美国有一项非常失败的科技项目。

在它被迫停工的那刻起,无数科学家就预言美国科学将很难再进步,甚至被科学家称为“美国科学史上最黑色的一天”,“这是人类文明的显著倒退。”等等。

它就是“超级对撞机”,这个科学项目也是美国历史上最大的科学烂尾工程,至今还保留在美国德克萨斯州的达拉斯国际机场附近。

如果你去那里参观,就会发现这里有一条70米深,长达22.5公里的地下隧道,隧道里还有17个巨大的竖井直通地面,就像一条巨龙横卧在这里。

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中国曾经也想建设一个超级对撞机,但是每次有科学家提起来,大家就会将美国超级对撞机工程当作反面例子,导致中国乃至整个世界都不敢再轻易尝试。

可以说,它间接的让全球科学停滞了几年甚至几十年。

因此每次提到这个工程,美国物理学家就会非常愤怒的咒骂,当时的克林顿肯定眼瞎了,当然原话没有这么直接,但是也含蓄的说了当时美国领导人眼光差劲。

不单如此,这个项目还将中国给狠狠的坑了一次。

美国超级对撞机是中国首次正式参与的大型科学项目,我们为此付出了诸多的精力也打了水漂。

中国为啥不建超级对撞机?美国超级对撞机项目又为何烂尾呢?

其实说白了都是美国人自己作死作的。

大家好呀,我是熊猫,今天就给大家说说美国史上最大科学烂尾工程,以及它是如何影响中国和全球的。

超级对撞机的原理非常简单,就是将基本粒子加速到非常高的速度,然后让它们以极高的能量发生碰撞,帮助科学家观察碎片和新的粒子。

因此美国超级对撞机又叫“超导超级加速器SSC”。

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它的主要设备就是一个圆形的回旋加速器,粒子就是在这个加速器上进行加速。就像是椰子一样,你想要得到里面的椰子汁和果肉,就得先撬开坚硬的外壳。

在现实世界中,咱们找到合适的工具用力敲就可以,但是原子重量特别小,普通的工具根本就不起作用。

于是科学家们就想到了一个办法,用磁场的方式去加速基本粒子,然后再让它们碰撞。

这样把它们撞碎后,就有一定的概率发现一个新的粒子。

在历史上, 科学家就是这样才了解原子的结构。

比如卢瑟福,他被称为最伟大的实验物理学家之一,就是因为他用做了一个轰击金箔的试验,从而找到了原子里面的原子核以及电子 运行方式。

后来他和他的学生又用轰击试验发现了原子核里面的质子和中子,自此打开了原子等物理学的大门,人类的科技才得以飞速发展。

我们现在的很多军事和科技都是在这个基础上发展起来的。

比如改变世界格局的原子弹,改变生活方式的万维网,甚至改变能源的核电站等等,都离不开原子、电子等物理学的发展。

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原子核的研究在一定程度上影响了后来世界的格局和生活方式。

因此科学家就想既然原子是由质子和中子等粒子组成的,那么这些基本粒子又是由什么组成的呢?

如果能发现并且找到它们的运行规律,那么会不会有比原子弹更强的武器和科技出现,谁也不知道,假如真的有,那么无疑将再次改变整个世界。

这可不是我随便在胡扯,在《三体》中,就有三体人用编辑过的“智子”作为武器,入侵了地球上的所有粒子对撞机,干扰试验数据,从而将人类的科技进步彻底锁死的桥段。

这种桥段的灵感就源于对撞机。

为此很多国家都在研究新的粒子。

无数个物理科学家们也为此奋斗终生,他们一次小小的发现就是人类在物理学上的一次大进步,微观物理学也成为诺贝尔奖获奖最多的领域之一。

不过人类目前的科技最多只能在原子层面进行操作,想要找到更小的粒子,就得用更快的速度碰撞,也意味着需要更先进的对撞机。

美国为啥要建设超级对撞机?

