耗費巨資做實驗證實希格斯玻色子，何時能產生實質性的回報？

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主要是指經濟上的回報，有那些可能改變日常生活的用途呢？

題主問的不是基礎研究的必要性，這個早已有相對論（核彈）、數論（公鑰加密）等前車之鑒，不必贅述，而是從科學上論證希格斯波色子對將來人類生活可能產生哪些重大影響

我們不知道。

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1854年，黎曼提出了黎曼幾何的初步設想。

1905年，愛因斯坦發表狹義相對論。

1912年，羅伯特·哥達德於開始研究火箭。

1916年，愛因斯坦發表廣義相對論，其中使用黎曼幾何作為核心數學工具。

1957年，第一枚人造衛星Sputnik 1發射成功。

1959年，第一種衛星定位系統Transit開始研發。1960年測試成功。

1967年，Timation衛星系統將原子鐘帶上太空。

1973年，美國決定研發全球衛星定位系統。

1978年，第一顆GPS衛星發射成功。

在研發GPS衛星時，學者發現，根據愛因斯坦於1905年發表的狹義相對論，由於運動速度的關係，衛星上的原子鐘每一天會比地面上的原子鐘慢7微秒，而根據1916年發表的廣義相對論，由於在重力場中不同位置的關係，衛星上的原子鐘會比地面上的原子鐘每天快45微秒。兩者綜合，GPS衛星上的原子鐘每天會比地面快38微秒。由於GPS依靠間隔時間為20-30納秒的時鐘脈衝信號進行計算和定位，如果不對時間進行校準，定位位置將發生漂移。每天漂移距離約為10公里。

沒有相對論，就沒有全球衛星定位系統。

那麼站在1905年或1916年，人們能夠想像相對論有什麼用嗎？站在1854年，人們恐怕也無法想像黎曼幾何能有什麼應用。

即便在1978年的時候，美國研發GPS的目的也不過是為了給自己的導彈、核潛艇等進行定位。1983年大韓航空007航班誤入蘇聯領空被擊落。美國總統里根宣布GPS將向民眾開放，以防止類似悲劇再次發生。1989年第一顆新一代的GPS衛星發射，1994年24顆GPS衛星全部入軌。我們今天開車必備的衛星導航，在1905年的時候連科幻小說作家都想像不出來。

當我們今天對著手機說：「幫我找一家附近評價最高的川菜館」的時候，這背後牽扯多少純理論呢？
微積分
黎曼幾何
複變函數
概率論
相對論
電學
光學
有機化學
無機化學
……

每一樣理論，在其誕生之時，恐怕都想不到其對今日日常生活的作用。

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理科與工科是不同的。

理科的目的在與探索這個世界的規律，而這些規律該如何得到應用，這是工科的事情。工科的主要工作就是用理科發現的理論、規律來解決人類社會中需要解決的問題（當然，工科在此過程中也發展出更多的對世界規律的認識）。

理科成果的用處，極少會像工科那樣明顯。理科應該是超前於時代的。如果理科不能超前於時代，那是這個時代的悲哀。

理科的研究總是艱難的、緩慢的。正因為如此，我們才應該堅持不懈地進行投入，不斷推進人類的認知邊界。

如果工科在解決實際問題時才發現理科的理論不能夠支持，這時候才去投錢到理科去研究相關的問題，那麼相關問題的解決恐怕就要往後拖延幾十年，極大地阻礙了人類社會的進步。當然，很多領域我們之前沒有意識到需要解決問題，等到意識到了，才發現有一些客觀規律我們還沒有掌握，這才會開始研究。但如果我們能預先探索這些方面，顯然對人類社會的發展會更為有利。

如果我們要盡量保證現有理論能夠解決現有問題，那麼就需要保證理科領先於整個社會。

因此，今天最前沿的理科研究，其第一次應用往往在幾十年上百年之後，它的應用形式很可能是我們現在難以想像的。

短時間內看不到任何直接回報

Higgs對應的物理學涉及到極高的能量，這也是為什麼要建設這麼龐大的加速器的主要原因。因此，日常生活中幾乎不會涉及到有產生higgs粒子的事件，對日常生活不會有任何改變。

為什麼核能能影響日常生活，高能物理很少能影響生活呢，因為
1）放射性同位素核衰變的事例還是比較常見的，很多同位素的半衰期為宏觀時間（微秒到年這一量級），能在很長一段時間內持續而穩定地提供能量，有很多日常生活的應用，比如拿來做核電池，用核素衰變出來的射線來對食物進行消毒，治療疾病，自動控制工廠中的一些生產流程，這些應用帶來的市場高達數千億美元；粒子物理中所研究的過程，大多數情況下對應的過程要麼極快，要麼過程很慢，能量不好直接利用；
2）核反應對應的能量為MeV，屬於中低能物理，反應截面還是蠻大的，較容易達到反應條件；LHC是高能物理，對應的能量（TeV），難以達到反應條件；
3）核裂變反應有鏈式反應這樣的大殺器，可以迅速提高反應幾率；粒子物理有類似的機制么？

