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From the secrets of the universe to socio-economic impact: the power of big science

2025/3/3
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LSE: Public lectures and events

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
L
Larry Kramer
M
Mark Thomson
R
Riccardo Crescenzi
S
Sarah Sharples
Topics
Larry Kramer: 本次活动重点关注物理科学和社会科学之间的关系,大型科学项目对社会经济发展有重大意义,但社会对此关注不足。基础科学研究不仅有趣且具有理论意义,更重要的是它对日常生活有重大影响。重大科学项目推动知识边界,并对日常生活产生重大影响。大型科学项目的社会经济影响巨大,尤其是在全球科技竞争激烈的背景下,人才和投资的流动尤为重要。 Mark Thomson: CERN 的使命是探索宇宙的奥秘,从宇宙大爆炸到今天所见的一切。粒子物理学的目标是回答宇宙构成、宇宙运行机制以及星系演化等重大问题。宇宙的构成相对简单,但其运行机制却非常复杂,需要深入研究。CERN 是全球最大的粒子物理实验室,在科学前沿领域处于领先地位,其工程技术水平也令人惊叹。CERN 的成功源于其70多年来深厚的国际合作基础。CERN 不断突破工程和技术边界,以实现其科学目标。CERN 的重大发现,例如希格斯玻色子的发现,对科学发展具有里程碑式的意义。希格斯玻色子赋予其他粒子质量,对理解宇宙至关重要。CERN 的贡献不仅在于科学,还在于文化和国际合作方面。大型科学项目的投资回报率难以量化,但其科学价值和技术发展意义重大。大型科学项目推动技术发展,并产生广泛的应用。大型科学项目推动技术创新,并产生深远的影响,但其影响的量化评估存在挑战。 Sarah Sharples: 大型科学项目的研究成果与日常生活的实际问题之间存在联系,需要进一步探索这种联系。大型科学项目的技术成果应用于日常生活,例如机场安检技术。政府需要合理规划大型科学设施的建设,以应对未来的挑战。大型科学设施不仅是物理设施,更是人才聚集地,促进多学科合作。政府需要制定策略,选择合适的项目进行投资,以促进科学发现和技术应用。公众参与科学至关重要,大型科学设施应加强与公众的沟通。 Riccardo Crescenzi: 大型科学项目与创新之间存在密切联系,需要对大型科学项目的经济影响进行测量和跟踪。科学研究对经济价值有显著影响,但私营部门对科学的投资却越来越少。新思想的产生越来越依赖于合作,大型科学项目促进了这种合作。大型科学项目的经济影响是多方面的,包括就业、技术发展和文化影响等。大型科学项目的采购对就业有显著的促进作用,不仅包括直接供应商,还包括其上下游产业链。为了更好地评估大型科学项目的经济影响,需要将评估嵌入项目本身,并进行实验性研究。

Deep Dive

Chapters
This chapter sets the stage by emphasizing the often-overlooked relationship between physical and social sciences. It introduces the lecture's focus on particle physics and astronomy, highlighting their real-world impacts and socio-economic implications, especially in the context of global competition for technological leadership. The importance of collaboration between LSE and CERN is also highlighted.
  • Overlooked relationship between physical and social sciences
  • Particle physics and astronomy's real-world impact
  • Socio-economic implications of big science
  • LSE and CERN collaboration

Shownotes Transcript

贡献者:马克·汤姆森教授,里卡多·克雷森齐教授,萨拉·夏普尔斯教授 | 本次讲座将探讨粒子物理学和天文学的前沿领域,以及主要研究基础设施在推动我们对宇宙的基本理解方面所发挥的关键作用。它将深入探讨如何开创性的科学努力——从理解暗物质到探索早期宇宙——不仅推动了人类知识的边界,还必然催生了技术创新。 讨论还将强调大科学的更广泛社会经济影响,包括技能发展和实际应用。通过促进创新,这些大规模的科学投资为支持它们的国家、地区和社区提供了切实的好处,特别是在全球技术领导权竞争加剧的背景下。</context> <raw_text>0 欢迎来到伦敦政治经济学院的LSE活动播客。准备好听取一些社会科学领域最具影响力的国际人物的发言。好的,欢迎大家。我是拉里·克雷默,我是LSE的校长和副校长,很荣幸和高兴欢迎大家参加由地理与环境系主办的这一非常特别的活动。

今晚的活动突出了一个我们实际上没有足够关注的主题。这里的“我们”不仅指LSE或高等教育部门,而是我们整个社会,即物理科学与社会科学之间的关系。

作为一个社会科学机构,我并不常有机会介绍这样的活动,关于粒子物理学和天文学的前沿领域,以及主要研究基础设施在推动我们对宇宙理解方面所发挥的关键作用。当然,这类工作不仅仅是有趣的,当然也不仅仅是理论上的。

