史上最貴科研重器丨美國曾經造不起， 如今中國要造它

在正負電子對撞機建成30周年研討會上，中科院高能物理研究所所長王貽芳透露，目前，環形正負電子對撞機（CEPC）的預研經費已經到位，預研工作全面展開。這意味著世界上最大的電子對撞機項目正式啟動，該項目預計將耗資人民幣400億左右。

為什麼要造對撞機

上個世紀上葉，愛因斯坦的相對論和量子力學徹底改變了人們對微觀世界的認識，那些隱藏在宇宙最深處的秘密被人們一點一點挖掘出來。高能物理的研究成果顯著，原子彈、氫彈被一一製造出來。但是到了70年代，基本粒子的研究遇到重大瓶頸，很多急需驗證的理論，需要巨大的能量。即需要將電子或者質子加速到接近光速，碰撞，來尋找傳說中的「上帝粒子」-玻色子，以此驗證物理學標準模型。

超導超級對撞機（SSC）項目的失敗

面對高能粒子研究的瓶頸，美國科學家首先提出了一個宏大的計劃，要建造一個全世界最大的超導超級對撞機，總體預算83億美元。項目需建造一個80公里長的橢圓隧道，用來對粒子進行加速。然而該項目在前期投資20億美元後便停止了進展。美國國會以費用過大，建造該機器性價比過低而終止了該項目。1993年，項目停工，這意味著世界上最大的對撞機項目最終流產。

歐洲大型強子對撞機（LHC）

1994年，歐洲大型強子對撞機項目立項。借鑒於美國超導超級對撞機項目的失敗，歐洲大型強子對撞機的尺寸要小很多，因此也省錢很多。LHC包含了一個27公里長的隧道，坐落在瑞士與法國邊界，地下50之150米之間。2008年9月10日，LHC正式運行，成為世界上最大的粒子加速器。而它最主要的任務是尋找「上帝粒子」-希格斯玻色子。

中國超級對撞機

中國預研的超級對撞機周長將達到100公里，能量是歐洲大型強子對撞機的2倍以上，預期在2030年左右完成。據報導，科學家考慮在2040年，將電子對撞機升級為質子對撞機，屆時能量將達到目前最大對撞機的7倍。後期的投資費用很可能超千億人民幣，成為名副其實的人類大工程。

對撞機研究方向和其他聲音

超級對撞機的建造運行主要為了回答以下問題，

1、什麼是質量，根據愛因斯坦的質能方程，質量和能量是如何聯繫在一起的。

2、宇宙中是否存在暗物質，暗物質與我們見到的物質有什麼區別。

3、是否存在反物質，為什麼我們生活中找不到反物質等宇宙的本源問題。

4、是否存在四維空間，如果存在，人類如何去認識和利用思維空間。

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雖然對撞機研究的都是最尖端和前沿的問題，但是它的立項同樣遇到了很多反對的聲音，比如項目投資費用過於巨大，將會擠占其他科研經費，投入產出比可能過低，不經濟等等問題。還有人提出關於對撞機的安全問題，用接近光速的粒子對相撞，會不會產生小型黑洞，最終吞噬我們整個人類文明。這些看似腦洞大開的問題，都需要我們認真思考。

中國超級對撞機的建造，是大陸對科技前沿探索的欲望，也是大陸綜合國力提升的一次表現。