“對(duì)于CEPC，我們正在繼續(xù)設(shè)計(jì)和進(jìn)行關(guān)鍵設(shè)備的預(yù)研工作。原來(lái)的計(jì)劃是2022年開(kāi)建，但按現(xiàn)在的情況來(lái)看，提前是絕對(duì)不可能了，推后倒是有很大的可能性?！?1月3日上午，中國(guó)科學(xué)院院士、高能物理學(xué)家王貽芳在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道等媒體的采訪時(shí)表示。

CEPC，即環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，這是由中國(guó)高能物理學(xué)家們于2012年提出的一個(gè)世界級(jí)高能粒子大型加速器項(xiàng)目，而王貽芳是該項(xiàng)目的主要推動(dòng)者。

王貽芳專注于高能物理領(lǐng)域的研究，曾領(lǐng)導(dǎo)完成北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)上的北京譜儀（BESIII）的設(shè)計(jì)、研制、運(yùn)行和物理研究，同時(shí)，他還開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)中微子實(shí)驗(yàn)研究，提出了大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)方案并率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、研制、運(yùn)行和物理研究。

2012年，王貽芳團(tuán)隊(duì)通過(guò)大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一種新的中微子振蕩模式，該成果入選美國(guó)《科學(xué)》雜志2012年全球十大科學(xué)突破，并獲得了2016年度國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

目前，由王貽芳提出的江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)正處在建設(shè)階段，計(jì)劃于2021年左右完成建設(shè)，這也是中國(guó)主持的第二個(gè)大型中微子實(shí)驗(yàn)。除此之外，推動(dòng)CEPC的建設(shè)工作，也是王貽芳的一項(xiàng)重要工作。

對(duì)于該項(xiàng)目可能出現(xiàn)的推后情況，王貽芳告訴記者，一個(gè)項(xiàng)目的推動(dòng)依賴于很多方面，2012年提出這個(gè)計(jì)劃時(shí)，規(guī)劃的是2022年開(kāi)建，留下的準(zhǔn)備時(shí)間是10年左右。

“到現(xiàn)在為止，我們基本是在按計(jì)劃推進(jìn)，當(dāng)時(shí)定的10年任務(wù)，現(xiàn)在離2022年還有3年，實(shí)事求是講，還有很多準(zhǔn)備工作沒(méi)有完成，所以感覺(jué)還需要更多的時(shí)間，而這個(gè)也取決于國(guó)家未來(lái)‘十四五’計(jì)劃和其它大的計(jì)劃的執(zhí)行情況?！蓖踬O芳說(shuō)。

相比于此前的大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)和正在建設(shè)的江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)，CEPC無(wú)論從規(guī)模還是資金投入上都要大很多。正因如此，CEPC的項(xiàng)目引發(fā)了很大的爭(zhēng)論，很多人對(duì)該項(xiàng)目提出了反對(duì)和質(zhì)疑，其中最為人熟知的反對(duì)者便是楊振寧。

所以在過(guò)去多年間，每當(dāng)王貽芳出現(xiàn)在公眾場(chǎng)合談?wù)揅EPC項(xiàng)目時(shí)，被問(wèn)的最多問(wèn)題便是“CEPC有沒(méi)有用？有什么用？”對(duì)于這些問(wèn)題，王貽芳已經(jīng)回答了不知多少遍，但他依然每次都會(huì)說(shuō)，他希望通過(guò)自己的不斷科普，能讓更多人了解CEPC的價(jià)值。

那么除了基礎(chǔ)科學(xué)的研究，CEP能帶來(lái)哪些實(shí)際的好處呢？王貽芳在多年前就曾給出回答，他認(rèn)為CEPC可以使中國(guó)至少在以下技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化：1、高性能超導(dǎo)高頻腔，可應(yīng)用于幾乎所有加速器；2、高效率、大功率微波功率源，可應(yīng)用于雷達(dá)、廣播、通訊、加速器等；3、大型低溫制冷機(jī)，可應(yīng)用于科研設(shè)施、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、醫(yī)療設(shè)備等；4、高速、抗輻照硅探測(cè)器、電子線路與芯片等。

除此之外，王貽芳還認(rèn)為CEPC可以幫助中國(guó)在精密機(jī)械、微波、真空、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)獲取與處理，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)方面領(lǐng)先國(guó)際，可以培養(yǎng)上千名頂尖的物理學(xué)家和工程師，引進(jìn)上千名國(guó)際頂尖的科學(xué)家和工程師，形成一個(gè)國(guó)際化的科學(xué)中心。

