新疆域
                          FRONTIERS

[美]艾萨克·阿西莫夫  著
上海科技教育出版社 1999.12

扫描，校对：异调


基础科学新疆域(FRONTIERS OF SCIENCE)，朱宝如  译

                          优先问题

    “在科学上，两个同样令人期待的发展方向正处在冲突之中。科
学家面临着一个不易解决的两难问题，要么去冒数十亿美元的风险，
要么使研究工作延迟几十年。

    首先是超导电性。在超导电性领域中，人们已经有了令人振奋的
意想不到的新发现。在极低的液氢温度下，电流在流动过程中没有耗
损、不再发热。现在，人们突然发现，这一点在高得多的液氖温度下
也能办到，这样就会使得整个过程更加省钱、更加实用。

    其次是“超级对撞机”。现在已经计划建造一个新的巨大的粒子
加速器，直径约17英里，周长52英里，耗资达数十亿美元。利用它，
科学家希望能够发现关于物质基本构造以及宇宙起源的新证据。

    但是，在这里却有些进退两难。

    为了建造一个新的粒子加速器，就需要消耗大量的电力，以便能
使沿着加速器长达52英里的周边紧密排布的电磁铁产生极强的磁场，
从而把粒子加速到接近光速，通过产生高能碰撞，使一些粒子将其他
粒子击碎。

    为了实现这一目标，必须把磁铁冷却到极低的温度，使之超导化。
在这种情况下，电流没有损耗，也不发热，磁铁才能比其他任何可能
的办法更强有力。这就意味着，新的超级对撞机必须消耗大量昂贵的
液氦，并使用许多昂贵的机器，以便使得氦尽可能长时间地保持在液
态。

    有些科学家以费用为理由对建造这种设备是否明智提出了质疑。
不是说这种设备不能获得通过其他途径得不到的重要的新知识，而是
说我们能够提供给科学的经费只有这么多。如果超级对撞机耗资数十
亿美元，那么其他研究领域便所得甚少了。在其他领域所损失的新知
识的总和可能要比亚原子物理学所得到的更多。这是一个很难说清楚
的问题，因为我们不知道在一种情况下获得的新知识是什么，而在另
一种情况下失去的新知识又是什么。

    但是，超导领域取得的新进展给反对建造昂贵的新超级对撞机的
人提供了强有力的论据。他们建议物理学家再等一等，因为不久以后，
就有可能使用新材料获得在液态氮温度下的超导电性了。液态氮要比
液态氦便宜得多，新机器的造价可以削减10%～15%。

    事实上，不久以后，我们甚至有可能获得在更高温度下具有超导
电性的一些材料，从而制造出远比我们现在所能希望的更为强有力的
磁铁，就能产生更强的磁场，使得被加速的亚原子粒子的路径更加弯
曲。这样，粒子就不必沿着直径为17英里、周长达52英里的圆周被加
速，而可以沿着弯曲得更厉害，直径小于2英里，周长只有5英里的圆
周被加速。

    在这种情况下，机器所占的土地面积可以减小到仅为现在所需的
1%，所需的材料也会相应地减少。建造这种设备所花的钱也大为削减，
可以节省数十亿美元，分配给其他研究领域，而亚原子物理学的发展
也不受阻碍。

    上述观点听起来很好，但还是有一些亚原子物理学家表示反对。
迄今为止．新超导材料只是实验室制造出的样品。要能成批地生产出
性能符合超导强磁铁要求的超导材料，这还要等多久？可能还有各种
各样的困难和工程上的问题尚待我们去解决。甚至会出现一些我们意
想不到的小问题，就要花费好几年时间才能解决。

    换句话说，物理学家可能还必须等待10～15年的时间才有可能获
得新材料；而在此期间，由于政治上或经济上的原因，可能搞不到数
十亿美元去建造超级对撞机。物理学家还拿不定主意是否要抓住机遇。
他们还有钱，勉强能对付过去。

    总之，等待还是不等待？这确实是个问题。