The Crisis of Big Science一文展示了史蒂文·温伯格,这位科学大师所特有的犀利目光以至远见卓识――正当现代科技蓬勃发展、大科技工程如火如荼之际,却已洞察当今作为大科学时代,其一片热火朝天景象所掩盖着的困境、甚至可称之为危机。他乃理论物理学家,着眼的是几个关于粒子物理、宇宙学、天体物理研究的大仪器和大实验工程。其实,随着各种粒子加速器、天文望远镜和空间站等仪器设备的陆续建造,以及加速器能量不断提升、望远镜之口径增大和灵敏度升高,核物理和高能粒子物理、相对论宇宙学和相对论天体物理等新兴学科一一创建、并迅速拓展。现代物理的这些突出成就,确是小科学转变为大科学的一项重要标志,亦为此转变之最重大成果之一;并且,此转变正乃现代科技发展之必然,而实现此转变恰又须以一系列宏伟的大科技工程为坚实基础。当代人跻身大科学时代,也就开辟了现代文明建设的康庄大道,前途宽广、前程似锦;然而,大发展往往会遇到大困难,甚至可能带来大危机。
 
  与小科学项目相比,大科技工程的规模大、人员多、耗资钜,常常得由多个机构、不同地区、甚或好几个国家联合承担。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)、国际可控热核反应试验堆(ITER)、韦伯太空望远镜、国际空间站等均属此例。温伯格对用于基础研究的大工程,因耗资巨大而反对实施、或者开工后半途而废者,颇有微词。譬如美国着力建造的超级超导对撞机(SSC)工程,在花费了近20亿美元的开支和大量人力之后,因得不到政府的继续资助而被迫下马。如果以为巨额投资于似乎没有经济效益的基础研究是一种“浪费”的话,那么这样的大工程半途而废便是更大的浪费;就说这SSC,若能最终建成,总费用未必高于LHC,但加速粒子的能量比LHC高出甚多。实际上,基础研究的创新成果终究会产生长远的、无可估价的经济效益,科学自有其极其厚重的物质力量;用于基础研究的大科技工程的实施以及高精尖仪器设备的研制,往往会促使高新技术的全方位发展。温伯格提及之同步辐射的应用和万维网(等电子通信技术)的红火,竟源发于、得益于回旋加速器的运转和加速器等技术设施的改进乃至高能物理等新兴学科的拓展,即是其典型一例。
 
  目前,大科学确有逐渐陷入困境的倾向,主要原因或许为:其一,资金相对短缺,以致相关工程难于成立或顺利进行,上马了也会夭折;其二,承担大工程的是涉及许多方面的大团队,其学术带头人须有纯粹的科学家素质、宽阔的领导者胸怀、高超的学术水平、杰出的组织能力,然而这样的带头人相当稀罕;其三,某些国家领导机构及其决策者对于基础研究的科学价值和长远利益缺乏足够的认识,出资部门常会偏好于直接的、短期的经济效益;其四,世界整个经济形势不容乐观,社会“可持续发展”尚有不少问题有待解决,以至于对大科学进展的支撑作用显得乏力。倘若影响“可持续发展”的环境、资源等诸多社会问题长期不得解决,则势必导致有碍于大科学进展的严重危机。诚然,谋求解决这些社会问题,最终还有赖于大科学的进一步发展。
 
  可是,也许不必过于悲观,因为像温伯格那样有远见卓识的科学家和领导者并非凤毛麟角,越来越多的人开始认识到:大科学进展与社会经济繁荣看似相互制约,更是相互促进的;大科学进展可谓社会“可持续发展”的杠杆和保证。全球性金融危机和经济低迷的局面终将扭转,对种种大科技工程的支持力度定会逐步加强。常言“时势造英雄”,大科学需要优秀的学术带头人,然则大科技工程的实施也会造就十分出色的大科学引领者;就笔者比较熟知的范围而论,例如领导使用阿尔法磁谱仪、凭借空间站而搜索反物质和暗物质这一大实验项目的丁肇中教授,就是一位称职的大科学引领者。今后,理当尽量充分地利用已经建成和即将建成的各种大仪器设备――诸如LHC、哈勃太空望远镜、威尔金森微波各向异性探测器、空间站以及在建的韦伯太空望远镜和ITER等等,人们正期待由LHC搜索到由以支持粒子物理标准模型的希格斯粒子、显示弱电统一及其破缺机制的蛛丝马迹,亦期待由大型望远镜、空间站和高空探测器探测出暗物质、暗能量的性质和形态,以验证相对论宇宙学标准模型的真理性。坚持不懈地探索物质世界的奥秘、揭示物质运动的规律,并致力于超越原有的理论模型,才是推动大科学进展的首要目的;然而从长远来看,这是可藉以造福人类的基本源泉。
 
  人们非常期盼:方方面面对于所有必需的、可行的基础研究项目及其大科技工程将予以更有力、更全面的支持,那么,大科学进展乃至社会“可持续发展”就有了令人鼓舞的希望。

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本文作者系同济大学物理系教授。