中微子的探索之路

在11月3日下午召開(kāi)的2019騰訊科學(xué)WE大會(huì)上，王貽芳表示，中微子在整個(gè)物理學(xué)當(dāng)中起著非常重要的作用。在構(gòu)成物質(zhì)世界的12個(gè)最基本的粒子中，中微子占了其中的三種，所以說(shuō)中微子是構(gòu)成物質(zhì)世界最基本的單元。

1930年，著名科學(xué)家沃爾夫?qū)づ堇麨榱私鉀Q微觀世界的能量和動(dòng)量不守恒問(wèn)題提出了“中微子”的概念；過(guò)了26年即1956年，美國(guó)科學(xué)家萊因斯在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了中微子，并因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)；1987年，日本神崗實(shí)驗(yàn)和美國(guó)IMB實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到超新星中微子。

在發(fā)現(xiàn)三種中微子之后，1988年，日本超級(jí)神岡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了大氣中微子振蕩，2002年，加拿大的SNO實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)中微子振蕩，而這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)由于發(fā)現(xiàn)中微子振蕩均獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

王貽芳說(shuō)，到了2002年的時(shí)候，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩種中微子振蕩，但從物理角度來(lái)說(shuō)，三種中微子應(yīng)該有三種振蕩。所以他們從2003年提出實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始推動(dòng)大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)建設(shè)，最終于2012年得到結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了第三種中微子振蕩。

而目前正在建設(shè)的江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)，是王貽芳在2008年大亞灣實(shí)驗(yàn)完成之前就提出來(lái)的，該實(shí)驗(yàn)的目的是研究中微子的質(zhì)量順序、精確測(cè)量中微子的振蕩參數(shù)，同時(shí)也將研究大氣中微子、太陽(yáng)中微子、超新星中微子、地球中微子等。

王貽芳稱，在江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)中，他還希望尋找一種叫做“無(wú)中微子雙β衰變”的全新衰變，它將能確定反中微子到底是中微子自己本身，還是中微子、反中微子是不一樣的粒子。這在粒子物理學(xué)當(dāng)中是一個(gè)非常重要的研究目標(biāo)。

為此，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)的建設(shè)難度也大大提升。據(jù)王貽芳介紹，為了實(shí)現(xiàn)上述科學(xué)目標(biāo)，需要建設(shè)一個(gè)大探測(cè)器，而這個(gè)探測(cè)器需要2萬(wàn)噸的液體閃爍體。

“剛才提到的大亞灣實(shí)驗(yàn)里液體閃爍體只有20噸，這里面差了將近1000倍。2萬(wàn)噸的探測(cè)器比目前世界上最大的液體閃爍探測(cè)器還要大20倍?！蓖踬O芳說(shuō)。

與此同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)還需要把探測(cè)器的光收集提高5倍，這比過(guò)去也有了一個(gè)巨大的提升。為此，王貽芳團(tuán)隊(duì)需要把探測(cè)器液體的透明度提高近2倍，同時(shí)要把探測(cè)光子的光電倍增管的探測(cè)效率提升2倍。

王貽芳稱，在推動(dòng)江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)建設(shè)的過(guò)程中，遇到了種種困難，比如光電倍增管，他們團(tuán)隊(duì)就花了8年的時(shí)間才得到達(dá)標(biāo)的樣管。

但目前來(lái)看，整個(gè)江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展都非常順利。王貽芳告訴記者，“等江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)完成建設(shè)開(kāi)始運(yùn)行以后，我們相信會(huì)取得非常重要的成果，它也會(huì)在國(guó)際的中微子發(fā)展當(dāng)中成為一個(gè)非常主要的研究基地?！?/p>

已經(jīng)有了大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)也正在建設(shè)，但王貽芳仍然覺(jué)得不夠，他坦言，整體來(lái)看，中國(guó)的高能物理發(fā)展跟其他一些國(guó)家相比仍有很大的差距，核心還是體現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)施不足。

同時(shí)，整個(gè)業(yè)界已經(jīng)完成了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的建立，所有粒子也都被發(fā)現(xiàn)了，這意味著即便中國(guó)要建設(shè)大型的基礎(chǔ)設(shè)施，也需要尋找一個(gè)超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理體系。

正是在這樣的背景下，王貽芳提出了建設(shè)大型環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的方案。

