“这大概相当于我们最近花在国际米兰上的钱！”
UX5，塞西紧凑渺子线圈地下洞穴，2011年1月18日下午4点
到目前为止，我已经会见了几十位部长和国家元首。每当权威机构决定参观大型强子对撞机及其实验时，我们都要参与欧洲核子研究组织的接待服务。我们要欢迎P5的来访者，带领他们参观紧凑渺子线圈地下洞穴。这是一个属于发言人职责范围内的活动，但它耗费了很多时间。由于欧洲核子研究组织一直占据各大报纸的头版，贵宾们的访问开始以每周两到三次的令人担忧的节奏进行着。
我会见了比利时国王阿尔贝二世、联合国秘书长潘基文、欧盟委员会主席若泽·曼努埃尔·巴罗佐，以及包括乔治·纳波利塔诺在内的许多部长和国家元首。我和很多有趣的人交谈过，比如比尔·盖茨和埃隆·马斯克，后者发明了Paypal大挣一笔，现在用特斯拉制造电动汽车，用SpaceX制造火箭。我遇到了好奇的人，他们什么问题都问。我也不得不忍受一些只对摄影师的镜头或记者的采访感兴趣的人物。我清清楚楚地记得有几个部长，他们瞪着呆滞的眼睛，什么也不做，只是瞥了一眼时钟，急切地希望访问能尽快结束。
今天有一位非常特别的嘉宾，卢西奥·罗西已经在路上奔波了一个月，以确保一切顺利进行：马克·特隆凯蒂·普罗维拉，倍耐力的首席执行官以及国际米兰的忠实球迷，也是球队董事会的一员，他即将来拜访我们。卢西奥和我从小就是国际米兰的球迷。那些年，国米没有对手，横扫千军。后来，意甲联赛时，冠军似乎已经稳落袋中，但国米在最后一分钟输掉了，在那漫长的黑暗时期，我们仍然忠诚于国米。
对于特隆凯蒂·普罗维拉的到访，卢西奥准备了一个特别的惊喜。他不想向任何人透露一星半点，也对我保密。当我们进入**18，一个测试他所运行的磁铁的巨大棚子时，惊喜就出现在我们面前，我们都大笑起来。
大型强子对撞机的磁铁装在长15m、直径60cm的钢制圆柱体中，全部涂成了蓝色。卢西奥，为了这个场合，给它添加了一系列的黑色条纹，它现在看起来像穿着国米的球衣。一张我们三人在磁铁前微笑的照片定格下来。
这个小插曲创造了一种轻松的气氛，使这次访问非常愉快。特隆凯蒂·普罗维拉属于好奇的游客，我很乐意陪伴他。当我们进入紧凑渺子线圈洞穴时，他立即注意到数十个光纤柜，并想知道这数千个连接中发生了什么。我向他解释说，它们携带着探测器的信号，然后将这些信号数字化，发送到重建事件的计算机上。大型强子对撞机每秒4 000万次碰撞（每次碰撞的一般大小为1兆字节）的数据意味着，在这些电路中，循环着的信息量与环绕地球的信息量相当。就好像紧凑渺子线圈内部的数据交换突然间使人类通过电话、电脑、电视广播、电缆等方式交换的信息量增加了一倍。
下一个问题是不可避免的：所有这些费用是多少？当我提到紧凑渺子线圈 4.75亿法郎的全球支出时，特隆凯蒂·普罗维拉的评论是：“我本以为花销会更多。这大概是我们最近花在国际米兰上的钱。”在充分尊重足球和球迷的情况下，我真的认为这是一个非常奇怪的世界，当你花这么多钱来维持一支优秀的球队（有几十支这样的球队），却做不到用类似的投资，以了解大自然的奥秘并增进我们的知识。
研发费用
大型强子对撞机是极具说服力的加速器，其总成本估计为60亿瑞士法郎。世界各地的捐赠接踵而至，即使最大的资金份额来自管理欧洲核子研究组织的欧洲国家，建造这样复杂的设备也花了20年的时间。如果我们向地球上所有居民分摊成本，并考虑整个建设周期，可以说大型强子对撞机的成本是每个人花费1瑞士法郎，或者，如果你愿意，每年5美分。
物理学的能源成本很高，要建设其庞大的基础设施就必须花费数十亿欧元。这些重要的数字应该放在显微镜下观察，因为它们是来自纳税人的公共资金。我们永远不能忘记，我们的实验是由税收资助的，而税收很大程度上是由雇员和退休人员支付的。
