驳王孟源（三）：国家投资建造对撞机这样的大科学装置，会挤压其它学科吗？
粲先生
2021-01-25 17:33
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在观察者网记录王孟源与《科工力量》对话的文章《王孟源：中国要崛起，基础科研需要“讲实话”》中，王孟源多次表示，建造如对撞机、可控核聚变等大科学装置不值得。
王孟源说：
很多数学、或者生物、或者化学，或者其他的物理项目，他们只需要十万、百万、千万就可以做出很好的基础研究；这些要花几十亿、几百亿、几千亿的，所产生的论文并没有比人家好几千倍、几百倍，怎么能够要求几千倍、几万倍的资金呢？所以我认为这是相关科学夸大其词很不好的影响。
显然，他对于现代社会的科学研究的形式已完全不熟悉。
现代社会的科学研究，各个学科都是信息互联，技术互通的，没有任何一个学科能够孑身独立于社会。
如果要在中国建造下一代对撞机CEPC，按照目前计算得到的数据，所需投资大约是400亿。但这并不是一个400亿的整体项目，而是拆分开来的无数个小的百万、千万级的科学研究项目。而这些小的项目也不都是仅为对撞机自己而研发的。
比如说，高场超导磁体技术的研发， 就能在核磁共振成像仪、磁悬浮列车、可控核聚变等领域应用，也能在对撞机上使用。事实上，不同平台上的超导磁体技术的科学家确实也在跨平台合作研究，高能物理作为高场超导磁体技术最大的用户之一，自然会投入相当大比例的研发力量，而研发成果，则会跨平台共享。高能物理享受着其他平台上科学家对超导磁体研究的成果，高能物理领域的研究成果也在惠及其他平台。
再比如，在探测器中记录粒子径迹的一种技术，CMOS径迹传感器，其基本结构和手机中记录数码图像的CMOS传感器大同小异。当然，不同于高场超导磁体技术，在CMOS传感器这个领域，高能物理行业的投入与需求远远没有全球数码影像产业那么庞大，高能物理更多是受惠于数码影像产业的工业发展，然而高能物理也能从一个独特的角度为CMOS产业寻找新的应用范围。
现代社会，实现一些宏伟的目标就需要不同领域的技术的融合。
举一个自动驾驶领域先驱的例子，埃隆·马斯克和他的特斯拉公司。
马斯克一生涉猎的领域极多，研发过火箭，发射过卫星，还拥有电动车的领军品牌之一的特斯拉。他研发火箭的一个重要的目的就是为了更便宜的发射星链卫星，而发射星链卫星的主要目的，是为了无死角的在地球表面实现无线联网。
而特斯拉汽车在发展中的自动驾驶技术，有一个重要需求就是需要随时随地能获取到互联网上的信息，此时星链卫星就能发挥巨大的作用。
那么，马斯克研发火箭的唯一目的就是为了特斯拉的自动驾驶吗？当然不是，研发火箭甚至都不以发射星链卫星为唯一目的。同样，自动驾驶技术也不是星链卫星唯一目的。
但是，特斯拉的自动驾驶却切实的受益于马斯克的火箭与星链卫星的研发。就像是对撞机切实的受益于每一个子系统的研发工作，但是有相当大部分子系统的研究、开发都不是以对撞机为唯一应用目的的。
高能物理和其它学科的玩法不同。
生物医药、材料科学、半导体等其它领域的玩法是，全国几百个高校、企业、科研院所都各自买各自的设备、药品、试剂，各自建各自的实验室。同样的研究设备可能会被不同的研究机构买几百件。这些行业内不同的实验室之间当然会有合作，但多数是零散与自发的合作，没有全行业内的系统集成。
而高能物理的玩法是，集全行业各种领域的人才之力，并同行业外不同领域合作，建一个精度特别高、数据产量特别大的设备，然后国内外几百个高校、科研院所共同使用，分别分析各自所感兴趣的数据。各个领域在研发之时就受对撞机整体所需宏观调度。
这个玩法是和先进光源系统、航天领域、大飞机制造、可控核聚变等等大国重器的玩法是一致的。
