中國國家主席習(xí)近平訪美是全世界認(rèn)識(shí)中國科研貢獻(xiàn)的絕佳時(shí)機(jī)，這將進(jìn)一步促進(jìn)中美在科研領(lǐng)域，尤其是粒子物理學(xué)研究的深入合作。
2012年，歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子，開啟了高能物理研究的新紀(jì)元。它驗(yàn)證了40多年前粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中關(guān)于希格斯玻色子的預(yù)言，希格斯玻色子是標(biāo)準(zhǔn)模型的關(guān)鍵。然而，這一發(fā)現(xiàn)依然留下許多懸而未決的問題。其中包括希格斯玻色子的質(zhì)量和亞原子間相互作用力的統(tǒng)一，以及量子引力的相關(guān)問題，科學(xué)家們只有解決這些問題才能真正了解宇宙起源。
大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）由歐洲核子研究中心（CERN）建造并運(yùn)行，它將對(duì)探索這些科學(xué)未解之謎提供一些重要的線索。但是，要想解決一些更深層次的問題仍需依賴更強(qiáng)大的科學(xué)裝置。下一個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)會(huì)在哪里發(fā)生？美國、歐洲和日本是傳統(tǒng)的粒子物理研究中心，那里的科學(xué)家們?cè)诖藦氖轮?dòng)人心的研究項(xiàng)目并提出新的研究計(jì)劃。不過，如今，一位新人加入了競技，它就是——中國。
1976年，鄧小平推行改革開放，從此，中國步入了經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的軌道中。對(duì)此，大家并不陌生。但很多人也許并不知道，鄧小平還極大地推動(dòng)并支持中國粒子物理事業(yè)的發(fā)展，促使北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)在1983年獲批，并于1988年竣工投入運(yùn)行。
在過去的將近三十年里，粒子物理研究在中國有條不紊地發(fā)展著。而在近幾年，中國的粒子物理研究大踏步前進(jìn)。2012年3月，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)首次測量到中微子振蕩幾率，引起了全球科學(xué)界的強(qiáng)烈反響和廣泛關(guān)注。大亞灣中微子核反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)地址位于中國南部，是中美合作的科研項(xiàng)目。
如今，在大亞灣實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的首席科學(xué)家王貽芳領(lǐng)導(dǎo)下，提出了雄心勃勃的中國下一步粒子物理研究的長遠(yuǎn)規(guī)劃。規(guī)劃中，包含了被稱之為“超大型對(duì)撞機(jī)”的建設(shè)。這個(gè)加速器將于本世紀(jì)二十年代進(jìn)行極高能量的正負(fù)電子對(duì)撞，從而能遠(yuǎn)比CERN的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)更細(xì)致地揭示希格斯粒子的性質(zhì)。在本世紀(jì)三十年代，其目標(biāo)是再次實(shí)現(xiàn)高能質(zhì)子對(duì)撞，其能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于LHC的最高能量，用以挑戰(zhàn)人們現(xiàn)有的認(rèn)知和探索未知。
中國會(huì)建設(shè)該項(xiàng)目嗎？我們無從知曉。在不久的將來會(huì)有初步的重要決定。
這項(xiàng)為期三十年的項(xiàng)目預(yù)算為幾十億美元，但與此同時(shí)，收益也是巨大的。中國將可能因此項(xiàng)目一躍成為世界重要前沿基礎(chǔ)學(xué)科的領(lǐng)頭羊。更為實(shí)際的好處是，通過建造如此龐大的對(duì)撞機(jī)，中國將在尖端科技中取得長足進(jìn)步和發(fā)展，從超導(dǎo)磁體到高速電子學(xué)讀出的探測器，從而吸引世界頂尖級(jí)科學(xué)家和技術(shù)人員來到中國。
對(duì)美國來說，參與這一項(xiàng)目也是極為有益的。目前，美國高能物理項(xiàng)目的研究重心集中在探索難以捉摸的中微子的性質(zhì)，并沒有建造大型對(duì)撞機(jī)的計(jì)劃。但是，許多美國的高能物理領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們目前正在CERN工作。大量的美國加速器物理方面的優(yōu)秀人才能夠參與這一項(xiàng)目并從中受益。
中國超大型對(duì)撞機(jī)的建設(shè)吸引著美國和世界其他國家的科學(xué)家們通力合作，這又帶來了另一個(gè)好處——增進(jìn)理解，建立信任。中美之間尋找合作和協(xié)作之路至關(guān)重要，國際大型裝置無疑是這類合作的絕佳之選。
CERN成立于1954年，吸引著全世界的科學(xué)家們到此工作。二戰(zhàn)后，CERN在促進(jìn)歐洲社會(huì)和諧發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。美國與前蘇聯(lián)的物理學(xué)家在科研領(lǐng)域的交流與聯(lián)絡(luò)緩和了兩個(gè)超級(jí)大國之間的緊張關(guān)系。隨著中國的崛起，中美在超大型對(duì)撞機(jī)上的科研合作也會(huì)發(fā)揮類似的作用，從而避免引起商業(yè)或者軍事的摩擦。
我們希望看到中國能進(jìn)一步推動(dòng)該項(xiàng)目，同時(shí)，為了科學(xué)和全人類的共同利益，我們呼吁美國參與這一項(xiàng)目并做出貢獻(xiàn)。
編者注 戴維·格羅斯是美國加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校物理學(xué)教授、2004年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者。愛德華·威滕是普林斯頓高等研究院教授、美國國家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)芦@得者。本文譯者為中國科學(xué)院高能物理研究所江亞歐。
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