超大对撞机:反思科学与公共性的边界
社交媒体时代,媒体(不论其本身如何定义)不可避免地“侵入”了神圣的科学殿堂,不仅仅是在韩春雨的基因编辑研究是否可复制这一科学家“内务”上穷追不舍,而且越来越多参与到重大科学的辩论中。中国科学家倡导修建的超大型加速器成为媒体热点就是其中一个案例。这说明,如今的科学,特别是像超大对撞机这样投资巨大且如果建成足以让中国科学家睥睨世界的大型工程,已经不是局限在象牙塔中的智力游戏,而是其公共性越来越无法回避。
9月初,围绕着着“中国是否应该在当前上马大型对撞机项目”这个问题,众多科学家针锋相对的发言在互联网上引发了一波又一波激烈的辩论。
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这场特别的辩论,长达3小时,吸引了963人围观,共引发1670条激烈讨论,这是首次多为科学家针对同一争议性的科研热点事件进行开诚布公的讨论,并直面网友疑问给出解答。
对撞机辩论回顾文:大型对撞机建还是不建,这是一场理性的碰撞 | 科学人
毋庸置疑,对超大对撞机的辩论,也与杨振宁先生提出公开异议有关。于是,一个当然的、想必不少科学家爱听的假设是,如果杨振宁先生不公开质疑,也许这些事件仍然会如往常一样,停留在科学界内部,由科学家凭借严谨的推理和学术逻辑来解决。
但假设只是假设。更加重要的是,这个假设所假定的只是科技争议的肇事因素。我们需要看到,并非是因为杨振宁公开投书这个偶然事件导致相关的科学成为了公共领域的焦点,而是因为超大对撞机本身因其投资巨大而具有的公共性,才让公众追随杨先生的质疑。
如我们下面将要讨论的,在这种情况下,固然我们仍然需要坚持“把科学还给科学” 的专业化精神,但如果试图仅仅用科学来应对这些事件因为涉及公共性所具有的争议特征,那就很难取得有效的解决方案。这一点,对于中国拟建超大对撞机这种大科学工程,尤其如此。
毫无疑问,中国作为世界上第二大经济体,其科技成果尽管在量上尚可以用国际论文发表量世界第二来匹配,但从质上却存在相当的不足。我们的原创性科技成果以及同行须臾难离、频繁引用的核心性研究仍然严重不足。与此同时,在粒子物理学界面临由于实验条件限制的发展瓶颈,特别是在测量希格斯粒子的各种存在形式的研究面临瓶颈的情况下,通过发挥中国容易集中力量办大事的国体特点来修建大型科学工程从而实现突破,这无疑对获取学术高质量发展的机会极为有利。
更加重要的是,通过超大对撞机的建设对各国科学家的吸引力和它解决本质科学问题的潜力,这样的大型科学工程可以一举帮助中国至少在特定领域取得世界科学界的领导地位。
但是这种科学的卓越性,从一开始就不是一件仅仅停留在科学界内部的事情,或者科学卓越性本身并不能充分说明投资巨大建设大型科学设施的必要性。因为如果目标仅仅是停留在纯科学上,科学成绩的取得与科学设施所在的地点并没有必然联系,获取科学成绩的主导方也并不一定就是科学设施的主要投资方。科学研究永远是受到各种外在条件限制的,寻找和测量希格斯粒子的多样态面临瓶颈这一点本身,并不必然说明中国应该牵头和主导了建设超大型加速器。
仅仅用能力建设也不足以说明必要性。因为已经有数百中国科学家活跃在欧洲强子对撞机(LHC)的现场,独立或合作进行研究。而中国假如自己拥有了超大对撞机,也同样要像LHC的运营方欧洲核子中心(CERN)那样,充分在国际范围内开放和共享自己的大型设备。
中国应该担任主导来超大型加速器的最核心的理由,说到底是为了中国科学的领导力,而领导力又必然与主导科技发展方向(而不仅仅是基础科研)、调动科技资源以及提升国民信心等目标有关。很显然,这些目标不是局限在科学界内部的目标,而因为其具有的与政府、产业界和公众发生的联系而具有了公共性。
在超大对撞机的主要倡议者、中科院高能物理所所长王贻芳院士看来,杨先生反对的第一点理由是造大加速器是无底洞,所以在美国的类似项目SSC造价飙升后,最终被半途而废,浪费了30亿美元。
王院士进而在其文章中指出,“美国SSC失败的原因有很多,包括当时的政府赤字且与国际空间站争夺经费、美国的两党政治斗争、德克萨斯与其它地区的区域竞争,还有管理不善、预算错误、造价飙升、国际合作不够等。其实“预算超支”绝不是SSC失败的主要原因,而是有其特殊及偶然原因,主要是政治因素。”
王院士的总结很显然有充分的依据,但他据此得出的结论似乎却是,美国的SSC是因为有政治因素及与国际空间站争夺经费而失败,而中国的超大对撞机则可以避免这一点。这一结论没有充分认识到类似超大对撞机这种大科学工程,因为其公共性,即便在中国也会不可避免地具有政治性及与其他大型科学工程争夺经费。当然,中美政治体制不同,其政治性因素的表现也不同。但在此处不论将政治性狭义地界定为政府部门的博弈,还是广义地界定为不同利益群体之间的博弈,我们都会看到,政治性因素的涉入不可避免。