数学等纯理论的学科，或者某些学科在刚分化出现的时候，往往只需不太多的人，花不太多的钱，做不太大的事。然而当一些学科发展到系统化规范化的时候，往往就需要更有力的团队协作。现在大飞机的设计不能再只靠莱特兄弟，计算机技术的创新也早已难以仅靠两三人从车库中萌芽，而航天科技，人类基因组计划等宏大的项目，也都需要千万人的共同协作。
集中力量办大事是社会主义的优越性，也是这些大国重器研发的特点，其科学产出效率并不比分散起来各自进行研究要低。
况且，对撞机的研究目的也不是为一两篇论文。大的合作团队能严格的检验其产出的学术成果，能够保证较大数量的产出高质量的学术论文。社会早已进入了工业化时代，学术研究的模式自然也会受工业化产出形式的影响。
说完了对高能物理行业进行投入的特点，咱再来聊聊争论的核心，钱。
400亿，看起来是个天文数字，但这真的是中国科研不能承受之痛吗？
请记住，这400亿并不是一下子花完的，CEPC距计划建成运行还有差不多10年，400亿的总额放在各个系统中分别使用，平均每年的花费总额也就是40亿。另外，CEPC是一个国际合作项目，虽然是中国提出，中国一定占主导，但国外的研究人力和资金对于这样的项目也是很重要的。中国科学家的估计是，外国资金大约会占30%，所以，CEPC每年所需的来源于中国的资金大约是30亿左右。
先来看看中国有多少钱。
估计很多人前两天都看多这样的新闻，2020年我国的GDP总量突破了一百万亿，达到了1015986亿元人民币。
30亿占到其中的0.003%，仅此而已。
GDP包含民生、军事、贸易等国家生活的一切，其中民生肯定是占据了绝对主要的部分。
而GDP中关乎未来发展的部分叫做“研究与试验发展”经费。我没有找到2020年的数据，但2020年8月27日国家统计局、科学技术部、财政部联合印发的《2019年全国科技经费投入统计公报》给出了2019年的数据。《公报》中统计显示，我国2019年研究与试验发展(R&D)经费总额是22143.6 亿元，占GDP的2.23%。
2.23%，多吗？
根据联合国教科文组织的数据，作为拥有14亿人口的大国，中国的科研经费投入总量并不很少，但是研究与试验发展经费占GDP的比重仍远远落后于美国、德国、日本等发达国家，甚至连韩国（4.55%）和以色列（4.54%）占比的一半都不到。
图为世界各国研究与试验发展经费投入总量、科研人员占比以及科研经费占GDP的比重的比较图，图中横轴为研究与试验发展经费占GDP的比重，纵轴为科研人员占比，图中圆圈的大小表示研究与试验发展经费投入总量。中国的数据是此图中部下侧的最大红色圆圈，可见中国科研人员占比以及研究与试验发展经费占比均较低。图源：联合国教科文组织
而中国的科研人员占比，在全球主要经济体排名中更是几乎处于最末端。
显然，中国对于研究与试验发展经费的投入力度、对科学研究人员的培养力度与中国的大国地位仍然是不相符的。
那么，在比较一下对撞机的投入，每年大约30亿，占2019年研究与试验发展经费22143.6 亿的比例是多少？
0.14%，仅此而已。
当然，试验发展经费中，也分为不同类型的投资。《2019年全国科技经费投入统计公报》对所有的投资分了三类，根据《公报》里的定义，这三类分别是
基础研究：指一种不预设任何特定应用或使用目的的实验性或理论性工作， 其主要目的是为获得(已发生)现象和可观察事实的基本原理、规律和新知识。
应用研究：指为获取新知识，达到某一特定的实际目的或目标而开展的初始 性研究。应用研究是为了确定基础研究成果的可能用途，或确定实现特定和预定 目标的新方法。
试验发展：指利用从科学研究、实际经验中获取的知识和研究过程中产生的 其他知识，开发新的产品、工艺或改进现有产品、工艺而进行的系统性研究。
基础研究的典型例子就是高能物理，当然也包括数学、生物、化学等基础知识的发展。
应用研究就应包括了5G、芯片、以及那些常被人说有可能被“卡脖子”的项目。
试验发展则主要包括了如新型号的手机，新型号的计算机的开发这些由企业主导的投入。
