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判断是否应该建造大型对撞机的原则是什么?
一场论战能够有双方同意的结果,必须是双方有相同的前提,然后进行推理;否则只不过是“鸡同鸭讲”,浪费时间而已。
大型对撞机是一个大科学工程,简称大科学,属于基础研究。基础研究的准确定位,我在上一篇博文中已经引用过了,是:
“基础研究 指为了获得关于现象和可观察事实的基本原理的新知识(揭示客观事物的本质、运动规律,获得新发展、新学说)而进行的实验性或理论性研究,它不以任何专门或特定的应用或使用为目的”。
因此,讨论的第一个原则是:
原则1. 基础研究项目只关心其科学意义,不考虑获取直接的,短期内的经济效益。
第二个问题,中国应该和可能对大科学投入多少?
假定参加讨论的人都同意“科教兴国”这一原则,不赞成的请走开,那么,让我们来看一下对科学技术的投入,即R&D占GDP总量的比例,这样就把富国穷国的争论排除在外了。
“ 2014年,全国共投入研究与试验发展(R&D)经费13015.6亿元,......研究与试验发展(R&D)经费投入强度(与国内生产总值之比)为2.05%,......”。这个2%的强度,已经接近但是还没有赶上发达国家的强度。可以肯定,今后还会有缓慢的增长。
其次是基础研究经费占R&D经费的比例。中国在2015年达到历史最高的5%,而发达国家是15-20%。继续提高这个比例已经是“国策”,十年之内提高到10%是保守的估计。
最后是大科学经费占基础研究经费的比例,10%-20%是很合理的范围。
当然,中国的GDP总量一定会继续增长。现在是6.5%以上(扣除了通货膨胀),到2026年增长到现在的150%是保守的估计。
2015年我国基础研究经费为670.6亿元,按照以上偏保守的估计,到2025年我国的基础研究经费大约是2000亿元。可用于大科学的经费是200-400亿元/年。
好了,如果我们同意“科教兴国”的原则,同意应该给R&D,基础研究,大科学都有一定比例的投入。那么我们的原则2就是:
原则2. 大科学项目的投入,与教育经费,社会福利开支,医疗保健,扶贫脱贫资金......等等都没有关系。
现在就可以研究这每年200-400亿元要花在哪些大科学项目上面了。就大型对撞机计划来说,第一期计划从2022年起,每年中国投入30亿元,10年共300亿元,资金上不是大问题。如果实施第二期计划,2040年起投资,我们等到20年后再来讨论资金问题也不迟。中国现在考虑的需要大投入的大科学工程项目,也就只有对撞机,引力波探测,量子通信,空间工程(探月探火星等)和热核反应堆这么几项而已。大型对撞机的科学意义,还是请国内外的专家们讨论吧,包括老一辈的科学家和在一线工作的青年科学家。
原则上说,对微观世界--分子,原子,原子核,夸克和轻子,光子,中间玻色子,胶子,引力子,Higgs粒子和将来一定会发现的各种新微观粒子的研究,过去,现在和将来都是物理科学和自然科学的最前沿问题。粒子加速器和各种探测装置则是必不可少的实验条件。所以,问题不是要不要做,而是怎样在力所能及的限度内做得“更高,更快,更强”!
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