以美国建设SSC和发展国际空间站等大型项目为例,掺杂了国家荣誉和对国际秩序支配等政治性考量显而易见,中国在这方面有类似的政策诉求也毫不奇怪。中国固然没有美国的两党政治,但体制内各种力量之间、以及中央与地方之间具有各种形式的博弈,这从来不是什么秘密。毕竟,即便不包括土地和三通一平,拟议中的超大对撞机也要耗资1000多亿,即便按照分期修建,每年30亿(第一阶段的电子对撞机)或70亿(第二阶段的质子对撞机)计算,也占据了目前基础科研投资的二十分之一和八分之一,在这种情况下,与其他大科学项目之间的博弈在所难免。此外,以目前超大对撞机所规划的100平方公里而论,土地和三通一平这两项成本无疑也相当巨大,轻易地不去考虑,这也体现了科学家们没有充分考虑到由于大项目具有的公共性而带来的社会经济因素。
王贻芳在大亚湾中微子实验站察看设备安装情况,图片来源:高能物理所
尽管如此,我并不认为公共性的考虑就可以轻易压制建设超大对撞机的科学逻辑。重要的是,要在大科学工程的科学性和其不可避免的公共性之间寻求平衡。要做到这一点,不论是超大对撞机还是其他大科学工程,都需要系统思考如下因素:
首先,需要确保通过大科学工程推动的科学卓越性。这就意味着,它要有更加完善的科学运行计划。要把大科学工程可以带动的科学进步,并不仅仅建立在硬件改善的基础上。需要有充分的理由说明,这种科学进步的不可替代性及其对科学各个门类,而不仅仅是粒子物理的推动。
其次,也需要承认,特定大科学工程的发展要成为跨领域的科学界的共识,而不仅仅是高能物理或粒子物理学界的盛宴。须知,大型科学工程必然会与其他学科的资金需求形成竞争,只有让尽可能广泛的科技工作者都能看到这种大科学工程对本领域的促进(当然不是对每一个人研究的促进),才能有效地说服学界凝聚相关共识。
而既然要让大型对撞机这样的大型科学工程对更多学科的推动发挥重要作用,就需要在运营管理机制上做出系统的安排。大科学工程的资源有限,肯定会存在使用方面的竞争,这样在跨学科用户使用权的评审等方面,就要做出周密的安排。此外,越是突出公共科研设备的公共性,所涉及的运行成本就越高。在目前我国大科学工程往往是更重建设经费而国拨使用经费不足的情况下,这方面的考虑就更加重要。在一定程度上,应该把充分的是运营经费与建设经费捆绑申请。不能为了要通过压低成本来说服决策者就因此不去争取运营经费。
就大科学工程对于科学界的公共性而言,还有一点非常重要。那就是对机位利用等资源,要优先向青年科学家倾斜,不能使大科学工程仅仅成为科学大腕的工具。固然,科学大腕们提出的研究问题可能更有可能出成果,但同时需要考虑,大型科学工程的目的并不仅仅是为了多发论文。它关系到一个国家的科学未来,理应让青年人更多的尝试,即便后者在发表高影响因子论文方面有所欠缺。
上述诸点,主要还是着眼于科学界内部的公共性。与此同时,大科学工程对整个社会而言,也具有相当大的公共性,同样需要系统的谋划。首先,大科学工程的造价等指标,无疑应该充分公开化。如果说大科学工程对科学研究的裨益主要要靠科学共同体内部来衡量的话,大科学工程与社会交融的部分,则应该尽可能引入社会机构,比如第三方造价评估,比如项目的部分监理。
其次,也需要明晰大科学工程对高新技术的促进。建造大型科学工程需要在材料领域攻关,这些攻关的成果当然会促进高科技领域的发展,但仅仅用这个附属收益来说明对高科技的促进远远不够。需要说明,为何通过建造大型对撞机等大科学工程研发出来的技术,就比单独投资研发某个技术更加有益。也需要筹划,大型工程建设过程中的技术攻关成果,将如何实现产业化。像科学一样,技术的发明具有偶然性,但这并不表明,推动高新技术产业化的举措可有可无。
还有相当重要但往往被忽视的一点是,大科学工程要承担起科学传播的重担。毋庸置疑,大科学工程要通过更多更丰富的科学传播举措来证明自己的合理性,但仅仅有这一点并不够。须知,大科学工程是科学界一个巨大的公共平台,也理应成为科学服务社会的典范。因而大科学工程当仁不让地应该成为整个科学传播事业的领导者和推动者,而不是被动地宣传自己的科研成功。在这方面,欧洲的强子对撞机及其管理房CERN已经有很好的经验,我在科学传播领域中看到了大量源自LHC和CERN的科学传播举措,如媒体报道科学的培训,如科学节的策划与实施等,其覆盖面远远超过了宣传自身成果的需求。这种科学传播的投入固然需要耗费相当的精力和资源,但如果我们不仅仅把大科学工程看作工程运营方的项目而是对整个社会具有公共利益的项目,那么多强调科学传播职能也不过分。
(编辑:吴欧;排版:Sol_阳阳)
题图来源:s3.msu.edu/funded-projects-2015-2016
本文作者
贾鹤鹏
老资格科学记者,活跃的科学传播人,美国麻省理工学院Knight科学新闻访问学者,世界科学记者联盟前任执行理事(代表亚洲),中科院《科学新闻》杂志前任总编辑,目前在美国俄亥俄州立大学攻读科技政策博士,兼(中国)科学媒介中心(China Science Media Center)负责人。
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一线研究者谈论是否该建造大型对撞机