除了推动知识的边界,这些开创性的科学努力,包括从理解暗物质的性质到探索宇宙的起源,实际上对我们的日常生活产生了相当重要的影响。

今晚的演讲者即将领导的组织,欧洲核子研究组织,通常被称为CERN,是世界上最重要和最具影响力的科学基础设施组织之一。可以说,它也是近年来伟大的外交成就之一。它是一个享誉全球的政府间组织,由几乎没有其他共识的成员国组成。

但他们以某种方式聚集在一起,使这个机构真正运作。正如我们今晚的讨论将明确指出,大科学的社会经济影响是巨大的。想想看,仅仅是与这种工作相关的人才和投资在国家和地区之间的流动,尤其是在当前全球技术领导权竞争加剧的背景下。

所以,你知道,可能没有人比今晚的演讲者马克·汤姆森更能帮助我们理解这些影响,他是CERN的指定总干事。马克将在2026年1月正式担任新职务。他曾是英国科学与技术设施委员会的执行主席,并且仍然是剑桥大学实验粒子物理学的教授。

自从在牛津大学完成粒子物理学博士学位以来,汤姆森教授一直是CERN的研究科学家,在推动中微子物理学和未来对撞机研究方面发挥了重要的国际作用。汤姆森教授在超过一千篇出版物中被引用。

他还是一本广泛采用的教科书《现代粒子物理学》的作者。作为国家和国际研究的领导者,他曾担任英国代表参加CERN理事会,并在建立长期的英国研究与创新基础设施路线图和投资组合方面发挥了关键作用。

此外,我们还有两位杰出的讨论者将对马克的演讲进行反思。萨拉·夏普尔斯是交通部的首席科学顾问,同时也是诺丁汉大学工程学院人因工程学的教授。

她领导了交通、制造和医疗保健领域的研究,专注于理解如何设计复杂系统,使人和技术都能达到其最高潜力。她曾在2015年至2016年期间担任人因工程与人因学会的会长,并于2024年当选为皇家工程院院士。

同样加入我们的里卡多·克雷森齐是LSE经济地理学教授,也是研究部副主任。他是创新经济学和地理学的领先学者,是一项关于全球大趋势时代不平等的重大Horizon Europe和英国研究与创新项目的LSE首席研究员。里卡多的工作重点是创新、新技术、外国投资、全球价值链和公共政策分析。

因此,今晚的活动是LSE与CERN之间持续合作的一部分,由克雷森齐教授主导。该合作始于2020年,获得了一项为期四年的初始研究资助,以研究CERN采购的区域影响,作为对CERN区域影响的更广泛调查的一部分。

该合作现在已发展为一个博士培训合作伙伴关系,并且最近获得了英国RI MetaScience资助,用于一个名为《超越科学的大科学:研究基础设施采购的创新影响》的项目。

汤姆森博士的讲座是庆祝和加强CERN与LSE之间联系的机会,同时促进对科学和技术经济影响的进一步合作,并展示LSE在该领域的研究。我们有一个新的创新政策硕士项目将于明年九月启动,它将探讨我们今晚讨论的许多主题。

在演讲结束后,您将有机会向我们的演讲者提问。我会尽量确保来自我们在线观众和现场观众的问题范围广泛。现在,我很高兴邀请我们的主题演讲者马克·汤姆森。谢谢你的介绍。作为一名非常严谨的物理科学家,我在这样的部门里发言是很不寻常的,但我很高兴能在这里。

我认为介绍实际上清楚地表明,社会科学与物理科学之间的互动变得越来越重要,因为我们确实需要证明为什么对大科学的投资如此重要。我非常期待这次讨论。我的演讲将涉及科学,当然,这是我喜欢的部分。我向你保证不会有任何方程式。

但我会给你一些关于我们在CERN实际做什么的感觉。然后我将以相当宽泛的术语介绍一些好处,广泛的经济利益,希望这能为之后的讨论提供一些背景。所以,稍微改变一下标题,大科学及其重要性。也许我认为我有一种几乎独特的立场来讨论这个问题。

我担任过许多角色。我曾是一名研究人员,曾是一名学者,曾领导过大型研究项目,无论是在欧洲还是美国。

在我目前的角色之前,我是STFC的执行主席,这是UKRI的一个委员会。这使我能够从学术界、领导层以及政府的角度来看待这些问题。关于性价比、为什么要投资大科学的问题已经出现,我认为我们可以为此辩护,我认为我们已经非常非常强烈地为此辩护。

无论如何,很高兴在这里,真的很期待这次讨论。这就是一切的意义所在。最终,激励我和大多数同事的是,我们想要理解宇宙的秘密。这是一个非常激动人心的使命,我将在最后再次提到这一点。这就是我们所做的。我们试图理解宇宙,从大爆炸开始,一直到我们今天所看到的星系、恒星。

