基本介紹

超導(dǎo)超級對撞機（Superconducting Super Collider,簡稱SSC）、1992年一個以巨型超導(dǎo)磁體為主的超導(dǎo)超級對撞機特大型設(shè)備，于美國得克薩斯州建成并投入使用，耗資超過82億美元。1993年國會決定中止建造超導(dǎo)超級對撞機是一個信號，高能物理有充裕的經(jīng)費的時代已經(jīng)結(jié)束了。超導(dǎo)超級對撞機是要在美國德克薩斯州建造的一個基本粒子加速器，它的直徑將達(dá)54哩。1987年6月，在第二個任期內(nèi)的里根總統(tǒng)宣布美國將開發(fā)用于探究基本粒子的超級超導(dǎo)對撞機。

簡介

歷史上最大的科學(xué)研究，把質(zhì)子推進(jìn)到光速，但由于花費太大，被美國國會在1993年中止研究.理論物理學(xué)家已經(jīng)從標(biāo)準(zhǔn)模型理論上闡述了自然界存在四種力：引力、弱力、電子力和強力（核力），弱力和強力的載體是原子核層次到夸克層次的微粒子。實驗物理學(xué)家需要通過加速器實驗來驗證和擴展這些理論。帶電粒子加速器是高能物理研究的重要實驗工具。加速器的發(fā)展經(jīng)歷著從同步加速器到環(huán)形加速器再到對撞機的三次革命，其質(zhì)心能量從MeV級到GeV級再朝向TeV發(fā)展。美國政府從二戰(zhàn)結(jié)束就開始支持高能物理的研究，并在美國建立了多家加速器實驗室。在1978年到1979年召開的一系列未來國際加速器發(fā)展的會議上，科學(xué)家開始討論質(zhì)能達(dá)到20TeV的質(zhì)子對撞機，1982年美國科學(xué)家最初提出了超導(dǎo)超級對撞機的設(shè)想，1983年秋天美國能源部批準(zhǔn)了正式的研究，同年12月開始研究20TeV的對撞機的技術(shù)與經(jīng)濟可行性；經(jīng)過大約150位加速器物理學(xué)家和工程師的努力，1984年4月，形成了基于不同類型的超導(dǎo)磁體的三種不同的技術(shù)可行性方案，并給出了三種方案的經(jīng)費預(yù)算。1984年秋天，形成了以勞倫斯伯克利實驗室為主體的中心設(shè)計組，由Maury Tigner教授領(lǐng)導(dǎo)，由大學(xué)研究聯(lián)合會管理。與此同時，五種不同的磁體的選型設(shè)計也交給了加速器領(lǐng)域的其他五家國家實驗室如布魯克文國家實驗室、費米國家加速器實驗室等。1985年，磁體選型確定。1986年，約250位科學(xué)家與工程師參與的中心設(shè)計組完成了核心設(shè)計報告。1987年1月，經(jīng)總統(tǒng)同意，SSC工程正式實施，選址工作開始。1988年，從43個地址申請中，由國家科學(xué)院組織專家篩選出7個地址，交給能源部裁決。1988年10月，國會預(yù)算管理辦公室對SSC進(jìn)行了研究，發(fā)表了“建造SSC的潛在風(fēng)險與利益”的評估報告，對比其他幾項加速器項目后，該報告給出了SSC風(fēng)險最低的結(jié)論。1988年11月，得克薩斯州埃里斯縣被確定為最合適的地址。1989年1月，SSC實驗室建立，由Roy Schwitter教授指導(dǎo)和大學(xué)研究聯(lián)合會管理。在實驗室負(fù)責(zé)人的指導(dǎo)下，一系列國際咨詢單位也產(chǎn)生了，包括科技政策委員會、項目咨詢委員會和設(shè)備咨詢委員會。實驗室早期的任務(wù)之一是針對地址的方案設(shè)計，于1990年7月完成。環(huán)境影響報告也相繼完成。1991年第一批主體工程在15號工地（磁體研發(fā)與測試實驗室）動工興建。圍繞主要設(shè)備的設(shè)計和施工同步推進(jìn)。整個工程分為四段，第一段環(huán)形加速器－低能助推器為600米，第二段中能助推器為10.8公里，前兩段都使用電阻磁鐵產(chǎn)生磁場；第三段高能助推器為10.8公里，最后一段是87.1公里的對撞環(huán)，后兩段使用超導(dǎo)磁鐵產(chǎn)生磁場。1993年1月，隧道開始施工。到1993年秋天，挖掘了大約23公里的隧道。

