粒子物理的前景
加塞
我说过我做事一阵一阵的，最近又回到读散文上去了。
真是出其不意，我在天涯的散文天下偶然看到一篇散文，接着追踪，找到作者的博客。作者是项丽敏。这两天在读她的文章，博客已经挂在小资文学栏下面。小资不见得一定不好，小资是一种生活方式，甚至可能是几种生活方式。
博客的名字叫湖与寂寞。前面我说过出其不意，其实在湖的含义里面。湖是太平湖，参加过交叉中心的workshop的人知道，这是皖南的一个寂寞而又美丽的湖。
小资是一种生活态度，与名牌无关，与夜店生活无关。太平湖也可以是一种小资生活的背景。
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美国是一个彻头彻尾的市场经济国家，甚至科学研究也不例外。我不是说在美国科学研究就像国内某些人的观点一样要和经济挂钩，而是指美国的基础科学研究为经费的去向所引导。
例如在物理这个领域，如果今年的经费给生物物理多些，那么生物物理就是热点，如果给纳米科学多些，那么纳米科学就是热点。我在台湾访问的时候，那时理论科学中心的主任持的观点就是如此，因为他基本是美国派的。他的那句话一直在我的脑子中徘徊不去：选择钱多的地方做研究（英文原文大概是，you go where the money goes）。这种市场经济式的研究策略的缺点不言自明，你永远没有自己的目标，你的研究计划甚至可能是短命的，因为也许一两年后热钱会产生新的热点，而旧的热点不再热。
前面说了这么多废话是为讨论美国粒子物理界最近遇到的一个问题做的准备。美国的粒子物理，或者更一般地说，高能物理，一直以来主要靠能源部支持。能源部的经费增加了，粒子物理的日子就会好过一些。相反，就会一片哀鸿。我还记得1993年美国国会决定终止超级超导对撞机计划的情景，很多人失去了工作，美国乃至世界的高能物理研究被滞后了10年左右。这是我们假定明年就要在欧洲核子中心运行的大型强子对撞机会顺利地完成计划中的研究，否则粒子物理的研究被美国1993年的决定滞后远远不止10年。
美国能源的财政预算是一个什么情形呢？比如说08财政年，它的预算大约是40亿美元，其中花费在粒子物理研究上的预算在7亿美元左右。更加具体地，07年花费在粒子物理上的经费是7亿5千1百万。而08年不升反降，只有6亿8千8百万。被裁减经费影响最大的是国立实验室，例如费米加速器实验室就要裁减3千3百万美元，可能有200到300个雇员将失业。
失业自然是一个令人沮丧的消息，对粒子物理界来说，情况远比一些人的失业严重。正在进行的一些主要计划将受到经费缩水的影响，例如费米实验室未来的主打项目中微子实验，还有未来国际直线加速器的研发计划，以及无线电波段超导加速器的研发计划。
高能物理从来都是一个以实验为主导的领域，如果实验计划受到影响，理论家的日子也不会好过。本来，由于大型强子对撞机运转在即，粒子物理是一片兴旺的样子，现在遭到美国裁减财政开支的打击。如果说一个正在进行的实验会影响整个领域的未来十年，那么计划中的实验则会影响整个领域的未来20年以上。很多年纪不轻的高能物理学家开始担心一个可怕的前景会出现：20年后不再有高能物理这个领域，因为没有了实验，实验家们自然会消失，理论家们也会跟着消失。可是，高能物理是否会像国内某些人认为的那样，不再有重要的基本问题要研究呢？情况远不是这样。一方面，粒子物理的标准模型还没有百分之百地被验证，另一方面，理论表明粒子物理在更深的层次上一定有新的现象有待发现。何况，宇宙学的研究进展也表明在我们面前还有很大的谜团需要解开，例如暗能量的性质和起源，暗物质的性质和起源。