我们可以通过两种方式做到这一点。大科学,望远镜。因此,在望远镜中,我们向左回望,抱歉,从右到左。你基本上可以在宇宙中回溯时间,看看外面有什么物质。但你只能做到这一点到某个点。大爆炸后38万年是一个界限,你无法再看到更远的地方。如果一切都太密集,光就无法出来。

所以,如果你想看到那之前发生了什么,你必须尝试重现接近大爆炸的条件,而不是在大爆炸时。这就是我们用粒子加速器所做的。我们试图将大量能量注入粒子中,以使条件类似于大爆炸后不久的状态。你可能会注意到另一个历史时期,在那段时间内,最后散射平面和恒星开始点亮之间的时期。这被称为宇宙的黑暗时代。那是宇宙中一个非常无聊的时期。宇宙充满了氢,逐渐聚集在一起,直到恒星点燃。但下一代大型射电望远镜将会研究那个时期,并理解黑暗时代发生了什么。这就是我们想要做的。

在粒子物理学中,我们试图回答一些非常大的问题。那么宇宙是由什么构成的?构成的基本粒子是什么?宇宙是如何运作的?那么粒子之间的力是什么?这如何运作?最终,我们希望将引力纳入我们的模型。因此,引力是我们都在经历的事情,但实际上我们在深层次上并不真正理解引力。

最终,我们想弄清楚星系、恒星、黑洞是如何演变的。这个存在于外面的东西,我们知道它的存在,称为暗物质。它占宇宙中所有物质的95%,暗物质和暗能量。我们不知道它是什么。所以我们知道很多,正如你所看到的,但我们并不知道一切。

所以我们的使命,实际上是试图理解宇宙,从开始到我们今天所看到的。这只是对粒子的一个稍微基础的介绍,只是为了给你一些感觉,因为我知道这是一个非常混合的观众。这些是我所称的低能宇宙的构建块。低能宇宙是我们今天所处的宇宙,而不是我们在对撞机中所做的,那是非常高能的宇宙。

所以,拿一些物质,这是一个铜块,正如你所知,它是由原子组成的。因此,我们深入一层。原子是由基本粒子构成的,电子是围绕原子核旋转的东西,所以中间有一个部分,基本上是电子的数量和性质决定了化学。因此,原子中的电子,实际上就是化学。如果你深入更深层次,有一个原子核,那是由质子和中子组成的。它们紧密结合在一起。它们现在不是基本粒子。我们曾认为它们是,但我们现在知道它们实际上是由称为夸克的其他粒子组成的。因此,一个质子包含三个夸克。更深入地说,我们认为夸克是基本粒子。我们之所以认为它们是基本的,至少在目前,是因为我们无法测量它们的大小。我们尝试过,我们知道它们比一个非常非常小的数字还要小。

所以基本上就是这样。我们,周围的每个人,基本上是由电子和夸克组成的。一个上夸克和一个下夸克以及一些组合。还有称为中微子的粒子不断穿过我们,时刻经过我们。这四种粒子。这是一个非常非常基础、非常简单的低能宇宙的图景,即我们现在所处的宇宙。

当然,现实比这复杂得多,我稍后会告诉你这意味着什么。但实际上并没有太多复杂性。因此,宇宙,至少在低能量下,似乎相当简单,实际上非常显著。我们不仅想知道宇宙是由什么构成的,我们还想知道为什么它是这样的。这是一个非常深刻、更深层次的问题。所以这就是我们的使命,试图理解宇宙是什么。

这就是CERN所做的。我有几张幻灯片来介绍CERN,因为这可能对每个人来说并不熟悉。这就是大科学。这是CERN的一个探测器,能够成像粒子相互作用。

你可以看到底部有一个人以便于比较。当然,这也是缩短的,所以实际上这并没有公正地反映这个实验的规模,这是一个物理实验。这些是非常非常大的研究基础设施,非常大的投资,以进行这种极其复杂的科学。

因此,CERN是世界上最大的粒子物理实验室。毫无疑问,它处于科学的最前沿。世界上没有其他地方像CERN一样。它是一个令人惊叹的地方,令人惊叹的工程。我们试图进行物理实验,但它主要是一个工程实验室。CERN的大多数员工是工程师和技术专家。然后来自世界各地的科学家来到这些设施上进行科学研究。

它很大,你可以在这里看到这个图表。CERN的主要场地就在这里。为了给你一个规模的感觉,那个小环的半径是1公里。实际上正好是1公里。因此,它给你一个规模的感觉,而这个大环,那个非常大的东西,跨越了边界。这是大型强子对撞机。它在地下,只是为了显示它的位置。

