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关于大型对撞机的讨论

二十世纪被誉为物理学的“黄金世纪”，依赖于高能物理学理论与实验的蓬

勃发展，其中大型对撞机对理论的验证功不可没。

从原理上看，对撞机通过提高粒子运动的速度，对另一个粒子进行撞击，可

能产生出新的粒子。这样，科学家们就可以通过比较撞击前后各种粒子的运动状

态，推断出新粒子的性质。同时，对撞机还能够从微观尺度上模拟宇宙大爆炸初

期的形态，探索夸克、暗物质与反物质、引力等物理学基本问题的本质。

上世纪五十年代初，提高粒子的速度成为实验物理学家亟待解决的关键问

题，解决这个问题，需要建造更加庞大的对撞机。但是，随着粒子速度的提高，

建造对撞机的造价也会急剧上升，让很多国家都为之咋舌。

近年来，中国科学家提出建造下一代环形正负电子对撞机（CEPC）并适时

改造为高能质子对撞机（SPPC）的方案，分别将精确测量希格斯粒子、深入研

究对称性自发破缺机制以及寻找超出标准模型的新粒子、理解宇宙中暗物质和暗

能量的本质作为科学目标。

围绕该设想，甲乙两人展开了讨论。

甲说：“在建造大型对撞机方面，美国是有过痛苦的经验，1989年美国开

始建造当时世界上最大的对撞机，预算开始预估为30亿美元，后来数次增加，

达到80亿美元，引起众多反对声音，以致1992年国会痛苦地终止了此计划，

白费了约30亿美元，这项经验使大家普遍认为造大型对撞机是进无底洞。”

乙说：“美国失败的原因有很多，包括当时的政府赤字且与国际空间站争夺

经费、美国的两党政治斗争、德克萨斯与其他地区的区域竞争，还有管理不善。

预算错误、造价飙升、国际合作不够等。其实“预算超支”绝不是美国失败的主

要原因，而是有其特殊及偶然原因，主要是政治因素。

中国的政治与美国完全不同，对大工程建设实际上有其优越性，偶然性较小。

今天的中国已经干了很多美国人不干，或干不了的事，未来这样的事还会有。美

国建造对撞机失败了，不代表我们就不能建造大型对撞机，我们应该要科学仔细

地分析，同时要做好国际合作，做好管理，控制预算。”

甲说：“即便是采用国际合作分担建设成本，那么，中国的投入也必然是最

大的一部分，应该不会低于70%，那可能是超出1000亿人民币，或者更多。

目前世界最大对撞机是CERN的LHC。2012年6000位物理学家用此对撞

机发现了Higgs粒子，是粒子物理学的大贡献，验证了“标准模型”。LHC的

建造前后用了许多年，维护费、探测费等等加起来一共不少于100亿美元，预

想中的超大对撞机建造预算不可能少于200亿美元。

中国仍然只是一个发展中国家，人均GDP还少于巴西、墨西哥或马来西亚，

还有数亿农民与农民工，还有急待解决的环保问题，教育问题，医药健康问题，

等等。建造超大对撞机，费用奇大，对解决这些燃眉问题不利于，我认为目前不

宜考虑。”

乙说：“民生问题当然要解决，而且这也确实是目前国家预算支出的主要内

容。但我们也要考虑长远，要有合适的比例进行基础科学研究，要能够不断发展，

要有领先世界的能力。

建造大型对撞机可以使我们在这样一个重大的、有引领作用的科学领域领先

国际达几十年，可以在相关技术领域领先国际，使一些重要产品实现国产化并走

到世界最前沿，可以形成一个国际科学与技术中心引进吸收国外的智力资源，可

以培养几千名有创新能力的物质科学及相关技术的顶尖人才，怎么不是燃眉之

急，当务之急？”

1.甲认为“造大型对撞机是进无底洞”，隐含的前提是（）。

A.除非大型对撞机建造周期缩短，否则导致费用增加的因素是难以预估的

B.大型工程的预算都无法做到完全，且最终花费往往只多不少

C.只有发达国家才有技术实力和经济实力启动建造大型对撞机项目

D.如果美国在某个科学项目上失败了，那么其他国家也很可能失败

2.以下哪些事实可以支持甲的观点？（）

A.中国的基础研究经费目前占研发经费的比重大约是5%，国际上发达国家

一般是15%

B.有些高能物理学家希望用超大对撞机发现“超对称粒子”，了解如何统一

力量与质量

C.在过去50年间，国际上有许多不太的加速器工程，但也有许多的加速器

工程

D.大型对撞机项目分两个阶段实施，第一个阶段需要约400亿元，第二个阶

段需要约1000亿元

3.乙认为建造大型对撞机是“燃眉之急、当务之急”是基于哪个假设之上？