? 耗資20億美元的 “科學廢墟”(下)-資訊-知識分子
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  • 耗資20億美元的 “科學廢墟”(下)

    2021/08/13
    導讀
    美國 “超導超級對撞機” 的來龍去脈和盛衰興廢
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    READING
    編者按

    著名科普作家趙致真創作的《播火錄》出版后受到廣泛好評,目前正在撰寫和攝制《播火錄(續集)》,其中《世界上最大的 “科學廢墟”》一集,講述了美國 “超導超級對撞機” 的來龍去脈和盛衰興廢,資料豐富翔實,考證認真嚴謹。在中國建造大型對撞機利弊得失的討論中,往往會牽涉這一科學史上的重要事件。本文轉載自微信公號《科學元典》,希望對讀者了解這段歷史和進一步思考討論提供有益的參考。

    撰文 | 趙致真


    打從超導超級對撞機項目提出之日,就伴隨著不斷地爭議和反對。焦點是工程造價太高并不斷攀升。1989年預算為59億,1991年達82.5億。一時被譏諷為 “超標超級提款機”。


    而超導超級對撞機究竟有什么用,朝野上下大都是一頭霧水。1990年3月,諾貝爾獎得主李政道和費米獎獲得者德雷爾聯合發表聲明,指出 “大科學項目突破預算是工程實施和設計改進中的正?,F象”,“要求降低投入無異于把登月火箭的行程減少三分之二”??茖W界發起的“同行評議”也連續把對撞機列為 “最高優先級項目”。但科學家微弱的申述和辯解,抵不過輿論界高漲的怨氣和喧聲。


    科研預算失衡(漫畫)(作者:Max Karl Winkler,來源:Difficult Decisions The Superconducting Super Collider, Science Teach 1990  January)


    超標超級提款機(漫畫)(作者:John Trever,來源:jdmartin.org)


    假如花光億萬財富還是發現不了任何粒子該怎么辦(作者:S. Harris, 來源:sciencecartoonsplus)

    父親對女兒關于超導超級對撞機的問題敷衍搪塞(作者:J. B. Handelsman,來源:fineartamerica)


    李政道和德雷爾聯合發表聲明支持超導超級對撞機(來源:Columbia University Record April 6, 1990)


    1991年5月26日,美國國會眾議院首次發難,動議廢止超級對撞機工程。紐約資深議員舍伍德·博特在辯論中說:“和所有宣傳相反,對撞機既不能治療癌癥,也不能解決男性禿頂問題,并且無法保證芝加哥小熊隊在世界大賽中獲勝?!?但議案最終以251 票對165票未獲通過。1992年6月17日夜,眾議院發起突襲,進行第二次投票。議員還是去年的那些議員,但大部分卻已經變臉,最后眾議院以232票對181票的優勢,無情判處超導超級對撞機 “死刑”。


    危急存亡時刻,全靠 “游說” 來折沖樽俎了。6月24日,美國物理學會執行董事會發表抗議聲明。第二天,40位著名物理學家包括21名諾貝爾獎獲得者,聯名寫信給布什總統和每個參議員及 “倒戈” 的眾議員。3周內有1700位美國科學家和300名外國科學家群起呼應。專門成立的游說機構 “全國超級對撞機協會”,更鎖定參議院的每個議員加強公關。


    1992年6月17日國會眾議院以282票對181票通過取締超導超級對撞機的決議(來源:C.SPAN)


    2100位科學家運用民主手段力挺超導超級對撞機(來源:Physics Today)


    布什總統在白宮緊急會見施威特斯主任,接著于7月30日親自飛赴德克薩斯州視察超導超級對撞機工程,并在演講中宣稱 “超導超級對撞機全世界最偉大的科學工程之一。是盧浮宮、金字塔和尼亞加拉大瀑布的珠連璧合”。