LHC倒是能產生一些間接的影響，比如開展這類強磁場，強電流，高能量的實驗，需要發展出很高的技術水平，傳輸和處理海量數據，對計算，網路和工業加工水平的提升有所幫助。像萬維網的http協議，最早就是由於cern科學家為了在全球快速共享數據而提出來的。cern為了處理LHC產生的大量數據，也進行了不少相關研究，對經濟有間接的幫助吧。

基礎研究需要理由嗎？人類又不是個混吃等死的種群，有如此高等的智慧就需要擔負起探索宇宙終極奧秘的責任~~~~扯遠點，你的存在又是為了什麼？
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2014.6.15

沒有看到引用此素材的回答，轉載一下譯言精選-為什麼要探索宇宙這篇譯文，原作者為NASA（美國航空航天局）Marshall 太空航行中心的科學副總監Dr. Ernst Stuhlinger ，譯者為kelejiabing。這封回信行文優美，感情真摯，同時也是一篇很好的科普文，重要的是，以此來回答類似「為什麼要耗費巨資進行看似回報遙遙無期的科研活動？」這樣的問題，應該非常適合。

1970年，尚比亞修女 Mary Jucunda 給 Ernst Stuhlinger 博士寫信問道：目前地球上還有這麼多小孩子吃不上飯，他怎麼能捨得為遠在火星的項目花費數十億美元。Stuhlinger 很快給 Jucunda 修女回了信，他這封真摯的回信隨後由NASA以《為什麼要探索宇宙》為題發表。

為什麼要探索宇宙
譯者：kelejiabing原文作者： Dr. Ernst Stuhlinger
發布：2012-08-09 23:10:26
1970年，尚比亞修女 Mary Jucunda 給 Ernst Stuhlinger 博士寫了一封信，他因在火星之旅工程中的原創性研究，成為 NASA（美國航空航天局）Marshall 太空航行中心的科學副總監。信中，Mary Jucunda 修女問道：目前地球上還有這麼多小孩子吃不上飯，他怎麼能捨得為遠在火星的項目花費數十億美元。
Stuhlinger 很快給Jucunda 修女回了信，同時還附帶了一張題為「升起的地球」的照片，這張標誌性的照片是宇航員 William Anders 於1968年在月球軌道上拍攝的（照片中可以看到月球的地面）。他這封真摯的回信隨後由 NASA 以《為什麼要探索宇宙》為標題發表。

親愛的Mary Jucunda修女：

每天，我都會收到很多類似的來信，但這封對我的觸動最深，因為它來自一顆慈悲的飽含探求精神的心靈。我會盡自己所能來回答你這個問題。

首先，請允許我向你以及你勇敢的姐妹們表達深深的敬意，你們獻身於人類最崇高的事業：幫助身處困境的同胞。

在來信中，你問我在目前地球上還有兒童由於飢餓面臨死亡威脅的情況下，為什麼還要花費數十億美元來進行飛向火星的航行。我清楚你肯定不希望這樣的答案：「哦，我之前不知道還有小孩子快餓死了，好吧，從現在開始，暫停所有的太空項目，直到孩子們都吃上飯再說。」事實上，早在人類的技術水平可以暢想火星之旅之前，我已經對兒童的饑荒問題有所了解。而且，同我很多朋友的看法一樣，我認為此時此刻，我們就應該開始通往月球、火星乃至其他行星的偉大探險。從長遠來看，相對於那些要麼只有年復一年的辯論和爭吵，要麼連妥協之後也遲遲無法落實的各種援助計劃來說，我甚至覺得探索太空的工程給更有助於解決人類目前所面臨的種種危機。

在詳細說明我們的太空項目如何幫助解決地面上的危機之前，我想先簡短講一個真實的故事。那是在400年前，德國某小鎮里有一位伯爵。他是個心地善良的人，他將自己收入的一大部分捐給了鎮子上的窮人。這十分令人欽佩，因為中世紀時窮人很多，而且那時經常爆發席捲全國的瘟疫。一天，伯爵碰到了一個奇怪的人，他家中有一個工作台和一個小實驗室，他白天賣力工作，每天晚上的幾小時的時間專心進行研究。他把小玻璃片研磨成鏡片，然後把研磨好的鏡片裝到鏡筒里，用此來觀察細小的物件。伯爵被這個前所未見的可以把東西放大觀察的小發明迷住了。他邀請這個怪人住到了他的城堡里，作為伯爵的門客，此後他可以專心投入所有的時間來研究這些光學器件。

然而，鎮子上的人得知伯爵在這麼一個怪人和他那些無用的玩意兒上花費金錢之後，都很生氣。「我們還在受瘟疫的苦，」他們抱怨道，「而他卻為那個閑人和他沒用的愛好亂花錢！」伯爵聽到後不為所動。「我會儘可能地接濟大家，」他表示，「但我會繼續資助這個人和他的工作，我確信終有一天會有回報。」

果不其然，他的工作（以及同時期其他人的努力）贏來了豐厚的回報：顯微鏡。顯微鏡的發明給醫學帶來了前所未有的發展，由此展開的研究及其成果，消除了世界上大部分地區肆虐的瘟疫和其他一些傳染性疾病。