為什么要做CEPC？

王貽芳稱，CEPC的想法在國(guó)際上得到了很好的認(rèn)可，也被認(rèn)為是粒子物理未來(lái)發(fā)展的首選。而對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)，這也是一個(gè)理想選擇，是中國(guó)能夠引領(lǐng)世界基礎(chǔ)物理研究最好的機(jī)會(huì)。

對(duì)此，王貽芳也給出了他的四點(diǎn)理由：

第一，希格斯粒子是目前粒子物理研究未知的一個(gè)最重要的窗口；

第二，希格斯粒子質(zhì)量不是特別重，環(huán)形對(duì)撞機(jī)是一個(gè)理想的希格斯粒子工廠，相對(duì)于直線對(duì)撞機(jī)來(lái)說(shuō)，這是效率更高的一種設(shè)計(jì)；

第三，國(guó)際上很多的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，如歐洲、美國(guó)、日本，他們的手上都有其它正在進(jìn)行的項(xiàng)目，暫時(shí)騰不出手來(lái)做環(huán)形希格斯粒子工廠；

第四，環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)剛好是中國(guó)會(huì)做的，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)已經(jīng)積累了30年的研究經(jīng)驗(yàn)。

從項(xiàng)目規(guī)模來(lái)看，CEPC一旦實(shí)施，將是中國(guó)基礎(chǔ)科研的一個(gè)重大跨越，可對(duì)比的是，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的周長(zhǎng)是240米，而CEPC的周長(zhǎng)將達(dá)到100公里。

這巨大的規(guī)?？缍韧瑫r(shí)也帶來(lái)了高額的資金投入，而關(guān)于投入的問(wèn)題，也是外界質(zhì)疑CEPC的一個(gè)重要焦點(diǎn)。

針對(duì)項(xiàng)目資金，王貽芳在采訪時(shí)特意強(qiáng)調(diào)，“看到很多報(bào)道說(shuō)這個(gè)項(xiàng)目需要上千億，我需要再次澄清一下，經(jīng)過(guò)我們兩次估算的結(jié)果，這個(gè)項(xiàng)目只需要360億元?！?/p>

“至于1000億是怎么來(lái)的，可能是有些人把項(xiàng)目的第二階段也算了進(jìn)去，”王貽芳接著說(shuō)道，“環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)完成之后，它有個(gè)100公里的隧道，我們不希望這個(gè)隧道被浪費(fèi)掉，所以提出了一些其他的可能性，比如這個(gè)隧道可以用來(lái)做質(zhì)子對(duì)撞機(jī)，也可以做重離子對(duì)撞機(jī)等?！?/p>

但是，只有環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是正在規(guī)劃要做的，而上面提到的CEPC完成后的計(jì)劃是否展開(kāi)還不一定。王貽芳稱，如果要做這些后續(xù)計(jì)劃，需要滿足兩個(gè)重要的前提條件：第一，這個(gè)裝置有重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)；第二，關(guān)鍵的技術(shù)要有突破。

“這兩個(gè)條件缺一不可，少了一個(gè)都不會(huì)有第二階段。而如果滿足這兩個(gè)條件有了重大技術(shù)突破，比如高溫超導(dǎo)，那它對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)就不是百億、千億，而是萬(wàn)億以上了?！蓖踬O芳說(shuō)。

王貽芳還表示，科學(xué)的發(fā)展從早期的手眼并用，到后來(lái)實(shí)驗(yàn)桌上的顯微鏡，再到大型的空間望遠(yuǎn)鏡、地面大型加速器，這是一個(gè)不可避免的發(fā)展趨勢(shì)?！拔覀冄芯康膶?duì)象，要么越來(lái)越大，要么越來(lái)越小，這都是我們?nèi)肆O難觸及的，所以要借助儀器。未來(lái)的發(fā)展，誰(shuí)有能力建設(shè)這些設(shè)備，誰(shuí)最終就能成為世界的領(lǐng)導(dǎo)者。”

在他看來(lái)，現(xiàn)在中國(guó)科學(xué)界需要回答的核心基本問(wèn)題，就是中國(guó)的科學(xué)家有沒(méi)有勇氣、能力，以及社會(huì)和公眾的支持，來(lái)做未來(lái)科學(xué)發(fā)展最重要、最核心的問(wèn)題。

“而CEPC就是一個(gè)最核心、最難的問(wèn)題，敢不敢做，將決定中國(guó)未來(lái)科學(xué)發(fā)展能否走到舞臺(tái)中央?！蓖踬O芳說(shuō)。