CERN的使命是一个美丽的使命,基本上是在非常基础的层面上理解宇宙中粒子的法则。我认为还有一件非常重要的事情,我稍后会提到,CERN是一个令人惊叹的地方,它之所以令人惊叹,是因为它建立在70多年深厚的国际合作基础上。欧洲合作伙伴之间的稳定合作,

共同致力于基础物理。因此,这不是一个政治领域,这是基础知识,共同的科学目标。我认为这就是CERN如此成功的原因。给你一些数字和规模的感觉。CERN成立于70年前,最初有12个欧洲成员国,其中一个是英国创始成员。现在有24个。

我们有一些附属成员国,10个,还有一些观察员,他们仍然向CERN提供资金。预算约为每年10亿英镑。同样,为了将其放在上下文中,这相当于一个中型欧洲大学的预算。因此,这是一个庞大的预算,但在宏观背景下,它的规模就是这样。再给你一个规模的感觉,那里大约有2500名员工,1000名毕业生,

而关键是,真正使这一切运作的,12000名用户。这些是来自欧洲和全球的科学家,他们来到CERN进行科学研究。因此,希望这能给你一个大致的规模感,如果包括毕业生,大约有3500名员工,然后还有12000名以上的用户。所以这是一个非常庞大的事业。那么我们在CERN所做的...

是试图探测和理解宇宙。为此,我们不断推动工程和技术的边界。我在这次讲座中会多次提到,我们问自己的问题通常是,我们希望理解X,暗物质。我们该如何做到这一点?好吧,我们没有那种技术,所以我们无法做到。因此,我们必须找到技术。因此,科学使命推动了技术目标。

然后我们非常努力地开发我们需要的技术来进行科学。这是一种非常有趣的方式,我将在最后再提到这一点。因此,我们不断推动技术的边界,以进行我们知道如何进行的科学,以便迈出下一步。核心技术,我会说CERN有三个主要的技术领域,实际上我认为这并没有公正地反映。

显然,我们建造大型粒子加速器,这实际上是其中一个较小的。我们必须将粒子加速,给它们大量的能量,然后将它们撞击在一起。探测器,我会谈谈探测器是什么,这并不是一个非常明显的描述。这些是我们的实验,但这些实验是巨大的。并且不应忽视计算,我们从这些大型探测器中产生的数据量是巨大的,巨大的。

CERN多年来一直处于大型计算的前沿,在云计算(无论是公共还是私有云)出现之前就已经在全球分发数据。因此,计算是CERN使命的重要组成部分。好了,现在是有趣的部分。我可以谈谈大型强子对撞机,这是一个绝对惊人的机器。大型强子对撞机是我们最强大的工具,全球最强大的工具来进行这项科学。

它很大,周长27公里的环,正如我所说,跨越法土边界。强子,它加速强子,实际上它加速质子,但质子是一种强子,也可以加速离子,那是

相当快,99.9999991%的光速。我希望我说对了。可能实际上没有。当然,最终我们所做的是将质子束送到环的一侧,另一束质子束朝相反方向,然后将它们聚集在一起,尽可能猛烈地撞击。因此,我们在这些质子中投入的能量越多,

使用爱因斯坦的E=mc²,因此我们可以在这些粒子中投入的能量越多,我们可以制造的新物质的质量就越大。因此,这实际上是我们试图做的,尽量接近大爆炸时的条件。然后我们拍摄这些碰撞,我会尝试向你展示我们如何拍摄这些碰撞。

我只想强调这是不可思议的。这个机器从未见过...我对大型强子对撞机及其工作原理了解得越多,我就越感到惊讶。仅仅控制磁铁上的电流,你必须做到的精确程度,以免失去束流,是无与伦比的。因此,你必须去所有最好的测量机构,

开发新技术以保持电流稳定到十亿分之一。做到这一点非常困难,当电流达到数十万或数万安培时。我们在这个环中加速质子,然后正如我所说,我们每秒将这些质子撞击4000万次,所以这相当多。而我认为这个机器真正令人感到有些可怕的地方是,它在任何时候都有350兆焦耳的能量在机器中双向循环。

这相当于1000头奔跑的非洲大象的动能。我相信这是真的。而且它们是非洲大象,而不是印度大象。这是很多能量。或者777在着陆时。这是很多能量。这也是LHC的真正挑战之一。如果你以不可控的方式失去那种能量,你可以融化成吨的铜。因此,你基本上可以瞬间摧毁那台机器。

因此,工程控制对机器至关重要。它的工作原理是,我们有,这是一个图表,所以我们大约有2500个质子束,它们以小团块的形式进入,一个顺时针,一个逆时针,然后我们在环的四个地方将这些质子束聚集在一起。这些是我们的重大实验,CMS在顶部,

Atlas实验在底部,离CERN场地非常近。这些是多用途探测器,试图进行多种类型的科学实验。因此,这些实验并不像你在大学物理实验室中所习惯的小型实验那样设计,它们只做一件事。