就是因为上世纪,美国在对撞机的建设上落后于苏联和欧洲。

当时美苏两国一直在进行军事竞备,其中对撞机就是竞赛的领域之一。

1949年,前苏联建成了联邦首台大型粒子对撞机,它的运行能量达到480MeV,一举成为全球能量最高的对撞机。

加速器运行能量越高,粒子碰撞就容易出现新的粒子,因此运行能量是衡量对撞机性能的重要指标之一。

苏联打破纪录后,美国自然也不甘示弱。

1953年,美国在布鲁克海文国家实验室建成了能量达到3.3GeV的对撞机,成功超越苏联,。

次年,美国又在伯克利实验室建成了性能更先进的对撞机,把自家的纪录又拔高到6.2GeV的。

1957年,苏联又打破了美国的记录,建成世界首台 10GeV 质子同步加速器,再次反超美国。

在两者竞赛的最激烈时刻,世界形势发生了很大的变化。

美国先是在朝鲜战争,被中国打的节节败退,又在之后的越南战争中遭激烈的反抗,两次战争前后历时二十多年,结果还都以失败告终,把美国的资金和脸面都打没了。

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等美国终于打完了战争,转头发现,不仅苏联在大搞军事扩张,欧洲的那些国家也不老实,他们在1959年就建成了24GeV能量的质子同步加速器,打破美苏的记录,并且西欧各个国家还联合起来准备建设更大的加速器。

1983年,鲁比亚和范德梅尔在欧洲的“超级质子同步加速器”中发现了正负W玻色子和Z玻色子。

这个新发现惊动了全球各国,并且在第二年就获得了诺贝尔物理学奖。

因为担心还有更新的粒子出现以及它们潜在的军事作用,美国核物理科学家感到一阵危机感,他们不断游说美国政府尽快投建新的对撞机。

美国纽约时报当时还特地写了篇标题叫:《欧洲3分,美国连零分也没有》的文章,无情地嘲讽美国粒子物理的落后。

美国政府这才逐渐意识到霸主地位有可能受到威胁,于是就想在物理研究上重新夺回领导优势。

同样是在1983年,美国能源部正式砍掉了原本规划中较小的伊莎贝莉对撞机,提出要建立一个世界上最大的粒子对撞机,并且命名为“超导超级加速器”

美国超级对撞机建造计划正式走上台面!

它的规模相当庞大,整个环形加速器的周长超过8万米,隧道全程位于地下70米深处,能够将两束质子加速到接近光速,能量达到20TeV,是当时最强对撞机的40倍以上,预算更是高达44亿美元,是当时中国全部外汇储备的两倍还多。

在150多名物理学家的努力下,超级对撞机项目在1986年完成了初步的设计工作。

为了完全这项工程,美国能源部还专门派人到日本、加拿大、英国等国家寻找资金。

可以说美国从上到下非常重视超级对撞机工程。

然而谁也没想到这项超级工程在五年后,就被叫停了,而且叫停的方式非常奇葩,甚至可以说是无知。

比如美国议员伍德·博特曾在国会辩论中说:“对撞机的宣传就是在造假,它根本没有啥作用,既不能治疗癌症,也不能解决男性秃顶问题,甚至无法保证芝加哥小熊队在世界大赛中获胜。”

这个理由把我看的一愣一愣的,一个国家议员评价大型战略工程的作用,竟然是治疗秃顶和球队输赢。

就好像有人要求我们放弃核聚变研究,理由是不能治疗秃顶,也不能让我们国足进入世界杯一样,我估计国人听到都得直接问候他家人了。

事实上,超级对撞机的作用还真的很大,而且也真的能治病。

比如核磁共振、CT等强大的医学设备,其实就是通过对撞机研究了原子核结构后的产物,还有人类终极能源核聚变的几种核心材料也是对撞机里应用到的。

可以说这种项目就和航天、核聚变项目一样,它每投入1元就会获得数倍的回报。

因此议员们要关闭超级对撞机的理由,遭到很多物理学家的抗议。

当时为了与议员们抗衡,美国24位著名物理学家联名写信给布什总统和每个参议员解释超级对撞机的意义,这些物理学家里还包含了21名诺贝尔奖获得者,可以说非常权威。

在推荐信发出后,又有1700位美国科学家和300名外国科学家响应,他们共同呼吁保留项目;美国的科学界最后直接成立了“全国超级对撞机协会”,对参议院的每个议员进行游说公关。

