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姜至鹏回应

王貽芳:物理學正處於拐點 超大對撞機一定要建

王所長的第三個例子是萬維網由CERN的一個職員發明,這是高能物理界用了幾十年的公關套路。我在三年前已經公開指出萬維網和高能物理沒有邏輯上的因果關係(Causation),純屬偶然的連帶關係(Association),就像愛因斯坦在專利局任職期間發明了相對論,並不代表專利法有益於研究重力。當時有媒體特別去詢問王所長的回應,但是顯然他覺得這個已經被反駁的論點,仍然適合回收使用。

至於說「基礎科學還給西方帶來了科學的方法論」,也就是邏輯推理和歸納。考慮到他剛剛示範了如何忽略和扭曲邏輯推理和歸納,我覺得是個讓人啼笑皆非的莫大諷刺。

首先,我也來定義一下什麼是基礎科學:其實很簡單,就是沒有明顯立即的應用,只為了科學理論自身達成邏輯自洽、完整而做的研究。請注意,沒有明顯立即的應用,只是一個必要條件,而不是充分條件。

王所長給的第二個例子,是Tevatron「帶來了超導磁鐵技術的突破與普及」,這又是天外飛來的時空穿越:當時的主流超導磁鐵(Nb-Ti)是1962年發明的,Tevatron計劃卻是1968年才開始紙面作業,1981安裝超導磁鐵,1983年建成。Tevatron固然是當時最大的超導磁鐵用戶,但是它的貢獻在於花錢量產,而不是科學技術上的突破。

王所長接着說,「不能盲目跟風」,並且解釋了他指的是,美國將一半的基礎科研經費集中投資在生命科學研究上,而中國的相關人士想以此為參照,來爭取更多的經費。其實他山之石,可以攻玉;美國人的政策選擇固然不能盲目照抄,但是參考價值總是有的。生命科學界所需的資金比起大對撞機只是零頭,背後的理論卻是絕對紮實。

事實上如同我在許多舊文章里解釋過的,絕大多數應用科學的研究計劃,成功的機率都在10%以下,而且比較複雜一點的題目,都需要許多階段的逐步預研、演進並建構支持的台階。所以在《科學大院》的引言中提到的載人飛船、月球探測、量子通信,其實都不是基礎科學,而是在不同的階段的應用科學;換句話說,它們並不挑戰或創新理論基礎,純粹只是解決工程上的實踐問題。

(注:本文首發於3月29日觀察者網)

本文来源:观察者网

大型對撞機該不該建?丁肇中強調實驗是自然科學基礎

楊振寧發表文章細數了反對中國馬上開始建造大對撞機的七大理由:建造大對撞機美國有痛苦的經驗,這項經驗使大家普遍認為造大對撞機是進無底洞。楊振寧認為中國建造超大對撞機的預算不可能少於200億美元。中國仍然只是一個發展中國家,建造超大對撞機,費用奇大,對解決燃眉問題不利。

我一向強調,必須從事實和邏輯出發,來決定自己的立場,而不是為了其他的原因先決定立場,然後再去找理由。要判斷這兩種態度的差別,當然很容易,只須要仔細檢驗證據是否存在和邏輯是否嚴謹。像是美國的情報系統指控華為的產品有後門已經有三四年了,華為在海外有幾十萬台機器,程序碼也願意讓人檢驗,到現在美國人還提不出實證,那麼就反而證明他們是在無中生有。

現在物理學的發展正處在一個轉折點上,標準模型中存在的問題,大部分與希格斯粒子相關。高能物理學的研究要想深入,必須對這個粒子有清晰的認識。這是最重要的、繞不過去的問題,它會深化、甚至有可能顛覆我們對物質世界的認知。要研究這個粒子,就需要建立超大對撞機,因為現有的對撞機都無法滿足能量或亮度要求。這就像觀測細菌必須要使用顯微鏡一樣,它是一個工具。超大對撞機其實就是一個「工廠型」加速器,之前我們用這種方式對粒子進行研究,都取得了成功。

鼓吹大對撞機也是一樣的:高能物理界已經推銷了30多年,反對的意見在三年前就明白髮表,至今王所長還是找不出邏輯自洽的說法,連被反駁過的論點還在回收使用,這豈不也是他由立場決定說法的證據嗎?