不可避免的是，任何重大的科学投资都必须得到全面的详尽讨论。让我们问自己一些问题：真的有必要把所有这些资源都用于基础研究吗？希格斯玻色子的发现对我们的生活有什么影响？把这些钱投资到对抗疾病上不是更好吗？或是与世界饥饿做斗争？或是为了缓解气候变化？
这些都是反复出现的问题，在每次公开辩论中都会出现。要回答这个问题，首先有必要界定这一现象的规模。
任何拥有数千名员工的企业，如大学或大型医院，每年的预算在5亿到10亿欧元之间。欧洲核子研究组织也不例外，它拥有2 240名长期雇员和数千名联合研究人员，他们使用研究中心的基础设施，但由他们的大学和研究机构支付报酬。研究中心的年度预算约为9亿欧元。
每个国家每年都要花费数十亿欧元来维护和扩建其交通基础设施：1km的高速公路或铁路线要花费约2 000万欧元。在意大利，由于一系列的原因，成本高了很多。连接布雷西亚到贝加莫和米兰的62km高速公路花费了纳税人24亿欧元。尚未完工的罗马地铁C线全长26.5km，将耗资42亿欧元。
更不用说开发武器和军事装备的费用了。一架现代战斗机的成本在1.3亿美元的F35和200万美元的F22之间，而B2隐形轰炸机成本高达12亿美元。意大利有一个在未来10年购买90架F35战斗机的计划，总投资金额约为140亿欧元。一艘现代驱逐舰价值约20亿美元。最先进的型号是美国最近推出的朱姆沃尔特级隐形驱逐舰，售价44亿美元。如果建成三个项目，整个预算资金将达到230亿美元。
我们如果看看大型的科研项目，即那些有数千名科学家工作多年的项目（在规模和复杂性上与大型强子对撞机相似），其成本是相当的。例如，基因组计划从1990年开始，到2003年结束，重建了人类DNA的所有序列，耗资47亿美元。
为了探索宇宙最遥远的角落，美国国家航空航天局将在2018年把哈勃望远镜的继任者—一个巨大的新型太空望远镜送入轨道。这一技术瑰宝归功于宇航局局长詹姆斯·韦伯，他发起了阿波罗计划，预计耗资80亿美元。
更不用说国际空间站（ISS）了，我们也把卢卡·帕尔米塔诺和萨曼莎·克里斯托雷蒂等宇航员送到了空间站执行任务。轨道空间站的第一部分于1998年发射，该项目运行前10年的成本超过1400亿美元。
人类在雄心勃勃的科学研究项目上投入大量资金，像大型强子对撞机这样的项目只占全球新知识投资的一小部分，在全球每年产生的财富中更是微不足道。
如果我们只考虑在研发上投资最多的5个国家—美国、中国、日本、德国和韩国—它们每年在这一领域的支出超过1万亿美元。这听起来是个惊人的数字，但仍然不到这些国家每年35万亿美元财富的3%。
最后，要提出的正确问题是，研究结果是否证明了开展这些研究所需的投资水平是合理的？
基础研究的目的是提高我们对自然的理解，而这些目标往往以非常抽象的形式呈现：理解电弱对称性的自发破裂，寻找新的空间维度，理解膨胀的机制，等等。我们的目标越抽象，我们为实现目标所需要的工具就越具体。我们越想飞得高，就越要脚踏实地。
粒子物理学家不断经历着一种双重的过程：第一天，我们为讨论弱电真空的稳定性和宇宙的终结而争吵不休，这些都是接近哲学的问题；第二天，我们又在实验室里开发新材料，构想新的探测器，有时需要我们自己动手打造可能改变每个人未来的设备和技术原型。
过去已经发生过几次这种情况，将来还会发生。
基础研究和新技术