我们也许会想当然地认为，美国一个国家的情况不会左右整个世界的粒子物理。这是错误的。欧洲当然也是粒子物理研究的一个重要部分，英国08年的预算明显也裁减国际直线加速器的研究。那么，是否可以说，这给中国提供了一个不可错过的机会？我不这么认为。一来，相对美国和欧洲，甚至日本，我们的研究不论在人力和财力上来说还远远不如。就拿国家自然科学基金委来说，06年的总经费是31亿6千万，折合成美元只有4亿美元左右，其中拿来支持粒子物理研究的只是极小的一部分（而美国仅能源部就有7亿美元拿来支持粒子物理）。
或许我们有乐观的理由，因为近年来中国对基础科学投入的力度逐年增加。自然科学基金委05年的总经费是24亿5千万，与05年相比，06年增加了百分之29，如果我们期待未来的经费增加一直是这个百分比（当然这是过分乐观了），10年后基金委的总经费将是今天的12倍，折合成美元超过了美国能源部现在一年的预算，接近美国自然科学基金委现在一年的预算。美国基金委07年的经费是60亿美元。我知道我这是痴人说梦，但有梦总好过无梦。
那么，到底是什么原因引起了美国科学研究经费的缩水？答案是战争，伊拉克战争和阿富汗战争。这两场战争通过的08年财政预算是7百亿美元。科学当然不能和战争竞争经费，剩下的只有是科学内部的争吵。这种争吵有非常悠久的传统，例如研究凝聚态物理的一些人抱怨政府不该投入太多的大科学，应该转过来支持小实验室中的“小科学”。除了物理界内部的争吵，争吵也会扩散到物理界外部去，涉及到卫生部、航天部，等等。
我赞同英文科学博客Sean Carroll对兴趣之争的看法。兴趣从来都是个人化的，没有什么兴趣，包括科学研究兴趣，有所谓“普世”的原则。一般说来，所有科学研究都值得支持，但谁先谁后，大众说了也不算，不仅因为兴趣的个人化因素很重，还在于科学研究的基础性和应用性往往在研究完成后的很长一段时间的之后才能呈现。解决争论的唯一办法就是大家竞争，尽量依靠专家的看法，因为只有他们对专门的领域有很深的体会和较为合理的判断。
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上文是写给《新发现》的专栏文章，勿转载。
“深层”阅读：
2007年12月25日 23:22:46
圣诞节就要过去之前灌个水：）好久没灌了。不知道说什么，这些天光看书了。
2007年12月25日 23:43:31
是搞超弦的陈斌老师么？没想到在李老师的blog上见到您，要是我不太笨的话今后有可能有机会成为您和李老师的同行
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我觉得，学术圈本身就是一个社会，有自己的内部需求层次。这种需求可以仅仅是学术群体内部的兴趣，而未必需要给外部带来经济效益。无论一项研究是否有可预期的经济效益，只要这项研究被学术圈内部所认同，就等于在圈内有市场。如果由于某些应用过于超前缺乏可预期的经济效益而不顾学术圈内部的需求减少或停止经费，看上去只是中断了一些“没用”的研究，但是这也必然会剥夺那些做“有用”研究的科学家的乐趣，效果相当于恶化了科研环境。长期的效果就是令那些“有用”的科研人员不断转行流失，乐于从事科研的新人也会随之减少。
跟工厂里面的情形类似，工人屁股底下座椅的硬度不会象生产机械那样直接给工厂带来利润，但这能决定员工是否愿意继续做这份工作。生产设备不变，工作环境越恶劣就得给工人越高的工资才能让他继续在这里工作，其结果是你无法把花在生产环境上的钱省下来。应用研究的经费就相当于花在生产机械上的钱，而超前研究的经费就相当于花在工作环境上的钱。
我觉得更合理的办法反而可能是更充分地引入市场机制：除了国家目前直接需要输出成果的项目，不应当把科研经费分得太细。应该按照领域的级别拨款，然后让学术圈内部靠内部的市场机制决定经费分配，而不要让一群外行人决定领域内的分配。这样一来，只要领域内有一定比例的人对超前研究有兴趣，就一定会有经费流入相应的研究。
