美国中国科学竞赛在寻找中微子方面不断扩大 - 彭博社

插图：Maggie Cowles 为彭博社绘制

中国在寻找幽灵粒子方面领先于美国（音频）

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在中国南部地下深处的一个洞穴里，科学家们正在紧锣密鼓地为一个600吨的球体做最后的准备，这个球体可能会解开宇宙最大的谜团。

数十名工人被安全带和绳索固定，分布在这个12层高、钢板包裹的亚克力球体的表面上。他们的铆接和钻孔声在地下室回荡。

这个超凡脱俗的球体是 江门地下微子观测站 的核心，这是一个价值3亿美元的设施，旨在探测以接近光速运动的亚原子粒子——微子。通过研究微子的质量，科学家们希望获得关于大爆炸的新见解，以及宇宙扩张的速度。

JUNO 预计将在经过约10年的建设后于2025年8月开始收集数据，使中国在全球竞赛中领先，旨在绘制几乎没有质量和电荷的所谓幽灵粒子，这些粒子每秒以数十亿的数量穿过人类身体。日本的 超级神冈探测器 预计要到2027年才会开始数据收集，而美国的 深地下微子实验 预计将在2030年代开始。

随着美中在科技领域的竞争加剧，JUNO证明了中国作为科学超级大国的地位日益增强。

“在科学中，成为第一是最重要的，”项目负责人、中国科学院高能物理研究所所长王义芳说。“成为第二毫无意义。”

在中国广东省江门市的江门地下 neutrino 观测站（JUNO）地下设施中正在建设的探测器上的光电倍增管，拍摄于10月11日。摄影师：Qilai Shen/Bloomberg通过研究中微子的质量，科学家希望获得对大爆炸的新见解，以及宇宙扩张的速度。摄影师：Qilai Shen/Bloomberg位于广东省开平市的地下实验室距离陡坡隧道的缆车行程仅需15分钟。该球体位于地表下约700米（2300英尺）处，以便岩层可以阻挡宇宙射线干扰实验。JUNO的主要作用是探测和测量来自53公里外的两个核电站发出的反应堆中微子。该设施还将观察来自太阳的太阳中微子、来自地球内部的地中微子以及地球表面上产生的大气中微子。

这个空心球体由一个钢框架固定在一个44米深的圆柱形水箱的中心，并将被浸没在水中。然后，它将被填充20000吨液体闪烁体——一种将各种高能辐射转化为光的材料，当中微子通过时会闪烁。

科学家们希望了解更多关于中微子的质量以及它们在称为振荡的过程中如何改变身份。这反过来可能揭示更多关于物质的本质和宇宙演化的细节。

JUNO建立在距离深圳约45公里的大亚湾反应堆中微子实验的基础上，该实验于2011年底开始收集数据，并发现了一种新的中微子振荡类型。它是美国和中国之间最大的基础研究合作。

来自近20个国家和地区的74个机构的700多名科学家参与了JUNO项目，包括法国、意大利、俄罗斯和德国。然而，美国的参与远低于大亚湾实验，因为两国之间日益紧张的关系削弱了合作。美国的学者和研究人员仍然参与其中，但王表示美国能源部已削减资金。能源部没有回应电子邮件请求的评论。

在十月的一次媒体参观中，研究人员对他们所看到的基础科学的政治化表示遗憾。JUNO团队的一名成员在洞穴中带领记者时——警告他们不要触摸从花岗岩墙壁漏出的水——表示，为了使此类实验成功，他们需要来自世界各地其他科学家的验证，包括美国。

一些科学家表示，他们不再能够自由地与美国同行会面；王说他已经两次被拒签。

通过研究中微子的质量，科学家们希望获得对大爆炸的新见解，以及宇宙扩张的速度。摄影师：沈奇来/彭博社美国曾经愿意与中国分享其研究成果，部分原因是美国在科学和技术上的主导地位。1979年，随着中国向世界开放，两国签署了《科学技术合作协议》，为超过四十年的合作铺平了道路。高峰出现在奥巴马政府期间，成立了美中清洁能源研究中心，为气候合作奠定了基础。1979年的协议在八月底到期。

美国和中国在科学和技术领域的竞争正在加剧，而研究显示合作的水平正在下降。

为Springer Nature撰写关于中国和科学的雅各布·德雷耶表示，拜登政府限制中国半导体和人工智能发展的努力给北京带来了“它最需要的——心理上的感觉，如果中国无法解决问题，一个恶霸就会欺负它。”

“激烈的竞争是一种强大的力量，能够催生创新，”他说。

中国国家主席习近平呼吁国家 加快 基础科学研究，以便在关键技术上实现自给自足。这位曾在著名的清华大学学习 化学工程 的主席，将科学视为未来经济增长的驱动力，因为其他支柱如房地产和国内 消费 正在减弱。

中国正在特别重视量子技术的投资。麦肯锡公司在一份 2022年报告 中表示，该国已承诺投入153亿美元的公共资金用于量子计算，超过欧盟各国政府的两倍，且是美国承诺支出的八倍。中国共产党去年成立了一个 中央科技委员会 以更好地协调政府政策。

美国自己的科学与技术行动委员会认为，除非联邦政府在未来五年内至少将研究和开发以及STEM教育的支出相对于GDP翻倍，否则中国将超越美国，成为科学、技术和创新的世界领导者。在2023年的一份报告中，由25位学术界、非营利组织和企业领导人组成的团体表示，中国是一个“坚定而强大的”竞争者。

中国在全球研发支出中的份额从2000年的5%上升到2019年的22%，而美国则从37%下降到27%，委员会表示。根据报告，中国在2020年发表的同行评审文章比美国多38%。到2025年，中国在STEM领域的年度博士毕业生人数将几乎是美国的两倍。

俄勒冈大学的名誉教授理查德·萨特迈尔通过科学和技术的视角研究美中关系，他表示中国正在迅速发展，JUNO设施证明了其对基础科学的重视。

萨特迈尔说：“合作的下降在许多方面对科学来说是一个双输的结果。找到一个双方都能接受的合作方案是一个棘手的问题，只要政治分歧和地缘政治竞争持续，这个问题就会一直存在。”