我们谁也没有想到，1989年，在离我们几个办公室远的地方，蒂姆·伯纳斯·李所做的，竟然如此深刻地改变了世界。万维网的引入就是一个例子，这说明最重要的创新往往遵循意想不到的路径。欧洲核子研究组织没有人想发明万维网，连伯纳斯·李也从没想过。但这是一个需要解决的问题，因为大型正负电子对撞机的实验产生了大量不同类型的数据：报告、图表、照片和技术图纸。我们必须找到一种方法来组织它们，让数以千计的合作者可以使用它们。这就是正确的解决方案。一个人充满**，想要验证他的想法是否可行，他的老板不太理解他在做什么，但老板还是让他去做，然后突然就成功了！ 世界永远地改变了。
第一个网页诞生于1991年8月6日，而今天网页数量已经有10亿个。最棒的是，这些网页都是免费的。有时这让我想到，如果每次一个网页被访问，就有一分钱转给欧洲核子研究组织，我们能进行多少个项目啊。但协议是明确的。我们的研究是由政府资助的，我们发现的一切都将免费向全世界开放。高能物理领域的发明和发现不会获得专利、利润和版税。世界向欧洲核子研究组织提供资金已经占了优势：即使抛开文化和科学层面，我们的活动本身的经济影响也远远超过了最初的投资。
网络的例子被引用最多，因为这直接关系到我们的日常。有很多技术是从基础物理中产生的，并且改变了我们的生活。1895年圣诞节的前几天，当德国的物理学家威廉·伦琴说服他的妻子安娜·贝莎时，他有些犹豫说出实话，他让妻子把左手放在一个周围满是奇怪的玻璃灯泡的盘子下摄影， 并静站大约十五分钟，而这个设备丈夫已经摸索了好几个月。第一张X光片彻底改变了诊断和医学领域。
伦琴试图了解当电流在真空管的电极之间通过时会产生什么现象。他从来没有想过，他发明了一项挽救数百万人生命的技术。让我们试着想象一下，19世纪末，一个街上的路人会说什么：“可是，这些弄不明白的研究究竟是为了什么呢？把这些资源投资治疗那些即将死于咳嗽的儿童不是更好吗？”
改变世界的发现遵循着一条不稳定和不可预测的路径。有时，最重要的技术几乎是由那些并不明确寻求这些技术的人无意识地开发出来的。一个想法往往要经过几十年的时间才能得到应用：就像一条喀斯特河流消失在地下洞穴中，在那里流了数千米，然后突然又完全重新出现。
在一切事物的基础上都存在着划时代的突破且颠覆参考范式的发现。有时候，一开始，没有人认为它们可以被利用。然后，也许几十年后，它们闯入了人们的日常生活。伦琴自己甚至没有想过，他的研究开启了一条通向计算机轴向断层扫描、超声、核磁共振的道路—没有这些创新，现代医学将不会存在。
经常会有这样的情况，一个发现引出了另一个发现，就像一个雪球带来的雪崩。X射线使我们能够更好地了解原子核和恒星，并为我们提供了一种研究分子结构的方法，而这种结构是开发每一种新药和每一种新材料的基础。
一个刚毕业的、非常年轻的学生，威廉·劳伦斯·布拉格，发现了一个奇怪的现象，当伦琴的X射线照射小晶体时就会发生这种现象。他以自己的名字命名这种特殊衍射现象，这不仅使他成为史上最年轻的诺贝尔奖获得者（他去斯德哥尔摩领奖时只有25岁），而且使我们得以详细研究原子和分子的组成。他革新了化学、制药、材料科学、生物学和许多其他学科。
类似的论点也适用于激光。一开始，在实验室里研究激光时，它们被认为是没有任何实用价值的设备。谁能想到它们会如此有力地进入我们日常生活的方方面面？今天，有了激光，视觉障碍得到了治疗，堵塞动脉的血栓得到了疏通；可以听音乐，可以看电影；超市店员用激光告诉我们放在购物车里的商品的价格；一群暴徒在体育场试图利用激光棒干扰对方守门员；高功率的细激光束在工业上被用来刺穿陶瓷或金属板。
我们有充分的理由相信，这种无声的分子转移仍然在起作用。今天，许多为建造大型强子对撞机而开发的技术已经悄悄地进入了人们的日常生活。为了生产我们需要的磁铁，我们开发了性能非常高的超导电缆。同样的电缆也进入了新一代的核磁共振成像机中，从而使其变得更强大、更紧凑而且更便宜。随着成本和规模的减少，许多医院，特别是第三世界国家的医院，可以获得以前不对他们开放的诊断技术。
