如果一切都按計劃進行，這個規模龐大的美國高能物理專案本應已經發現了希格斯粒子，並在與歐洲競爭對手的競賽中穩操勝券。事實上，彼得·希格斯本可以早幾年就獲得他的諾貝爾物理學獎。
本應在得克薩斯州連綿起伏的草原上熠熠生輝的超導超級對撞機 (SSC) 的能量將是以往任何加速器的 20 倍，並且可能揭示希格斯玻色子之外的任何驚喜，從而使美國保持在高能物理領域的統治地位。然而，故事並沒有按劇本發展。二十年前，即 1993 年 10 月 21 日，國會正式叫停了該專案，留下的不僅僅是得克薩斯州地下的空隧道。
從那時起，粒子物理學的榮耀就轉移到了歐洲。去年，位於瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心 (CERN) 的大型強子對撞機 (LHC) 發現了希格斯玻色子，這是幾代物理學中最重大的事件，而且更具侮辱性的是，他們在美國的國慶節——7 月 4 日宣佈了這一發現。
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在一個通常以其“能行”態度而聞名的國家，SSC 出了什麼問題？吸取了哪些教訓可應用於未來的努力？自從聚光燈轉移到歐洲以來，對美國物理學產生了什麼影響？
發生了什麼？
雖然沒有一個原因可以解釋取消的原因，但該專案的一些關鍵方面仍然突出。無法獲得任何外國資金來源是至關重要的，尤其是在專案成本從最初估計的三倍增加，同時又面臨國家經濟衰退和政治上堅持控制政府支出的情況下。該專案的規模是物理學家以往管理過的任何專案的 20 倍，加速器管理的科學方面與美國能源部 (DoE) 強加的軍工文化之間的文化差異導致了衝突、看似無休止的審計以及整體缺乏信任。
SSC 的環形隧道將碰撞高能質子，周長為 87.1 公里，環繞達拉斯以南 48 公里處的得克薩斯州小鎮瓦克薩哈奇。每個質子 20 太電子伏特（TeV，或萬億電子伏特）——接近超高能宇宙射線的範圍——它的碰撞能量將是任何現有或計劃中的機器的 20 倍；它甚至將擁有當今 LHC 碰撞能量的五倍。加州大學戴維斯分校的約翰·古尼翁表示，該設計僅具有 LHC 十分之一的束流亮度，但由於其更高的能量，它將產生大約一半在歐洲核子研究中心看到的希格斯事件，足以發現希格斯玻色子，並且具有更高的能量來探測希格斯能量之外可能存在的任何物質，例如超對稱或暗物質成分。
當專案取消時，大約完成了 SSC 的 20%——具體而言，已經鑽探了 20 多公里的隧道和 17 個入口豎井，並豎立了 18,600 平方米的建築物。已經花費了超過 20 億美元，其中大部分由能源部支出，得克薩斯州也支出了 4 億美元。
在專案結束時，該專案已經在現場或達拉斯僱用了 2,000 人，其中約 200 人是科學家，還有一批冷戰結束後僱用的俄羅斯物理學家。另外 13,000 個與該專案相關的工作崗位從未實現。根據《科學》雜誌 1994 年的一項調查，大約一半的 SSC 科學家離開了物理學領域，有些人成為金融行業的分析師。許多人在突然出現的買方市場上出售房屋時遭受了損失。
由於預算超支，SSC 在被叫停之前至少一年的時間裡一直岌岌可危。設計始於 1983 年，當時的總統羅納德·里根的科學顧問告訴設計委員會要“大膽而貪婪”。里根在 1987 年批准了該專案，鼓勵物理學家“大膽嘗試”。（對撞機的早期名稱包括“羅納德·里根加速器”、“沙漠加速器”（因為它太大了，只能在美國西南部建造），甚至還有“吉珀加速器”。）