这些实验所做的是,它们收集大量数据,记录大量图像,然后科学家、研究生将筛选这些庞大的数据量,试图理解这些数据中的科学。因此,只有一组数据,我们只想要大量的数据,但许多人对这些数据做不同的事情。然后我们还有两个更专业的探测器,称为ALICE和LHCb,旨在做LHCb的情况下,

观察物质和反物质之间的差异。在ALICE的情况下,它试图创造宇宙的不同相位,在那里夸克和其他粒子被解耦并相互作用。这就是我们所做的。我实际上喜欢展示这些图片。这些是非常非常大、非常复杂的仪器。我想强调的是,如何建造其中一个?

你不能去工业界,因为你可能能够去工业界获取一些部件,但你不能去说,我想购买一个Atlas探测器。真正令人惊讶的是,这些探测器主要是由大学的同事们在大学部门中建造的。在Atlas的情况下,有3500到4000名科学家合作。哦,我的屏幕这里消失了,回来了。

实际上构建这些部分,然后将其整合在一起。因此,这是一个令人难以置信的合作努力,以一种非常不寻常的方式运作。因此,这真的很有趣。当然,你必须从工业界采购的一些技术,但你并不是从工业界购买整个探测器。因此,这是一种非常不同的工作方式。

从本质上讲,这些是巨型相机。因此,你可以看到它们是圆柱形的几何形状。因此,发生的事情是质子将从一侧进入,另一侧,撞击在一起,产生大量能量。爱因斯坦说E=MC²。你制造出一个巨大的粒子。它将在极短的时间内衰变。

然后你看到的是所有从中产生的粒子,喷射出来的粒子,然后你在这些相机中成像。它们有点像相机。这个图片,对于训练有素的眼睛,这可能是一个希格斯玻色子在这里产生,然后衰变成两个光子。因此,你实际上可以通过肉眼查看这些图像,并对在非常基础的层面上发生了什么有一个合理的理解。

所以让我们深入探讨一下探测器。它们是不可思议的。我认为它们是有史以来最复杂的探测器系统。这里是卡通图。你有两个质子环。实际上有两个。你不希望它们在中间碰撞。你希望它们在你想要的地方碰撞。它们相隔25纳秒,这就是每秒4000万次。

它们撞击在一起,每次你得到一组撞击,记住每秒4000万次,你会得到大约十亿次相互作用。因此,十亿个质子将相互作用,质子-质子碰撞。

而真正的挑战在于,你有这股喷射出来的粒子,实际上最有趣的事件是非常非常稀有的。你产生一个希格斯玻色子或产生其他不同的东西。因此,你正在寻找那个非常大的数字中的一个。但这只是给你一个感觉。你现在正在筛选这庞大的数据量,试图挑选出那些告诉你一些关于基础科学的信息的部分。这基本上就是这些探测器所做的。

再强调一次,我认为这是一个重要的观点,这只是我之前展示的类似图片。质子进入,它们实际上是通过这些管道进入的,这是束流被限制的地方,在探测器的中心撞击,查看所有粒子出来的能量和方向,这使你能够弄清楚在相互作用中实际发生了什么。

因此,它们就像大型三维相机,每秒拍摄4000万张照片,然后从这4000万张中选择大约1000张,迅速丢弃其余的,然后稍后处理和理解这些数据。这就是探测器。关于希格斯玻色子的一些话,为什么它如此重要。因此,CERN实际上做出了几项诺贝尔奖获奖的发现。我不会详细讨论这些。1980年代的W和Z。

最近的重大发现,这是一个巨大的发现,希格斯玻色子的发现。这不是一个渐进的发现,这是一个巨大的飞跃。它是在2012年被发现的。那么它为什么如此重要?首先,当科学界谈论LHC时,主要的科学动机,虽然不是唯一的动机,是希格斯玻色子。

这不是另一个粒子。你不应该把它视为,哦,又发现了另一个粒子。绝对不是。这是完全不同的东西。因此,现在我可以回到我之前的图片,我说有四种基本粒子,两个夸克,围绕原子核旋转的电子,以及这些奇怪的东西,称为中微子。

我们实际上知道每种基本粒子都有两个副本。我们认为这就是全部。我们不知道为什么。我们不知道为什么会有两个副本。因此,这给你12种物质粒子,所以电子,一个更重的电子版本,以及一个更重的电子版本。我们还有粒子介导力,创造它们之间的力。

现在这是一个非常奇怪的事情。宇宙实际上是一个非常奇怪的地方。就我们所知,这些粒子没有大小。因此,我们是由没有大小的东西构成的。时空中的针孔。如果没有一些魔法,称为希格斯,这整个粒子物理模型只适用于没有质量的粒子。因此,你真的,现有的模型表明,没有质量,粒子就没有大小。这是相当奇怪的。

