主题：探索量子宇宙——粒子对撞机的任务（1） -- 邪恶本质

这是俞允强老师在上课的时候反复提到的一句话。

物理学的理论首先要有观测事实以及从中抽象出的假设作为前提，然后才能进行逻辑推导，并能够导出能被实验所检验的结论。一个理论如果仅仅是解释目前的现象，而没有可供定量检验的推论，这个理论就是毫无意义的，或者不算是物理理论。因为它无助于我们对这个现象的理解和认识的深化。

至于你觉得没有建造，是因为理论跟不上，这完全是一个错觉。现在的粒子物理的理论不是太落后，而是太超前。做超对称的家伙统统在计算高能量下可能出现的新粒子的反应截面以及可能找到它们的过程，每年这方面的文章数以千计。但是，目前的实验能量上不去，没法检验，那么这些理论就只能是空中楼阁。只要没有检验，那么理论就能提出无数种可能，引入各式的场，关键是，这些种类繁多的理论该有什么意义、我们该相信哪个？没有实验检验，这些东西就是玄学了，另一种使用数学公式的玄学！

LHC是上个世纪80年代开始计划的，美国同时也在搞一个和它竞争的超级超导对撞机，但是由于早期设计上的失误，导致超级超导对撞机的预算远远超出了原先的计划，于是干脆被美国人自己砍掉了。LHC到后来也变成了一个国际合作的项目，因为没有政府能单独负担这些实验的费用。美国人现在在尽量争取让ILC在美国建造，他们意识到一旦LHC开始运行，今后十年内粒子物理研究的重心必然转移到欧洲，他们需要在下一步上赶上来，重新获得在这方面的领导地位。至于LHC为什么要明年才开始运行，那是因为建造这种大家伙不是一件容易的事情。光是在地下几十米的地方挖一个周长27公里的的精确圆形隧道就很难办了，何况要把总重几十万吨的探测器各个部件分别制造并安放到位！

那是因为没有高能量的大型加速器，现在最高能量是美国Tevatron，刚刚到一个TeV，而且亮度并不够，没法做出制造Higgs这等有价值的发现，但是能够直接制造出top quark就非常不错了。

加速器实验的最大问题还是缺钱，没有政府能够单独负担如此巨大的开销了，美国政府也不行。

关于top quark的质量，其实在标准模型下面，所有的夸克质量都没法预言，而是作为输入参数存在，需要来自实验的数据。量子场论的基本假设让我们没法预言任何基本粒子的质量，这个不是什么理论能够解决的，再来一百个爱因斯坦也不行。即使是这样，通过来自实验的输入参数，目前的标准模型理论已经做出了足够多足够好的预言了，并且和实验符合得很好。需要指出的是，标准模型基本上是一个在TeV尺度之下的理论，在更高的能量有新的物理，这些新的物理可能是超对称，也可能是额外维，理论已经够多了，预言也够多，但是只有新的实验才能完成对这些理论的检验。

至于超弦，现在还没有直接预言出在某个能量尺度会出现什么现象，所以现在无法检验。超弦理论要求超对称，因此发现了超对称粒子是对超弦的一个间接的支持，但是离直接的、确定性的支持还很远。很多人只是相信超弦能带来物理学的革新，但是目前搞超弦的基本算是在搞数学，离真实的物理世界还差着老大一段距离，而且看来在短期内是无法给出什么具有物理意义的可供检验的预言的。