楊振寧堅持反對中國建造高能加速器的歷史原因 | 科學春秋

09-20

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編者按：

中國是否應該建造大型對撞機？自2012年項目發起，爭議從未平息。2016年9月4日，知名華裔物理學家楊振寧先生在《知識分子》發表文章，稱「中國今天不宜建造超大對撞機」，將這一科學界內部的討論擴大到公眾範圍，其中不乏對楊振寧的誤解。實際上，上個世紀70年代，楊振寧第二次回國期間與中國科學界座談交流，就激烈反對中國建造高能加速器，其背後的歷史原因究竟是什麼？近日上海交通大學科學史研究者黃慶橋考察楊振寧反對中國建造高能加速器的歷史源頭，或將有助於加深對中國是否應該建造高能加速器這一重大歷史和現實問題的理解。

撰文 | 黃慶橋（上海交通大學科學史與科學文化研究院副研究員）

責編 | 程莉

知識分子為更好的智趣生活 ID：The-Intellectual

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楊振寧反對中國建造高能加速器既是歷史，也是一場新近發生的現實辯論。人們往往容易從1980年代以來北京正負電子對撞機的成功建設及中國高能物理髮展取得的巨大成績進行倒推，認為楊振寧反對中國建造高能加速器及其觀點都是錯誤的，因而中國政府也沒有採納他的意見。這其實存在著對歷史的誤解。

2018年3月，楊振寧先生的《晨曦集》出版。在這本集子里，首次公開披露了1972年夏天楊振寧回國期間與中國科學家之間的一次座談會記錄，極具史料價值。在1972年7月4日下午的座談會上，楊振寧「舌戰群儒」，激烈反對中國建造高能加速器。其實，這只是1972年6月27日至7月5日期間楊振寧在北京的10場學術活動之一。由這10場學術活動而形成的內部刊印資料《美籍中國物理學家楊振寧學術活動記錄》，完整記錄了楊振寧對中國科學發展的意見和建議。竺可楨先生曾在日記里談及到這10冊文獻：「原子能所、物理所、北大物理系負責記錄的（1972年7月在北京）共十本，記錄得相當詳細。」

遺憾的是，學術界雖有提及楊振寧這場著名的「舌戰群儒」，但這10冊珍貴的史料並未得到充分的挖掘利用和呈現。因此，考察楊振寧反對中國建造高能加速器的歷史源頭，將既有助於消除對歷史的誤會，也有助於我們加深對中國是否應該建造高能加速器這一重大歷史和現實問題的理解。

1972年楊振寧的中國之行與學術活動

楊振寧於1945年赴美深造，此後26年間未曾回國，並於1964年加入美國國籍。關於在此26年間楊振寧為何未能回國及其與國內方面的聯繫，筆者已在《破冰之旅：1971年楊振寧率先回到中國》一文中探討。1971年7月19日，闊別祖國26年的楊振寧以美籍華人科學家、諾貝爾獎獲得者的身份第一次回到中國，直到8月17日離開。這期間楊振寧主要是看望家人，並訪問、參觀了北京和上海的多所大學和研究機構。

雖然周恩來總理在7月28日接見了楊振寧長達近5個小時，但在中美關係破冰的大背景下，周恩來主要是想更多地了解美國的情況，楊振寧則儘可能地談了自己的看法，雙方的交流幾乎不涉及科技發展問題。

在這次回國訪問中，楊振寧已經知曉中國政府正在考慮建設高能加速器，據美國《今日物理》（Physics Today）報道，「楊說，中國的物理學家有信心，不管決定建造何種加速器，他們都會成功。」但這篇報道並未談及楊振寧對中國建造高能加速器的態度。

1972年6月16日，楊振寧第二次回國。在尼克松總統已經訪華、中美兩國關係解凍的大背景下，楊振寧對於自己的第二次中國之行，從一開始就有了較多的想法，那就是要增進中美兩國之間的友誼，特別是要在科技上幫助中國發展：「到了1972年夏天，第二次到中國去旅行的時候，我已經拿定主意，作為一名中國血統的美國科學家，我有責任幫助這兩個與我休戚相關的國家，建起一座了解和友誼的橋樑。我也感覺到，在中國向科技發展的道途中，我應該貢獻一些力量。」（楊振寧：《楊振寧文集（傳記演講隨筆）》，華東師範大學出版社，1998年版，第223頁。）

