在中国建造下一代粒子对撞机，到底值不值？

 　　2019年3月12日，在位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心（CERN）的主报告厅里，物理学家与计算机科学家们举办了一场关于互联网诞生30周年的纪念活动。

　　图为互联网诞生30周年纪念活动现场图源：欧洲核子研究中心

　　30年前的日内瓦，在位于欧洲核子研究中心的大型正负电子对撞机（LEP）正式开机运行的前夕，为了让高能物理学家们更高效的共享信息，年轻的欧洲核子研究中心雇员蒂姆·伯纳斯-李提交了一份关于超文本传输协议（HTTP）的提案。不久，欧洲核子研究中心的科学家们按照这个提案搭建了人类历史上第一台万维网（WWW）服务器。而这份提案诞生的这一天，也被公认为是互联网的诞生日。

　　图为世界上第一台WWW服务器图源：欧洲核子研究中心

　　30年后的中国，在诞生于高能物理研究需求的互联网上，一场关于高能物理学前景的大讨论正在火热的开展着。

　　2012年希格斯粒子被欧洲核子研究中心的研究人员发现后不久，科学家们立刻意识到，其质量并没有之前一些理论预期的那么高。这也就意味着，对其进行直接研究的正负电子对撞机的建造难度，是现代人类工程水平可以达到的范围之内。这也让物理学家们看到了对希格斯粒子开展直接研究的希望。

　　而中国的高能物理学界，在经过了几十年的砥砺发展之后，逐渐摸清了到达这门学科研究最前沿的门路，也看到了在这个领域引领国际潮流的希望。加上过去几十年飞速发展的中国工程业与制造业加持，中科院高能所于2012年雄心勃勃地提出了在中国建造下一代粒子对撞机CEPC（CircularElectronPositronCollider，环形正负电子对撞机）的计划。

　　或许很多人还不了解，过去几年里，中国高能物理学界有很多学者一直在默默地进行下一代粒子对撞机技术的初期研究探索工作。

　　他们将对撞机的研究拆分成对撞机粒子注入与倾出、粒子束流、粒子聚焦、磁场、真空、控制等系统以及探测器的径迹识别、粒子鉴别、能量测量系统等等数十个单元，分别交给不同领域的专家团队进行研究，项目土木工程建设方面的设计和估价则交给了专业土建公司。

　　这些专家团队的研究模拟成果最终汇总成两卷共900多页的《CEPC概念设计报告（卷Ⅰ、卷Ⅱ）》，经全球知名专家学者参与的关于创新性与可行性的审议，已于2018年底向全世界公开。

　　图为《CEPC概念设计报告》发布当日，CEPC团队、国际顾问委员会和《CEPC概念设计报告》国际评审委员会部分成员合影图源：中科院高能物理研究所

　　然而，在计划推出后的几年里，CEPC一直处于舆论漩涡中。此前，杨振宁先生在中国科学院大学的一次演讲中，再一次引爆了公众对于是否应该建造大型对撞机的大讨论。

　　不少网友纷纷站队，表达了对某一观点的支持或反对。

　　这些争论的焦点是什么呢？

　　最主要的是一个问题：花这么多钱建设CEPC，到底值不值？

　　1.下一代粒子对撞机到底有什么用？

　　很多人不理解的是，中国设计的环形正负电子对撞机（CEPC）比现在已经运行的欧洲大型强子对撞机（LHC）能量要低，既然要做下一代粒子对撞机，为什么其能量反而不如已经存在的对撞机？

　　图为位于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的粒子束流管道图源：欧洲核子研究中心

　　这是因为，LHC和中国设计的CEPC是两类对撞机，它们分别代表着高能物理学的“能量前沿”和“亮度前沿”，高能物理学这个领域的探索和研究，是能量前沿与亮度前沿交替上升的过程。