定義搞清楚之後,我們可以開始試圖澄清王所長文章里因為語義學里的不確定性而混餚的議題。他說「不要以是否有用來判斷」如何「均衡支持基礎研究」,然而基礎研究先天的定義就包括它沒有明顯立即的實際應用,所以在邏輯上他的這個說法完全沒有意義或內涵,那他為什麼要這麼說呢?我想是針對他在過去三年推銷大對撞機所面臨的反對聲浪。

而且王所長自己用來吹噓大對撞機的人才、工業技術、儀器發展、整體水平等等連帶引領的附加效應,實際上在高能物理方面早已脫離現實,不再有效,但是在生命科學方面卻仍然極為顯著。這是因為生醫界的所謂基礎研究,如細胞作用、蛋白質結構等等,離實用也只有兩三步的距離。相對的,大對撞機一方面是既有加速器的放大版本,本質上沒有改變,所以培養出來的並不會是全新的技術,而只是更大、更貴的部件;另一方面太過專精,沒有工業機器與之類似,也就不可能有廉價的技術平行轉移。

過去30多年,高能物理界信誓旦旦,用來向歐美政府保證會發現Higgs以外的新粒子的理論基礎,如超對稱,已經在Tevatron、LHC和上百個其他實驗撲空之後,完全破產。既然大對撞機沒有理論依據,又比其他基礎科研貴千倍以上,自然不是好投資。

從他所給的例子,第一類是17世紀的牛頓力學以及19世紀的熱力學和電磁學,它們似乎是基礎研究,但是它們可以直接用在新的發明上,和實用頂多隻有一步之遙,所以以21世紀的標準來看,也算是典型的應用科學理論。其實,那時並沒有基礎和應用科研之分,我們覺得它們算是基礎科研,是因為它們主要促進了「科學理論自身達成邏輯自洽、完整而做的研究」,但是當時物理才剛啓蒙,這些低垂的研究果子也有明顯而立即的實際應用。時代變了,連語義都不同了,自然不能引用來做因果結論。

王所長文章中的另一個主要邏輯矛盾,是他一方面強調「基礎科學的競爭也是國力的競爭」,「美國的大科學裝置…給他們帶來了巨大收益」,一方面卻特意不提美國在1993年裁掉了自己的大對撞機計劃(SSC)。如果大對撞機會有巨大的收益,為什麼美國不做?為什麼歐洲做了卻什麼都沒拿到?為什麼王所長自己連一個確實的論述都舉不出來?所謂的人才和儀器的引領作用,既然一個大對撞機的錢足夠做大約1000個生命科學上的實驗,也就可以發展1000個方向上的人才和儀器,那為什麼要浪費在一個連理論基礎都沒有的項目上?

王貽芳:中國為什麼需要建立「超級對撞機」

丁肇中指出,歷史上曾有很多名人提出一些不準確的言論,但高能物理在對撞機實驗獲得的很多諾貝爾物理學獎成果,改變了人類對宇宙的基本認識。他認為,「說大加速器沒有用是不可靠的」,對撞機實驗還有發現空間。

楊振寧:造大型對撞機要花中國200億美元 沒法接受

王所長試圖把這種批評,轉化為「是否有用」,然後再蛻變為「沒有實用價值」,這是我在三年前就已經注意到的辨證方法,當時我說他「玩弄語法」,其實在英文里,這叫做Strawman Attack,是狡辯術的典型伎倆。

之前收到《觀察者網》的科技編輯邀稿,希望我能針對中科院高能物理所所長王貽芳受《科學大院》採訪的一篇文章做出評論。王所長這篇文章東說一些、西說一些,乍看之下好像有點相關性的議題,但是仔細一想,和他最終的結論,也就是要建大對撞機,沒有任何邏輯因果關係。我這篇評論也就只能隨著王所長的意識流寫法,東說一些、西說一些了。

如果要想有所謂國際領先的、重大的技術突破,能夠輻射到社會、對國民經濟有重大作用,科學裝置本身必須是先進的、別人沒有的,否則早就被別人輻射完了。我們希望未來有一個高能物理的裝置走在歐美前面,這也是我們提出建立「超級對撞機」的原因。如果最終建成,其規模將數倍于目前世界上最大、能量最高的粒子對撞機——建於歐洲核子研究中心的大型強子對撞機LHC,科學目標和技術創新性自然可以實現。

王所長在細節上所犯的錯誤太多(例如「只知道燒煤的人是沒法做出蒸汽機的,必須要有熱力學理論的支撐」,然而蒸汽機的發明比熱力學理論早了近兩個世紀,所以除了熱力學理論之外,蒸汽機的發明人顯然還需要時光穿越機),我實在無法一一列舉,而且我也不想陷入細微末節的泥淖,這裏我只專註在與主要論述相關的邏輯謬誤,例如他一方面說基礎科學水平的提升,帶來歐美國家的崛起,另一方面卻又說不要以是否有用來判斷。但是帶來國家的崛起,本身就是最終極的實用價值,這顯然是極大的矛盾。

以我個人為例,實際上我並不反對基礎科研,大對撞機雖然沒有實用價值,也不是我批評它的原因。我以前之所以曾經強調大對撞機在工業技術上的引領效應其實微不足道,純粹是為了回應王所長自己在這方面所做的誇大宣傳。真正的批評重點,在於大對撞機本身不是一個好的基礎科學,這是因為它背後根本沒有任何合理的科學理論。

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