    8月3日迎來生死攸關的參議院投票,資深議員兼律師班尼特·約翰斯頓慷慨陳詞:“對撞機不是小妞們娛樂的玩具,而是美國向未來的投資?!?參議院最終以62∶32的壓倒多數,推翻了眾議院“處死”超導超級對撞機的“判決?!?br/>


    1992年7月布什總統在白宮會見超導超級對撞機工程主任施威特斯(來源:aether.lbl.gov)


    1992年7月30日布什總統飛赴德克薩斯視察超導超級對撞機并發表演講(來源:C.SPAN Today)


    1992年7月30日布什總統在德克薩斯視察超導超級對撞機工程。前排自左至右:總統科學顧問布羅姆利;德克薩斯地方議員巴頓;布什總統;超導超級對撞機工程主任施威特斯(來源:Fermilab Archive)


    1992年8月3日約翰斯頓在參議院鼎力支持超導超級對撞機(來源:C.SPAN Today)


    這次僥幸的死里逃生,更讓粒子物理學家們認識到必須讓全社會明白超導超級對撞機究竟為何物。除了廣為散發各種宣傳品外,溫伯格撰寫了《終極理論之夢》一書,萊德曼出版了《上帝粒子——如果宇宙是答案,那么問題是什么》。


    公眾漸漸開始懂得,所有物質都通過希格斯場獲得質量,沒有希格斯玻色子,我們將會和光線一樣永遠在宇宙飛竄……因為希格斯玻色子的質量比質子大133倍,根據公E=MC2,我們需要超級能量才能撞擊出來。粒子加速器是發現物質結構 “最小磚塊” 的 “超級顯微鏡”,和回溯宇宙誕生 “最早時間” 的 “超級望遠鏡”,因此被稱為 “現代大教堂”…… 然而,大師們的著作雖然日后成了科普經典,但在當時卻已難救燃眉之急。


    溫伯格著作《終極理論之夢》(來源:amazon)


    萊德曼著作《上帝粒子——如果宇宙是答案,那么問題是什么》(來源:Amazon)


    1993年6月24日,國會眾議院志在必得,以280票對150票的懸殊比例通過決議,將總預算已增至110億的超導超級對撞機 “就地正法”。新當選的113位議員最為慷慨激烈。千鈞一發關頭,萊德曼、溫伯格、里克特等科學巨頭齊聚華盛頓大學發出最后吶喊,7名諾貝爾獎得主組成的代表團會見了新任副總統戈爾,并速請著名物理學家霍金從英國送來輪椅上的錄像,用 “機器嗓音” 呼吁國會 “刀下留人”。


    9月30日,資深議員兼律師約翰斯頓再次施展游說魅力,參議院以57票對42票成功阻擊了眾議院的決定。10月初,參眾兩院撥款委員會閉門協調,終于達成協議,繼續為超導超級對撞機撥付1994年預算6.4億美元,眼看又要化險為夷、轉危為安了。


    但這次眾議院已被徹底激怒,決心死磕到底。他們10月19日再次緊急動員,以282∶143的投票堅持超導超級對撞機 “斬立決”。局面至此已不可收拾,參議員約翰斯頓失聲悲嘆說 “超導超級對撞機是被私刑處死的,現在只能收尸了”。10月28日,新任總統克林頓簽署法案,正式廢除了超導超級對撞機工程。


    消息傳來,正在德克薩斯工地上 “和時間賽跑” 的科學家目瞪口呆、悲憤交加。2年間已經完成22.5公里隧道,17個豎井,18600平方米建筑。超導磁鐵試運行非常良好,20億美元已經花出,整個工程20%已經告竣。


    1993年超導超級對撞機已經完成17口豎井(來源:University of Texas Archive)


    1993年超導超級對撞機實驗室(來源:University of Texas Archive)


    科學家們紛紛為超導超級對撞機寫下 “悼詞”,約萬諾維奇在《費米新聞》上發表文章:“我們覺得失去了一個孩子,本來充滿潛力和希望,我們3000多人哺育和教養他,現在卻死了?!?/span>