《2019年全国科技经费投入统计公报》中给出了每一类投入的总额和占比。2019年，全国基础研究经费是1335.6 亿元，应用研究经费是2498.5 亿元，而试验发展经费是18309.5 亿元，三者占比重分别为 6.0%、11.3%和 82.7%。
可见，全国基础研究与应用研究经费的比例都不大。
这样的占比在国际上是什么水平呢？
《中国科研经费报告（2018）》对中国与世界主要发达国家做了比较。中国试验发展经费基础研究和应用研究的部分的比例，目前仍明显过低，甚至不到英国、法国的三分之一。
图为中国与世界主要发达国家研发经费类型比较 图源：《中国科研经费报告（2018）》
所以，中国未来基础研究和应用研究的投入仍有巨大的发展需求和提升空间。
即便是在远低于其它主要经济体的基础研究投入比例之下，中国2019年的基础研究经费仍达到了1335.6 亿元。那么对撞机所需的每年大约30亿，占纯科研的基础研究经费中的比例是多少？
2.2%，仅此而已。
事实上，中国作为世界上发展最迅速的的经济体之一，早已意识到中国的基础研究投入不足了。奈何中国过去的底子太薄了，所以，在过去的很多年，中国的基础研究经费都在以远超GDP增速的速度在增加，五年内几乎翻倍。相信在十五年或二十年后的未来，中国的基础研究、应用研究的投入占比就能接近发达国家，这也是为实现《2035中国战略目标》所必须的。
2015年至2019年中国基础研究经费发展趋势
可见，中国在基础研究领域投入每年的增量就能维持几个对撞机规模的大型科学项目同时开工了。
我完全赞成基础生物学在未来不断加大投入，我也完全赞成基础材料学在未来不断加大投入，我还完全赞成外太空探索在未来不断加大投入，这些都值得大力投资研究。而高能物理学家们，则只需大约2%（在未来此占比还会继续下降）的基础研究投入来建造对撞机，来帮助中国在这一学科领域走向世界最前列，其实需求并不夸张。
假设中国未来继续会逐渐把目前占比明显过低的研究与试验发展经费总量，和基础研究经费的比例提高上去，那么，其它支出中的哪一些是不那么值得高速发展的呢？
其实，如果稍微关注一下新闻，就会发现，有很多领域都值得调控。
比如，目前处于烂尾状态的天津117大厦，投资就已超过400亿。如果在建设初期就能合理规划，那至少能避免像如今一般的浪费。
比如，贵州省一个小贫困县独山县，就能在几年内烧掉财政400亿，建设了一堆没什么用的“天下第一水司楼”，“盘古庄”，“七十二行”。如果能合理管控，也能避免这样的浪费。
独山县天下第一水司楼
国家应该监管这样的投资，避免庸政懒政造成的浪费，而非过度限制科学技术发展所需的经费。
网民总是对个别官员庸政懒政造成的后果视而不见，对文娱届小鲜肉届严重超出其劳动付出的天价收入宽宏大量，对商人企业过高的收入网开一面，却对对科学研究的投入锱铢必较，这并不利于国家的发展。
科学家是相对纯粹的一批人，特别是大量的做基础科研的科学家，绝大多数都是拿着研究所或大学的死工资的人。这些人通常都接受过非常系统的数据分析与软件编写的训练。如果这批人想要赚更多的钱，大可离开基础科研领域，利用做科研期间所学的数据分析与软件编写技能，像王孟源一样转而去做金融，做银行交易程序，而非留在科研行业。科研行业的投入大部分都是设备与技术的研发，是脚踏实地的实体，而非飘在天上充满泡沫的金融市场。
王孟源在他的对话文章中表达了“科学家想要研究对撞机、可控核聚变等大科学装置研究，是为了这些研究人员自己的利益”的观点。但事实上，科学家们辛苦的科研工作对个人的利益的影响，怎能与做着billionaire（亿万富翁）梦、投身金融行业的人相提并论。
最后，奉劝如王孟源一般的“键政”“公知”，对于自己不熟悉的领域应心存敬畏之心，不应妄言妄语，以免贻笑大方。
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