当三体人得知四光年外的地球上有人类这一存在之后，又开心又害怕，开心的是人类文明远远不如三体文明，害怕的是人类文明的进化速度非常之快。如果三体人用他们当时最快的飞船赶到地球要花四百年时间，等真的赶过去可能就已经被人类的科技水平虐成渣了。

所以，他们先发制人地发动了智子攻击，用光速发出两个质子计算机，率先来到地球，暗戳戳搞破坏，不过两个比原子还小的微粒能做什么坏事？

除了刺探下地球人的公开情报之外，就是给人类的粒子物理研究捣乱，影响人类最前沿的粒子加速对撞实验，制造错误的实验结果，搞疯掉一批批人类最聪明的物理学家，最终锁死人类的基础科学的发展。如果人类无法在微观层面发现新的物理定律，也就没有更高的科技水平，也自然再也不能和三体人叫板了。

如此想来，是不是细思极恐了？我们不得不问一句，现在我们的物理学被三体人的智子给锁死了吗？

这倒没有，不过基础物理似乎正在被高额的研发费用给“锁死”，因为建造这种高能物理实验机器的代价实在是有点高昂。

今年的 6 月 19 日，欧洲核子中心（CERN）全票通过了《2020 欧洲粒子物理战略》，并计划建造一台全新的高能物理实验机器——未来环形对撞机（Future Circular Collider，FCC），用于研究希格斯玻色子（即“上帝粒子”）和高能量前沿探索。

不过，这台全长 100 公里的 FCC 环形对撞机的建造成本预计为 210 亿欧元。这项计划能够通过，还得归功于它的前辈——“大型强子对撞机”（Large Hadron Collider，LHC）的成功。这一耗资 50 亿瑞士法郎，耗时 25 年，全长 27 公里的对撞机，终于在 2012 年证实了希格斯玻色子的存在，证实了一个 50 年前提出的物理学猜想。

正是这一次的成功实验给了 CERN 巨大的信心，使其计划建造一个横跨瑞士和法国，面积大 13 倍，周长大 3.7 倍的超大型环形对撞机，来发现更深层次的基本粒子，比如预言中的超对称粒子，从而验证那些可以解释暗物质、暗能量的超对称理论。

为了验证一项物理学假说，动用如此规模的资源，到底值不值？在中国同样有一场关于要不要建造“环形正负电子对撞机—大型质子对撞机（CEPC-SPPC）”的激烈争论。

那么，欧洲要建的这座大型对撞机，到底有何作用？既然欧洲已经领跑了，那么我国的大型粒子对撞机，还有必要再建设么？

为什么要建大型粒子对撞机？

粒子对撞机是现代高能物理研究中最为重要的实验设备。如果人类想要搞清楚宇宙的微观层面，也就是弄清楚组成宇宙物质的基本组成，搞清楚自然运行的基本规律，就不仅仅需要提出一系列的科学假说，还要能够证实或证伪这些假说的物理实验，那么粒子对撞机就是必不可少的验证和测量工具。

那么粒子对撞机是如何工作的呢？如同我们想要了解一个东西的内部构造，就会把它拆开来看看，物理学家同样面对微观粒子的时候也是采用同样的思路。只是想要拆开比原子更小的基本粒子的难度会非常大，科学家们为此想到了要将基本粒子不断加速，然后让它们迎面相撞。以接近光速的速度相撞，释放最大的能量才有可能把这些粒子拆开，然后人类才有可能观察到粒子的更基本组成和各种物理性质。

（LHC 铅离子对撞实验，产生了大量新的物质）

如何让两个如此微小的粒子相撞，其过程非常复杂，目前想到的唯一办法就是同时加速上亿个粒子，最后在一场粒子的暴风骤雨中，只有几对幸运的粒子可以迎面撞上。而人类要做的就是在电光火石之间，测量出粒子相撞留下的痕迹（直接观测粒子对撞是不可能的），这也对粒子对撞机的工程要求极为严苛。

那么，2012 年人们在当时的 LHC 对撞机中找到的希格斯玻色子，到底是怎么发现的呢？因为这一上帝粒子的衰变期只有短暂的 10 的负 22 次方秒，探测器根本不可能直接捕捉到上帝粒子。所以，粒子探测器记录的信号，来自上帝粒子衰变后的产物，也就是产生一对稳定的正负电子和寿命较长的正负μ子。正是通过测量这些衰变后的粒子间的关联，人们才间接地推出上帝粒子的存在。

(希格斯玻色子 Higgs boson)

发现“希格斯玻色子”有什么重要价值呢？上个世纪 60 年代，科学家提出了粒子物理学的“标准模型”，这是一套描述了强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子的理论。在这一理论中，希格斯玻色子被认为是“质量之源”。其他粒子通过和希格斯玻色子相互作用才能产生质量。

