CERN 的誕生–一九五一年改變世界的會議

專題報導 10/01/2008

曾經擔任歐洲粒子物理研究中心評議會主席的羅斯,為文重溫一九五一年十二月十七日到二十一日,由他擔任主席,於巴黎舉辦的聯合國教科文組織會議實況;這場會議,創建了歐洲實驗性核子與粒子物理研究的研究機構,從而改變了物理學的世界。

身為一名才剛接觸國際事務的法國年輕外交官,我有幸在一九四○年代晚期,在聯合國的一個委員會裡代表我的國家。在擔任美國總統顧問的金融家巴魯克 (Bernard Baruch) ,以及物理學家歐本海默 (Robert Oppenheimer) 的領導下,美國代表希望聯合國能夠被賦予監督全世界核子武器與核能設施的權責,這就是所謂的「巴魯克計畫」。這項計畫失敗了,不過由於法國鼎力支持的關係,我因此有機會與歐本海默共事。我們頻繁地碰頭討論相關策略,很快就成為朋友。

歐本海默有一天告訴我一個盤據在他腦中,揮之不去的問題。他說,美國大多數最優秀的物理學家都像他一樣,如不是二戰前在歐洲的實驗室裡訓練出來的,就是曾經在那裡工作過。他認為風雨飄搖的歐洲國家,並沒有重建基本物理學研究設施的資源,除非能夠合資聚才,不然無法再保有其科學領先的地位。歐本海默也認為,如果歐洲的物理學家必須前往美國或蘇聯,才能進行研究工作的話,「基本上並不健康」。

歐本海默覺得解決之道是找到一個方法,讓歐洲的物理學家可以合作共事。聯合國的委員會職務結束後,我回到法國,把這個想法跟身為歐洲共同體創立者之一的外交部長舒曼 (Robert Schuman) 提出討論。舒曼很喜歡這個想法,允准我跟法國原子能委員會主席裴林 (Francis Perrin) 一起,尋求其他歐洲各國首都裡同行的支持。慢慢地,這個日後變成 CERN 的想法開始成形。

我們收到的反應參雜不一。有很多人固然表示支持,但有些國家的政府與科學家認為,在歐洲民眾在共體時艱、勒緊褲帶的當時,這個計畫耗資過鉅。其他人則擔心這計畫會吸走個別國家實驗室的經費,可能反過來影響到計畫成敗,因為成功的國際合作有賴資源健全各個國家實驗室的協助。

儘管如此,到了一九五○年,這個計畫還是獲得了可觀的動能。美國物理學家拉比 (Isidor Rabi) 在稍早於義大利佛羅倫斯舉辦的 聯合國教科文組織(UNESCO) 會議中,將這個想法呈報給會員國,隨即決定要在一九五一年十二月十七日,於位在巴黎UNESCO 總部召開一次後續會議,辯論並探討更多細節。

主席觀點

我受邀擔任這場也許是 CERN 歷史上最重要的會議主席。與會者皆是二十世紀物理學的翹楚:湯姆森 (G. P. Thomson) 代表英國,裴林代表法國,海森堡 (Werner Heisenberg) 代表德國,尼爾森 (Jakob Nielsen) 與波耳 (Niels Bohr) 則代表丹麥。總計有二十一國與四個國際性組織派代表參加,其中包括歐洲評議會,以及當時叫做國際科學聯盟評議會,現在名為國際科學評議會的組織。 UNESCO 的代表則是物理學家奧傑 (Pierre Auger) 。

代表們提出許多問題:歐洲真的需要一個新的永久性實驗研究設施嗎?還是科學家在已有的歐洲實驗室裡合作會比較理想呢?這樣的設施需要多少錢?哪些國家的政府準備出錢了,他們又願意出多少錢?這些初期的歧見,很快就隨著這計畫亟需其支持的德國與英國言明他們的疑慮,而變得眾所周知。

奧傑首先動作,公開感謝美國向 UNESCO 提出這個想法。接著湯姆森起而發言,根據官方的會議記錄,他直接切入主題,表示英國從戰後就在核子物理上頭花了很多錢,尤其是購置了許多大型儀器;以當前銀根緊縮的情況,要英國在核子物理上再斥鉅資並不合理,要知道還有其他昂貴的科學科目,需要英國的財務支持。

湯姆森比較喜歡歐洲物理學家利用既有的研究設施進行合作的想法。這樣做的好處是,物理學家可以馬上開始工作,不必坐等多年直到新的研究設施完工為止。湯姆森提議使用利物浦大學當時接近完工,達四百 MeV (百萬電子伏特),即四億電子伏特的迴旋加速器,顯示他對其提議有多認真。