伯爵為支持這項研究發明所花費的金錢，其最終結果大大減輕了人類所遭受的苦難，這回報遠遠超過單純將這些錢用來救濟那些遭受瘟疫的人。

我們目前面臨類似的問題。美國總統的年度預算共有2000億美元，這些錢將用於醫療、教育、福利、城市建設、高速公路、交通運輸、海外援助、國防、環保、科技、農業以及其他多項國內外的工程。今年，預算中的1.6%將用於探索宇宙，這些花銷將用於阿波羅以計劃、其他一些涵蓋了天體物理學、深空天文學、空間生物學、行星探測工程、地球資源工程的小項目以及空間工程技術。為擔負這些太空項目的支出，平均每個年收入10,000美元的美國納稅人需要支付約30美元給太空，剩下的9,970美元則可用於一般生活開支、休閑娛樂、儲蓄、別的稅項等花銷。

也許你會問：「為什麼不從納稅人為太空支付的30美元里抽出5美元或3美元或是1美元來救濟飢餓的兒童呢？」為了回答這個問題，我需要先簡單解釋一下我們國家的經濟是如何運行的，其他國家也是類似的情形。政府由幾個部門（如內政部、司法部、衛生部與公眾福利部、教育部、運輸部、國防部等）和幾個機構（國家科學基金會、國家航空航天局等）組成，這些部門和機構根據自己的職能制定相應的年度預算，並嚴格執行以應對國務委員會的監督，同時還要應付來自預算部門和總統對於其經濟效益的壓力。當資金最終由國會撥出後，將嚴格用於經預算批准的計劃中的項目。

顯然，NASA的預算中所包含的項目都是和航空航天有關的。未經國會批准的預算項目，是不會得到資金支持的，自然也不會被課稅，除非有其他部門的預算涵蓋了該項目，藉此花掉沒有分配給太空項目的資金。由這段簡短的說明可以看出，要想援助飢餓的兒童，或在美國已有的對外援助項目上增加援助金額，需要首先由相關部門提出預算，然後由國會批准才行。

要問是否同意政府實施類似的政策，我個人的意見是絕對贊成。我完全不介意每年多付出一點點稅款來幫助飢餓的兒童，無論他們身在何處。

我相信我的朋友們也會持相同的態度。然而，事情並不是僅靠把去往火星航行的計劃取消就能輕易實現的。相對的，我甚至認為可以通過太空項目，來為緩解乃至最終解決地球上的貧窮和飢餓問題作出貢獻。解決飢餓問題的關鍵有兩部分：食物的生產和食物的發放。食物的生產所涉及的農業、畜牧業、漁業及其他大規模生產活動在世界上的一些地區高效高產，而在有的地區則產量嚴重不足。通過高科技手段，如灌溉管理，肥料的使用，天氣預報，產量評估，程序化種植，農田優選，作物的習性與耕作時間選擇，農作物調查及收割計劃，可以顯著提高土地的生產效率。

人造地球衛星無疑是改進這兩個關鍵問題最有力的工具。在遠離地面的運行軌道上，衛星能夠在很短的時間裡掃描大片的陸地，可以同時觀察計算農作物生長所需要的多項指標，土壤、旱情、雨雪天氣等等，並且可以將這些信息廣播至地面接收站以便做進一步處理。事實證明，配備有土地資源感測器及相應的農業程序的人造衛星系統，即便是最簡單的型號，也能給農作物的年產量帶來數以十億美元計的提升。

如何將食品發放給需要的人則是另外一個全新的問題，關鍵不在於輪船的容量，而在於國際間的合作。小國統治者對於來自大國的大量食品的輸入會感到很困擾，他們害怕伴隨著食物一同而來的還有外國勢力對其統治地位的影響。恐怕在國與國之間消除隔閡之前，飢餓問題無法得以高效解決了。我不認為太空計劃能一夜之間創造奇蹟，然而，探索宇宙有助於促使問題向著良好的方向發展。

以最近發生的阿波羅13號事故為例。當宇航員處於關鍵的大氣層再入期時，為了保證通訊暢通，蘇聯關閉了境內與阿波羅飛船所用頻帶相同的所有廣播通信。同時派出艦艇到太平洋和大西洋海域以備第一時間進行搜救工作。如果宇航員的救生艙降落到俄方艦船附近，俄方人員會像對待從太空返回的本國宇航員一樣對他們進行救助。同樣，如果俄方的宇宙飛船遇到了類似的緊急情況，美國也一定會毫不猶豫地提供援助。

通過衛星進行監測與分析來提高食品產量，以及通過改善國際關係提高食品發放的效率，只是通過太空項目提高人類生活質量的兩個方面。下面我想介紹另外兩個重要作用：促進科學技術的發展和提高一代人的科學素養。

登月工程需要歷史上前所未有的高精度和高可靠性。面對如此嚴苛的要求，我們要尋找新材料，新方法；開發出更好的工程系統；用更可靠的製作流程；讓儀器的工作壽命更長久；甚至需要探索全新的自然規律。

這些為登月發明的新技術同樣可以用於地面上的工程項目。每年，都有大概一千項從太空項目中發展出來的新技術被用於日常生活中，這些技術打造出更好的廚房用具和農場設備，更好的縫紉機和收音機，更好的輪船和飛機，更精確的天氣預報和風暴預警，更好的通訊設施，更好的醫療設備，乃至更好的日常小工具。你可能會問，為什麼先設計出宇航員登月艙的維生系統，而不是先為心臟病患者造出遠程體征監測設備呢。答案很簡單：解決工程問題時，重要的技術突破往往並不是按部就班直接得到的，而是來自能夠激發出強大創新精神，能夠燃起的想像力和堅定的行動力，以及能夠整合好所有資源的充滿挑戰的目標。

