对撞机到底有什么作用？浅说对撞机，给建与不建一个参考！

　　一、浅说对撞机的作用

　　关于在中国建与不建对撞机的问题，网上已唾沫四溅，而对撞机究竟有什么作用？其工作原理、研究对象、发展方向等等是什么？对于大多数人来说，这是一脸的懵懂。

　　而关于这方面的科普也很少，原因是科普还真有点困难，因为：

　　说深了、说多了，大多数普通人还是不懂，若加入数学公式来说明，会让人更难懂。

　　说浅了，马上会被人指责你不懂装懂，如果你不插入几个数学公式解说，会被人骂成民科和胡说八道。

　　思来想去，我觉得还是很有必要做回地道的民科，解读一下对撞机，尽量让大多数人能懂，让更多的人能理解，只要不被人骂是“瞌睡家”就行，先不理会那些懂积分、解概率方程的官科爷娘们。

　　下了这决心，我就用最简朴的语言来说说：

　　对撞机是用来做什么的呢？

　　原来，科学家们想知道原子核的秘密，到底是由那些更小的粒子构成，又是如何组合的？为此而大动脑筋。

　　原子实在太小了，没有太多观察、测量和拆分的方法，最好的办法就是将质子或电子，这些比原子小一点的粒子的亚原子，称为强子，把强子放在加速器里加速，通过碰撞，把这些粒子碰碎。

　　碰碎了，就容易去研究这些被碰碎的小粒子结构和属性，再通过识别、计算、分析和设想，形成一种理论，还原粒子的结构、组合方式和组合力，建立粒子的实际模型。

　　对撞机的实质就是一台粒子加速器，作用就是用来加速粒子运动速度，用的就是电和磁场，将碰撞的粒子加速和集束，然后碰撞。

　　最开始的时候是加速一个粒子去碰撞固定的粒子，叫靶射。

　　后来，发现这种碰撞力度和效果不大，就把要碰撞的两个或多个粒子同时加速，实现对碰，这就是对撞机之名的由来。

　　对撞机加速粒子需要很大的能量，所以，对于这一方面的物理研究，就被称为高能物理。

　　对撞机兴起于上世纪的50年代，最先用于电子对撞，最早对撞机在1961年开始了运行，我国80年代的北京正负电子对撞机在那时是很先进的。

　　随着技术的发展和要求的提高，开发了质子对撞机，利用质子对撞，效果更好，可以更容易的发现新粒子和分析碰碎的粒子。

　　但是强子对撞机因为高速、高能、强磁工作环境， 其加速系统、冷却系统、探测系统、封闭系统和数据处理系统非常复杂，要求越来越高，造价也越来越昂贵，运行和维护的成本急剧上升。

　　同时，对撞机高能封闭的运行环境，非常容易出故障，维修成本和技术要求也越来越高，而且安全要求特高，需要高度严谨。

　　还有，对撞机碰撞，并不是象两辆汽车加速碰撞，碰成一地碎零件这样简单，对撞机在碰撞过程中，碰碎后的小粒子都是不稳定的粒子，绝大部分转瞬即逝，极难观察、记录和描述，更不用说捕捉和存留。

　　同时，在碰撞前后，还会产生许多新的粒子，新的粒子绝大部分也是不稳定的，会一瞬间就消失，总之，等碰完后，残留的粒子都是自然界里常规稳定粒子或半衰期不稳定粒子，这对研究毫无意义。

　　而且，每一次碰撞后的情形和记录的结果是不相同的，每一次碰撞，碰碎的粒子和新形成的粒子也是不相同的，重复实验并不一定是上次实验的结果，这样，每一次碰撞的观察、记录、区别和分析变得非常艰难和复杂，很难有可比性和对照性。

