我们正走在探索自然规律的道路上。我们的目标是理解和认识我们的世界。实现这个目标并不要求解决很多尽管是很有趣的问题，例如黑洞信息悖论和多宇宙理论。我们的理论必须是一个同时有量子理论和引力的完整的理论。因此，所谓的等级问题就无法避免，解决这一问题需要有新物理。等级问题的最终解决需要一个新的对撞机。因为我们在探索未知的前沿，所以这样的探索必将同时带来新的技术和创意，从而产生上千亿的经济效益。
产生巨大的经济效益的主要原因是对撞机为这些新的技术提供了孕育的市场。同时，对撞机的发展也有重要的文化效应。
一、我们已经知道什么
经过自哥白尼和伽利略以来四个世纪的发展，我们终于发现了基本粒子的标准模型和建立了宇宙学。从而达到了物理学的在这段历史中的目标，那就是建立一个对我们的物理世界的描述。我们可以观察到的一切，包括那些必须借助工具才能观察到的在很大的和微小的尺度上的现象，都可以被几条简单而优美的自然规律所解释。在有些情况下，描述这些规律的方程的解可能不容易得到。但是，并没有任何迹象表明我们所用的方程和理论不正确。
二、要充分理解物理世界，什么是我们必须知道的我们需要知道组成万物的基本粒子是什么。这个问题的答案是两种夸克，再加上电子。电子是轻子的一种，是一个自旋为1/2的费米子。夸克是类似的粒子，但是它们带有一种新的“荷”。因此夸克之间有一种新的相互作用，即强相互作用。基于它们的不同性质，前面提到的两种夸克的名字叫“上”和“下”。这个图像为一个古老的问题--“万物是由什么组成的？
”给出了一个惊人的简单而又优美解答。这比历史上提出的对这个问题的大量的(错误的)答案要简单得多。并且这是一个完全定量的答案，而不是含混的比喻。从恒星到原子，所有我们看到的东西都是由这些粒子组成的。几乎所有组成我们的电子和夸克都是在宇宙大爆炸中产生的。我们的祖先也是由很多电子和夸克组成的。我们有理由相信人类寻找物质最小组成元素的历程已经到了尽头，现在是最后一站。
我们预计电子和夸克的大小大致和普朗克尺度(下文介绍)相近。
三、一些有用的设想和概念超对称标准模型是一个理论出发点很好的假设，是对标准模型的一种拓展。如果把这个理论中的粒子进行如下的互换：费米子(半整数自旋)↔玻色子(整数自旋)理论并不发生改变。对于各种相互作用的大统一在超对称理论中可以很好地实现。由这个理论还可以导出电弱自发破缺。我们观察到的希格斯粒子的性质也和这个理论的预期相符合。
虽然建构这样一个理论不容易，但是仍可以做到。如果自然界的基本理论真的是有超对称的性质，标准模型粒子的超对称伴粒子,例如gluino, wino and photino (分别为传递强相互作用的胶子，传递弱相互作用的W玻色子，以及光子的伴粒子)，应该最终可以在LHC收集足够多数据后被发现。
四、在微扰论的范围内连接电弱能标和普朗克能标我们认为电弱能标和普朗克能标的连接可以在微扰论的范围内实现。
如果这是对的，那会使我们更有信心地认为巨大的能标之间的差别是可以由理论出发精确计算的。对微扰论的信心主要是基于两个线索。第一，我们已知的相互作用的强度可以在一个比普朗克能标低一点的大统一能标上统一。也就是说，如果我们先假定各种相互作用的大小在这个大统一能标上是一样的。然后，我们用微扰论计算在电弱能标上这些相互作用的强度。我们发现，所得到的结果和我们在电弱能标附近的测量结果相符。
如果不同的能标之间没有联系，这就是一个难以置信的巧合。尤其是在超对称理论中，这个大统一的结果很好的成立。这可以被认为是超对称的间接证据。
五、自然性相比于研究弦理论或者M-理论的紧致化，有些人更喜欢讨论理论的“自然性”。简单的说，自然性就是指无论什么对称性或者机制解决了等级问题，它们一定会预言存在和标准模型的粒子(特别是那些比较重的粒子如W玻色子，Z 玻色子，和顶夸克) 质量相近的新粒子。
我们还没有发现这样的粒子，不少自然性的支持者对此表示了担心。但是，历史表明这样的“自然性”的论证常常会令人误入歧途。顶夸克就是一个很好的例子。当底夸克在1979年被发现后，人们论证说因为顶夸克和底夸克属于同一个电弱二重态，它们的质量应该很相似。首先，斯坦福直线加速中心的对撞机提高了对撞能量在3倍于底夸克质量的范围内寻找顶夸克。没有找到。
同时，日本当时正在建造一个新的对撞机 (“Tristan”)在6倍于底夸克质量的范围内来寻找顶夸克，结果同样也没有找到。事实上，顶夸克的质量是底夸克的41倍，远比所谓的“自然”的质量大。而与自然性的论证相反的方法从基本理论出发预言质量。顶夸克最终是在1996年在费米实验室被发现的。