然而他们做了最大的努力,但是这个项目也仅仅多维持了一年时间,就被美国新任总统克林顿正式废除。

那一天无数科学家为之扼腕叹息,诺贝尔奖得主,华裔科学家李政道曾说,“SSC 的停工之日是美国科学史上黑色的一天”,同样是诺贝尔物理学奖得主默理·盖尔曼说:“这是人类文明的显著倒退。”

有些激进的科学家直接骂“美国领导人一定是得了近视”,其实就是嘲讽他瞎了的意思。

同样惋惜的还有中国科学家。

中国很早就有科学家研究和设计了粒子对撞机,但是由于各种因素,一直没有动工建设。

到了改革开放时期,中国与其他国家积极展开外交,其中就有“科学外交”这个途径。

而对撞机是当时科学家交流非常频繁的项目之一,大型对撞机有利于中国同外国的交流,尤其是与美国。

1981年时,邓小平亲自拍板,他说“我赞同,不要再犹豫了”,于是中国花了2000多万美元兴建对撞机。

1984年,中国正式开始建设第一座大型粒子对撞机——北京正负电子对撞机(BEPC),并于1988年正式竣工。

当年我们就实现了正负电子对撞实验。

在这之后北京正负电子对撞机取得了很多成果,甚至有些研究在国际上都处于领先地位。

因为中国对撞机的成绩优秀,再加上华裔科学家李政道的推荐,中国在1993年正式加入美国超导超级加速器项目中。

对于这次合作,我们可以说是非常重视,专门在国内组建了超级对撞机小组。

由时任国务院副总理朱镕基亲自担任组长,国务委员兼国家科委主任宋健任副组长,其他小组成员还包括国家各个部门领导以及航空航天部部长林宗棠、中国科学院院长周光召等等科学家。

可以说阵容相当豪华。

而且在这次合作中,我们不仅承担了闪烁量能器以及电磁量能器等关键部件的研制,还

商谈了电磁铁支架、覆铜板、微电子器件、对准技术等等方面的合作。

因此很多科学家对此非常上心,希望能借助这次合作,培养一批相关领域的人才。

然而谁也没想到,中国刚刚组建完团队,美国政府当年就关闭了项目,这也意味着中国前期的筹备和所有精力都浪费了,实在是有点坑。

除了中国,德国、日本、韩国、印度等国家也都有参与建造美国超级对撞机项目,他们都承接了超级对撞机的某些项目。

现在美国取消超级对撞机的建造,那么意味着不但损失物理研究领头羊的地位,还要赔偿一大笔钱才行。

那么问题来了,美国政府为啥要执意取消这个项目呢?

答案其实就是开头说的,其实就是自己给作没的。

如果了解中国大型项目建造过程,那么应该了解我们从立项的时候,就会组建专门的团队,团队里有领导人、科研专家、建造单位等等。

他们各司其职反复的论证,从而找出可行性的技术和建造方式,定下规划后,还要经过国家核准,确保所有方案是正确的才能投资建设。

在建造过程中,我们往往还会将责任划分清楚,这样才能确保工程不出现大规模延期和超支的情况。

但美国很多科研项目却不是这样。

美国政府居然直接将超级对撞机项目委派给了,完全由科学家组成的美国大学联合会管理。

这些科学家做研究或许是专业的,但是对于工程管理却相当不专业,甚至有很多私心。

他们在申报项目时就充满了理想化。

比如在整体预算上,他们的报价是44亿美元,这个预算属于比较低的范畴,目的就是方便国会审批通过;

在预算偏差中也没有专业的评估,反而刻意忽略超大型工程的难度,将超支范围定在10%左右。

为了让美国国会尽快通过他,他们同样没有经过摸底,就自己做了预估报告,认为州政府和其他国家的资金会支援18亿。

这样一算,美国在超级对撞机的建造上,需要出的钱并不多,

没想到,方案是通过了,但国会在审批经费时直接砍了一刀,美国能源部迫不得已,只能大规模去拉投资,邀请意大利、日本、德国等盟友参与建造。

结果美国国会又来拖后腿,他们认为超级对撞机比较特殊,很多技术应该保密,科技成果也应该美国独自享受。

这么一搞把项目团队给弄蒙圈了,别人肯投资肯定是奔着回报去的,而超级对撞机最有价值的就是材料和科研成果,如果这个都要保密,那么其他国家凭啥投资呢?