因此，“希格斯玻色子” 的发现，成为补上“标准模型”中最后一块“拼图”。既然“标准模型”的拼图已经完整，为什么人类还需要更大规模的粒子对撞机呢？

一个是，科学家们希望对希格斯玻色子进行更深入的研究，而即使是对 LHC 不断升级也就是加大对撞能量的能级，也无法得到足够的希格斯玻色子，因此还需要建造规模更大的对撞机装置。

再一个是，“标准模型”并不能完全解释全部的物理学规律，比如它无法解释中微子质量、暗物质、暗能量的来源以及物质和反物质不平衡的问题，还有融合四种力的大统一理论。粒子物理学的盛宴才刚刚开启，需要更大的粒子对撞实验来加以验证。

（2020 欧洲粒子物理战略）

因此，CERN 下定决心要把研究希格斯玻色子和建造更高能粒子对撞机当做“未来最高优先级别的事情”。那么，中国在这一巨大科学工程上面，还存在哪些利弊之争呢？

高能物理的顶级交锋：到底该不该建 CEPC？

目前，全球有三座正在规划的“希格斯工厂”项目，也就是能够产生更多的希格斯玻色子，并能够对希格斯玻色子进行极高精度下测量。三个项目分别为由中国物理学家在 2012 年 9 月提出的环形正负电子对撞机—大型质子对撞机（CEPC-SPPC）、日本正积极争取的国际直线对撞机（ILC），以及 CERN 规划的未来环形对撞机（FCC）。

2012 年 9 月我国提出的 CEPC-SPPC 项目分两步，一期工程为 CEPC，可作为希格斯工厂；二期工程为 SPPC，建造一台高能质子对撞机。CERN 提出的欧洲粒子物理战略确定的 FCC 路线图与我们的 CEPC-SPPC 设想其实是高度一致的。FCC 的总投资是 210 亿欧元，而我们的投资规模预计是第一阶段工程造价大约 400 亿人民币，建设时间计划在 2022-2030 年间；第二阶段的工程造价是 1000 亿人民币，其投资规模远远小于 CERN 的投资计划的，建设时间是在 2040-2050 年期间。

（贵州平塘 500 米口径球面射电望远镜）

但不管怎样，CEPC-SPPC 大型对撞机项目的花销也比现有的大科学工程高出两个数量级。比如，位于贵州平塘的 500 米口径球面射电望远镜（FAST），耗资仅仅 6.67 亿元。江门中微子实验正在建设，预计投资 20 亿元。

尽管这笔研发费用是按照数十年时间分批支出的，但是对于我国当前的科研经费来说仍然是一笔“巨款”。在是否支持建造 CEPC-SPPC 大型对撞机项目上面，我国的科学界也分成了旗帜鲜明的两方。

2016 年，在回应著名数学家丘成桐提议的“关于中国建设高能对撞机“的观点，知名华裔物理学家杨振宁先生专门发表文章，表示“中国今天不宜建造超大对撞机”，成为公开反对建造大型对撞机的权威代表。杨先生给出的理由主要如下：

一来，大型对撞机的建造和后期的探测项目耗资巨大，且可能是一个“无底洞”，美国超导大型对撞机（SSC）半途中断，浪费了 30 亿美元，可谓是前车之鉴；二则，中国仍然是一个发展中国家，更多的财政经费应该投入到民生当中；第三，势必会挤压其他基础科研经费，第四，就是高能物理的结果短期内对于人类生活没有什么实际的好处。

另外还有就是从学术本身来提出的反对意见。杨振宁先生认为，物理学家希望通过大型对撞机发现“超对称粒子”，是一件不可能的事情。另外，由于我国在高能物理学中的贡献率不高，成就不大，建造大型对撞机之后的运转和分析将有 90%由外国专家来主导。最后，他还提出了一种新的高能物理研究途径，比如研究新的加速器原理，从几何理论上探索基本原理。

当然，杨振宁先生的考虑自有其判断的依据和道理。但同样支持大型对撞机建设的一方，来自中国科学院高能物理研究所所长王贻芳教授也有充足的理由：

首先，建造第一期 CEPC 项目，是有大量成功经验的，预算也是可控的。美国 SSC 的中断正是让美国失去了发现希格斯粒子的机会，也失去了在高能物理学领域的国际领导地位。第二阶段的质子加速器虽然还没有成功的先例，但我们有足够的时间去开发、研究，不成熟不启动，还谈不上“无底洞”的投入。我国已经有大量大型科学工程的建造经验，都已经能够很好的控制工程造价。

其次，基础科学的研究与民生建设并不冲突。建造大型对