太空旅行無可置疑地是一項充滿挑戰的事業。通往火星的航行並不能直接提供食物解決饑荒問題。然而，它所帶來大量的新技術和新方法可以用在火星項目之外，這將產生數倍於原始花費的收益。

若希望人類生活得越來越好，除了需要新的技術，我們還需要基礎科學不斷有新的進展。包括物理學和化學，生物學和生理學，特別是醫學，用來照看人類的健康，應對飢餓、疾病、食物和水的污染以及環境污染等問題。

我們需要更多的年輕人投入到科學事業中來，我們需要給予那些投身科研事業的有天分的科學家更多的幫助。隨時要有富於挑戰的研究項目，同時要保證對項目給予充分的資源支持。在此我要重申，太空項目是科技進步的催化劑，它為學術研究工作提供了絕佳和實踐機會，包括對月球和其他行星的研究、物理學和天文學、生物學和醫學科學等學科，有它，科學界源源不斷出現令人激動不已研究課題，人類得以窺見宇宙無比瑰麗的景象；為了它，新技術新方法不斷湧現。

由美國政府控制並提供資金支持的所有活動中，太空項目無疑最引人矚目也最容易引起爭議，儘管其僅佔全部預算的1.6%，不到全民生產總值的千分之三。作為新技術的驅動者和催化劑，太空項目開展了多項基礎科學的研究，它的地位註定不同於其他活動。從某種意義上來說，以太空項目的對社會的影響，其地位相當於3-4千年前的戰爭活動。

如果國家之間不再比拼轟炸機和遠程導彈，取而代之比拼月球飛船的性能，那將避免多少戰亂之苦！聰慧的勝利者將滿懷希望，失敗者也不用飽嘗痛苦，不再埋下仇恨的種子，不再帶來複仇的戰爭。

儘管我們開展的太空項目研究的東西離地球很遙遠，已經將人類的視野延伸至月亮、至太陽、至星球、直至那遙遠的星辰，但天文學家對地球的關注，超過以上所有天外之物。太空項目帶來的不僅有那些新技術所提供的生活品質的提升，隨著對宇宙研究的深入，我們對地球，對生命，對人類自身的感激之情將越深。太空探索讓地球更美好。

隨信一塊寄出的這張照片，是1968年聖誕節那天阿波羅8號在環月球軌道上拍攝的地球的景象。太空項目所能帶來的各種結果中，這張照片也許是其中最可貴的一項。它開闊了人類的視野，讓我們如此直觀地感受到地球是廣闊無垠的宇宙中如此美麗而又珍貴的孤島，同時讓我們認識到地球是我們唯一的家園，離開地球就是荒蕪陰冷的外太空。無論在此之前人們對地球的了解是多麼的有限，對於破壞生態平衡的嚴重後果的認識是多麼的不充分。在這張照片公開發表之後，面對人類目前所面臨的種種嚴峻形勢，如環境污染、飢餓、貧窮、過度城市化、糧食問題、水資源問題、人口問題等等，號召大家正視這些嚴重問題的呼聲越來越多。人們突然表示出對自身問題的關注，不能說和目前正在進行的這些初期太空探索項目，以及它所帶來的對於人類自身家園的全新視角無關。

太空探索不僅僅給人類提供一面審視自己的鏡子，它還能給我們帶來全新的技術，全新的挑戰和進取精神，以及面對嚴峻現實問題時依然樂觀自信的心態。我相信，人類從宇宙中學到的，充分印證了Albert Schweitzer那句名言：「我憂心忡忡地看待未來，但仍滿懷美好的希望。」

向您和您的孩子們致以我最真摯的敬意！

您誠摯的，

恩斯特·史都林格

科學副總監

1970年5月6日

圖為2013年由馬克?列文森導演的紀錄片《粒子狂熱》（Particle Fever）電影封面。

英國物理學家彼得·希格斯（P.W.Higgs）在1964年預言了這種粒子的存在，它被稱為希格斯玻色子（Higgs Boson），有些人稱之為「上帝粒子」（God Particle）。

一群科學家在瑞士建造了最大的人造機器LHC（Large Hadron Collider 大型強子對撞機），並試圖用它來「轟炸」出希格斯波色子。片子記錄了從2008年九月LHC試運行到2012年七月宣布希格斯波色子實驗結果這段時間。在影片20分鐘處，該項目組成員Nima Arkani-Hamed在演講時被問到與題主一模一樣的問題，請看影片截圖：

Nima Arkani-Hamed（尼馬）回答道：

Hmmm, it could be nothing other than just UNDERSTANDING EVERYTHING.