果然在美国能源部走访了一圈后,真正收获很少,很多国家宁愿自己造,也不愿意当冤大头。

后来没办法,他们只能硬着头皮做,并且将超级对撞机项目分成两块,一块以基础工程为主,由美国国内企业承包,还有一个是加速器设备,由全球供应链承包。

本来市场化的招标对于节约工程预算,项目建设算是一件好事,但是因为SSC项目的敏感性,美国政府规定只能由美国国内具有安全资质的企业参与。

于是,最终项目合同大多落入了美国阿美特克等大型军工企业手中。

这些军工复合体基本上都是私人垄断性质,如果了解美国军工的人就会知道,他们企业内部腐败是非常严重的,一个咖啡杯就能卖到3000美元,甚至为了卖军火设备不惜游说美国领导层发动代理战争。

由他们负责对撞机项目,就如同羊入虎口。

果然,他们刚刚接手项目就开始搞事,直接跳过正常的工作人员考核程序, 录用了上百个关系户人员,然后又挤走了很多优秀的科学家和项目管理人员,导致SSC项目管理团队一片混乱,工期也被延误。

在他们的努力下,美国超级对撞机项目超支越来越多。

1988年,超级对撞机预算提高到了55亿美元左右;1989年,项目预算又提高到了59亿美元;1991年时,美国能源部公布的项目造价已经攀升到了82.5亿美元;到了1993年,项目预算更是达到了110亿美元,几乎是最初预算的2倍。

更关键的是预算变多也就算了,工期却也一再延误。

也就是在这双重超支下,超级对撞机项目的矛盾爆发了。

首先站出来的,就是各个州政府。

超级对撞机的项目非常大,它在哪里建造就能吸引诸多科学家和企业落户,可以直接带动当地的经济和科研实力的增长。

因此在它选址时,就有43个州在竞争,最终被德克萨斯州拿下。

其他州本来就不爽,如果看你项目遇到挫折,肯定得落井下石。

其次还有科学家也站出来反对了。

要知道,一个国家每年的科研经费是有限的,超级对撞机的经费花的越多,那么其他项目的经费就越少,其他科研项目的科学家当然不同意了。

1991年时,美国国家科学基金会理事就在国会听证会上抱怨说:“超级对撞机的经费增长了120%,其他领域的研究却是在乞讨。”

这次抱怨就是一个缩影,被超级对撞机项目影响的科学家都开始站出来表示反对。

最后还有一大帮议员。

美国国会议员大部分都是文科,他们对于理工科的知识几乎一窍不通,更别说微观粒子,对撞机这些物理学前沿的课题。

所以对于他们来说,物理研究再好也和他们的政治没有关系。

于是为了迎合更多的人,议员也是不介意在超级对撞机上再补上一刀。

就这样,尽管当时超级对撞机已经花费了10多亿美元,美国国会依然决定废除这项工程。

世界上其他国家看到美国终止了这项工程,也开始布局自己的对撞机,2008年,欧洲在瑞士建成大型强子对撞机,并且发现了标准模型中最后一种还未找到的粒子——希格斯玻色子,完成了物理学界标准模型这一宏伟的拼图。

欧洲由此一跃成为世界物理中心,每年有成千上万名科研工作者在这里进行交流,包括中国也有上百名物理学家长期在这里搞研究。

科学家们期待有一天能发现一个改变世界格局的粒子。

而中国在美国超级对撞机之后,也一直在纠结要不要建造同等类型的科研设备。

好了我是熊猫,本期视频就到这里,我们下期见!