申報審核

與實驗室同步進(jìn)行的是實驗項目的申報與審核工作。國際上的科學(xué)家共提出了21個各種主題的研究項目。初始的實驗項目包括兩個大的、用于綜合目的的探測器和幾個小的、用于特定目的的實驗。1992年4月和1993年4月，兩個大型實驗的任務(wù)得到了批準(zhǔn)，這些涉及到了來自世界各地的200個研究機構(gòu)和2000個科學(xué)家。一系列的教育項目也延伸到了研究型大學(xué)、一般學(xué)院和高中的教師和學(xué)生。

其他信息

SSC成績

美國高能物理學(xué)家們認(rèn)為經(jīng)過幾年的努力，SSC已經(jīng)取得了一系列成績。

在科學(xué)政策方面，SSC得到了里根、布什和克林頓三屆總統(tǒng)的支持。1992年，戈爾副總統(tǒng)會見7位諾貝爾獎得主時表示，一定全力支持SSC。

能源部也已申稱把SSC作為科研項目的首選。已經(jīng)簽署的45000份合同惠及了48個州，其中大部分合同是與德克薩斯州之外的其他州簽署的。能源部估計，SSC至少創(chuàng)造了7000份工作，其中與國防相關(guān)的企業(yè)得到了比四分之一更多的好處，有利于軍民結(jié)合。23000多個學(xué)生和教師通過SSC的教育計劃得到了數(shù)學(xué)和科學(xué)技巧的培訓(xùn)，其中一半以上是女性。SSC是大項目和小項目的混合體。100多所大學(xué)的研究機構(gòu)參與了試驗，其中很多是只有幾個科學(xué)家的小組。

SSC是一項投資未來的項目。如果推遲10到20年，美國科學(xué)家只能放棄前沿科學(xué)，一代學(xué)生將被失去，屆時再也沒有合適的物理學(xué)家人選了，50年建立起來的高能物理研究基礎(chǔ)將崩潰。繼續(xù)開展SSC，有利于維持美國在物理研究的領(lǐng)導(dǎo)地位。

溢出效應(yīng)

例如，加速器和檢測器技術(shù)廣泛用于醫(yī)療、診斷，用于癌癥治療，超導(dǎo)磁體的研究有利于超導(dǎo)電纜的開發(fā)，等等。

1992年，所占經(jīng)費只是全年聯(lián)邦政府R&D投入經(jīng)費的0.6%。整個項目預(yù)算為83億美元，其中已經(jīng)投資大約20億。項目進(jìn)展完成了20%。對撞機隧道的70%的合同已經(jīng)簽訂完成，所有合同都低于預(yù)算，所有的關(guān)鍵性工程已經(jīng)完成或者列入了議程，特別是關(guān)鍵性的磁體測試已經(jīng)完成。而且，美國已經(jīng)和一些國家（例如中國、印度）簽訂了合作協(xié)議，能夠得到一些合作資金。

2 SSC停建的過程、原因和善后處理對大科學(xué)工程研究的評價明顯不同于基礎(chǔ)研究項目的同行評議，那些被科學(xué)家和工程師強調(diào)的好處和成就并沒有得到美國國會的多數(shù)議員的認(rèn)同，SSC也因為國會的強烈干預(yù)而提前下馬。

停建過程

導(dǎo)致SSC關(guān)閉的直接原因是1993年年初審計總署（GAO）做出的對項目不利的報告。經(jīng)過對整個承包合同的分析，該報告認(rèn)為，整個項目費用超支，進(jìn)展滯后。