　　如此一来，对于碎解的粒子研究，更多是瞬间观察、记录和后期的数据处理、辨别和分析，因此，要求现场实验的研究人员，数量要多、能力要强、素质要高、经验要丰富。

　　这种高烧钱、高技术、高人才要求的对撞机实验，对于任何一个国家的实力都是一种考验和挑战。

　　美国在里根时期批准了备受争议的强子对撞机计划，在投资近30亿美元后，因为后期预算太大，到了克林顿时期被否决而废弃，这就是杨振宁说的美国的痛苦经历。

　　为了继续科学研究，在美国的撮合下，由近40个国家合作投资近百亿美金，也包括中国在内，在瑞士修建了世界最大的强子对撞机，作为世界公益的科研项目，选址瑞士，因为瑞士是一个永久性的中立国。

　　瑞士对撞机以科学成果共享、资金比例分摊、科研人员由各国人员共同参与的原则运行，我国有60多名科研人员参与，这里集合了全世界2000多名顶尖科学家和数千名技术和工作人员。

　　瑞士对撞机子自2008年运行以来，发现了“希格斯玻色子”，即“上帝之子”而闻名，后期再无成果，特别是频繁故障，多次暂停维修，断则数月，长则数年，显然，其运行的能力已不能满足现在的研究要求。

　　二、建造大型强子对撞机的目的

　　鉴于上面分析，有科学家要求修造更大、碰撞更猛的大型强子对撞机，主要目的有两个：

　　1、进一步证实“上帝之子”。

　　有人认为瑞士对撞机发现的“上帝之子” 不足以证明，还需要进一步寻找和研究。

　　2、要寻找“超对称粒子”。

　　这粒子来自物理学的一种假说理论叫弦理论，这个理论通过超级复杂计算，预言猜想还存在一种粒子，叫“超对称粒子”， 这就是杨振宁教授提到的猜想中的猜想粒子。

　　为什么要找到这两种粒子？找到有什么作用？

　　高能物理通过对撞机60多年的实验，建立了一个粒子模型，这是一个预设的标准模型，这个标准模型杨振宁的贡献最大，即通过一系列的假设和参数设想而成，虽然经过很多次的实验检测基本符合。

　　标准模型

　　但是，标准模型依然存在很多的缺陷，譬如过分依赖太多参数；质量起源和质量缺失问题；组合力不能完整统一等等。

　　如果找到这两种粒子，可以完善这个所谓的标准模型，这就是目的。

　　当然，还有人试图把这个标准模型放大到天上，力图证明大爆炸理论和暗物质起源，这当然是大理想主义而已。

　　科学家们对物理理论追求和完美，对终极统一理论的情结，要求新建更多更好的强子对撞机，那么新建的对撞机的跑道要更长、能量要更大、对粒子加速要更快。

　　这种高投入、低回报的大型世界性的公益性科学项目，请求发出后，响应者寥寥无几，尤其是出大头投资的欧洲和美国，一声不响，而我国部分科学家有意接收这个项目，并游说国内和世界支持，但杨振宁教授却旗帜鲜明的表示反对。

