希格斯粒子是粒子物理“標(biāo)準(zhǔn)模型”預(yù)言的解釋物質(zhì)質(zhì)量起源的粒子。經(jīng)過(guò)全世界物理學(xué)家近半個(gè)世紀(jì)的努力，2012年歐洲核子中心（CERN）宣布大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）上的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子。這項(xiàng)成果標(biāo)志著“標(biāo)準(zhǔn)模型”的完成，也標(biāo)志著新時(shí)代的開(kāi)始。基礎(chǔ)物理學(xué)因此面臨著一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折和發(fā)展機(jī)遇。
對(duì)于中國(guó)的高能物理研究，乃至整個(gè)科技的發(fā)展，這是一個(gè)難得的重要機(jī)遇。我們建議在我國(guó)建設(shè)一個(gè)以超高能環(huán)形加速器為核心的世界級(jí)大型加速器基地，研究希格斯粒子及相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題，尋找超出“標(biāo)準(zhǔn)模型”的新物理，尋找未來(lái)發(fā)展的突破口。這一基地將采用國(guó)際化的方式運(yùn)作、管理，吸引國(guó)內(nèi)外上萬(wàn)名科學(xué)家與工程師參與，聚集一批高新技術(shù)企業(yè)，形成一個(gè)大型科學(xué)研究中心和國(guó)際科學(xué)城,最終發(fā)展為世界科學(xué)的中心之一。
基于加速器的粒子物理研究對(duì)基礎(chǔ)物理學(xué)的發(fā)展、尖端技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都帶來(lái)深刻影響。對(duì)物質(zhì)根本結(jié)構(gòu)的研究引領(lǐng)了數(shù)百年來(lái)科學(xué)的發(fā)展。二戰(zhàn)后，基于加速器的粒子物理研究則引領(lǐng)了對(duì)物質(zhì)根本結(jié)構(gòu)的研究。在過(guò)去六十多年里，美國(guó)、歐洲各國(guó)及日本等科技發(fā)達(dá)國(guó)家均投入巨資，不斷建造各種大型加速器，使人類(lèi)對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)有了巨大的發(fā)展，并推動(dòng)了交叉科學(xué)研究的發(fā)展。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)方面30%與加速器直接相關(guān)，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)方面多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)也得益于加速器設(shè)施。加速器物理與技術(shù)本身也得到了飛速發(fā)展，并在醫(yī)療、工業(yè)、科研、安全檢查等方面有了大量的應(yīng)用。相關(guān)的探測(cè)器、機(jī)械、電子、微波、低溫超導(dǎo)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)也得到巨大發(fā)展。例如歐洲核子中心為解決大型正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)上海量高能物理數(shù)據(jù)的傳輸問(wèn)題，發(fā)明了WWW網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從根本上改變了人類(lèi)生活。
建造高能量前沿實(shí)驗(yàn)裝置是未來(lái)粒子物理研究的發(fā)展趨勢(shì)。2012年7月，CERN宣布大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）上的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子。這是人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)的重要里程碑，它完成了對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)描述的標(biāo)準(zhǔn)理論，也預(yù)示著新時(shí)代的開(kāi)始?？茖W(xué)家們開(kāi)始討論基礎(chǔ)物理學(xué)將向何處發(fā)展？國(guó)際上出現(xiàn)了十幾個(gè)基于加速器的高能量前沿實(shí)驗(yàn)裝置。我國(guó)科學(xué)家于2012年9月提出建造下一代環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（CEPC）并適時(shí)改造為高能質(zhì)子對(duì)撞機(jī)（SppC）的方案，在國(guó)際上引起巨大反響。CERN隨后將此方向列為其粒子物理2013-2018年五年規(guī)劃中的一部分，并于2014年2月啟動(dòng)了對(duì)未來(lái)環(huán)形對(duì)撞機(jī)的設(shè)計(jì)研究。國(guó)際未來(lái)加速器委員會(huì)（ICFA）已正式宣布將支持這樣的研究并鼓勵(lì)進(jìn)行全球合作。
中國(guó)正面臨引領(lǐng)世界科技發(fā)展的良機(jī)。作為正在崛起的大國(guó),中國(guó)應(yīng)該擁有世界頂級(jí)的大型科學(xué)研究中心并引領(lǐng)世界科技的發(fā)展。該項(xiàng)建設(shè)方案將使用和發(fā)展世界上最先進(jìn)的加速器相關(guān)技術(shù)，如機(jī)械、電子、真空、射頻微波、低溫超導(dǎo)、輻射防護(hù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，可以大大推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。超高能環(huán)形加速器的建設(shè)運(yùn)行和相關(guān)研究需用國(guó)際化的方式運(yùn)作、管理，將吸引國(guó)內(nèi)外上萬(wàn)名科學(xué)家與工程師參加，形成一個(gè)國(guó)際化的大型科學(xué)研究中心。該研究中心還將聚集一批高新技術(shù)企業(yè)，進(jìn)而形成國(guó)際科學(xué)城，并最終發(fā)展成為世界頂級(jí)的大型科學(xué)研究中心之一。該項(xiàng)建設(shè)方案的實(shí)現(xiàn)，將使我國(guó)的基礎(chǔ)物理學(xué)研究在未來(lái)三十年中成為世界第一，并極大提升國(guó)家科技創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力等軟實(shí)力，大大提高我國(guó)的國(guó)際地位。
這一機(jī)遇面臨激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，時(shí)間窗口不到十年。我們?cè)诟吣芪锢眍I(lǐng)域的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手包括日本和歐洲。目前日本忙于國(guó)際直線對(duì)撞機(jī)（ILC），暫時(shí)不會(huì)和我們競(jìng)爭(zhēng)。歐洲核子中心（CERN）已開(kāi)始組織對(duì)未來(lái)環(huán)形對(duì)撞機(jī)的設(shè)計(jì)研究，但它2030年之前將忙于LHC運(yùn)行及其升級(jí)。因此，如果不能在2025年之前啟動(dòng)項(xiàng)目，我們將錯(cuò)失良機(jī)。以后何時(shí)再有這樣的機(jī)會(huì)，恐怕誰(shuí)也無(wú)法預(yù)料。我們希望能抓緊時(shí)間盡快啟動(dòng)設(shè)計(jì)和預(yù)研工作。