我们为大型强子对撞机开发的一些新型微型光学设备已经应用于电信市场，它们改善了产品性能，降低了成本。
为我们的量热计和跟踪器工业生产的新型晶体和硅探测器，被用于新开发的医疗诊断机器，可以产生更清晰的图像，并减少对患者的辐射剂量。
更不用说网格计算了。从一开始就很明显，即使是世界上最强大的超级计算机，也无法处理大型强子对撞机实验产生的大量数据。这里也有必要开发一种新技术，答案就是网格，一种绝对创新的计算基础设施。20世纪90年代初，一个未来主义的提议出现了，起初很多人认为太过雄心勃勃。这个想法很简单：由于没有一个计算机中心有足够的内存来存储数据，也没有足够的计算能力来分析它们，于是有人提出了建立一个世界超级中心，由所有致力研究的主要数据中心组成。这就形成了一个由几十万台计算机组成的集群，这些计算机学会了像一台巨型计算机一样工作。数据分布在磁盘上有空闲空间的地方，当需要分析数据时，使用当时可用的处理器，无视其物理位置。
因此，一位年轻的印度研究员，想要对一类事件做一些分析，今天就可以打开他在加尔各答的笔记本电脑，访问网格并请求他感兴趣的数据，然后他启动他的分析程序，并查看生成的图表。他不知道，也不需要知道，数据一部分存储在芝加哥，一部分存储在博洛尼亚，分析这些数据的软件在中国台湾运行，最后的部分在德国运行，然后传输给印度。有了电网，计算能力就像电力一样：如果你需要电力，你不必购买后院的发电机，你也不在乎电力从哪里来，也不用知道哪些工厂在一天的不同时间或一年的不同时间运行。你插上电源，使用你需要的能源，然后付账单就完了。网格可以让你在计算上做同样的事情，它让每个人都可以使用超级计算机，甚至是那些没有大型基础设施的国家。通过这种方式，数以千计的用户可以并行执行操作，而且与安装无数本地计算中心所需的成本相比，成本更低。
像所有的创新想法一样，这消耗了15年的疯狂工作以开发新的架构，使其可靠和安全。有了网格，计算深刻地改变了它本身。计算资源变得更加强大和便宜，因此每个人都可以访问。大型强子对撞机网格的成功使得新架构能够输出到许多其他需要大量计算资源的研究领域，如气象学或流体动力学。网格解决方案的商业变体云计算，即“云”，已经成为一个重要的工具，使数百万用户能够更好地管理他们需要的计算资源。再一次，就像互联网一样，源于高能物理发明的工具正在改变我们脚下的世界。
我们用于研究的加速器是一个日渐壮大的家庭的先锋。目前世界上大约有3万个加速器，只有260个（不到1%）用于基础研究。50%用于医学，特别是用于放射治疗，治疗癌症患者，也用于生产诊断用的同位素和放射性药物；另外41%用于在硅和其他半导体中植入离子以制造电子芯片；剩下的9%用于工业生产。
没有物理学就不会有现代医学。没有加速器，就不会有让一切运转的小型电子设备：飞机、火车、汽车、机器、工具、我正在打字的电脑，以及离不开的智能手机。谁能告诉我们，即使是最新的发现，那些看起来非常抽象、与日常应用相隔甚远的发现，类似的后续不会发生呢？
当人们问我希格斯玻色子在日常生活中将有什么应用时，我回答说我不知道。我无法想象一束准直的希格斯玻色子能做什么，我也不知道这个新的标量场的工作原理会有什么用处。但我相信，迟早会有人嘲笑我的这番话，就像我们今天重新阅读20世纪30年代物理学家们关于反物质的辩论时露出微笑一样。当时的伟人，狄拉克、韦尔、安德森，没有一个能想象到，仅仅几十年后，那些被他们称为正电子的奇怪粒子，每天都会用于数百家医院的正电子发射断层扫描术（PET）。在世界各地，反物质不是被用来制造丹·布朗书中的恐怖炸弹，而是被用来诊断严重疾病或研究阿尔茨海默病患者大脑中的变化。