    諾貝爾獎得主蓋爾曼說,這是人類文明的顯著倒退??肆诸D總統2月23日曾在美國商會公開表態,“要繼續支持超級超導對撞機,盡管它很昂貴,但卻是很好的科學項目”,6月16日寫給眾議院撥款委員會主席納切爾的信中再次強調超級對撞機的重大意義。此時也只能 “揮淚斬馬謖”,并為親手毀掉 “國之重器” 而懊悔不已,難怪被指責說“那個時代的領導人沒有通過視力測驗”。


    約萬諾維奇在《費米新聞》上發表文章稱:“我們覺得失去了一個孩子,本來充滿潛力和希望,我們3000多人哺育和教養他,現在卻死了”(來源:Fermilab)


    1993年4月16日克林頓在日本首相宮澤喜一訪美時明確表示堅決支持超導超級對撞機并希望日本積極參與(來源:A Bridge Too Far,The Demise of the Superconducting Super Collider)


    曾經云集在超導超級對撞機旗下的科學家如鳥獸散,200多位精英投奔歐洲成為 “科學難民”,一部分人改行到華爾街從事金融,美國粒子物理學的世界領先地位一去不返。政府和高能物理學家親密無間的關系也從此成為歷史。


    對于超導超級對撞機夭折的 “一果多因”,各種分析至今無休無盡。冷戰的結束;總統的更迭;大科學項目不確定性帶來的預算誤差和管理不善;日本等國際資金未能按預期到位讓對撞機成為 “美國獨奏”;諾獎得主安德森為代表的科學界內部爭取資金的 “零和心態”;競標落槌后其他各州把超級對撞機視為 “德克薩斯的豬肉” 而不再支持……都是壓倒駱駝的稻草。


    諾貝爾物理學獎獲得者、凝聚態物理學奠基人安德森是反對超導超級對撞機的代表人物(來源:commons wikimedia)


    1992年布什總統訪問日本時因宴會上嘔吐而貽誤了貿易代表團討論超導超級對撞機合作(來源:youtube)


    但一個更深層的根本原因,則是公眾對純科學和基礎研究的茫然無知。超級對撞機工程主任施威特斯說,“這個偉大科學項目無論對政治家和普通人都沒有解釋清楚?!?美國作家赫爾曼·沃克在《德克薩斯的地洞》一書中,頭一句話就說 “粗略估計,99.99999%的美國人都不知道什么是該死的希格斯玻色子”。


    溫伯格痛定思痛說:“我們最大的失敗,是沒有成功點燃群眾對認識自然規律的激情”,萊德曼在寫給同行的公開信中則反思道:“必須從幼兒園抓起,提高公眾科學素質”,“手段就在這里:電視、廣播、雜志、廣告以至麥片盒?!?萊德曼還身體力行,籌措資金拍攝“以科學家為英雄,飽含科學知識”的系列電視劇《洛城科學》。


    萊德曼寫給反對超導超級對撞機的科學家同行的公開信(來源:Physics Today)


    沒有填埋完畢的隧道,至今仍廢棄在 “德克薩斯白堊” 荒原上。超導超級對撞機是一個悲劇故事。當年的上層游說和精英斡旋不可謂不盡力,但平民百姓同樣是科學項目的 “衣食父母”??梢娤蚬娖占翱茖W知識,不僅是 “居高臨下” 的 “消除愚昧”,還應該是誠心敬意的 “述職報告”。爭取廣大 “納稅人” 對科學事業的認同和支持。


    超導超級對撞機地下隧道遺址(來源:University of Texas Archive)


    廢棄的超導超級對撞機實驗室大樓(來源:Wikimedia,CC BY-SA 3.0)


    超導超級對撞機工程鳥瞰圖(來源:University of Texas Archive)


    制版編輯 | 盧卡斯


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