最初估計耗資 44 億美元，美國眾議院在 1992 年夏天投票決定取消該專案，當時成本已升至 82.5 億美元，但參議院挽救了該專案，儘管低於要求的資金削減了 1 億美元，使該專案進一步落後於計劃，進一步增加了其成本。到 1993 年秋季，估計成本已升至至少 110 億美元（相當於今天的 180 億美元），部分原因是行政管理費用高於預期，並且對預期束流損失的精細計算導致了磁體重新設計。（環中原本應該有大約 10,000 個磁體。）後者的成本增加（約 20 億美元）本來可以透過接受更小的環及其產生的更低的能量來避免，但這個想法被上層科學和學術管理層拒絕了。
但根據能源部報告，並非所有專案成本都包含在最初的估計中，該報告在專案被叫停四年後完成。大約 5 億美元用於探測器，4 億美元用於實驗室竣工前的運營，6000 萬美元用於土地購買，1.18 億美元用於能源部專案管理，這些都未包含在成本估算中。報告稱，對於如此規模的專案至關重要的是，專案成本和進度系統從未完全實施，掩蓋了大量的成本超支。
科學史學家邁克爾·里奧丹說：“能源部在啟動超導超級對撞機專案時，正在尋找新的專案管理水平，他是即將出版的《隧道願景：超導超級對撞機的興衰》一書的主要作者。“他們不相信他們可以從高能物理學界獲得這一點，而且我認為他們在某種程度上是正確的。”
從未到位的外國資金
人們一直期望來自外國政府和加速器所在州的 26 億美元資金能夠補充能源部的資金。儘管得克薩斯州確實承諾了 9 億美元，並在專案取消前交付了 4 億美元，但在能源部官員尋求其餘資金的七個國家中，沒有一個國家拿出錢來，除了印度承諾的 5000 萬美元。
從一開始，官員們似乎對該專案的目標感到矛盾。里奧丹寫道，在里根批准後的第二天舉行的新聞釋出會上，“能源部長約翰·赫林頓告訴記者，SSC 將是‘一個美國專案[具有]美國領導地位’，但與此同時，能源部也打算‘從其他國家尋求最大的成本分攤資金’。”當能源部尋求財政承諾時，這種民族主義言論抑制了加拿大、歐洲和日本的熱情。
在歐洲，維持歐洲核子研究中心的成功是首要任務，此前該中心在 1983 年發現了負責弱相互作用的 W 和 Z 玻色子，並且在比他們當時正在考慮的大型強子對撞機更大的機器上進行合作是沒有意義的。儘管蘇聯在 1991 年解體，但俄羅斯的重點和資金轉移到了其他地方；冷戰的結束也改變了美國的態度，減少了對展示國家實力的大型科技專案的重視。SSC 還與國際空間站的開發競爭資金，包括約翰遜航天中心和得克薩斯州的其他 NASA 運營。
這使得日本成為外國資金的主要目標。早在 1984 年，代表團就開始訪問日本，但由於東京進軍美國汽車市場而造成的緊張關係常常阻礙了程序，美國要求日本為進口美國汽車零部件設定配額也是如此。到 1991 年，老布什總統的支援率正在下降，日本人不相信美國對 SSC 的承諾。加速器原本將在日本和美國紀念 1941 年 12 月襲擊珍珠港 50 週年的活動中佔據重要地位，但由於貿易緊張局勢加劇，布什的日本之行被推遲。由於兩國關係處於動盪之中，關於 SSC 的高級別會談毫無結果，布什在 1992 年初訪問日本，日本方面期望美國總統直接要求宮澤喜一首相為 SSC 提供資金，但最終以布什不幸且尷尬地在宮澤身上嘔吐而告終。注意到布什的連任看起來越來越不可能，日本推遲了關於 SSC 的決定。儘管比爾·克林頓作為總統候選人時表達了對該專案的支援，但他的政府從未對該專案給予太多支援。
美國本應採取哪些不同的做法？諾貝爾獎獲得者、時任加利福尼亞州斯坦福直線加速器中心（現稱為 SLAC 國家加速器實驗室）主任的伯頓·里克特說，“在確定專案的設計引數後才尋求資金是一個非常糟糕的錯誤。”
美國物理學的各個子領域之間也存在內訌，凝聚態物理學家尤其擔心 SSC 會耗盡其他專業的資金。許多物理學家花了至少一年的時間公開哀悼和發洩他們的失望和憤怒，尤其是在美國專門報道該領域的雜誌《今日物理》上。當 SSC 最終被取消時，賓夕法尼亞州立大學材料科學教授已故的魯斯圖姆·羅伊向《紐約時報》表達了他的喜悅。“高能物理學的這種報應早就應該來了。”羅伊說。“美國存在嚴重的科學家供過於求的現象，”他和其他人表示，這應由教育系統來解決。
