你至少要画一个PPT说服投资人出钱,张口就说我要做马云,你投我一块钱,我还你一亿元,我信你个鬼哦。


国科大讲座上,面对高能所研一男生的不满,杨振宁吐露肺腑之言。


“这个实验做完了以后,这个机器不能再做下去了,要造更大的对撞机,需要花更多的钱,至少要200亿美元。”杨振宁说, “别的国家没钱,大家说中国有钱。


“我知道我的同行对我很不满意,说我(的反对)是要把他们这行给关闭掉。可是这个对撞机要花中国200亿美元,我没办法能够接受这个事情。”杨振宁说。


上世纪80年代,中国搞北京正负电子对撞机(BEPC),虽然没有提出什么宏大理想,但是对于实现什么样的科学目标可是一清二楚,李政道与丁肇中等华裔诺贝尔科学家也来积极推动这件事。


而这一次,他们保持了沉默,丁肇中还是王贻芳的老师,高能物理界的大师级人物。


2016年,据研究理论物理的中科院院士何祚庥透露,丁肇中问及王贻芳最近忙啥,何说他想把SSC搬到中国来,丁肇中立马就说,”一点意思都没有“。


撞不出超对称粒子,超弦教在物理界的地位岌岌可危,从众星捧月到千夫所指,有重蹈当年以太说覆辙的风险。


超弦教埋怨LHC太小了,如果按照SSC的规模,这些问题都可以迎刃而解,他们把目光瞄向中国。


当今只有中国,才有这么大的财力与抢占基础科学制高点的渴望,才有可能上马这个超千亿的物理学三峡工程。


SSC复活的希望,在中国。
3


2014年,国际超弦教与高能物理研究所联手造势,组团来中国游说。


当年2月23日,在清华大学举办了一场“希格斯粒子发现之后,基础物理学向何处发展?”的讲座,超弦教主威滕、教主导师戴维·格罗斯(David Gross),以及其他几位超弦干将悉数到场,王贻芳在会上发言。


格罗斯曾经提出“渐近自由”理论解释强力,获得2004年诺贝尔物理奖,该理论是标准模型的支柱之一。威滕是他教出来的最得意的弟子,两人都是犹太籍物理学家。


1999-2003年在任的CERN总干事鲁加诺·玛亚尼(Luciano Maiani)也在会场,有人问他,欧洲的加速器是怎么做到让各国都掏钱的?玛亚尼回答很干脆:


忽悠啊,我们说这是为了与美国、俄罗斯等国的加速器竞争。

正如其所言,有亲历者回顾,那天本以为是高端物理学科普讲座,好不容易早去抢了个座位,结果听了一会发现这是个电视购物栏目....各种推销。


推销员很多,商品只有一个,就是中国版超级对撞机,超弦教负责讲解宇宙起源等科学意义,以及对中国一片大好的国际形势,王贻芳负责说明具体实施。


一虚一实的组团差不多就此定型,以后凡有超弦教来华,必有王贻芳的身影。


2015年,格罗斯在《华尔街日报》撰文《中国的科学大跃进》,力挺中国超大对撞机计划,生怕他的文章中国人看不到,他还特意让人翻译成中文。


醋醋忍不住多说一句,格罗斯如果懂得中国多一些,就会知道大跃进在中国并不是什么好词。


2016年8月1日,国际弦理论大会(Strings 2016)在清华大学举行,还是那拨人马,还是那套说辞。


世界物理中心将转移到中国,天下英才尽入彀中,溢出效应将让中国人受益无穷。

CERN计算机科学家蒂姆·伯纳斯-李(Tim Berners-Lee)发明的万维网WWW,是证明粒子对撞机溢出效应最常用的例子。


万维网1980年就开始设计部署,1991年对外开放,最初是为了方便CERN内部协作,不关粒子对撞机啥事,与1994年立项2008年开机的LHC更没有一毛钱关系。


群体合作总会产生偶发不可预期的溢出效应,可能是好事,也可能是坏事。


炼丹也有溢出效应,那就是火药。


一个多月后,一场关于中国该不该建超大对撞机的争论成为公众话题,继而引爆全球。


2016年9月4日,杨振宁授权微信公众号“知识分子”署名发表他的文章《 中国今天不宜建造超大对撞机 》,刷刷刷连出七剑,剑剑穿心。

杨振宁列举的7条反对理由,涵盖了项目预算超支、影响民生经济、挤压其他科研经费、不能实现预期科学目标、即便有发现也无法实用、中国为欧美作嫁衣裳,以及展望物理学未来两个发展方向。