你的問題其實可以替換為另一句——

人類投入無數人力、物力追求真知，試圖掌握更深層次的真理，這種舉動什麼時候能夠給投資者帶來功利性質的收益？

面對這種問題，給跪是沒用的。只能嘗試著從另一個角度回答一下。

題主可以先去維基一下SM。我是說，Standard Model，標準模型。這是截止現有文明階段，人類經過無數世代摸索總結出的最簡潔、準確的描述之一。在這遙遙領先於大部分凡人知覺的真理之後，好幾百步之外，是支撐起現代文明與現代發明的應用科學。再之後不遠處，是普及到民間的民用技術。而希格斯玻色子，是標準模型上缺失的最後一塊拼圖。在見到它之前最後一秒，我們看待世界的目光中很大一部分成分，我們自小接受的、信以為真的道理的底層原理，都只是基於一個不斷完善著的推測。而當我們找到它，這推測就成了手中的真理。我們中最聰明的那些人，向著無意義的、充滿死亡的宇宙又一次證明了我們的有意義、有智慧與正確，證明了我們的自圓其說，證明了我們思想的有質量。

科學家們，是基於各種目的為人類創造視野、宇宙觀、價值觀的人。他們發現推斷、試驗，不斷求證、追求真理的過程，就是為後人創造世界的過程。實際上，每天謀生、賺錢、求地位的我們，生活在一艘航行在巨大、充滿死亡的、無意義的海洋中的大船上。這片海洋叫做宇宙，這艘大船就是包含著價值觀、同理心、普世價值、信仰、經濟行為等等一切的文明。但我們大多數人身在此船中，從生到死渾然不覺其渺小與無助。而只要還有先驅願意向著虛無的宇宙不斷前進，從理論上講我們就能繼續走下去，鞏固既有成果，並不斷克服內外的障礙，不斷增長智性，變得更好，不再傻傻地以為天圓地方。這就是一種回報。

至於這種嘗試何時能對民眾產生功利性質的回報？

公元前二百年，技術宅阿基米德為流體力學奠定了第一塊基石。今天，我們上網，訂機票，出門，到一個叫機場的地方去，坐上一種叫飛機的民用設施，睡一覺，然後跨越亞歷山大大帝窮盡一生也走不完的距離。

（已採納知友建議對不準確處略作修改: ）

先回答你的問題:

如果沒有意外，很難說這個研究對實際生活有什麼影響，高能物理類的研究尤其如此。現在能看到的最大的實際影響，可能就是給其他研究提供大量專業數據。

做基礎科學研究的人，能遇到的最鬱悶的問題就是這個：

「這個研究到底有什麼實際應用？」

擴張一點這個問題，牛頓力學體系在當時也沒什麼大用，愛因斯坦提出的大部分理論到現在也沒有得到應用，一部分得到證實，很小部分得到了應用，且很少人能了解這些應用。而霍金，他的理論及針對他的理論所做的相關實驗，對我們現在的現實生活基本沒有意義。

其實，這個問題有個實例可以回答（引用）:

美國一個理論物理學家，當他代表美國的大型強子對撞機項目申請十億美元撥款時，國會要求他出席聽證會，在聽證會上他就被議員們這樣問。

他的回答是：「從現在已知的技術來看，絕對、絕對沒有任何實際應用。」

「那麼有什麼理由花十億美元去做呢？「

「因為我們想知道。其實你們也想知道。只是你們不知道你們想知道。」

申請失敗了。但是這個回答卻值得載入史冊。

絕大多數基礎科學研究，都不是受實際的技術需要推動的。也不可能：既然是未知的東西，誰又能預測它的應用？

也許有用，也許沒用，但我們想知道，我們就是想知道。

物理學就像性愛，它也許會產生實質性結果，但不是我們去做的原因。—— R.P.Feynman（存疑）

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引自wikiquote的資料。

Physics is like sex: sure, it may give some practical results, but that"s not why we do it.Does not appear to be from any of his books or cited in biography. A Google Books search shows that the oldest book citin "physics is like sex" is Scary Monsters and Bright Ideas (2000) by science broadcaster Robyn Williams. On p. 44 this book claims: "Einstein said, "You do not really understand something unless you can explain it to your grandmother". Richard Feynman added, "Physics is like sex: sure, it may give some practical results but that"s not why we do it"." Given that Einstein didn"t really say the former, it"s likely that Feynman didn"t really say the latter.From Wikiquote

http://en.wikiquote.org/wiki/Richard_Feynman

在資料可靠的前提下，作者不為R.P.Feynman。(雖然我也覺得他很萌。)

冒昧的說，這個是一個眼界的問題。如果不能理解，推薦讀一下何夕的科幻小說《傷心者》。

以下文位元組選自《傷心者》的結尾。

「記得當初在長達幾個世紀的時光里有無數人為了永動機耗盡了他們的一生。也許我們可以說這只是一些愚蠢的人，可是正是這些人的探索才最終讓我們認識了熱力學定律。他們雖然沒能告訴後人應當走哪條路，但卻指明了其中的某些路是死路。所以我要說，即使微連續理論在今天仍然被證明是無用的，我們依然應當對何夕表示敬意。因為他曾經儘力求索過，這就夠了。」
我看著手裡的半頁紙，上面的每一個名字都是那樣的傷心。「也許我們應該永遠記住這樣一些人。」我照著紙往下念，聲音在靜悄悄的大廳里迴響。
「古希臘幾何學家阿波洛尼烏斯總結了圓錐曲線理論，一千八百年後由德國天文學家開普勒將其應用於行星軌道理論。
數學家伽羅華公元1831年創立群論，一百餘年後獲得物理應用。
公元1860年創立的矩陣理論在六十年後應用量子力學。
數學家J.H.萊姆伯脫，高斯，黎曼，羅馬切夫斯基等人提出並發展了非歐幾何。高斯一生都在探索非歐幾何的實際應用，但他抱憾而終。非歐幾何誕生一百七十年後，這種在當時毫無用處的理論以及由之發展而來的張量分析理論成為愛因斯坦廣義相對論的核心基礎。