因此，我们有必要保持谨慎，并记住物理学家迈克尔·法拉第在回答英国财政大臣威廉·格莱斯顿的问题时所说的话：“但你发现这个东西究竟是为了什么？”“我不知道，但很可能你很快就会对它征税。”
未来的挑战：日本和中国
希格斯玻色子的发现引发了一场充满**的科学辩论，也引发了与新一代加速器有关的重大政治策略，这些加速器将继承大型强子对撞机的成果。下一步，重复发现W和Z玻色子所采用的方案，建造一个大型电子加速器。正如建造大型正负电子对撞机是为了制造数百万个Z玻色子并精确测量它们的所有特性一样，现在我们想象一个机器，在这个机器里电子和正电子相互碰撞，对新的玻色子重复同样的操作。一个真正的希格斯粒子工厂，在理想的实验条件下产生数百万个希格斯粒子，并精确地研究它们的所有特性。
自2011年12月以来，日本一直有重新启动国际直线对撞机（ILC）的想法，这是一个已经讨论了多年的倡议，而125GeV玻色子的证据让这个过程变得非常有趣。既然已知希格斯粒子的质量，就可以很好地计算希格斯粒子产生的过程和可以使用的衰变模式。国际直线对撞机项目计划让加速的电子和正电子在直线轨道上碰撞。为了避免电子围绕圆形轨道运动的辐射问题，他们采用了一个激进的解决方案。两束电子和正电子在相反的方向加速发射，在配备探测器的相互作用区相互碰撞。
尽管这一概念很巧妙，但技术上的困难限制了性能，尤其是亮度。在线性加速器中，电子束和正电子束一旦交叉，就会被撞飞，给新的粒子束让路。虽然新的注入速度很快，但它不可能每秒产生一万到两万次碰撞。在圆形加速器中，光束可以在轨道上停留数小时，每秒穿越数十万次，直到它们失去强度并被替换为止。这样就有可能产生更多的碰撞。
为了弥补这一缺陷，线性对撞机将光束集中到最大，集中到极致，将相互作用区缩小到无穷小的值。这就造成了稳定性问题，因为每一个微小的扰动都可能导致亮度的损失。国际直线对撞机项目提议将两束电子和正电子集中在5nm的尺寸上，这个尺寸比大型正负电子对撞机的尺寸小1 000倍。让两个如此微小的光束正面碰撞会带来前所未有的位置控制问题。
国际直线对撞机的物理程序预测在500 GeV的质心碰撞，并假设之后达到1 000 GeV。这些目标决定了加速器的长度，因为用于加速电子和正电子的谐振腔的性能受到了限制。今天，在工业规模上生产出的最好的超导谐振腔，能够产生每千米24 GeV的最大加速度。目前正在开发国际直线对撞机的谐振腔，可达每千米35 GeV。通过这种方式，将光束发射15km，并配备数千个谐振腔，预计将达到500 GeV。整个加速器，包括两束粒子正面碰撞的区域，将成为一个长度约31km的线性基础设施。
国际直线对撞机是一个由来自世界各地的研究小组参与的项目。日本已经表示愿意接收这台新机器，并在该国北部的北上山地划出一块区域。这是一段由白垩纪岩浆凝固而成的极其坚固的山脉，它经受住了灾难性的地震，比如最近摧毁福岛南部的地震。
实际上，在一个几乎一直有微震的地区安装如此精密的机器会让人们产生许多担忧。人们担心，在这些条件下，在如此小的光束之间产生高强度的碰撞是不可能的，但是日本人非常自信。真正的问题是现在没有一个国家，包括日本，承诺为所需的80亿美元费用提供大部分资金。即使是在立即做出决定并尽快获得资金的乐观假设下，也无法在2019年之前开始建设，在2030年前机器也无法运行。
中国立即对这一倡议做出了反应，中国计划大力进军高能物理领域，向世界展示了自己。
