2023年3月1日晚，我们很荣幸地邀请到高原宁院士在玉泉路礼堂为国科大大一学生带来以“物质最深处”为题的讲座。高原宁院士是粒子物理学家，中国科学院院士，现任北京大学博雅讲座教授，北京大学物理学院院长，核物理与核技术国家重点实验室主任。
讲座以对古代先哲的物质构成思想的回顾开始，指出了人类自古以来就渴望了解万物的基本构成单元以及其变化规律。随着元素周期律与原子结构的初步模型被发现，科学家们秉持还原论思想，将物质还原为质子、中子、电子。一时间，世界的图景显得十分简明。然而，当探索进一步深入，物质更微观的组成微粒浮出水面，层出不穷的“基本粒子”让物质构成图景变得混乱。在这种“混乱”的背景之下，夸克模型产生了，它用几种基本的夸克的组合就描述了各式各样的粒子。
高原宁院士解释场与粒子的关系
高院士介绍到，为了从理论上描述基本粒子，物理学家发展了量子场论，将粒子看作场的激发。随着量子场论在凝聚态物理中的应用，准粒子的概念使得粒子物理学家思考，他们的基本粒子是真的基本，还是更小的单元在复杂作用中产生的看起来像粒子的东西？这是一个至今无法很好解决的问题。
高院士接着介绍了对于粒子物理的发展十分关键的粒子：希格斯粒子。他先介绍了相关的理论，说明了寻找希格斯粒子的动机，并回顾了自己曾经在CERN的正负电子对撞机上的工作经历以及最终希格斯粒子被发现的故事，最后他呈现了标准模型的核心方程，结束了对于粒子物理发展历史的介绍。
高原宁院士回答同学问题
接下来，高院士讲解了加速器的原理和演变历程并解释了我们为什么需要制造加速器，他以CERN为例分析加速器的建设能够带来的效益。CERN是一个高度国际化的组织，客观上促进了欧洲战后科技的复兴以及世界各国之间的科学合作。除此之外，CERN也催生了很多新技术，例如，现在已经成为所有人生活的一部分的万维网就诞生在CERN，其最初目的是为了帮助物理学家之间进行更便捷的交流。同步辐射作为加速器的副产品，在医学、生物学、材料学中也有广泛的应用。
高能物理在最近的一个世纪取得了很大的发展，但关于希格斯粒子还有许多没有解决的问题。高院士提到，在国际高能界存在一个基本共识，即建造专门的对撞机产生大量希格斯粒子并对其进行研究。
视角转向我国，高院士先简单回顾了我国高能物理发展的曲折历程和取得的重大成果，接着具体阐述了我国未来建设CEPC的计划。围绕关于CEPC的争论，他指出基础科学研究是拓展人类认知边界的大事，并且对撞机的建设可以促进实验技术和工程手段的飞跃。
高原宁院士为同学签名
讲座的最后，他重申粒子物理研究和加速器的建设在本世纪对人类发展能起到的巨大作用，并对未来中国在其中做出贡献表达了期望。(文/陈家航 图/姚永舟)