楊振寧的這些想法，其實也正是中國科學界的強烈願望。此外，國內大環境也有利於這一願望的實現。1972年，在毛澤東的支持下，周恩來領導了批判極左思潮的鬥爭，在國民經濟、科技教育、文化、統一戰線等方面進行了一系列調整。在此背景下，楊振寧試圖幫助中國的想法得以實現，楊振寧與中國科學界得以深入交流，並對中國科學事業的發展提出了自己的意見和看法。這其中最重要的就是，從1972年6月27日至7月5日，楊振寧被安排與中國科技教育界進行了共計10場次的演講或座談，這還不包括7月2日周恩來總理的接見。

總結楊振寧的這10次學術活動，有如下幾個特點：

一是學術性比較強，每場活動都幾乎沒有政治因素的干擾，都是在嚴謹的學術氛圍下進行並順利完成，這是極為難得的，當然這也得益於1972年周恩來領導下國內基本面的調整帶來的短暫有序。

二是交流的深入和受眾面的廣泛。這是第一個特點的延續，多場次小範圍高水平的深入座談和討論能使楊振寧了解中國科學界的真實狀況，而多場學術報告或通俗科學報告則讓更多的中國科技工作者接觸到物理學發展前沿，每一場的互動交流則又使楊振寧加深了對中國科學界情況的了解。

基於與中國科學界深入交流基礎上而對中國科學界的深刻了解，正是楊振寧堅決反對中國建造高能加速器的極為重要的原因。

楊振寧對高能物理的總體判斷及其物理思想

楊振寧作為高能物理領域的翹楚，不可能看不到發展高能的重要性，事實上，他對高能物理的價值有著獨特的看法。在6月 28日的座談會一開始，他就談了高能物理的兩方面影響：一是在技術方面，這是容易被人看到的，更重要的是還有一下子不能被人看清楚的另一方面，「這就是對整個高能物理學的推動，高能物理是物理學的尖端，它的發展，打個比方，就像在沙堆頂上撒沙子，從基底到頂端都有所提高，影響是很大的。」「從長遠看，沒有問題，高能物理是必須發展的。」由此可見，楊振寧對發展高能物理的重要性和意義有著明確而獨到的見解。

但是，楊振寧對上世紀六七十年代高能物理髮展面臨的問題與前景也有著異於常人的看法。上世紀六七十年代，隨著日內瓦西歐CERN核子中心的成功建設及其科學實驗成就，高能物理迎來了黃金髮展時期，學界普遍對高能物理的發展持樂觀態度。在高能物理欣欣向榮的時代背景下，楊振寧卻有與常人不一樣的看法。

比如，當汪容問到1960年代歐美高能物理大發展的背景時，他說：「那時並沒有什麼原則，也沒有什麼討論、指示，只是由於經費充足，在各個方面都有發展，從增加的百分率來看，並不比其他方面高，但是社會上就出現了認為高能物理有不可估量的發展的傾向。」他還明確表示，這種傾向並不仍然存在，很多研究生離開了高能物理。

當何祚庥提問建造更高能量的加速器有什麼意義時，他說：「加速器能量高是否有更好的結果，我的看法比較悲觀，可能沒有什麼新結果。不過這種看法在美國不便說，因為『群眾關係』不好。如果弄了這麼多人這麼多錢，而得到的東西不多，投票時說不過去。」楊振寧為什麼會「比較悲觀」呢？因為在他看來，「今天高能物理面臨的問題是觀念突破的問題而不是準確的問題。」他還非常具體地舉例說：「對於造一萬億電子伏的加速器我不樂觀。」

他的觀點引起了中國物理學家的興趣，在7月4日的座談會上他進一步解釋說：「關鍵的概念要從理論上來。我的意思不是說，高能加速器上做不出重要的實驗，我要說的是，有關鍵意義的發展，要從物理概念上來。」

由此我們可以認為，楊振寧反對中國建造高能加速器，首先根源於他的物理觀念。在楊振寧看來，1970年代以後高能物理的發展前景，並不在於高能加速器能量的增加，而在於物理觀念的突破。

美國的經驗不適合中國，教訓值得汲取

楊振寧是1970年代美國最有影響的高能物理學家之一，因此中國科學家也盡量提一些有關美國高能物理髮展的經驗問題，以資借鑒。但是，楊振寧卻認為，美國的做法和經驗對中國並不適用，其教訓倒是要汲取。