这个亚洲巨人提出了一个两阶段项目。建造一个50km的环，这将容纳一个240 GeV的正负电子对撞机（CEPC：环形正负电子对撞机），然后升级为一个能在质量中心产生50 ~ 90 GeV碰撞的质子加速器（SPPC：超级质子—质子对撞机）。
第一阶段允许对希格斯粒子进行精确研究。为了降低成本，电子和正电子在一个环内运行，这限制了可以注入的数据包的最大数量。因此，它的亮度并没有被推到最大，但仍然是线性对撞机的2 ~ 3倍，这使得环形正负电子对撞机在这类研究中是一个非常有竞争力的机器。所需要的技术并不是很先进，它是大型正负电子对撞机已经完成工作的一种发展，并且将利用近年来在加速谐振腔领域所取得的成果。该机器可以立即建造，秦皇岛地区已经被提议作为一个地点，它是一处靠近大海的山区，距离北京300km，“被称为中国的托斯卡纳地区。”在中国挖掘一条50或70km长的隧道比在欧洲和美国成本少得多，而且，中国似乎有意愿承担其中的很大一部分成本。一个现实的估计：预计全球花费约30亿美元，建设时间为6 ~ 8年。如果环形正负电子对撞机建设工程在2020年开始，新的加速器将在2028年开始运行。
该项目的第二阶段，即超级质子-质子对撞机，更加不确定和复杂。与此同时，比大型强子对撞机更强大的磁铁必须进行工业规模生产，技术仍有待开发。超级质子-质子有两种选择：12 T磁体，可达到50 TeV，或19 T磁体，可达到90 TeV。不管怎样，被发现的可能性都是巨大的。即使其潜力的充分开发受到最大亮度值（不会超过LHC的标称值）的限制，超级质子-质子将允许探索一个比大型强子对撞机大4~7倍的能量区域。有关必要技术的许多不确定性使得估算该项目的成本变得困难，而它的时间跨度可能超过2035年。
西方面临的风险：欧洲和美国
欧洲对加速器物理学未来的战略非常明确。首先，大型强子对撞机的全部发现潜力仍有待开发。事实上，新能源领域的探索刚刚开始。该加速器于2015年恢复运行，能量达到创纪录的13 TeV，预计在未来几年将积累大量数据，比发现希格斯粒子时的数据多几十倍。从现在到2025年，预计将达到300 fb-1的统计值。在未来两年内，大型强子对撞机有望达到100 fb-1，而关于TeV规模的新物理信号直接存在的第一个答案将会出现。
2018年必须被视为一个里程碑，到那时为止所获得的结果将决定未来的所有选择。如果我们已经收集到新物理学的证据，我们将设计其他加速器来详细研究粒子出现的能量区域。如果我们没有发现，一方面我们将加强精确测量，另一方面将有必要集中精力实现能量的飞跃。到那时，在技术和成本允许的情况下，我们有必要建造设想的最强大加速器，尽可能地推动探索的前沿。
当你屏住呼吸，惴惴不安地分析第一次13TeV数据时，改进机器和探测器的紧张工作已经开始了。目标是进一步提高亮度，并收集高达3000 fb-1的数据。这一阶段的超高亮度被称为高亮度大型强子对撞机，大致覆盖2025—2035年。因此，大型强子对撞机还有很长的一段路要走，无论是通过直接发现粒子，还是通过寻找与标准模型预测的显著偏差，它将允许对新物理的系统探索。该加速器将发挥真正的希格斯玻色子和顶夸克工厂的作用。在没有新物理的直接信号情况下，高亮度大型强子对撞机的统计数据仍然允许对标准模型的决定性参数进行精确测量，这些参数可以间接指示新现象。
与此同时，欧洲对中国和日本未来加速器倡议的回应—未来环形对撞机（FCC）已经启动。未来环形对撞机项目是一个国际研究小组，旨在为欧洲核子研究组织建造100km的对撞机进行概念设计、定义基础设施和估算成本。该项目设想了一个100 TeV的质子—质子对撞加速器（FCC-HH），并考虑在第一阶段使用大型基础设施作为质子—质子对撞加速器（FCC-EE）。
