希格斯狂热:我们并不需要美国的超导对撞机

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


“欧洲在追求上帝粒子方面超越美国”,标题赫然醒目。

彭博新闻报道称,伽利略和牛顿的故乡通过对希格斯玻色子的研究重新夺回了物理学领域的领先地位,这一科学领域的地位曾经毫无争议地属于本杰明·富兰克林的诞生地。报道还援引了一位在欧洲核子研究中心工作的美国物理学家的话,说美国已经放弃了推动科学的边界。

自二战以来,美国作为世界领先的科学技术强国正在失去其魔力的观点一直不断重复出现。当一个威胁消退时,下一个威胁就会出现:首先是人造卫星和苏联。接下来是20世纪80年代的日本,以及最近几年,新兴的亚洲巨头以及现在的欧洲物理学巫师的威胁。


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这张照片有什么问题吗?我们真的在失去优势吗?或者,用历史学家理查德·霍夫斯塔特的话来说,这是否是美国科学政策中偏执风格的体现?上个月出版的一本书——《美国科学正在衰落吗?》——试图回答这个问题。

社会学家作者——密歇根大学的谢宇和哈佛大学的亚历山德拉·基勒沃尔德——坚持事实,不提出任何先入为主的政治议程。在研究了大量数据集后,研究人员发现,危言耸听者基本上是杞人忧天。美国科学状况良好,即使它不再像以前那样过度膨胀。

以下是书中关于美国在世界科学和技术领域地位的一些重要统计数据

——占研发总支出的40%

——占工业国家新专利技术的38%

——截至2009年,占世界物理学、化学、生理学或医学诺贝尔奖得主的45%

——占世界高被引科学出版物的63%

——占世界排名前20大学的85%,占世界排名前100大学的54%

作者的结论是,美国仍然保持着“在科学、技术和创新方面持续且无可争议的世界领导者”的地位。与此同时,他们也认识到,情况正在发生变化,美国科学不再是唯一的竞争者。科学事业当然已经全球化。一个例子是:新的科学出版物的增长率通常在美国以外增长更快。这不足为奇,也不是威胁。

在作为无可匹敌的世界领导者90年后,美国有了竞争对手。但它的科技帝国尚未萎缩到无关紧要的地步。关于美国科学和全球化的章节用这个重要的结论总结了这一点:“失去主导地位……与衰落不同。”

将科学视为角斗士之战可以追溯到冷战时期对物理科学的痴迷,将其视为美国和苏联炫耀地缘政治肌肉的手段。那些《广告狂人》时代的态度——第二名不是一个选择,老兄——并没有完全消失。

希格斯公告就是一个例子,这是一个让卫星时代的科学家们哀叹美国如何能够重新确立全球霸权的机会,如果这个国家当初继续推进超导超级对撞机,该项目在1993年因高达110亿美元以上的巨额成本而被国会取消。“SSC在欧洲核子研究中心的机器方面有很大的领先优势,”诺贝尔物理学奖得主,曾经的SSC支持者史蒂文·温伯格告诉《德克萨斯论坛报》。“它本可以提前十年完成,而且由于它的能量是三倍,事情会进展得更快。”

遗漏的是,大型强子对撞机的成本没有那么高,而且真的有那么急吗?好像美国需要赶上最新一代的苏联多弹头独立制导重返大气层飞行器技术,以避免全球热核毁灭。SSC也可能有些过头了。欧洲核子研究中心的科学家们似乎已经发现了希格斯玻色子,并且承诺会有更多发现(希格斯2、3等,超对称粒子,等等)。但这有点模糊,就像一个高能量的布里加多恩。“绝对没有保证,”温伯格告诉《科学》杂志。“我的噩梦,而且不仅仅是我,而是我们(粒子物理学)中的许多人,就是大型强子对撞机发现了希格斯玻色子,仅此而已。那就像关上了一扇门。”更强大的SSC不一定会做得更好。(另请参阅约翰·霍根的精彩博客,它对希格斯现象的批判性分析比我做得更好。)

最终,欧洲核子研究中心和大型强子对撞机代表了大型科学的最佳面貌。来自100多个国家的10000多名科学家参与其中,其中包括来自美国的近2000名科学家。(颁发给最多三位科学家的诺贝尔奖是否正在过时?)

SSC是不同的——而且在规划中,缺乏类似的国际合作。“美国在观点上非常民族主义,而且需要意识到,要做大事,你必须以你不是主导力量的方式进行合作,”加州理工学院的科学家巴里·巴里什向彭博社回忆说。无论如何,一台横跨法瑞边境的机器,由一个爆发出万维网的组织运行,似乎比位于达拉斯郊区的机器更适合作为最终大型科学项目的象征,因为该地区在某些科学基本原则上一直持矛盾态度。

来源美国能源部/维基共享资源

一个迟来的脚注:《大众科学》的文案主管克里斯蒂·凯勒,以及该出版物最接近上帝粒子的东西——她为我们所有的故事赋予了质量——发现了这个重要事实:“Higgledy-piggledy 是《韦氏词典》中希格斯玻色子之前的条目。”

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大众科学, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大众科学's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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