大型强子对撞机（Large Hadron Collider，简称LHC）是世界上最大的粒子加速器，位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究组织（CERN）。它的主要功能是加速并使粒子对撞，通过这些对撞来探索基本粒子和宇宙的基本力。 原理LHC的工作原理基于粒子物理学的基本概念。它使用一系列超导电磁铁来加速质子或重离子至接近光速。这些粒子在加速器的两个相对方向的环形管道中被加速，然后在特定的点使它们相撞。这些对撞点配备有复杂的探测器系统，如ATLAS和CMS，用于检测和分析从对撞中产生的粒子。 通过这些对撞，科学家可以探测到高能物理事件，揭示粒子的性质和相互作用，这对于理解物质的基本组成和宇宙的早期状态至关重要。 意义LHC的科学意义非常广泛，包括但不限于： 希格斯玻色子的发现：2012年，LHC的实验观测到了希格斯玻色子，这是粒子物理标准模型的最后一块拼图，对于验证场的量子理论至关重要。探索未知物理：LHC还用于寻找超出标准模型的新物理现象，如超对称性粒子、额外维度等。暗物质的研究：通过寻找可能与暗物质相互作用的粒子，LHC为解开宇宙中暗物质的谜团提供了工具。物质的基本性质：对夸克胶子等子结构的研究有助于理解物质的基本性质和强相互作用。美国大型强子对撞机的历史在LHC之前，美国曾计划建造一个更大的加速器，称为超导超大型加速器（Superconducting Super Collider，简称SSC）。这个项目位于德克萨斯州，计划建造的环形隧道周长达87公里，远超LHC的27公里。 然而，由于预算超支和政治因素，SSC项目在1993年被美国国会取消。当时，已经投入了20亿美元，并且完成了约22%的工程。SSC的取消被视为物理学界的巨大挫折，因为它本有可能让美国在高能物理研究领域保持领先地位。 SSC的取消间接促成了LHC项目的重要性增加，因为LHC随后成为了世界上最大的粒子物理实验设施，承担起探索基本粒子和基本力的重任。LHC的成功运行不仅弥补了SSC项目的空白，还推动了国际合作在大规模科学项目中的重要性。 中国曾经考虑建设自己的大型强子对撞机，这个项目被称为中国环形正负电子对撞机（CEPC）。这个计划在科学界引起了广泛的讨论，包括著名物理学家杨振宁的一些批评性意见。杨振宁对该项目的反对主要基于以下几个方面： 杨振宁的观点经济成本：杨振宁指出，建设和运行一个大型粒子加速器需要巨额的资金投入。对于中国这样的发展中国家来说，这样的投资可能会对其他科学研究和社会发展领域的资金支持产生影响。科学回报：杨振宁还质疑了从这样的项目中能获得的科学回报。他认为，随着LHC等现有设施已经取得了一系列重要发现（如希格斯玻色子），新的对撞机项目可能在科学上的边际贡献相对较小。国际合作：他还强调，与其单独建设，不如加强与国际现有大型实验设施的合作，这样可以更经济有效地利用全球的科学资源。