比如，當張文裕問美國高能物理髮展成績的關鍵原因何在時，楊振寧說：「一個原因，經費充足，人才眾多，蘇聯在這方面用的錢也不少，但是實驗差，人才少，效率低，杜布納沒有培養出人才來。」他還說，「總而言之，在美國做工作的人多，中心多，各種想法也多，有點百家爭鳴的意味。如果只有一兩個中心，走到偏路上就越走越遠、走不回來了。」顯然，有著強大財力支持的美國式高能物理加速器發展模式並不適合中國的情況。

不過，美國的一些教訓倒是值得中國汲取。在楊振寧看來，「美國最大的缺點是組織方面的錯誤，60年代用了大量經費去刺激各地發展高能物理，這個政策不對。」60年代的政策雖然刺激了美國各地的高能加速器建設，但伴隨著經濟的不景氣，也帶來了建設分散，後續運行經費和實驗經費沒有著落的問題。楊振寧說，「在美國，人人在愁經費，這與基本政策有關，西歐中心的經費每年一億元，等於美國幾個實驗室經費之和，這大概就是集中比分散的好處吧。」

第二個問題產生在美國的高能物理培養人才上，「美國過去十年大量訓練尖端人才，也產生一些流弊，學生的知識方面很窄，得到博士學位後就只能在很窄的範圍內工作，只懂得一件事情，找不到工作，什麼用處都沒用了。」因此，把人才訓練的太狹窄，這個教訓值得中國汲取。所以，楊振寧認為，如果中國十年、二十年後才發展高能加速器，現在就開始培養訓練專門的加速器人才是不合適的，對此他說：「中國目前人才缺乏。你現在把方向對準了，培養出來的人知識面太窄，任何一個國家也不是這樣做的。如果有了人才，十年後要做什麼就可以做什麼。美國的超導專家費爾班克，十年前也沒想到今天他會做超導加速器，但他現在做得很好。」

日本建造高能加速器不能成為中國也建造的理由

座談會上，不少中國物理學家舉鄰國日本發展高能加速器的事例，試圖說明中國應當向日本學習，搞高能加速器，建立實驗基地。楊振寧對這一看法也給予了駁斥。他認為，「日本花了一億美元來造一百億電子伏的加速器，束流強度1013粒子/秒，我覺得這是錯誤的。當這個加速器建造成功的時候，美國類似的加速器都要關閉了，這對日本的物理學家在心理上會是一個很大的打擊。一億美元可以更有效地用在其他方面來促進日本高能物理的發展。」

嚴太玄反駁說，從日本的角度看，也許通過一百億電子伏加速器的建造，建立了隊伍，培養了人才。對此，楊振寧說，「日本社會也許已經達到了有這個需要的地步，這個結論難下些。但是對於中國來說，這個結論是清楚的，中國其他方面的需要實在太大。」楊振寧認為，如果換一個視角看問題的話，日本的例子反而能夠很好地說明中國並不需要急著搞高能加速器。比如，現在日本工業高度發達，但日本還沒有解決高能物理實驗基地的問題。「日本目前實驗高能物理很落後，但除此之外，各方面都有很大的進展。中國如果拿這些錢來搞生物化學，貢獻可能更大。」

當汪容在發言中說，中國也可以造小一點的加速器比如十億到三十億電子伏的，楊振寧回答道：「當然造了這個機器可以得到電子加速器的經驗，可以訓練出人才，但是我懷疑是否可以做出能令人滿意的工作，因為四五年後，這類工作就做完了。對研究工作價值的估計和對工業產品的估計是不同的，如果你做的工作人家已經做過了，只是精度上的提高，那人家不認為這是有價值的。如果目的是使中國科學對人類有重要的貢獻，十億到三十億電子伏的對撞機沒有可能。」總之，像日本那樣造小的高能加速器不能成為中國建設高能加速器的理由。

中國還不具備條件搞高能物理

需要強調的是，楊振寧並不反對中國建造高能加速器，而是反對急於求成。他不僅不反對，甚至認為，「目前高能物理的發展處於低點，也許中國在這個時候趕上有利。」「從高能物理對整個物理學和整個科學的發展，有很大的推動這點來看，中國不能忽略高能物理的發展。但是，採取什麼途徑才能最好地達到這個目的，才能與中國的社會情況、人力和所能提供的資源條件相符合，這就須要大家來討論。」