当天王贻芳就奋笔疾书,洋洋洒洒6000言,一一反驳杨振宁的反对理由,第2天也通过“知识分子”发了出来。


如果高能所有一个成熟的公关团队,一定会拦住老王“stop!”利益所在,怎么说都是错,说得越多错得越多。


超弦教只能在心里骂猪队友。


而后更多科学家卷入争论,遍布国内外,除了奋战在第一线的新锐,还惊动了很多已成为江湖传奇的耆硕。


这其中就有当时还在世的霍金。


然而论学术成就,霍金也是这帮人中的小字辈。因为他们纷纷出来表态,不少人惊呼,教科书上那一串名字居然还活着。


虽然场面火爆,公众看到的其实都是马后炮,早在之前来自科学界的争议,就让王贻芳的超级对撞机计划遭遇挫折。


2016年6月16日,王贻芳的团队得到科技部3600万人民币资助,用于CEPC的预研。


但在当年7月,发改委十三五项目评审,CEPC仅以一票之差未能通过下一轮8亿人民币的资助请求。


醋醋获得的消息是,5票赞成,6票反对。 赞成的全是高能领域,反对票里5票是非高能领域的专家,1票是政府方的代表。


除了屁股决定脑袋的支持,其他无论是从科学还是政经角度考虑,都投出了反对票。


王贻芳完败。

4
一般情况下,科学家茬架,都在科学共同体内找场子摆平,极少以菜场大妈的方式在大众媒体上吵个面红脖子粗。


当然这些科学话题大众也听不懂。


这次有关对撞机的争论,能够在2016年形成一场物理学的世界大战,余波传到2019年,为我等酱油党的日常八卦添加佐料,一是因为对撞机耗资相当于一座三峡大坝,已不仅是一个纯粹的科学研究,而是涉及广泛的社会工程。


二来更深层次的原因在于,现代物理学产生了深刻的裂痕,面临前所未有的危机,在科学共同体内,谁也说服不了谁,这样的争议,往往就会扩散到大众层面。就如英国脱欧,保守党与工党谁也搞不定谁,干脆全民公投。


这个裂痕还得从爱因斯坦说起,量子力学与广义相对论不相容,爱因斯坦晚年致力于统一场理论,试图将量子力学的电磁力与广义相对论的引力合二为一,无果而终。


这不能怪爱因斯坦太贪心,引力与电磁力的方程,几乎就是一个模子刻出来的,这一对不在一起简直没天理,初中生见了都想撮合它们。
引力方程
电磁力方程

后来人们敲开原子核,发现量子力学除了电磁力,还有龟缩在原子核里面的强力与弱力,本来是一对力变成了四种力,都可以凑一桌麻将了。


这个时候杨振宁站出来,说咱们别管引力,先把电磁力、弱力与强力吉祥三宝给统一了,为此摸索出一套基于对称性与群论的数学框架,叫做杨-米尔斯规范场论。


杨就是杨振宁,米尔斯是与他一个办公室的研究生。


诺贝尔奖往往代表一位科学家的最高成就,有极少例外,诺贝尔奖没有颁给科学家的最高成就,如爱因斯坦的相对论,杨振宁的杨-米尔斯规范场论,都未获诺奖,但都高于他们获得诺奖的科学发现。


这些科学家,往往是天才中的天才,巅峰上的巅峰。


在杨-米尔斯规范场论的框架之上,物理学家们建立起了一套基本粒子的标准模型,并实现了电磁力与弱力的统一,姑且将他们称之为标模派。


标模派个个都是西部老牛仔,手提粒子对撞机左轮枪,对准他们预言的61个粒子,有如树起的61个靶子,枪枪命中,几乎个个十环。


由于是杨振宁提供的弹道机制,标模派每命中一枪,他的头上都会多一圈光环,其在物理学界中的地位,也愈加稳固和上升。


1994年,规范场理论发表40周年,美国富兰克林学会颁给杨振宁鲍尔科学终身成就奖,颁奖词指出:


杨振宁的规范场理论,可与牛顿的引力、麦克斯韦的电磁学、爱因斯坦的相对论相提并论。


但标模派的成功很憋屈,其创立之初就先天不足,没有把引力纳入其中,后来又发现了暗物质与暗能量存在,我们可感知的61个粒子构成的物质只占宇宙4.9%。


另外,由于标准模型预言的大多数粒子都是高能状态下的粒子,无法独立存在于自然界,基本上不能实用,这也是杨振宁不看好对撞机发现的一大原因。
标准模型就像是一个金鸟笼,把人类禁锢在笼中。

有史以来第一次,科学家更希望找出理论的破绽,胜过证明理论的渴望。


然而讽刺的是,验证标准模型的实验数据与理论的预测,也是有史以来最匹配的,标准模型几乎牢不可破。


这就好比玩密室逃脱,科学家们明知室外有室,他们疯狂地找齐61件物品之后,还是没有打开大门的钥匙,其失望可想而知。


这个时候,作为物理学的超哥,超弦教站出来说,我能把引力囊括进来,我带你们去找钥匙。


超弦教凭借的是一本数学葵花宝典。


“葵花在手,江山我有。日出东方,唯我不败!”


超弦教一班人马,手提数学葵花剑,人挡杀人,佛挡杀佛,好不威风。






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