　　三、杨振宁反对理由总结

　　反对理由归纳为几点：

　　1、烧钱。建造成本巨大、运行维护成本是无底洞、安全成本高昂。

　　2、实验中的技术和科研人才，任何单一国家都不可能充任，必须依靠世界性的科研和技术合作。

　　3、这是世界性的基础理论研究，成果是共享的，公开的，而实际应用却是长远无期的。

　　4、目前粒子理论不成熟，高能物理处于低谷期，去验证猜想粒子是极高风险研究。

　　5、中国应该把钱更多的投入应用性和技术性领域，这种有知识产权性、时效快的研究领域。

　　还有，杨振宁说，对于粒子物理的研究，到了今天，不是完全依赖于强子对撞机的作用，有了更多的选择。应当把多年对撞机的实验报告，做更多的分析论证，找到新的理论突破。

　　为此，有很多的新理论不断涌现，意在解释现有的实验成果和预言新的理论，并寻求验证。

　　这里附加一个粒子假说理论，仅仅提供参考，请注意鉴别，并理性参考和讨论。

　　四、假说附录

　　1、惯性圆周运动论：

　　一切星体或粒子在不受任何外干扰的前提下，将保持绕一核心匀速自转和周转的圆周运动状态不变，外界干扰是改变和破坏这一状态的原因，且都具有动能：

　　E=1/2m(V1^2+V2^2) （1）（V1为自转速度，V2为周转速度，以惯性圆周运动理解公式）

　　这一原理有十个分析：

　　分析1：星体和粒子在不受任何干扰时，将永远保持匀速圆周运动状态，星体和粒子实际观察到的状态，都是干扰后被改变的变态。因为外界干扰无处不在。

　　分析2：因为星体抗干扰能力强，受干扰稳定，所以星体实际运动状态为相对稳定的变速椭圆运动，椭圆的两个焦点分别为星体自转和公转核心点。

　　分析3：粒子实际运动状态遵守不确定性原理，这是因为粒子抗干扰能力极弱，外界干扰具有不可预测性和不确定性，可以用热力学第二定律去理解，所以粒子惯性圆周运动是常态性的、不确定性的破坏，转变为不确定性和无规则性。

　　分析4：粒子运动的真实规律是：惯性圆周运动受不确定性能量干扰被破坏、干扰减小或消失后又回归、再破坏再回归的不确定性的往复变化。

　　分析5：粒子运动的轨迹始终是惯性圆周运动破坏后再回归的渐变，所以其运动的轨迹仍然是核心不变的圆周云的概率轨迹，如电子的轨迹，即是圆周云的概率轨迹。

　　分析6：粒子的运动描述符合统计概率方程的概率解，如薛定谔方程，其方程的解集是确定核心的圆内点的集合。

　　分析7：粒子脆弱的抗扰能力决定了任何观察和测,量行为，都是对粒子的扰动，因为所有的观察是“光察”，测量是“电量”，这都是对粒子惯性圆周运动状态的破坏和改变。所以粒子具有不可测性或测不准性，可以解释量子的波函数坍缩。

　　分析8：惯性圆周运动是星体和粒子的属性，正是因为自身具有周转和自转的动能，因此贮藏了内能，才能在不受干扰和能量不损失的前提下，将保持恒定的自转和周转运动状态不变。

　　分析9、一个稳定的原子内复合粒子，都是一对正反粒子以中性粒子运动轨道为对称轴，传递和互换能量避免湮灭，并绕同一核心自转和周转的巧妙耦合体，这也是粒子、物体、生物体呈现对称的本质和起源。

　　分析10：无论是粒子组合，还是星系构成，不再需要任何牵引力或能量来组合，绕同一核心的惯性圆周运动是大自然的普适原理，粒子模型是太阳系的缩影。

　　物理需要研究天体和粒子规律，不是寻找牵引力或组合力，而是找寻破坏惯性圆周运动的原因。

　　2、共核公转原理：

　　在不受其他体系干扰下的共核体系里，绕同一核心公转的多个星体或粒子的轨道半径与速度平方的乘积相等，即有：

　　R1 V1^2=R2 V2^2=R3 V3^2=…=q（2）(q是常量)

　　这一原理可由开普勒定律证明，可以完美解释宇宙膨胀、生物成比例生长，热胀冷缩、电子跃迁等各种现象。

　　3、共核自转原理：

　　绕同一核心自转的所有星体或粒子是一个整体自转体系，核心内外存在自转速差而产生自转动能差，它等于核心自转动能与核外点的自转动能之差，也等于核外点指向球心的引力效应的势能，即质量、向心（重力）加速度和球心距离的积。

　　在这里， 把V0叫做共核星体核心点的自转速度，简称核心自转速度，核心外任一点，若与核心的距离为d，该点的自转线速度为V1，重力加速度为g，

　　则有能量平衡方程：

　　Ｅ＝1/2m( V0^2－ V1^2)＝mgd （3），

　　我们把（3）稍变形，就可求出向心引力（重力）加速度g的关系式：

　　g =（V0^2－V1^2）/2d （4）

　　自转核心速度V0，每一个自转系都是一个不同常数，如地球常数：

　　V0=11.179km/s

　　这是引力的本质原理，指出引力是星体或粒子自转作用的结果，因为自转产生引力势能，然后才有引力现象，而不是相反。