LHC什么都没发现，中国还要建“超级对撞机”吗？| 科学人
8月5日，芝加哥举行的国际高能物理大会上，超环面仪器（ATLAS）和紧凑μ子线圈（CMS）两大实验所做的报告表明，成对的光子信号只是统计上的错觉——由探测器中随机且并不相干的光子对产生。这意味着，欧洲大型强子对撞机（LHC）根本无法把我们引向一个更加完整的自然理论。
LHC没有发现“新东西”，中国还要建“超级对撞机”吗？中国的粒子物理研究者们怎么看这件事？科学人邀请了8位科学家，来讨论这件事。
张双南（中国科学院高能物理研究所研究员）：这说明突破标准模型的困难比理论家们预想的要大。粒子物理学的确进入了一个新的阶段。在标准模型下预言新粒子，针对预言设计实验，然后发现这些粒子，这条路线一直都很成功，直到最后标准模型能够预言的一个粒子也已经被发现了。新的理论的预言能力显然不够强。新的阶段面临的问题是：是需要新的理论框架还是需要新的实验路线？我认为这是需要思考的问题，当然我没有答案。
曹俊（中国科学院高能所实验物理中心研究员）：标准模型显然不是终极理论，已经存在突出问题，希格斯质量不自然，中微子质量不自然，暗物质填不进去等等。新物理一定有，只是上哪儿去找。由于理论上的漂亮，大家对超对称甚至超弦寄予厚望。但理论毕竟只是理论，物理本质上是实验科学，是实验驱动的。
胡一鸣（德国马克斯-普朗克引力物理研究所、清华大学博士后）：本来就没指望这个发现吧，大家好像都是有枣没枣打三杆的心态。
王贻芳（中国科学院高能物理所所长）：LHC 只获取了2%的计划数据量，还有很长的路要走，现在任何结论都为时过早。无论将来LHC是否发现新物理，我们都认为标准模型只是一个低能有效理论，需要继续发展更深层次的理论，也需要新的实验指明未来方向。
王贻芳（中国科学院高能物理所所长）： CEPC是正负电子对撞机，LHC是质子对撞机，这两个是不同的机器。SppC（超级质子对撞机）是质子对撞机，如果我们建成了SppC，那就是超过CERN（欧洲核子中心）的LHC。LHC是27千米，14个TeV的能量，SPPC将来100千米，100个TeV的能量，是LHC的 7倍以上，几乎是一个量级。人类探索微观世界的能量范围，每提高10倍都会带来巨大的认识变化。
陈刚（中国科学院高能物理所的副所长）：粒子物理多年来一直在重复上演LHC的情况，而且LHC算是好的。运气好的话能有所发现，运气不好的可能没什么大发现，像LEP那样。但是粒子物理总得往前走。实验帮助理论进行修正和发展，理论引导实验做新的发现。
王贻芳（中国科学院高能物理所所长）：无论LHC是否发现新物理，CEPC都是需要的。原因在于希格斯粒子太重要了，值得仔细研究。这是粒子物理学发展中跳不过去的一步。从我们现在对物质世界的理解，现有的标准模型，虽然看到了它所预言的所有的粒子，但是整个模型还有很多缺陷。而这些缺陷在现有的标准模型里，通过简单的修改是无法弥补的，需要有新的理论、新的思想乃至彻底的认识改变，这个改变可能会改变我们对时间和空间关系的认识，这是极为深层次的对物质世界根本认识的改变。（中国来带头建设）这样未来的科学中心将是我们。
李淼（中山大学天文与空间科学研究院院长）：选择一个研究方向很重要，要选可以做二十年的，以后围绕一个问题反复做。不要选粒子物理，不要选弦论，最多再做五年，五年中大型强子对撞机如果什么也没有发现，该方向就是死了的红海。什么方向是蓝海？大脑科学、与大脑相关的物理学、量子计算。这些才是未来的基础物理，不是Arkani-Hamed等人说的那些。但弦论可能是300年后的基础物理学。
曹俊（中国科学院高能所实验物理中心研究员）：李淼说得倒没错，弦论可能太超前，现有经济和技术不一定能支撑。但前瞻性的事说不准，总有风险。哥伦布找新大陆的风险一样。也许淹死在海里。那哥伦布该不该去找新大陆呢？
从现有知识看，希格斯和中微子是两个最可能的突破口，虽然我们不知道突破到哪里去。从人类认识自然的角度，这件事迟早要做，只是马上做，还是等一等，经济和技术更发达了再做。躲是躲不过的，难以相信人类会停止对物质最根本层次的探索。既然迟早要做，只要有可能，当然越前瞻越好。
陈刚（中国科学院高能物理所的副所长）：（理论研究）跟技术发明不一样，没有找到新东西没什么很正常，接着再找。虽然大家总是期望有新发现。这就跟挖矿似的，没挖着不等于失败，接着挖。至于换个方向挖还是原地挖不好说，人们之前花了很多精力找Higgs，包括之前的对撞机LEP，一直没有成功，直到LHC。但是LHC还可以继续升级。理论家还会修改预测模型，但不会大改。
陈学雷（中国科学院国家天文台研究员）：我觉得，在TeV这个能区，还是有相当大的做出新发现的机会的。不必因为一时某个信号的涨落就对此失去信心。不过，我对由中国承担这下一个大加速器并不是特别看好。中国的科技经费也是有限的，在当前的情况下把大量经费投入这个领域，未必符合中国的利益。
陈学雷（中国科学院国家天文台研究员）：中国如果真愿意挑头干这个，美国政府很可能不愿意支持（尽管一些美国科学家会支持），到时候国际合作又会有很多麻烦。所谓美国支持中国做，我认为是美国的科学家。等真的弄起来，美国政府和政客们肯定不会支持。
吴学兵（北京大学物理学院教授）：我总觉得应研究为何美国舍弃建大加速器而加大天文设施投入的原因，是否人家也有这样选择的道理。比如NASA是每年15亿美元给天文。
曹俊（中国科学院高能所实验物理中心研究员）：其他二级学科不清楚，美国的盘子估计是粒子物理占物理的1/3到1/4。美国能源部的高能物理经费是每年7.8亿美元，主要精力放在中微子实验，4万吨液氩探测器+费米加速器的升级，每年累积建设经费，要累积到2024年才能建成1万吨，还希望国际投入，完成4万吨计划。粒子物理NSF还有一些，可能总共每年10亿。基本上2030年前抽不开身。同时能源部要安抚做加速器研究的队伍，也不能断档，因此美国是支持的。日本政治因素大。欧洲其实内心最反对，抢了他们的地盘。但欧洲由于建设了LHC、高亮度LHC，2030年前也抽不开身。
CEPC推这么急就因为只有这么一个时间窗，（让中国）把一个二级学科做到世界第一。过一段时间欧美回过神来了，是不可能让给中国的。做大对撞机有一个好处，就是肯定不会做两个，有独占性。高能物理规划周期长，美国不修SSC，欧洲修了LHC，美国就不可能再修同量级的机器。必需等一下个循环，等LHC退出舞台，两代机器，几十年的周期。美国也肯定不会不参加，除非他准备高能物理断档，所以只是投资上讨价还价的问题。
（编辑：雷天宇；排版：Sol_阳阳）
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