希格斯是使这一切运作的东西。它是独特的,我们称之为标量场,这实际上并不重要,但它的存在赋予所有其他粒子质量。因此,如果没有希格斯,你的所有电子将是无质量的,它们现在都将以光速消失在宇宙中。因此,这只是给你一个关于希格斯玻色子对真正理解我们宇宙的重要性的感觉。

我试图给出一个非常可疑的类比,我的粒子物理学同事们不喜欢。但我喜欢。因此,你可以将希格斯视为希格斯场,作为真空的一种属性。因此,你走到宇宙的最深处,

希格斯场总是在那里。这是非常非常不寻常的。对于其他粒子来说,情况并非如此。我们给它起了个名字,称为期望值,真空期望值。在某种意义上,希格斯场总是在那里。因此,希格斯场所做的事情,我的宇宙图像,这是我非常可疑的类比。它使真空变得粘稠,使宇宙中的任何东西都变得有些粘稠。

贡献者:马克·汤姆森教授,里卡多·克雷森齐教授,萨拉·夏普尔斯教授 | 本次讲座将探讨粒子物理学和天文学的前沿领域,以及主要研究基础设施在推动我们对宇宙的基本理解方面的关键作用。它将深入探讨如何开创性的科学努力——从理解暗物质到探索早期宇宙——不仅推动了人类知识的边界,还必然催生了技术创新。 讨论还将强调大科学的更广泛社会经济影响,包括技能发展和实际应用。通过促进创新,这些大规模的科学投资为支持它们的国家、地区和社区提供了切实的好处,特别是在全球技术领导权竞争加剧的背景下。</context> <raw_text>0 所以如果你是一粒粒子,想要穿过那个粘稠的场,就会感觉到有很大的惯性。加速非常困难。这是一个经常发生的例子,我不确定这是在哪里。我想说是在格洛斯特郡,但我不确定。但你可以想象自己走在这个粘泥的田野中。走路或爬行都非常困难。在某种意义上,这就是希格斯场如何赋予粒子惯性和质量的方式。

我们有一个技术术语。它产生的东西看起来完全像一个面具,但实际上并不是。

现在我们在大型强子对撞机(LHC)所做的就是,我们实际上是在猛烈地撞击希格斯场。所以当我们碰撞质子时,我们正在撞击那个希格斯场,希格斯场中的涟漪就是我们在LHC上看到的希格斯玻色子。这是一个糟糕的类比。其实并不是糟糕的类比,我喜欢它。那么接下来呢?非常快,首先我们知道关于宇宙的本质有大量的了解。我们在过去的进展是巨大的,让我们回到120年前,几乎完全不理解宇宙是如何结合在一起的,到现在我们可以开始思考从大爆炸到我们今天所处的位置。但仍然存在一些空白。这里有一些空白。我们不知道暗物质是什么。它占据了宇宙的95%。我们不知道希格斯是否与暗物质有关。它能看到暗物质吗?

我们不知道希格斯是否是基本粒子。我们知道宇宙是由物质构成的。所有的反物质去哪了?我们实际上不知道。引力是一种非常非常微弱的力量。今天可能感觉不到,但那是因为有很多粒子,它们都在相互作用。

最后,我谈到了那12种粒子。它们都有不同的质量。我们不知道为什么。我们不知道为什么有12种。我们不知道它们为什么有不同的质量。我们不知道它们的质量是多少,为什么会有这样的质量。因此,至少有三个问题可能与希格斯玻色子有关。

每当我写下我最喜欢的六个问题时,这是六个问题,我在今年早些时候做了一次演讲,写下了十个问题,其中一半与希格斯玻色子有关。所以这些问题真的非常重要。非常简短地,接下来是什么?然后我会谈谈经济视角。接下来,我们知道我们要做什么,我们正在建设我们称之为高亮度LHC的东西。这就像是把LHC保留大部分你在图片中看到的漂亮蓝色磁铁,

但在实验旁边放入一些新的红色和黄色磁铁。这些是当LHC建造时并不存在的全新尖端技术。简单来说,它的作用是使LHC更亮,亮度提高十倍。

所以你可以想象,我们再次获取相同时间段的数据,但我们将获得现在数据的十倍。因此,我们正处于起步阶段。探测器正在变得更好,所以我们正在使我们的相机更强大。

而我们看到的是,我们出色的年轻研究人员现在得到了人工智能工具的帮助,顺便说一下,这不是聊天GPT,这些是允许你从数据中获取更多信息的人工智能技术,这赋予了我们更多的能力。因此,实际上,这是一个巨大的科学机会。它将从2030年运行到2041年。基本上是更多的数据,更好的探测器,新技术。

