中國古語有云，工欲善其事必先利其器，想要破解微觀粒子的秘密，大型粒（強）子計算機是必不可少實驗器材。

目前地球上能夠製造大型粒子對撞機的國家幾乎沒有，全人類僅有的大型粒子對撞機就是位於歐洲的“LHC項目”，這個項目是集合了全世界四十多個國家和上萬名科學家工程師的智慧落成的，消耗了數百億美元的資金，這還不包括後期的維護和修理費用，因此大型粒子對撞機不僅代表了人類智慧的巔峰，也代表了巨大的經濟實力。

中國到底要不要連美國都最終關停的高端的大型粒子對撞機？已經歸籍中國，當前在世最偉大的物理學家楊振寧至今都明確反對，的確，需要花28年時間超過1200億元人民幣（只是建造費用，不包括後期維護以及每次開機費用）去建造這樣一個巨無霸，頗為讓人躊躇。

更要命的是，即便是唯一的歐洲強子對撞機（LHC）也處於發展的十字路口，自2012年，歐洲核子研究中心發現希格斯玻色子之後，至今並未發現任何超出標準模型的粒子，這很大程度上讓人感到失望和困惑，不得不對其進行大規模升級，大型強子對撞機落入一個比較尷尬的境地，如果不升級，那麼始終在原地打轉，對撞機就成了一個巨型玩具；如果升級，就是更大規模的鉅額投入，即便如此依然不能保證一定能會有新的成果，很有可能會陷入進退兩難的境地。

《三體》中粒子對撞機對基礎科學的關鍵作用

很多人包括一些《三體》迷可能至今也沒有搞明白，在第一部中三體人派出的智子是如何封鎖人類的基礎科學的，其實說起來並不複雜，在我們這個宇宙的十一維空間中，造物主吝嗇地只給了我們長寬高三個維度（如果算上愛因斯坦在相對論中加入時間這個變量，也可以看作是四維空間），更多的維度坍縮至微觀粒子中。

愛因斯坦的狹義相對論顛覆了牛頓所搭建的經典物理學大廈的絕對時空觀，廣義相對論則讓人類能夠擺脫井底之蛙的視界，從數學和理論角度更加宏觀的看待整個宇宙，可以說，天才的愛因斯坦的革命性理論將人類科技發展到一個新高度的同時，也基本窮盡了三維宇宙的大部分奧秘（剩下的只是觀測和實驗驗證），讓基礎科技頂到了“天花板”。

幸好，愛因斯坦、普朗克等物理學家的研究無意中摩擦了“阿拉丁神燈”，放出了“量子力學”這樣一個怪物，不但為愛因斯坦立起了一個終生未能打敗的對手，也徹底解構了人類所有的已知，甚至被稱為人類通往高維世界的階梯。量子理論所帶來的曙光，意味著我們的基礎科學再想向前一步，只能從微觀粒子中想辦法。

根據原著的表述，宇宙中任何一個文明的科學水平， 都是取決於對微觀粒子的維度的瞭解程度。 人類對微觀粒子的研究，很大程度上需要本文的主角：大型粒子對撞機的實驗中進行，而智子只需要擾亂實驗的結果，讓物理學家無法得出正確的結論，就輕鬆的鎖死了人類的基礎科學。

由此可見大型粒子對撞機的重要性，放到現實當中，對撞機是一臺特別金貴甚至賠錢的實驗器材，美國曾經也有自己的大型對撞機，後來就是因為它成為一個深不見底的“吸錢黑洞”實在負擔不起這才關停。

連美國都負擔不起的大型粒子對撞機

1987年6月，在第二個任期內的里根總統宣佈美國將開發用於探究基本粒子的超級超導對撞機，在當時的情況來看，無論是科技還是經濟實力，只有這個唯一的超級大國才能完成這個不可能完成的任務。

這臺機器大約在1992年在得克薩斯外的達拉斯完工，它有一個50英里（80公里）長的巨大管道，管道周圍環繞著巨大的磁鐵（如果以曼哈頓為中心，它將擴展到康涅狄格和新澤西）。超過3000名全職及來訪的科學家和工作人員在這裡進行實驗，並共同分析從機器中得出的數據。

超導超級對撞機的目的是在管內加速兩個質子束，直到它們的速度接近光速。因為這些質子束是沿著順時針和逆時針兩個方向運動的，當它們接近最大速度及最大能量時，必然會在管內發生碰撞。質子之間彼此碰撞，當能量達到40兆（4×1014）電子伏特的能量時，質子會粉碎併產生大量的可供探測器分析的亞原子碎片。宇宙大爆炸之後，這種碰撞就再未出現過（SSC又有“創世窗口”的暱稱）。物理學家們希望在這些碎片中發現奇異的亞原子粒子，並寄希望於它們可以揭示物質的最終形態。

毫不奇怪，超導超級對撞機是一個非凡的工程和物理計劃，它擴展了現代科學已知技術的極限。因為，在管內彎曲質子和反質子所需的磁場是巨大的（其數量級為地球磁場的10萬倍）。同時，為了產生並保持它們的運動狀態，所需的物理步驟也是非常複雜的。例如，為了降低導線內部的發熱和電阻問題，磁體必須被冷卻到接近絕對零度。此外，磁體還需採用專業手段進行特別加固，以防止磁場過強導致金屬磁體本身形變。