他下結論說,一所研究機構的偉大,並不是單單以其預算多寡來衡量,甚至這也不是其主要的考量,人才比機器更重要。南斯拉夫代表戴迪加 (Steva Dedijer) 隨後予以反擊,他說歐洲非常知道要怎麼培養出人才,但是人才沒有機器也無法工作,他們會跑去有機器的地方。

法國代表裴林則說,欠缺更強而有力的基礎粒子物理儀器,會有讓人們「對歐洲國家以及其所代表的文明層面產生偏見」的效應。他提醒與會人士,如果歐洲的科學家無法在家鄉找到優良的研究機構,就會跑到美國去,而興建一台可與那些在美國建造中的機器匹敵的機器,「遠遠超過任何單一歐洲國家的能力」。裴林建議說即使英國的提議被接納,興建新實驗室的工作也不應延宕。

會議記錄顯示,湯姆森的觀點受到海森堡的大力支持。海森堡說,德國的經濟情況極度艱困,他沒有資格在這種時候,為德國政府承諾在這項計畫裡支出任何費用。他也強調任何計畫都應該要以最低的成本,快速地產生結果,這是非常重要的,「不應該只是想要試著複製一台美國的大型機器」。來自丹麥的尼爾森也認為,科學上比較落後的歐洲國家的年輕研究者,急切地想利用現有的任何實驗設備,馬上展開研究工作。

不過隨著會議進行,比較偏好興建新機器的人多於反對者的態勢漸趨明顯,也開始有人提出具體的支持。最後,法國、瑞士、義大利、比利時與南斯拉夫,湊集了十五萬一千美元的經費以進行可行性研究,丹麥則表示很有可能會加入其行列。丹麥也提議在哥本哈根設立新的實驗室,比利時與義大利則建議在日內瓦。

CERN 成形

兩個月後,歐洲十一國的政府同意成立一個臨時性的管理委員會, CERN 這個縮寫 (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) 於焉誕生。由於瑞士的慷慨支持與高瞻遠矚,日內瓦於一九五二年十月被選定為設立實驗室的地點; CERN 條約則於一九五三年七月,由比利時、丹麥、法國、西德、希臘、義大利、荷蘭、挪威、瑞典、瑞士、英國與南斯拉夫等十二個創立會員國批准承認。

第一台六百 MeV 的迴旋加速器於一九五七年開始運轉,兩年後又加入一台二十八 GeV (十億電子伏特),有一段時間曾經是全世界最高能量粒子加速器的質子同步加速器。

今天,CERN 步入令人興奮的新階段,值得回顧當初創建這個偉大研究機構的諸多矛盾。舉例來說,在一九五一年那次會議裡,英國異乎尋常的,對美國眾所周知的期盼採取反對立場。同樣異乎尋常的是,美國比英國更強烈地覺得,需要強化是歐洲文化主要成分的科學研究。

雖然創立 CERN 這個想法的早期支持者中,也有像是具有影響力的法國物理學家狄布羅伊 (Louis de Broglie) 這樣的人物,但是對於所有支持設立 CERN 的人們來說,有美國領導先行,並且將這個想法提報給 UNESCO,使得其他在歐洲的反對者難以著力,其重要性卻是無法比擬的。然而美國支持設立 CERN ,卻可能讓美國的物理學家付出代價:在往後的歲月裡,美國擬定政策的人以 CERN 的存在為由,拒絕美國科學社群要求在本國設立昂貴高能機器的請求。

在一九五一年十二月我們這些與會者之中,當時很少有人想到這場會議為日後推動 CERN 繼續向前,留下了那麼多的誓諾。我們以發出不同的觀點開始這場會議,然而在過程中卻保持一貫的願景,要為歐洲大陸提供更偉大的科學合作契機與持久的和平,而這份願景最終實現了。倘若這場會議失敗了,科學家與各國政府未能同意推動這項聯合計畫,其影響所及會遠遠超過核子物理的範疇。

這場會議圓滿成功,這也讓我得以為這段討論如此做結:「如果要在外交家裡找到科學家很難,顯然在科學家裡卻藏著許多外交家。」

(本文原刊二八年九月十一日《自然》雜誌,作者羅斯 (François de Rose) 在一九五九年到一九六二年間,擔任歐洲粒子物理研究中心 (CERN) 評議會主席,亦在一九七○年到一九七五年間,擔任法國駐北大西洋公約組織 (NATO) 大使一職。他著有《歐洲安全與法國》 (La France et la défense de l’Europe) 一書。)
【知識通訊評論月刊七十二期】2008.10.01

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