最近，华人科学家杨振宁和丘成桐各自在杂志上发表文章，对建造中国版的LHC发表了看法，杨振宁持反对态度，而丘成桐持赞成观点，两位世界顶级科学家的争辩将“世界机器”——大型强子对撞机纳入到公众视野，他们的态度和观点对中国科学院主导的LHC的规划、设计和建造无疑有很大的参考价值。

中国要不要建大型强子对撞机？杨振宁和丘成桐的争辩有世界物理学发展和争议的背景。最近，欧洲大型强子对撞机的科学家否定了之前发现的几种新粒子，他们认为从数据中得出的新粒子不是真实的，只是机器噪声给科学家带来的错误信息。科学家通过大型强子对撞机来发现新的粒子不会一帆风顺。为什么物理学家真的想要发现新的亚原子粒子昵？

存在两种可能的答案，一种观点认为我们再无可能发现新的基本粒子。因为LHC的科学家在2012年发现了希格斯粒子，它是粒子物理标准模型中最后的一个，至此，除了引力以外，标准模型解释了所有已知的基本粒子。然而，科学家没有在标准模型理论面前停步，也许存在模型没有描述，实验没有检测到的新粒子，这些粒子徘徊在物理学家既有的知识体系之外。目前，科学家不能解释希格斯粒子比标准模型预测的更重的问题，有一些科学家假设不同质量的希格斯粒子可以存在不同的时空维度中，逃避了科学仪器的检测，我们只能发现更轻的希格斯粒子。

另一种观点认为我们可能发现新的亚原子粒子。根据超对称理论的假设，所有出现在标准模型中的粒子一定有自己的“影子”——超对称伙伴，粒子和超对称粒子之间在自旋的方向上有轻微的不同。此外，标准模型不能解释暗物质粒子难题，暗物质占到宇宙物质总量的27%；希格斯粒子比理论预测的更轻，或者说标准模型和量子力学理论预测了更重一些的希格斯粒子，为什么出现理论预测和实际观测之间的差异昵？物理学家为此设想了一种新的基本粒子，这种亚原子粒子和希格斯粒子发生了相互作用，使得希格斯粒子的质量变轻了，为了保持标准模型理论的完整性和有效性，新粒子的假设是合理的，否则我们会认为标准模型需要修改和完善。标准模型理论不能解释希格斯粒子为什么更轻，不能解释如何将宇宙中的基本力统一起来，物理学家实际上不能将引力和引力子纳入到标准模型中。显然，如果超对称理论是正确的，那么物理学家将通过对撞机一类的超级机器发现更多基本粒子的对称伙伴。

很多科学家相信新亚原子粒子的存在，人们暂时没有发现它们，是因为包括LHC在内的各种对撞机的能量不够，需要开发更高能级的对撞机，在这种背景下，中国科学院提出了建造大型强子对撞机的设想，显然，欧洲大型强子对撞机的能量升级十分有限，不足以完成未来的使命，欧洲原子能机构基本不会考虑建一个更大容量的对撞机实验室。拟建造的中国版LHC相当于目前欧洲LHC规模的两倍，如果投入运行，将会在包括发现新基本粒子的物理探索中发挥LHC不可替代的作用，因此，中国版的LHC既不是“重复建设”，也不是“另起炉灶”，而是体现了人类对更高科学目标的追求。的确，有一些科学爱好人士担心今后的大型强子对撞机将成为一个摆设，既然建造LHC的目的是寻找希格斯粒子，那么LHC已经完成了自己的使命，实际上，LHC还有其它的科学目标，它是粒子物理学研究的重要工具，预计在未来的20到30年，LHC还将担负基础物理研究的重要功能。

中国要不要建造升级版的LHC？要不要将LHC纳入到重大科技项目的计划中？杨振宁持反对态度，他主要考虑实验室建造和维护的费用，千亿级别的项目投资的确会挤占其它科学项目的资金，毕竟中国在空间站、探月、火星探索、量子通讯空间试验、引力波空间探测等重大科技领域投入了巨额资金，取得了举世瞩目的科技成就，相比较而言，LHC的建造不是那么急，产生的科技成果与国民经济的联系不是那么密切，可以“等一等”、“看么一看”。丘成桐持赞成的观点，因为科学探索是人类的共同事业，代表了人类共同的价值追求，希格斯粒子的发现只是初步的，需要对希格斯粒子的性质进行更深入的研究，即使更强功能的LHC“一时半载”还发现不了新的亚原子粒子，科学家也可以在暗物质和反物质粒子、多时空维度、粒子的量子特性、物质形态和宇宙起源等基础物理研究领域获得突破性的进展，将这些科技成果造福人类的生活。

如果将建造LHC的设想纳入到重大科技工程的计划中，科学爱好人士在欢欣鼓舞之余，应该建议把杨振宁和丘成桐等科学家吸收到“顾问班子”中，把中国的LHC建成国际科技合作的大项目，吸引海内外、国内外科学家的参入和多方资金的投入，到时候估计像马云和王健林这样的企业家极可能放出豪言，“我就是卖掉豪宅，也要投入几十个亿”，真的不能低估科技前景吸引人心的作用，像私人的太空探索公司等在火箭技术的研发领域投入的资金远不止几十个亿，除了太空探索的商业利益之外，他们对科技探索的热情超出了我们的想象。我们要建造中国版LHC是要有点“大跃进”的精神。

（邓如山2016-9-22）

（Doeschinameedtoconstructrgehadroncollider、orLHC?）

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