大众关心娱乐产品，工程师关心应用科学，应用科学家关心前沿研究……，这就足以给超前研提供一个市场。
2007年12月26日 1:15:58
哈哈，这句“大众关心娱乐产品，工程师关心应用科学，应用科学家关心前沿研究……，这就足以给超前研提供一个市场。”
应该改为：
部分大众关心娱乐产品，部分工程师关心应用科学，部分应用科学家关心前沿研究……，这就足以给超前的研提供一个市场。
不然的话就显得这些人都不务正业乐，呵呵
2007年12月26日 9:38:39
搞科学研究的毕竟是人啊！
原来科研受到这么多“额外”的因素影响，不是个人所能及的。
2007年12月26日 11:58:53
尽管增幅很大，我国的科研经费真是少的可怜（指的是占GDP比重）。
2007年12月26日 19:10:16
bush这个猪脑挥霍了7百亿美元的钱，让多少人失业，让多少科研停滞。
2007年12月26日 22:10:34
？bush这次没有让米果在战争中赚钱么？
bush曾经发表言论说没有宗教信仰的人的道德很难靠得住，结果有人就发表了统计数据：米果监狱里面的某教教徒比例跟人口中的比例差不多一样高，都是30%。但是监狱里面的无神论和不可知论者的比例仅仅占0.x%，远低于米果人中无神论和不可知论者的比例x%。
2007年12月27日 15:37:07
maldacena粉丝：
Bush同学对国会的要求远远超过7百亿。
2007年12月27日 16:03:15
高能物理毫无疑问需要有人干，仍有大量的问题需要解决。但说实在话是否需要继续勾引大量的年轻人投入到这个领域是值得商榷的。“很多年纪不轻的高能物理学家开始担心一个可怕的前景会出现：20年后不再有高能物理这个领域”，30年前或更早，核物理已经面临着相同问题，但核物理作为一个研究领域仍然存在着，在中国物理学界仍扮演重要的角色，所以高能物理的人也就没必要担心高能物理是否会消失了。。。
2007年12月27日 19:25:58
在12月27日召开的中国科学院院士增选新闻发布会上，2007年中国科学院院士增选结果揭晓。我所吴岳良研究员当选为中国科学院院士。
2007年12月27日 19:40:55
谢谢inform同学。
虽然不出意料，还是个好消息。
2007年12月27日 20:01:05
四系俞昌旋老师也评上了
2007年12月27日 20:14:11
李淼：
嗯，都是我的同事
没有比这个更巧的。
2007年12月27日 20:21:32
我们水粉们热烈希望，李老师不久也会评上
2007年12月27日 20:58:09
李老师：
似乎PRL上的高能物理的文章相对较少？是PRL不大喜欢接收高能物理的文章，还是高能物理学家不大喜欢投PRL？
2007年12月27日 21:09:01
hoper：
不敢。
zzx3：
应该是个传统吧。恶性循环的结果，越少，同行的审稿人越严。后来大家也不喜欢投了。
2007年12月28日 0:32:58
prl限制一篇文章不能超过4页，高能很少有文章在4页之内能把问题讲清楚的。凝聚态投prl比较多。
2007年12月28日 21:06:33
我想稍微补充一点,至少在高能物理方面,我们还是可以使用PPP(可比购买力)来衡量一下吧?因为磁铁液氮之类的中国自己都能生产,对进口需求不大.这么看来中国对高能物理的投入力度跟国际相比可能也没表面上差距那么大.
今年高能所的研究生招生名额就有很大增加,也可以稍稍看出一副摩拳擦掌的样子吧
2007年12月30日 15:03:53
粒子物理学的大力发展，是理论的鼎沸后的冷静，物理学从此走上实验务实的新阶段。
2008年6月3日 4:53:24
呵呵，李老师，给你纠正一个名词“无线电波段超导加速器”，我们叫它“射频超导”。