五百年前，我們的先輩放棄了海洋
五百年後，我不想我們的後代怪我們在今日放棄了宇宙

美國總統已失去了耐心：「好了，不要對牛彈琴了！您還看不出來這是怎樣一群毫無責任心的人？還看不出這是怎樣一群騙子？！他們聲稱為全人類的利益而研究，其實只是拿社會的財富滿足自己的慾望，滿足他們對那種玄虛的宇宙和諧美的變態慾望，這和拿公款嫖娼有什麼區別？！」

丁儀擠上前來拍拍他的肩膀笑著說：「總統先生，科學發展到今天，終於有人對它的本質進行了比較準確的定義。」

旁邊的松田誠一說：「我們早就承認這點，並反覆聲明，但一直沒人相信我們。」

————劉慈欣《朝聞道》

Henry Ford : "If I had asked people what they wanted, they would have said faster horses."

這是發明汽車後Henry Ford所說的話：如果之前我問人們他們需要什麼，他們的回答會是「更快的馬」。基礎理論的進步，其意義不一定是直接應用於生產生活，很大程度上是為我們提供一個更高層次的視角，從一個原本不存在的維度去考慮問題，讓我們的思維擺脫「馬車」的禁錮

前面的人說過太多精彩的回答了，我也不好畫蛇添足什麼。
作為一個科幻愛好者，我想到了這樣一幅畫面：
許多許多世紀以後，一個中年男人帶著孩子踏上了度假之旅——他們乘坐巨大的民用飛船前往銀河系的另一端，人類文明剛剛在兩萬光年外的那個角落裡慶祝第一千顆殖民行星生態系統的建成。
坐在飛船上，孩子問父親：「爸爸，為什麼我們可以在一瞬間到達宇宙的另一端？」
父親微笑著說：「這要從很久很久以前，我們的祖先發現希格斯波色子講起。。。」

題主，你長大後，會有很多的時間、精力和能量花費在隔著不透水也不透細胞的薄膜進行的性行為上。請問，你從這些活動中能得到什麼經濟方面的好處？

編譯/李亞楠

物理學家用粒子加速器來回答基礎物理學的問題——我們的宇宙是怎麼來的，為什麼物體具有質量等等。很多粒子加速器個頭巨大，在芝加哥附近費米實驗室的萬億電子伏加速器（Tevatron）周長有六公里，而日內瓦的大型強子對撞機（Large HadronCollider ，LHC）還要再大四倍，而且，它們都非常昂貴。

在某些方面，它們是純研究用儀器的典範。但是，如果你覺得這些機器在研究之外一無是處的話，你會大吃一驚的。

粒子加速器早在幾十年前就逐漸走出實驗室、滲入到了工業界，而且科學家們還在不停設想新的應用。當用於基礎研究的資金減少的時候，科學家就會想新辦法來籌錢。

羅伯特·柯法特（RobertKephart）是伊利諾伊加速器中心費米實驗室的主任，伊利諾伊州商業和經濟機會部（DCEO）聯手資助科學研究，並發展粒子加速器的應用。他和他的同事講解了你大概可能沒聽說過的10個粒子加速器的應用。

No.1 牛奶盒子的封口，加速器乾的

加速器用電磁力加速帶電粒子，所得的粒子束可以沿設定的方向運動——就算它們離開了加速器也一樣。當帶電粒子經過一個原子，它可以同這個原子中電子相互作用，把它們從原先的軌道中踢走，同時破壞掉化學鍵。這樣，某些化合物會分解掉，有些則會發生聚合。後者是粒子加速器被應用到工業界最早的例子，這項應用至少可以追溯到20世紀80年代：給薯片袋子和牛奶盒子封口。薯片袋子由兩層用膠水粘在一起的鋁箔製成。這種膠水在工業傳送帶上需要很長時間才能幹。「永遠都會是黏糊糊的。」柯法特說——但是電子束可以讓這一切瞬間發生，「用加速器你可以瞬間讓膠水聚合。」

No.2 大量天然氣被浪費，加速器來搞定

比起石油，天然氣更加難以駕馭，並且需要管道傳輸。所以每年都有數百萬立方英尺的天然氣被燃掉或被排掉而沒有被傳送到市場——造成了污染和浪費。

根據西部價值項目（WesternValues Project）估計，2013年美國浪費的天然氣足夠支持洛杉磯或者芝加哥全年用度。化學反應可以將天然氣轉化成液態烴或者石油，但是這個過程要求很高的溫度和壓力，只有大工廠才能實現。加速器可以通過用電子束打破碳氫鍵來實現同樣的目標，從而使得天然氣重新結合成鏈狀聚合物。這個過程據柯法特所說理論上可以奏效，但是還停留在未來技術的階段——還沒有建成的原型。