希望,确实有真正的发现潜力,并且希望能有发现。那是2040年。这些大型基础设施需要一些时间来建设,所以我们现在在思考之后会发生什么,2040年代末会发生什么。我们有一个愿景。这是一个非常令人兴奋的愿景。希格斯玻色子是如此重要,它是如此新颖,完全不同于其他任何东西,我们希望真正研究它,理解它是什么。

我没有强调这一点,它非常奇怪。这是一种非常奇怪的粒子。它与其他任何粒子都没有相似之处。它感觉不太对劲,因此非常有趣。因此,我们计划建造一个新的希格斯工厂机器。这个名字非常富有想象力,未来环形对撞机。希望在某个阶段能有一个更好的名字。

这是一个91公里的环。所以你可以看到大型强子对撞机。未来环形对撞机大约是其三倍大小。同样,跨越法国和瑞士,这次还将穿过日内瓦湖。非常雄心勃勃,非常令人兴奋的科学计划。它是希格斯玻色子,但远不止于此。我们计划在2045年、2048年左右开始运行。

但为了实现这一目标,我们必须在未来几年内对此做出决定。总成本,我认为这与后面的讨论相关,大约是150亿瑞士法郎,具体取决于你包括什么。在15年内,由24个CERN成员国共同承担,其他主要经济体也会贡献。因此,这个数字很大,但它是分摊的,时间跨度很长。而且全球只有一个CERN。也许稍后再回到这一点。

令人难以置信的兴奋。这尚未获得批准。我们去找我们的成员国,询问他们,他们有资金。我们希望在几年内得到积极的决定。好吧,现在我只是想说,我试图给出一些关于我对更广泛影响的看法,这将开启讨论,使真正的专家能够发表他们的观点。

首先,科学。CERN做出了令人难以置信的科学贡献。这是CERN存在的理由。但实际上,个人认为,尽管我是粒子物理学家,但这不仅仅是科学的部分。这里还有一个文化方面。人类发现我们所生活的宇宙。我认为这与每个人都有共鸣,希望能引起共鸣。因此,我认为我们所做的事情具有深刻的文化价值。整个合作、科学外交的过程,无论你想称之为什么,

CERN之所以成为今天的样子,我说它真的很棒,是因为70年来在欧洲深厚的国际合作。各国可以团结在一个共同的积极目标下,这在目前是非常需要的,我会这么说,他们确实做到了。但还有其他直接的经济利益。我将简单提及这些,并给出我个人对这些利益的看法。

首先,我认为这很难量化,这就是为什么我们非常欢迎即将听到的MetaScience项目的研究。虽然很困难,我认为很难引用可靠的投资回报率。如果你投入一英镑,你能得到多少?这并不是我们这样做的原因。我们这样做是为了出色的科学。

技术发展,我将尝试说明这一点,通常很难说,如果没有CERN,我们会失去什么?我们将如何看待其经济影响?而且时间跨度有时非常长。这里有一个很好的例子。这只是一个100年的例子。当爱因斯坦在110年前写下他的广义相对论时,

当时很明显没有实际的好处,非常细微,这与我们无关。这现在支撑着GPS。因此,如果你不理解广义相对论,我们将无法拥有准确的GPS。这就是基础科学需要很长时间才能成熟的地方。

只给出一些数字。这是关于大科学的研究和报告,关于英国和CERN会员资格的好处。仅仅给你一些数字的感觉,这是一个10年的周期,发布了20,000篇论文,现在无论你是否称之为好处,经济利益与否,这都是一个问题。在这些论文中,希格斯玻色子的发现论文是任何学科中被引用最多的论文之一。

培训,给你一些感觉,在那10年期间,大约有1,500名英国科学家和工程师在CERN接受培训。现在,他们中的大多数人并没有留在CERN。大多数人并没有留在粒子物理学领域。他们进入了工业。他们进入了其他研究领域。

有一点我认为我们不能低估,那就是灵感。我认为像粒子物理学和天文学这样的学科是鼓舞人心的。我的意思是它们非常具体。如果我想了解太空中的事物,那就是天文学。如果我想了解宇宙是如何运作的,那就是粒子物理学。我认为这非常……激励了我。但我认为它们确实有能力激励年轻人。不一定是去做粒子物理学,而是进入技术领域。

CERN有一个非常强大的参与计划。来自英国的约500个学校团体每年访问CERN,仅此给你一些感觉。当然,当CERN花钱时,很多钱实际上是花在工业上的。同样,这只是给你一些感觉,这是一个10年的周期。大约有500家英国公司获得了高科技合同,收入约为2亿英镑。

但这里有一个倍增因素,因为这不仅仅是购买某样东西。你在购买某样东西,但它是高科技的,CERN随后会帮助将这项技术转移到公司。并非总是如此,但在许多情况下是这样。因此,再给你几张幻灯片。我认为这是一个个人的观点。因此,我认为大基础科学项目的最大影响之一是推动技术超越当前的艺术状态,以科学驱动的方式。

