我们对科学的探索离不开数据的支持,而想要获得数据就得用特定的设备才行,天文学需要望远镜,高能物理需要对撞机。

21世纪的今天,科学尤其是基础科学,已经不再是牛顿时代依靠简陋装置就能推断出定理的模式了,在实验物理学的最前沿,一大批造价几十亿上百亿美元的大科学设备正在高速运转,验证着理论,发现着规律。

接下来我们就来盘点一下物理学中最烧钱的设备们,看看耗资巨大的它们,这几十年来究竟有什么成果,

粒子加速器

在日内瓦与法国接壤的地区,坐落着世界上最大的粒子物理实验室,但真正的实验设备却位于地下100米的深处,由一个总长十七英里的环形隧道构成,该隧道的直径是3米,贯穿了法国与瑞士边境,是目前地球上能量最高的粒子加速器,能把粒子加速到接近光速的水平,并让它们相撞。

这个缩写为LHC的装置,是在1994年被批准建造的,当时的预算是26亿瑞朗,但等到2008年首次建成并启动测试时,整个项目的花费已经超过了80亿美元,而且在建设过程中还造成了人员伤亡。

然而在发现上帝粒子后,LHC的能量强度已经不足以再验证更先进的物理学理论了,因此这个80亿的大科学设备已经开始逐渐被嫌弃,物理学家又构想了一个新的超级加速器来代替它,这个名为FCC的新型加速器,在2020年6月被欧洲核子研究中心正式通过,预计它的周长将达到100公里。

至于花费嘛,物理学家们保守估计在210亿欧元左右,如果一切顺利的话,最后的超支应该控制在三倍以内,也就是630亿欧元左右。

按照计划,这座能量超LHC加速器10倍的超级加速器落成后,将提供无与伦比的超高能对撞实验,尽可能模拟出宇宙大爆炸那一瞬间的物理过程,并且还能发现许多新的粒子和新的宇宙规律,帮助人类更深刻的理解这个世界。

国际空间站

如果说粒子加速器的资金筹备要等到2038年才能完成,并不算真正开始烧钱的话,近地轨道上的国际空间站却已经实实在在花了1600亿美元了。

作为人类在太空中体积最大的单体设施,由美国、俄罗斯和11个欧洲航天局成员国、日本、加拿大、巴西等十六个国家联合研发的国际空间站,从一开始就是一个吞金兽,美国承担了大部分的费用,总计约1300亿美元,俄罗斯分担了120亿美元,欧洲航天局和日本、加拿大共承担了120亿美元。

然而这还只是前期建造费用,国际空间站升空后,每年的维护费用达到了40亿美元,所以说是“烧钱”可谓一点都不夸张。

韦伯望远镜

除了国际空间站外,前不久刚发射的,同样位于太空中的韦伯望远镜也是一个烧钱货,前前后后延期了15年的它,成本也终于在发射的时候突破了100亿美元,考虑到它的工作地点位于150万公里外的地球背面,如果出什么故障的话,维修难度是非常大的,一不小心这100亿美元就打水漂了。

总体来看

随着科学技术的不断发展,基础科学所要用到的设备只会越来越贵,因为人类的科学目前正在向着最大的宇宙和最小的量子领域前进,而想要了解它们,就得用目前最先进的技术制造出最精密的仪器,再把它们放到最特殊的环境中观测才行。

在可以预见的未来,环绕地球赤道一周的超级加速器一定会出现,甚至在太空中环绕太阳一周的恒星级对撞机也会出现,就像《三体》中的环日加速器一样。

除了对撞机外,未来的超级空间站,以及我国目前正在研制的千米级别太空平台和月球基地,其实也属于基础科学研究设施,它们的造价肯定也会非常高,但无论如何,这些都是值得的。

因为没有对科学的付出,就得不到科学的回报,今天投资在基础科学上的海量资源,也许在未来十年二十年内都不会有什么回报,但只要到达技术奇点,新的科技就会飞速改变人类文明的面貌,就像近三百年间的历次科技革命一样,从农业时代到蒸汽时代,再到电气时代,以及现在都信息时代,都是科学反馈的回报。

不出意外的话,近几十年来的基础科学投入,在未来将变成人类文明大规模离开地球移民太空的技术基础。

特别声明

本文为自媒体、作者等在百度知道日报上传并发布,仅代表作者观点,不代表百度知道日报的观点或立场,知道日报仅提供信息发布平台。合作及供稿请联系zdribao@baidu.com。