No.3 擔心菠菜有大腸桿菌？加速器來消滅它們

如果你看見包裝袋上有左邊這個叫做「Radura」的標誌，那麼你的食物已經接受過電子束的輻照滅菌。超過40個國家利用這項技術殺死蘋果、草莓、菠菜等產品中的沙門氏菌或大腸桿菌等生物。弗拉基米爾·施爾特瑟夫（Vladimir Shiltsev）是費米實驗室加速器物理中心主任，他解釋說這種電子束經校正後可以摧毀病原體，但是不會影響產品本身。

分子越複雜，越容易被電子束打碎——細菌的DNA要比植物的DNA更複雜，所以它們會先被分解掉。不像意外核事故產生的放射性同位素，這種電子束完全在人們掌控之中，並且，也不像質子或者中子，它們不會破壞原子核。「我們現在說的這種射線來自於加速器，所以當你關掉開關，所有放射都停止了。」柯法特說道。同樣地，電子束被用在輻照滅菌器（rhodotron）中，為醫用器具消毒。

No.4 讓煤炭變清潔，試試把加速器安在煙囪里

燃燒煤炭會產生諸如氮氧化物和硫氧化物的煙道氣體：二氧化氮、三氧化氮、二氧化硫和三氧化硫等等。這些氣體會同大氣中的水反應，從而變成硫酸或硝酸，最終以有毒酸雨的形式澆在地球上。但是如果這些氧化物與氨氣混合後並接受電子束的放射，它們可以轉化成硫酸銨和硝酸銨，也就是普通的肥料。這個過程產生的粉塵狀顆粒可以用靜電式分離器或者離心式分離器收集，然後施到田裡面。

柯法特認為這個想法讓煤炭有機會成為清潔能源。「即便是在對再生能源和核能最樂觀的估計下，煤炭在未來的20年內至少還要提供我們所需能量的20%。」柯法特說，「這個方法能讓燃煤更符合環保要求。」PAVAC是由拉爾夫·艾丁格（Ralf Edinger）成立的一家公司，該公司位於加拿大英屬哥倫比亞，致力於率先建成這項技術。

No.5 抗生素危害魚類？加速器變葯成肥

加速器可以用來清理污泥，它可以清除引發藻類大量繁殖的氮和磷，以及那些對魚類有害的激素和抗生素。用電子束照射污泥可以分解裡面的藥物，把它們變成無害的化合物。電子射線還可以將水離子化，產生H3O和OH的自由基，創造非常利於氧化還原反應發生的環境。這種方法同樣可以把複雜的藥物化合物分解成基本元素，同時殺死病原體。「你可以放心地把經過輻照的污泥用在生菜地裡面。」柯法特說道。

上世紀90年代初，佛羅里達的邁阿密建造了一座用加速器清理城市垃圾的試驗性工廠。儘管這座工廠可以運作，但還不能解決所有問題，柯法特說，所以這個想法還沒有被商業化。「購買處理城市垃圾的垃圾場需要完整（配套）的系統。」他解釋道，但「現在得到工業界的資助還為時過早。」

No.6 新電腦入手，多虧加速器

分解分子和摧毀病原體的DNA並不是加速器的唯一絕招——它們還可以用來構造新的材料。

計算機晶元生產依賴一項稱為「摻雜」的技術，其中硼和磷離子是用加速器注入到硅層中的。這些離子帶正電，所以加速器可以利用電磁場控制這些離子束的方向。然後這些離子穿透硅晶片的表面並被放置在內部的精確位置，這會改變材料的導電性。

No.7 加速器消滅癌症，讓你活得更久

電子束並不是可以用來殺死有害生物的唯一帶電粒子。質子可以消滅腫瘤，適合用於放療因為它們比電子的穿透力更強。它們在穿透組織的過程中造成很少傷害，但它停下來的時候就足以殺死細胞。

「質子在路程終點會失去大部分能量並造成最大傷害，放射性傷害。」施爾特瑟夫說道。這讓科學家可以調整加速器，將破壞力釋放到腫瘤的精確位置。這個概念在1946年由費米實驗室的第一任主任羅伯特·威爾遜（Robert Wilson）提出。將近半個世紀後，第一個醫用質子束加速器在羅馬林達大學醫學中心（Loma Linda University Medical Center）開始運作。

羅馬林達大學醫學中心的質子加速器：自1990年開始運行之後，超過17000位病人在羅馬林達大學醫學中心接受了質子治療。

No.8 核反應堆防患於未然？讓粒子加速器接手

傳統核反應堆是臨界反應堆——它們會產生過量的中子，需要由控制棒吸收調節。問題是控制棒可能會因機械問題出故障，造成反應失控。加速器驅動的次臨界系統可以直接控制中子的供應，而無需等中子過量之後再想辦法消耗。

在加速器驅動的原子反應堆中，質子束撞擊重靶核（鉛或者水銀）來產生「中子噴泉」，然後再利用這些中子驅動核裂變，如柯法特所說，這種設計很安全，他指出，因為「當你關掉加速器，核反應就停止了。」加速器反應堆還可以將現存的核廢料分解轉化成短壽命同位素。目前這種反應堆還沒有被建成，但歐洲、印度和中國都在研發這種反應堆，柯法特說道。