現任 SLAC 名譽主任的里克特認為，物理學子領域之間的痛苦已經消退，科學家們吸取了一個寶貴的教訓：“一旦專案獲得批准，就閉嘴。”
缺乏意志力
SSC 被取消時，不僅僅是物理學遭受了損失。得克薩斯州和當地社群給予了巨大的支援，但他們的熱情化為烏有。有些人失去了用於隧道建設的土地所有權，數十棟房屋因建築施工而被搬遷，但並沒有出現今天可能預期的痛苦。“當地人民給予了極大的支援，”得克薩斯大學奧斯汀分校物理學教授、SSC 最後五年（也是最重要的五年）的主任羅伊·施維特斯說，“即使是那些失去家園的人也是如此。他們喜歡這個國家做超級、超乎尋常的事情的想法，”他補充道。當地學校歡迎對撞機，實驗室科學家在教室裡設定了宇宙射線監測器，以教授粒子科學的基礎知識（並計劃稍後證明沒有有害輻射來自加速器）。“我認為這對這個國家來說是一場悲劇，當然對高能物理學來說也是如此，”施維特斯說。“這幾乎消除了這種可能性——這種願景——即當科學界團結起來支援它們時，你可以建造真正新的重大專案。”
有些人從更大的角度看待 SSC 的消亡。“你可以責怪很多人，”布魯克海文國家實驗室前主任尼古拉斯·薩米奧斯說，“但這顯然是缺乏意志力。我們總是把事情辦成。它把一個‘能行’的社會變成了一個保守的、求穩的、規避風險的社會，”薩米奧斯感嘆道。“我們不再是由正確的材料製成的了。”
如今，SSC 的建築物被瓦克薩哈奇化學品製造商 Magnablend 佔用。入口豎井已被填平，剩下的隧道積滿了雨水。在無休止的預算問題中，國會輕率地對待詹姆斯·韋伯太空望遠鏡等大型科學專案，取消然後又逆轉，因為成本和完成日期延長——這些情景與 SSC 的悲慘道路驚人地相似。位於歐洲的歐洲核子研究中心是彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒特獲得2013 年物理學諾貝爾獎的主要焦點，而日本而不是美國正在談論主辦國際直線對撞機。
儘管當時有人擔心，但 SSC 並沒有預示著美國粒子物理學的終結，絕非如此。（1993 年，束流物理學部佔美國物理學會會員人數的 3.4%；今年為 2.3%，會員人數減少了 361 人。）物理學面臨著許多新問題，例如暗能量的性質、暗物質的身份以及中微子的微妙特性，並非所有問題都可以透過越來越強大的加速器來回答。但其他問題可以，例如希格斯玻色子的確切性質以及永遠誘人的超對稱可能性。LHC 目前的設計對能量施加了16 TeV 的硬能量限制（每個束流 8 TeV），並且無論其束流強度有多高，都無法出現高於該閾值的物理學。SSC 本來可以打出更高的權重。
然而，里奧丹認為，美國在 SSC 上追求如此高的能量是一個錯誤，因為較低的能量可能已經發現了希格斯粒子，正如最近的經驗所證實的那樣。“高能物理學界堅持要建造儘可能大的機器，以至於它沒有管理它的技能，”他說。“美國物理學家希望超越歐洲人，重新確立他們在高能物理學領域的領導地位——這是一個政治原因，而不是物理學原因。”
許多人認為，加速器物理學仍然可以發揮重要作用，例如，直線對撞機將必然是一項全球性的努力。諾貝爾獎獲得者史蒂文·溫伯格在去年《紐約書評》上發表的一篇題為“大科學的危機”的文章中寫道：“我認為，如果不推回高能量的前沿，我們就無法取得重大進展。“因此，在未來十年中，我們可能會看到對自然規律的探索陷入停滯，在我們有生之年不會再次恢復。”
SSC 是一個以失敗告終的史詩般的專案。美國尚未再次邁出自己曾經顯赫的步伐；但也許更糟糕的是，它不再敢於夢想彩色。無論美國和世界高能物理學的未來如何，本應成為超導超級對撞機的龐然大物都不會很快被遺忘。