他反對脫離中國的實際搞高能加速器，當然是基於對中國情況的深刻了解，而且著眼於兩個重要問題，他說：「通過最近在北京大學和物理所的參觀和座談，我加深了這樣一個看法，現在不是在中國搞大加速器的時候。問題在於兩點：第一，需要相當大的人力和財力，第二，花了這麼大的人力和財力能給中國帶來多少好處？」

我們先來看第一個問題。針對中國物理學家建設高能加速器的強烈意願，楊振寧說，「沒有高能加速器中國高能物理髮展吃了點虧，但是，一切國家的發展都有層次的問題，目前中國人才缺乏，物資也缺乏，這是應當考慮的一個情況。

"……拿幾千萬美元的投資來發展高能加速器，從中國工業發展來看，我很難投一票贊成。」當有學者質疑說，難道我們就一直保持這個差距嗎？楊振寧答道：「我不是說永遠保持這個距離。中國去年的鋼產量是2100萬噸，可以等這個數字增加三倍以後再來討論。這個數字是美國和蘇聯的六分之一，但美國和蘇聯的人口是中國的三分之一。中國有很多別的事情要做，中國應當對人類有較大的貢獻，但我不覺得應當就是高能加速器方面。」

急著上馬高能加速器對中國沒有好處

楊振寧不僅認為中國還不具備條件，而且認為建造高能加速器對中國並沒有好處。面對中國物理學家對高能加速器的憧憬，楊振寧十分尖銳地反問道：「如果沒有一億美元的加速器，對中國有什麼壞處？如果有一億美元為什麼不拿來造計算機，發展生物化學？培養更多的人才？而一定要拿來研究高能加速器。」面對楊振寧提出的尖銳問題，在座的中國物理學家選擇了沉默。基於當時中國的國情，楊振寧認為，中國應當加大對各類人才的培養，而不是去搞不切實際的高能加速器，他說，「中國對於偏重於應用的人才的需要多得不得了，就是不做高能物理也不見得有太大的損失。」

他還用以退為進的方式問道：「如果可能就造加速器，但問題是社會需要的大前提在哪裡。中國的條件不允許。兩億人民幣是個大數目，也許我對中國的工業不太了解。除非你研究過，兩億人民幣用於製造計算機、生物化學研究有什麼好處，而造加速器比前兩者的好處來得大，那我才同意。」當有學者指出，兩億人民幣不是一年、一下子花掉的，對此楊振寧回答說：「當然兩億人民幣不是一年就投進去。但用美國話來說，『你買來了什麼？』我不是說不造加速器不吃虧，問題是值得不值得。兩億人民幣用於工業可以做很多事情。」有學者又指出，建造高能加速器能夠推動超導、探測器等其他方面應用技術的發展，對此楊振寧說，「用一個大計劃推動其他技術發展這個道理講得通。但是講來講去，要在中國造一個兩億元的加速器對中國有什麼作用？」

在座談會將要結束的時候，楊振寧說了一段意味深長的話：「我有個感覺，在座的有許多位贊成中國造大加速器，這是我沒有預料到的。對我來說，這個問題是很明顯的，造貴的加速器與目前中國的需要不符合。我的想法也許是錯的。但據我的觀察，我相信，我的想法是對的。」

由上述論述可以看出，楊振寧並非一概否定中國高能物理的發展，而是反對中國物理學家脫離中國國情，急於求成盲目動議建造耗資巨大的大型加速器。楊振寧的反對意見具有強烈的現實針對性，這一點必須首先明確——不能誤讀為楊振寧反對中國高能物理的發展。

中國的當務之急是要大量培養人才

楊振寧在反對中國建造高能加速器的同時，還有針對性地提出了建設性的意見，最根本和最急迫的，就是大量培養人才。

在6月28日座談會一開始，他就提出，「我曾經想過，理論物理學所需要的資源少，只是需要年輕的物理學家，中國有很多有待挖掘的下一代科學家的資源，花一些力量來培養理論物理學家是正確的方向。我通常反對培養脫離實驗的理論物理學家，但在中國的情況下，要等到試驗發展到一定程度再來調和實驗和理論兩個方面的發展，這就太慢了。我覺得應當首先發展理論物理。」

