【物理史中的十月】1993年10月:美國國會取消超導超級對撞機(SSC)的資金

1993 年 10 月:美國國會取消超導超級對撞機(SSC)的資金

文|蕭如珀、楊信男(臺灣大學物理學系)(譯自 APS News,2013 年 10 月)

2012 年 7 月,全球物理學家都因歐洲核物理研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)可能發現了粒子物理學標準模型中的最後一種基本粒子 ─ 希格斯玻色子 ─ 而雀躍不已。這是理論和實驗物理學家幾十年來研究的巔峰,然而此成就對美國代表隊來說卻是苦樂參半,因為他們總會想起那早先夭折的一個加速器 ─ 超導超級對撞機(the Superconducting Supercollider,SSC)。

SSC 源自美國雷根時期布魯克赫文國家研究所一個中止的的計畫,叫做伊莎貝爾(ISABELLE),到1984年時,興建中的伊莎貝爾遭遇了許多問題,特別是超導磁鐵無法運作。更糟的是,它的首要目的是要找 W 和 Z 玻色子,而那兩種粒子在前些年即已被競爭對手 ─ 在瑞士的 CERN 加速器找到了。高能物理社群的領袖們決定最好的作法是取消伊莎貝爾,將經費轉用來設計建造一個更大型的加速器,先給它綽號叫做「沙漠加速器」,也許因為它會很大,所以必須蓋在偏遠、人煙稀少、土地便宜的地區。

1986 年,物理學家提出 SSC 的設計,它採環型結構,周長 53 哩(85 公里),裡面佈滿8,600個超導磁鐵,20 兆電子伏特的質子束繞著環前進時都會通過每個磁鐵上一個 4 公分的洞。隔年,美國能源部將 SSC 計畫呈現給雷根總統和他的內閣,預估總共要花費大約 44 億美金(後來加上探測器的費用增至 53 億)。此計畫很合雷根的心意,他想起有位足球四分衛明星曾給他建議:「要將球丟得深遠。」據說雷根聽到若批准決定 SSC,會讓許多物理學家狂喜時,他回答說:「那也許公平吧,因為我曾讓兩位中學物理老師非常傷腦筋。」

歡欣鼓舞的勝利感覺並未持續很久;這個計畫從一開始就遭遇到困難。雖然如此,SSC 還是於 1991 年在德州瓦克沙哈契(Waxahachie, Texas)開始建造,在兩年期間,工人們在砂岩和石灰岩中挖出 30 公里的隧道。由於擔心要追加預算,1991 年有一個取消 SSC 的提議,但在眾議院以 165 票對 251 票失敗了。殊不知這只是一時的暫緩而已。

1990 年代初期克林頓總統就職時,經濟衰退,而加速器的總體經費卻上升,是導致它下台厄運的重要原因。到那時估計的經費已激增超過美金 100 億,而能源部 1993 年批准基線報告要求提高安全度以及意外事故的範圍,因而增加了 15 % 的預算,達到 115 億。美國當時的國家優先順序已改變,大幅刪減聯邦預算成為第一要務。SSC 並非唯一一個高預算的主要科學計畫,它和新國會較屬意的國際太空站(International Space Station)競爭,SSC的目標較深奧難理解,克林頓的科學顧問或能源部長都沒特別熱衷。

SSC 最為人詬病的其中之一是管理很差,特別是它在執行必要的官方程序時。一份 1994 年的國會追蹤報告列舉了幾個例子,包括缺少固定的內部檢討,以及溝通不良、持續低估計畫經費。物理學家在科學方面也許很優秀,但他們對於繁瑣手續卻是興趣缺缺。有一位資深物理學家就很直白地發牢騷說:「我們的時間和精力都被官僚和政客耗盡了。」

甚至在物理界內部也很焦慮,在其他次領域的物理學家對於高能物理學家獲得了他們認為最大經費與公眾的關愛感到憤怒不平。他們認為這是一個零和遊戲:政府投入越多錢興建 SSC,給其他計畫的錢就越少。其中最直言不諱的批評者是諾貝爾獎得主,凝態物理學家安德森(Philip Anderson),他哀嘆說:「粒子物理的結果不僅對真實人生,而且對其他的科學幾乎完全無關緊要。」結果,美國眾議院投票表決,283 票對 143 票,於 1993 年 10 月 27 日終止 SSC,損失減至已花費的美金 20 億。這個決定並沒讓美國其他的物理領域增加補助,實際上最大的受益者是 CERN 的大型強子對撞機,因為美國粒子物理界成功遊說在國際合作上取得更重的角色。這筆投資因發現希格斯玻色子而大大成功,下一個世代計畫要蓋一個國際直線對撞機,但是否真的會興建仍是未知數。

至於 SSC,它在德克薩斯州中部平原底下空洞、廢棄的地道還在。裡面的設備很早以前即已售出,有一位叫韓特的百萬富豪終於在 2006 年買下了這個場址,預定要在那裡建造一個又大又安全的資料儲存設備。唉!沒料到六個月後,韓特在冰塊上滑倒,頭撞到人行道;跌那一跤要了他的命,而他的對撞機資料中心計畫也跟著他一起結束。後來一位化學製造業者於 2012 年買下了那個場址。

也許 SSC 最持久的貢獻是在小說方面。它給了兩本小說靈感:一本是沃克(Herman Wouk)寫的喜劇小說《德州的地洞》(A Hole in Texas),另一本是克拉瑪(John G. Cramer)的《愛因斯坦的橋》(Einstein’s Bridge)。後一本想像一個交替的歷史,對撞機真的蓋了,也開始試著運轉,結果地球發生令人震驚的後果,包括奇異的粒子、蟲洞、外星人、以及時空穿越。這對那沒能蓋成的加速器似乎是一個合宜的歡樂頌。

原磁鐵發展實驗室的內部,技師在裡面盤繞超導的鈮線圈,做成強力磁鐵。
原址現今的面貌

Recommended Reading:

  1. Carroll, Sean M. The Particle at the End of the Universe. New York: Dutton, 2013.Cramer, John G. Einstein's Bridge. New York: Avon, 1997. (fiction)
  2. Cramer, John G. "The Decline and Fall of the SSC," The Alternate View, Analog Science Fiction and Fact, May 1997.
  3. Riordan, Michael. (2001) "A Tale of Two Cultures: Building the Superconducting Super Collider, 1988–1993," Historical Studies in the Physical and Biological Sciences 32(1): 125–144

 

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