No.9 石油用完了？加速器幫你找

攜帶型中子發生器（中子管）通過一種叫做中子測井的技術勘測石油、天然氣或者水資源。在勘探過程中，中子放到勘探鑽井中。當加速器產生的中子穿過鑽井周圍的土地時，它們同各種原料的原子核發生反應。這個過程產生的伽馬射線可以利用伽馬射線探測器檢測到，這些信號的強度反應了地下材料的類型。

「通常人們要查看反應特徵。」施爾特瑟夫說道，「如果有孔，那麼放射出來的伽馬射線會比較少。」同理，石油和水會產生不同量的伽馬射線。

No.10 加速器緊盯大規模殺傷性武器

介子加速器可以讓我們真的穿牆而「看」。μ介子——一種同電子相似的亞原子，但它的質量大得多——可以輕易地穿過厚重的金屬牆壁和容器，但是會同核材料發生反應。如果一輛卡車，也許是邊境巡邏人員駕駛的卡車，裝有隱蔽的裂變材料，發出的μ介子穿過卡車可以產生出高能的伽馬射線從而被檢測到。

這使得μ介子加速器成為識別核威脅的寶貴工具。舉個例子，直升機可以攜帶μ介子加速器飛過水麵，同時向船隻發射μ介子射線。「你可以遠程發送輻射，射線會選擇性地與材料相互作用，然後就能知道在船上有沒有某些特定的材料。」施爾特瑟夫說，「那樣你就能搞清楚這條小船是否攜帶了核彈部件。」

稿件及圖片出自：果殼網

永遠無需低估出於純粹的求知甚至幼稚的好奇心而進行的科學探索，即使單一人類無法目睹數十年來的科學發現成為推動生產力進步的源泉，人類總和的歷史已經證明這是一個被科學作為原動力改變著的世界。

正如Maxwell所說，
I suppose that when the bees crowd round the flowers it is for the sake of the honey that they do so, never thinking that it is the dust which they are carrying from flower to flower which is to render possible a more splendid array of flowers, and a busier crowd of bees, in the years to come. We cannot, therefore, do better than improve the shining hour in helping forward the cross-fertilization of the sciences.

歷史無數次證明了對基礎科學的研究會給人類帶來巨大的回報，前面的人說了很多了，我只是為他們的論證再次補充一個論據而已。
我們不扯遠的，就說高能物理本身。為了研究高能物理，人們發明了同步加速器，卻在實驗中意外地發現了同步輻射，一開始科學家們把同步輻射視為實驗中的洪水猛獸，因為加速器中的粒子會因為同步輻射而不斷地損失能量，這不利於實驗。
但後來，人們發現，同步輻射在科研上有大用處，它在材料、生命科學等諸多領域都有巨大的潛能，所以現在人類索性專門建造各種產生同步輻射的加速器，這些加速器被稱為同步輻射光源。
這是高能物理學回報給人類社會諸多禮物中的一個。
當然，這個屬於意料之外的禮物，屬於高能物理的附帶產品。那我們就說一個意料之內的。
1927年，海森堡等人建立了量子場論。
1928年，狄拉克推導出了著名的狄拉克方程，預言了反物質的存在。
1932年，美國科學家安德森在實驗室中發現了反電子，證明了狄拉克預言的正確性。
之後物理學家們花了很多力氣利用量子場論來計算正反電子之間的湮滅反應截面。最有名的當屬印度物理學家巴巴了。
上面這些，都是80年前的事情，如果當時任何一個人問這些科學家們研究這些有什麼用時，我想沒有人能回答的上來吧？
但是，近十年來的科技進展向我們證實了：研究正反電子的湮滅過程，有大用處。
正電子發射計算機斷層掃描技術，簡稱PECT，有興趣的人可以去查一下相關資料，我自己對此研究不多，就不深談了。但我想說一點：這東西使用的基本原理，就是利用正反電子湮滅放出的伽馬射線來對人體透視。如果沒有八十年前科學家們對正反電子湮滅的深入了解，就絕不會有PECT的誕生。
PECT的誕生告訴我們高能物理研究不但有用，而且用處還很巨大呢。

「一個嬰兒有什麼用處呢？」

假設現在是三十年後，中國早已是世界上經濟第一大國，賣了很多地，蓋了很多房子；學者們申請了很多經費，做了很多應用研究。但是國家沒有一個全球頂級的基礎研究設施，難道那個時候還用著80年代的北京正負電子對撞機，研究著幾十年前被歐美遺漏的犄角旮旯？那什麼時候才能承擔對未知探索的責任？30年投入的資金也就工行半年不到的收入，或者幾片城區的土地的出讓金，對國家來說其實並不是巨款，對於其他學科經費的影響也並不到1%，何來阻礙其他學科發展？

其實基礎物理研究就是打井，事實上你根本不知道你啥時候能打出水來，或者挖出金子鑽石。

基礎科學研究就像全人類給自己買的彩票一樣。
單個研究結果來看，很可能永遠沒有用。
但是萬一其中某個中了，就有可能成為若干年後技術和社會進步的伏筆。