六、未来对撞机我们接下来讨论未来的对撞机、中国在这方面的方案和建造对撞机的经济文化影响。
必须指出的是，无论在物理上得到什么结果，建造一个世界领先的对撞机对经济发展带来的促进要比对撞机本身的花费大。我们要在新的高度上探索自然，我们必须要有新的或者改进的技术。这些新的技术一旦出现，它们将会带动新的经济增长。对撞机的建设为发展这样的新技术提供了最初的有保障的市场，以此从这里延伸来发展技术远比新创立的技术公司更容易成功。中国提出了自己的对撞机方案。首先计划建设一个正负电子对撞机，CEPC。
这是一个坐落在一个很长的隧道当中的环形对撞机。建造这样一个对撞机有很强的物理目标。最主要的目标我在前面已经强调过，那就是探索到底希格斯玻色子和标准模型的预言有多接近。目前的实验测量的误差还不小(10%~20%)，对标准模型的偏离还有很大的空间。LHC可以最终达到5%的精度，而CEPC可以提高到0.2%。这样的结果会成为进一步拓展标准模型的重要线索。
另一个重要的目标是在正负电子对撞机上寻找与希格斯粒子类似的粒子。
七、和未来实验装置相关的一些特殊问题在20世纪80年代后期，美国开始建造一个超级超导对撞机(SSC)。在已经投入了几十亿美元和完成了1/3的建设工程之后，国会撤消了这个项目。中国在这里能汲取什么经验教训呢？表面上，这个项目的撤销有不少直接的原因。但是，主要有两个更深层的原因。
首先，SSC选择了一个过高的对撞能量--40TeV，这是费米实验室Tevatron对撞机的20倍。与此相比，LHC只作到了Tevatron 7倍的对撞能量。做出这个过份的决定是因为当时已经知道欧洲核子中心的LHC会有14 TeV的对撞能量，美国的对撞机必须比这个大上几倍，这样对于国会来说会好看一点。因为这样的政治原因，美国没能够以更小的步子前进。
把能量增加这么多导致了费用超出预期，这主要是由于当时并不清楚如何才能实现如此大能量的提高。第二个深层的原因是国会不理解，或者没人向他们解释清楚建设对撞机的经济效益。如此的大装置的建设会带来比投资更大的经济效益，但是没有人对国会和政府做过关于这方面的清晰的论证。
八、对撞机项目对经济的影响主要以LHC为例，我们来看一下对撞机项目在几个领域对经济的影响。
其中一些例子还要溯源到费米实验室和粒子物理学更早期的发展。我们预期未来的对撞机会对经济有类似的影响。最大的影响是在一个完全出乎意料的地方--全球资讯网。这是由一个博士后在欧洲核子中心发展出来的技术。他当时的目标是让世界各地的大学和实验室能够得到和分析在欧洲核子中心的数据。伯纳斯·李创造了基于网络实现的hypertext的概念。当时，互联网(internet)已经存在，但是却还没有全球资讯网。
这样，在欧洲核子中心建设LEP对撞机最终导致了亚马逊、Facebook和谷歌等公司的出现。这对经济的影响无疑是巨大的，估计超过一万亿美金。
九、超越经济以上的影响对中国而言，建设一个新的目标远大的前沿科学工程最大的好处也许是它能吸引很多聪明的年轻中国人投入由好奇心驱使的科学研究。在这个过程中，青年人会对很多不同的科学领域发生兴趣，并投身其中，极大地加强中国在科学研究和创新上的实力。
在欧洲核子中心毕业的博士中，大约有一半加入到工业界或和转入粒子物理不同的方向，加强了那些领域。在通过在欧洲核子中心的研究得到博士学位的研究生中，大约有四分之一在粒子物理研究方面得到永久职位。高能物理实验对社会的贡献并不只是经济上的。很多人的生活质量因此有了提高，延长了寿命，可以更好地和儿孙们以享天年。
有没有其他的办法可以代替像CEPC 和SPPC这样的高能对撞机来发现新粒子，或者排除其存在的可能性，或者研究很多新粒子的性质，或者解决等级问题？答案是否定的。
十、结束语我们看到未来的实验装置可以将我们对自然界的认识推向一个新的更深的层次。无论最终物理上的结果是什么，必然会带来更大经济效益的投资。同时，在文化上也会带来强大的优势。
拥有一个成功的量子引力理论会改变我们的世界观(即便我们不关心量子引力本身)。标准模型中的物质粒子可以包含在一个量子引力理论中。这将是一个在高能完备的理论。弦理论太重要了，我们不能只是将它留给弦理论家作这方面的工作。一个量子引力的理论使我们必须解决等级问题。解决等级问题是我们理解世界的至关重要的一步，这是我们的目标。