例如，付給建筑師、工程師的服務(wù)費和基礎(chǔ)建設(shè)費在預(yù)算12.5億美元的基礎(chǔ)上會超出6300萬美元，完成項目的總費用增加和工期則難以估計。能源部實行的控制建筑費用的建筑－成本策略會導(dǎo)致建筑商取消、減少、延遲某些結(jié)構(gòu)工程，從而削減SSC的實驗?zāi)芰?，危害實驗研究。能源部只能從外國獲得4億美元的資助，使17億美元的超支仍有14億美元的缺口。該報告的結(jié)論是，要完成該項目，國會將面臨著增加聯(lián)邦資助的巨大壓力。

實際上，從一開始，SSC就遭遇到了不少非議，因為這樣的大科學(xué)工程研究項目擠占了其他項目的經(jīng)費。1988國會預(yù)算辦公室（CBO）在報告《建造SSC的潛在風(fēng)險與利益》中指出，5年之內(nèi)，SSC可能會占掉全部聯(lián)邦資助基礎(chǔ)研究的6%～7%、占物理科學(xué)的13%。除非國會提供其他相關(guān)領(lǐng)域經(jīng)費實質(zhì)性的增長，SSC就會擠掉其他基礎(chǔ)科學(xué)研究。一些著名科學(xué)家也加入到了反對的行列。例如固體物理學(xué)家、1977年諾貝爾學(xué)獎獲得者安德森（Philip Anderson）公開指責(zé)能源部官員向國會撒了謊，而SSC的科學(xué)家則對失實之處保持了沉默；剛從自然科學(xué)基金委主任退下來的科學(xué)家布洛赫（Erich Bloch）在1991的一次國會聽證會上表示，SSC的經(jīng)費增長120%，其他領(lǐng)域的研究卻是在乞討，這一點也不公平。

按照美國法律，國會掌握著政府的撥款，國會議員通過提出議案來建議增加或者削減政府的某部分財政撥款的預(yù)算。關(guān)于政府撥款的議案是一種聯(lián)合決議案，即該議案需要經(jīng)過國會兩院通過并由總統(tǒng)簽署后才具有法律效力。

在SSC的停建過程中，參議員邦佩斯（Dale Bumpers）起了決定性作用。多年來，邦佩斯一直提倡政府財政平衡預(yù)算，竭力反對政府浪費。邦佩斯的主要反對者是參議員約翰遜（J.Bennet Johntson），他主要強調(diào)SSC的科學(xué)意義和對美國的重要性。1992年6月眾議院以232票對181票的結(jié)果通過了邦佩斯的“終止SSC以減少赤字預(yù)算”的提案，但是參議院否決了這個提案。1993年的6月，眾議院再次投票贊成SSC下馬，參議院則繼續(xù)挽救這個項目，1993年7月3日參議院以57對42票決定繼續(xù)支持該項目。但是這一次，眾議院堅持己見，SSC下馬與否被推遲到10月做出最后的裁決。1993年10月19日，停建SSC的一個修正提案以280對141由眾議院通過，1993年10月21日眾議院和參議院達(dá)成一致意見，1993年10月26日眾議院以332對81通過了最后的修正提案。該提案經(jīng)過參議院程序性的步驟后，由克林頓總統(tǒng)簽署實施。

至此，盡管已經(jīng)投資了20多億美元，SSC真正壽終正寢了。

停建原因

SSC停建的原因可以歸納以下幾點。

費用攀升

項目建設(shè)費用開始預(yù)算為40億美元，但1989年就有人指責(zé)其投資已經(jīng)超額了30%，預(yù)計今后會持續(xù)增加。1990年能源部的一個獨立成本評估小組得出的結(jié)論是全部SSC預(yù)算費用會高達(dá)93億美元。