超導超級對撞機的預算造價高達110億美元，令物理界感到震驚的是，就在不久之後，眾議院投票徹底取消了這個計劃。物理學家們努力的遊說並未恢復政府為該項目提供資金。對國會來說，昂貴的原子加速器可以從兩方面看待：一方面，它可以是一個“多汁的李子”，它能產生數以千計的就業機會，並能為擁有它的州帶來10億美元的聯邦財政補貼。另一方面，它也可以是一個“不可信的吞錢洞”，巨大的投入下不會帶來任何收益。他們認為，這段時間的美國正值艱難時期，這個昂貴的高能物理學家的玩具是國家所不能承受的奢侈品。

對此有一些廣為流傳的笑話，“美國政府花了幾個億挖了個坑，又花了幾個坑把坑填平。”該項目的實際損失接近30億美元。

楊振寧：高能物理的前途不在大型加速器

毫無疑問，楊振寧是當今在世最偉大的科學家，在他95歲高齡的時候歸籍中國，由中國科學院外籍院士轉為中國科學院資深院士的時候，中國也收穫了迄今為止第一位全球公認的世界級的大科學家。

他的一生有13項諾獎級學術成果，除了宇稱不守恆定律之外，雖沒有獲得諾獎，卻被同行稱之為至少值兩個諾獎的楊—米爾斯理論不但基本完成了愛因斯坦在去世前30年都沒有實現的大一統理論，更成為當前量子力學的基礎理論，可以說，他的一生都是與力學、基本粒子打交道，因此他的話無疑很有分量。

今年4月29日，他在中國科學院大學講座時再次重申自己對於中國是否該建設大型粒子對撞機的看法依舊沒有改變，因為The party is over（盛宴已過），中國要建設比歐洲更大的粒子對撞機，其建設費用不會低於200億美元（超過1400億人民幣），還不包括後期維護以及開機的費用。

1400億元人民幣是什麼概念呢？要知道，2018年，中國共投入研究與試驗發展（R&D）經費為19677.9億元，但分攤到如此龐大的基準科技項目上其實並不多，1400億已經超過了幾十個大型項目總和。

楊振寧細數了否決中國馬上開端製作大對撞機的七大理由：

其一，製作大對撞機美國有痛苦的履歷，這項履歷使人人普遍覺得造大對撞機是進無底洞。楊振寧覺得中國製作超大對撞機的預算不可能少於200億美元。

其二，中國仍舊只是一個成長中國家，製作超大對撞機，費用奇大，對解決燃眉問題不利。

其三，製作超大對撞機必將大大擠壓其餘基礎科學的經費。

其四，多數物理學家包括楊振寧在內，覺得超對稱粒子的存在只是一個料想，沒有任何試驗根據，希望用極大對撞機發明此料想中的粒子更只是料想加料想。

其五，七十年來高能物理的大成績對人類生活有無實在好處呢？楊振寧的答案是“沒有”。至多將來三十、五十年內不會有。

其六，製作超大對撞機，其設計和建成後的運轉與分析，必將由90%的非中國人來主導。如果因此能得到諾貝爾獎，獲獎者一定不是中國人。

第七，高能物理的前途在“新加速原理”和“幾何理論”，不在大型加速器。

巨型對撞機若再不建，30年內就沒好機會了

中國科學院院士、高能物理研究所所長，也是諾貝爾獎得主丁肇中得意弟子王貽芳卻對楊振寧的看法持反對意見。

王貽芳領導的大亞灣中微子實驗被《科學》雜誌評為2012年度十大科學突破，他和實驗團隊獲得科學界第一鉅獎——2016年基礎物理學突破獎，他也是第一個獲得基礎物理學突破獎的中國人，應該說在該領域也有比較大的發言權。

他認為，任何一個國家，特別是對中國這樣一個大國，必須考慮當下和長遠，不可偏廢。民生問題當然要解決，而且這也確實是目前國家預算支出的主要內容。但我們也要考慮長遠，要有合適的比例進行基礎科學研究，要能夠不斷髮展，要有領先世界的能力。清末的中國，人民富庶，GDP世界第一，雖然有能力購買槍炮，但不掌握科學，沒有可持續發展能力，最後還是被動挨打，民生也無從談起。

幾百年來，對物質微觀結構的研究，從分子、原子到原子核、基本粒子，在相當程度上引領了人類科學的發展。高能物理研究物質的最小結構及其規律，採用的手段覆蓋領域寬廣，從加速器、探測器到低溫、超導、微波、高頻、真空、電源、精密機械、自動控制、計算機與網絡等，在很大程度上引領了這些高技術的發展並得到廣泛應用，是基礎科學及高技術研究中具有標誌性的一個重大領域。建造大型對撞機可以使我們在這樣一個重大的、有引領作用的科學領域領先國際達幾十年，可以在相關技術領域領先國際，使一些重要產品實現國產化並走到世界最前沿，可以形成一個國際科學與技術中心引進吸收國外的智力資源，可以培養幾千名有創新能力的物質科學及相關技術的頂尖人才，怎麼不是燃眉之急，當務之急 ?

他甚至指出，如果巨型對撞機若再不建設，30年內就沒好機會了，我們將失去在基礎科學領域趕超歐美最好的機會。

按照王貽芳的規劃：第一步正負電子對撞機（CEPC）建設階段，約在2022-2030年間，工程造價（不包括土地、“七通一平”等）約400億人民幣。第二步¾質子對撞機（SPPC）階段，工程造價在1000 億人民幣左右，時間是在2040-2050年左右。

歐洲核子中心也在2019年1月公佈了一個類似的環形正負電子對撞機的計劃，建設時間是2030年到2040年。