该提案在2014年提出，并立即得到了国际物理界的大力支持。该研究小组目前包括来自数十个国家的数百名科学家。最终报告定于2018年发布，这将成为欧洲在粒子加速器领域制定新战略的基础。这一决定可能标志着21世纪上半叶的物理学进程。
在这个地区挖掘这么大的隧道本身就是一个挑战。该地区夹在湖泊和山脉之间，地质情况相当复杂。新的加速器将穿越整个日内瓦地区，包括日内瓦湖的一段，深度在200 ~ 400m之间。该路线会避开大量的含水层，主要规划在稳定、易开挖的地质地层中。无论如何，必须在一个人口稠密的城市地区开采和搬运数百万吨的岩石，如果有深达400m的通道，就必须找到合适的方法来运输几十千米以外的人员和物品。该地区的一大优势是现有的基础设施：从欧洲核子研究组织到大型强子对撞机项目的加速器链（可充当注入器），以及足以满足新机器预期消耗的电力网络。
从物理学的角度来看，首先运行电子和正电子对撞机，然后运行质子—质子对撞加速器，这两个加速器的连续组合是目前为止最优的配置。一旦隧道准备就绪，第一个安装的就是电子加速器。现有的技术需要开发，共振磁体和谐振腔的工业生产可以与隧道挖掘工作并行组织。与已经为大型强子对撞机开发的探测器相比，这些探测器本身并不需要重大创新。在乐观的情况下，我们可以设想在2018年做出决定，2023年开始建设，并预计在2035年大型强子对撞机的高亮度阶段结束时开始运行。
质子加速器要复杂得多，一方面，要实现工业规模的磁铁生产，还需要几年的发展时间。预计2040年可启动质子—质子对撞加速器项目，这使我们能够为超导磁体提供最好的解决方案，这将是该项目的核心。另一方面，质子加速器的探测器本身极其复杂—它们需要新技术和至少10年的发展，才能开始生产工业规模的各种组件。
电子和正电子对撞机项目专注于希格斯粒子、标准模型的顶夸克和基本参数的精确测量。预计机器运行在90 GeV将产生大量Z玻色子，然后切换到160 GeV时产生W玻色子对，上升到240 GeV产生与Z玻色子相关的希格斯粒子，最后达到350 GeV产生顶夸克对。对于希格斯粒子与其他粒子的耦合性研究，电子和正电子对撞机期望精确度在1% ~ 0.1%之间。
利用质子—质子对撞加速器 100 TeV的能量，探索比大型强子对撞机高7倍的能量级将成为可能。在几个 TeV到几十个 TeV之间任何新的质量状态都可以直接被识别出来。如果希格斯玻色子是基本的或者有内部结构，我们也可以理解，也可以研究自发电弱对称性破缺的细节，这对理解我们周围的世界具有决定性的意义。质子—质子对撞加速器的高亮度，比大型强子对撞机高10倍，最终可以产生数百万的希格斯玻色子，从而将电子和正电子对撞机的精确测量扩展到更难测量的粒子参数。
我们与这个宏伟计划的差距在于，首先，这个项目的成本仍然难以评估，但150亿 ~ 200亿欧元的投资是需要的。另外，许多技术上的困难也不容忽视，要生产16吨或20吨的超导磁体。为此，由欧洲核子研究组织领导的研究小组正在进行密集研究和开发活动，以期在2018年制造出第一个现实的原型。他们面临的其他挑战还包括：如何管理束中储存的巨大能量及其平均寿命，如何使用冷却系统来消除真空管辐射产生的热量，以及如何保护系统以及辐射对机器部件本身造成的损害。还应该记住的是，质子—质子对撞加速器的探测器是比大型强子对撞机要复杂一个数量级的仪器，因此需要进一步的技术飞跃作为支撑。
