前一段時間，據說著名物理學家楊振寧又發表了一段新的談話，談話的主旨仍然是對我國計劃建造大型環形正負電子對撞機（CEPC）持反對的觀點，由此又一次使得網絡上充斥著中國要不要建CEPC的爭論。說實在話，建與不建，絕非我等小民能左右，國家高層自然會從中國科學發展的戰略層面來考慮。但是，無論你是支持者還是反對者，撇開建造CEPC所需的巨額資金不談，你知道大型對撞機是什麼嗎？它是怎麼撞的？它撞的是什麼？它又能撞出什麼來？只有搞清楚了這些問題，再去支持或反對，說話才有底氣，我個人是這樣認為的。下面就來簡單說說。
一、什麼是大型對撞機？俗話說「耳聽為虛，眼見為實」，人類習慣於相信自己眼睛真實看到的東西。在400年前，世界上沒人會相信宇宙中的所有物質是由原子構成的，從300多年前開始，人們逐步提出了分子論、原子論，出現了元素周期表，然後到上個世紀才發現了原子核、質子、中子和夸克，從宏觀到微觀的每一個層次的認識，實際上都促進了人類社會科學技術的發展。
斯坦福直線加速器鳥瞰但是，一旦到了微觀層面，裸眼就看不到了，就用普通顯微鏡，普通顯微鏡看不到就用電子顯微鏡，如果再小呢？如果要探究物質的核心呢？這就到了量子力學的領域，量子力學告訴我們，粒子具有波的特性，而波函數描述了在任何給定位置找到某個粒子的概率。此外，量子力學還告訴我們，波長越短，需要的能量就越高（E=hv），所以要想探測物質的基本核心，就需要有能夠把粒子加速到極高能標的探測器，即粒子加速器，然後將粒子發射出去產生碰撞，用以發現更小的結構。
斯坦福直線加速器隧道粒子加速器其實只是大型對撞機的一個組成部分，撞完了還需要用探測器來「看」，利用探測器上的譜儀接收到的特殊信號來「看」粒子的內部結構，實際上它是一個數據分析的過程。所謂大型對撞機，指的是它能達到的最高能量指標，目前世界上能夠稱得上「大型」的沒幾個，一般能標都在90GeV（吉電子伏特）以上，例如：
費米實驗室的Tevatron對撞機斯坦福直線加速器SLC（1989年），直線加速器，長度3.2千米，能標100GeV；費米實驗室的Tevatron（1983年），環形加速器，長度6.3千米，能標1960GeV；歐洲核子研究中心的大型正負電子對撞機（LEP1代/LEP2代，1989年-2000年），環形加速器，長度26.6千米，能標90~209GeV；歐洲核子研究中心的大型強子對撞機LHC（2008年），環形加速器，長度26.6千米，能標7000~14000GeV。當然，高能標也就意味著加速器和對撞機整體的體積巨大，這也是「大型」的另一個意思。
北京正負電子對撞機二、對撞機是怎麼「撞」的？過去的對撞方式與現在的對撞方式不同，發現原子核、質子、中子和夸克的對撞實驗都被稱為「固定靶實驗」，即被加速的電子束被直接發射到固定物質的目標靶上，目標靶很容易被擊中，但能標不高。現在高能標的大型對撞機則不同，它是兩個粒子束的對撞，即將兩個粒子束都加速到接近光速，將它們高度集中在一個極小的區域內，以保證讓它們迎頭對撞，這種對撞的優勢就是可以達到非常高的能標，能發現更重的新粒子。
LHC內景三、對撞機用什麼「撞」？在固定靶與粒子束-粒子束對撞之間存在巨大的差別，同樣的，選擇用什麼「撞」，之間也存在巨大的差別，可以說，它決定了一臺對撞機的類型、最高能標、發光度等等主要性能。科學家們喜歡直截了當，使用在地球上能夠輕而易舉獲得的穩定粒子無疑是最好的選擇，而質子和電子都大量存在，而且可以很便捷地得到。選擇電子的好處是它是最基本的粒子，沒有更小的結構，在固定靶實驗中可以完全地碰撞，由於它的不可分割性，可以非常精確地知道在它與其他物體碰撞過程中所發生的事情。
LHC加速器隧道但也因為它的不可分割性，選擇電子-電子碰撞顯然撞不出什麼新東西來，但是對於質子而言就不同了。我們知道，質子是由被強核力束縛在一起的3個夸克構成的（又稱為強子），而且質子比電子更重，質子的質量比電子的質量大了約2000倍，質子-質子對撞有助於將質子加速到極高的能標獲得巨大的能量，以搞清膠子及夸克的不同種類不同特性，另外還可能產生一些科學家感興趣的其他重粒子。
此外，科學家們還發現粒子與反粒子對撞具有更多優勢，加速過程也更簡單，因為磁場可以把粒子和反粒子導向兩個不同的方向，粒子與反粒子電荷相反質量相同，碰撞即湮滅，這個過程有可能產生新的粒子-反粒子對。所以科學家們又將電子-正電子對撞、質子-反質子對撞作為新的途徑。在上面列舉的大型對撞機項目中，斯坦福直線加速器SLC是正負電子對撞；費米實驗室的Tevatron是質子-反質子對撞；歐核中心的LEP1代/LEP2代都是正負電子對撞，LHC則是質子-質子對撞。綜上所述，選擇什麼對撞是由物理學家和工程師們最終決定的，它取決於想要得到什麼樣的實驗結果。
那麼，物理學家為什麼熱衷於建造大型對撞機呢？這是因為目前的粒子物理學標準模型僅是貌似完整，其實還存在很多問題。比如說2012年發現的希格斯粒子，它賦予了其他16種粒子質量，但它自身的質量是哪裡來的？次外，楊-米爾斯場有將夸克強制捆綁之嫌，很多物理學家認為它實在太醜陋，不是最終理論。另外，中微子謎題、反物質謎題、暗物質和暗能量謎題，目前都沒有辦法用標準模型來清楚、正確地解釋，所以標準模型一定是不完整的，也說明高能物理研究遠遠未到終點，這就需要未來有更強大的對撞機。