預(yù)算赤字

國會裁減政府費用的壓力空前巨大，使得一些大項目如高級固體火箭發(fā)動機和SSC成為消除預(yù)算赤字的犧牲品。

外國參與

雖然有外國科學(xué)家參加項目，在財政上卻缺乏來自外國政府的明顯支持。尤其是在項目前期，美國政府沒有出于壟斷科學(xué)前沿并與歐洲核研究中心競爭的需要，沒有和有前景的國家合作。更為重要的是，國會雖然批評美國沒有得到外來資金，實際上美國只想要其他國家的投資，卻不想和別的國家分享可能的技術(shù)利益和工作機會。

管理缺陷

能源部和SSC辦公室缺乏一套完整的跟蹤項目費用的審計系統(tǒng)。

盡管項目采取了合同管理的模式，但是被認(rèn)為是最糟糕的合同管理。大學(xué)研究聯(lián)合會是SSC的總承包商。這個由科學(xué)家組成的機構(gòu)精于科研管理卻不善建筑工程管理，而且自視清高，對政府監(jiān)督有抵觸，不配合來自能源部和國家審計局的調(diào)查。

缺乏共識

國會議員中很少有幾個人能夠描述SSC和它的作用，科學(xué)家沒有就它的好處向公眾講清楚。事實上，SSC的科學(xué)前景也很難預(yù)料，更難向公眾描述。因此，對很多公眾來說，盡管他們認(rèn)為是SSC是好的項目，但是納稅人卻負(fù)擔(dān)不起。經(jīng)濟利益：該項目的預(yù)期的經(jīng)濟效益并不明顯，SSC的科學(xué)家們夸大了所謂的技術(shù)溢出效應(yīng)。SSC是投資僅遜于航天空間站的大科學(xué)工程，但其可能產(chǎn)生的經(jīng)濟預(yù)期卻遠(yuǎn)遜色于航天空間站。因此，盡管航天空間站項目的超支也很嚴(yán)重，還是得以繼續(xù)進(jìn)行。

政治策略

德克薩斯州是布什總統(tǒng)的老家，因此總統(tǒng)竭力支持SSC的建設(shè)。在選址之前，很多議員和州政府都對SSC表示了極大的興趣，認(rèn)為該項目對美國科技發(fā)展和各州的發(fā)展至關(guān)重要。選址確定為德州之后，這種膨脹起來的熱情一下子就煙消云散了?？肆诸D上臺后，項目的反對者對克林頓的經(jīng)濟政策進(jìn)行了批評，克林頓立場不再堅定。

新議員反對：113個新議員中，81個投了反對票。他們是裁減政府支出的支持者，對SSC項目更是知之甚少，對SSC一開始就抱有偏見。

善后處理

當(dāng)SSC的停建不可逆轉(zhuǎn)的時候，國會對SSC的善后處理進(jìn)行了討論。在10月21日的國會會議上，確定了善后處理的方法。

首先，國會同意繼續(xù)撥付6400萬美元用于完成工程的停建期間的善后工作。這筆費用用于支付那些與總承包商和特定承包商正式簽約人員的90天的工資和用于合同毀約的賠付等。提案生效90天后，凍結(jié)所有開支，未使用完的資金全部返回國庫。

其次，要求能源部牽頭，和大學(xué)研究聯(lián)合會一起，在1994年7月1日前向總統(tǒng)提交一份詳細(xì)的報告，內(nèi)容主要涉及3個方面：如何最大限度減少聯(lián)邦政府、州政府和個人的損失；如何有效利用SSC的設(shè)備；下一步美國應(yīng)該如何參與高能物理研究。

最后，SSC項目交由州政府的國有土地管理局處理。該局對部分設(shè)備和土地進(jìn)行了拍賣。例如，線性加速器設(shè)備賣了40萬美元、中心實驗室設(shè)備賣了1千萬美元。

下馬之后

美國加大了對現(xiàn)有的高能物理實驗室如費米國家實驗室的投資，也加強了與歐洲核研究中心的合作，以確保美國科學(xué)在高能物理研究中的領(lǐng)先地位。