然而，毫无疑问的是，欧洲正在用未来环形对撞机项目发起挑战，并在关于未来加速器的世界辩论中占据了中心舞台。另外，美国似乎对这一切保持低调。那些曾经是该领域无可争议的重要地位的国家，以某种方式参与了欧洲、中国和日本的倡议，但没有提出另一种选择，或正在争取领导讨论中的大型基础设施之一。
美国物理学家最初唯一的提议是回到达拉斯附近的沃克西哈奇，建造欧洲人希望在日内瓦附近建造的100TeV质子加速器。
他们的想法是利用已经为超导超级对撞机挖掘的几十千米的隧道，快速完成87km的长度，并使其成为希格斯工厂，一个类似电子和正电子对撞机的240 GeV正负电子加速器。然后利用得州有利的地质条件，挖掘一条270km长的隧道，装备5 T的磁铁（一项众所周知的技术），以达到质子对撞机的100 TeV。87km长的隧道还可以为加速器安装一个15 TeV的注入器。在后期，当15 T磁铁的技术可用时，270km长的隧道可以装备新的磁铁，从而达到300 TeV。
尽管规模庞大，但支持者认为其成本和交货期将大大优于未来环形对撞机项目。这种方法虽然有趣，但还没有被认为是其他提议的替代方案。
寻找至高无上的地位
以新加速器项目为开端的场景，让我们能够理解科学政治在国际层面上的重大策略。它包含了许多新颖的元素。
首先，正如前面提到的，美国似乎已经同意扮演次要角色。其次，他们被超导超级对撞机项目的失败重创，还遭受了欧洲核子研究组织致命的双击。W和Z玻色子的发现以及希格斯玻色子的发现似乎已经将美国淘汰，现在他们似乎没有做出反应的力量或意愿。不过，美国仍然是技术领先的国家之一，它在其他知识领域的投资，如天体物理学或空间技术，仍然是巨大的。
亚洲强国的情况则完全不同，不仅是日本，还有韩国，尤其是中国。地球上最活跃的地区的国家正在行动，在这个地区，行动速度也是其他地区的两倍。
日本在高能物理学方面有着悠久的传统，日本科学家在过去65年里获得诺贝尔奖的名单就是最有力的证明。中国和韩国最近才迎头赶上，但他们在过去15年取得的进展令人瞩目。特别是，中国在默默起步后，开始产出了值得尊敬的科学成果。为了加强一个足够的高能物理学家群体，他们从国外吸引了一些最优秀的华裔研究人员。对于那些在美国最负盛名的大学工作的人才，他们提供了有竞争力的薪水和研究基金。为了推动新的加速器项目，他们聘请了声望极高的人士，并为愿意在大学任教的年轻欧洲或美国物理学家提供教授职位。
中国的基础研究投资逐年增长。对于欧洲人来说，我们每次都要为应对持续的预算削减而斗争，甚至不敢做梦。从2000年到2010年，中国在研发上的投入已经超过了整个欧洲。
此外，中国还启动了太空探索计划，包括建立轨道科学站和一系列月球探索任务，目的是让人类重返我们的卫星。每年都有几十所新的大学开放，主要的中微子物理基础设施已经建成，包括一个新的地下实验室。
如果说今天的欧洲在高能物理领域拥有无可争议的领导地位，那是一流大学培养的高素质科学家、古老传统和高效率组织的结果，如欧洲核子研究组织—研究机构体系和国家实验室网络。我们有一切条件来保持这一优势并进一步发展它。在欧洲，有太多具有科学性质的战略选择，都受到这个或那个政府的政治偶然性的制约，或者严格地依赖于这个或那个国家的经济状况。因此，必须肯定一种完全不同的办法，它必须是有效的，作为我们关于一个展望未来社会的提议的一种立宪条约。欧洲必须通过加强大学和研究中心，不断资助基础研究。只有通过培养一代又一代的新科学家并不断投资，进步和创新才能持续。政府的任务是不断地投资基础研究，而行业的任务是利用公开的知识开发实际应用研究，并从大学招募最优秀的年轻人参与实践。
没有对科学的大量持续投资，欧洲就没有未来。目前在高能物理学领域的地位也岌岌可危。