而在實驗高能物理方面，他認為有兩個方向可能適合中國當時的情況，一個是研究加速器原理和探測器技術；二是在宇宙線方面的工作，同時可以加強與西歐核子中心的合作。

在7月4日的座談會上，針對中國物理學家的詰問，楊振寧較為系統地闡述了自己對中國高能物理髮展的建議，他說：「最近，我把我的想法總結為三點：第一，大量造就高能理論物理人才，即使只有理論，缺乏實驗的實踐，不可避免地出現一些偏差，但也希望由此影響整個物理面上的發展，起引導的作用。第二，小規模技術方面的發展，盡量了解國際水平，這樣雖然有差距，但可以保持這個差距不增大。應當注意的是，像范德格拉夫靜電加速器，這種在工業上和醫學上都有用的精密機器的製造技術是中國工業化所必須掌握的，我認為應當在這方面花點力氣。第三，假如有可能，派一些在探測器方面熟悉的人到西歐中心去工作。如果張先生和在座的各位認為是願意的話，需要我去進行接洽，我很樂意和西歐中心作私人的接觸，我不敢說一定成功，但我敢說可能性是很大的。」

楊振寧特彆強調理論物理人才的培養，在回答「搞高能是否應該現在就著手準備」的問題時，他說，「在高能物理中如果不需要很多投資和設備的話當然要搞。特別是在理論方面，中國物理人才不夠，要大大培養。但造一億美元的加速器這是另外一回事。」為什麼培養理論物理人才非常重要呢？他在回答另外一個提問時說：「我看不出十年後要造電子加速器為什麼現在就要培養造電子加速器的人才。目前中國需要大量的科學技術人才。只要培養出好的人才，將來要造質子的就造質子的，要造電子的就造電子的。」

「異見」的價值和力量

考察楊振寧與中國物理學家兩場對話的全過程，可以發現，楊振寧當時反對中國建造高能加速器有理有據，而且根據中國的實際情況，提出了有針對性的建議，目的是要讓中國高能物理能夠更好地起步。從歷史的發展來看，他當時的反對意見是正確的，這應當是一個基本的結論。因此，後世在涉及楊振寧對待中國建造高能加速器的態度這一問題的評價上，要具體問題具體分析，不宜一概否定。

1972年，中國經濟處於崩潰的邊緣，動議建造大型加速器極不現實，而且當時高等教育幾乎完全停滯，沒有人才根本就不可能建成加速器，就是建成了也沒有用。對於這一局面，楊振寧通過與中國科教界的交流，看得十分清楚。在楊振寧看來，中國當務之急是恢復並發展教育，培養更多的人才。他甚至在座談會上就直言不諱地講到：「由於文化大革命，教育中斷了，空缺要彌補，各方面的人才都要培養……討論這個問題比討論十年後造大加速器重要得多。」儘管中國科學家對楊振寧直言不諱的意見感到很不舒服，但楊振寧說的話確實很在理，這對處於封閉狀態中的中國科學家而言，無疑是一針清醒劑。

從1972年開始，楊振寧反對中國建造大型加速器的觀點數十年來一直沒有改變，他曾多次公開反對中國建設大型加速器。概而言之，楊振寧的反對意見根源於他的物理觀念，落腳在中國國情與現實需要上。儘管後來中國政府決定建造高能加速器——北京正負電子對撞機，但楊振寧一以貫之的許多觀點和建議也給了中國領導人和科技界以啟發。比如，楊振寧一直強調中國還比較貧困，搞大型工程要特別注意節約資金；楊振寧非常強調要重視應用技術的發展，應用技術的發展是中國之急需；楊振寧突出強調人才培養的重視性，力主把人才培養放在首位；楊振寧還專門向領導人強調理論的重要性。楊振寧的這些觀點、意見和建議，都在後來北京正負電子對撞機的建設和中國的科技發展戰略中得到了體現。或許，這就是「異見」的價值和力量。

最後，本文以諾貝爾物理學獎得主、著名華裔科學家丁肇中評價楊振寧的一段話結束全文，這段話對楊振寧的概括十分精妙：「他的見識和睿智使他認識到，對許多國家來說，有實際應用的科學比起像高能物理那樣的昂貴純粹科學也許更為重要。」

製版編輯：黃玉瑩 |

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