我认为有时可能会有一种误解,认为科学是逐步发生的,你坐在那里用黑板思考我接下来该做什么。实际上并不是这样。它真正的进展是当你有一个重大的技术能力变化时。这是科学中最大的不同之处。

所以这就是我们在粒子物理学中所做的。我们试图做近乎不可能的事情。我们尽量不去做不可能的事情。这永远不是一个好主意,但尽可能接近以更好地理解宇宙。这需要一种新的能力,精度上的巨大飞跃或类似的东西。然后,正如我之前所说,我们试图开发那项技术。

然后那项技术或能力可能会有更广泛的应用。这是一个创新周期,但非常不同。这主要是由科学需求驱动的。你并不是为了创新而创新。你是在试图回答一些非常非常困难的问题,这将需要一些非常非常聪明的技术。我会跳过那张幻灯片。CERN是万维网的发源地。我们都知道这一点。

我还有两张幻灯片。所以这再次是我认为很难量化好处的地方。这些确实是重大的颠覆性变化。万维网是在CERN诞生的。它的目的是帮助粒子物理学界之间共享信息和数据。因此,这是一个科学驱动的使命。如果没有CERN,它会发生吗?某种形式会发生。

它会以某种形式发展,但可能不会以非常开放的访问形式出现。它可能是完全专有的。因此,我认为在CERN开发万维网的明确好处,以及CERN有着非常强大的开放科学文化,是开放的。

因此,加速器是我们为粒子物理学开发的主要工具。如果没有加速器,我们将无法拥有最先进、最复杂的癌症治疗。这被称为重离子治疗,离子治疗。我们可以生产医疗同位素。这非常非常重要。但再向前迈出一步,底部的这张图片是位于牛津郡的钻石光源。

我们不会有这个。这基本上是在这个环内,这是一个500米的环。那里有一个加速器,它是一个加速器和储存环。那项技术源于粒子物理学中开发的技术。

如果没有钻石光源,我们将无法理解结构生物学的许多内容。这推动了药物发现、先进材料等更多。因此,这就是我所说的深刻的、颠覆性的技术及其长期影响。因此,我说我们拥有这项技术的原因是我们想做基础科学。然后,当然,我认为可以争辩说,如果没有这个使命,我们今天就不会拥有这些大型加速器。

最后,我喜欢这一点。这是我的最后一张幻灯片。我认为这是一个非常好的例子。当Atlas团队开发那个大型探测器时,正在查看硅传感器以构成他们的大型相机的一部分,这是一个非常非常高辐射环境。因此,传统的硅无法存活。它会迅速失效。

因此,这需要设计特殊的抗辐射技术。就像拥有一个抗辐射的手机相机。听起来非常小众。听起来确实非常小众。

但几年后,这项新技术促成了发现。因此,理查德·亨德森因开发一种称为冷冻电子显微镜的技术而获得2017年诺贝尔化学奖。因此,这使你能够对软生物样本进行冷冻,并实际上几乎在运动中观察这些生物分子。

之所以能够实现,是因为我们拥有这种新的抗辐射探测器,这些硅传感器,你可以用高能电子轰击它们,它们会存活下来。这确实意味着这个领域可以以这种方式发展。冷冻电子显微镜正在彻底改变我们对结构生物学的理解。

这是由一种新技术实现的,虽然不是直接的,这并不是我们想要做的,来自粒子物理学。这就是我认为真正的挑战在于量化这种影响,特别是如果这些影响在20、30、40年后才显现出来。我认为这是一个很好的例子。最后的话。希望我给你们提供了一些关于我们在CERN所做工作的感觉。我们正在努力解决深刻的问题。

我想尝试传达的是CERN所做工作的规模。我的意思是,这是大科学,这是大、大、大科学,正如你所看到的,无论是实验还是机器。真的想强调这里的卓越工程。CERN是一个工程实验室,供科学界、物理学家使用,以进行他们的科学研究。深远的长期国际合作,也许我们会触及这一点。

最后,我认为前沿研究的科学之外的好处。我们正在开发技术。我们不断推动边界。我们目前正在寻找的技术是高温超导体,非常非常高场磁铁。我们将需要这些用于我们的下一个对撞机。我们不知道它们将会有什么应用,但我们正在推动这一技术方向。

因此,这项技术可以推动创新、竞争力,并最终希望在高科技领域实现增长。基于这一点,我要感谢你们。掌声

我必须说,我学习了历史、法律和政治科学。我喜欢这些。社会科学,我认为是非常重要的,等等。但不可能不感到奇怪。我参观了斯坦福大学的Slack,内心的小孩就是觉得,这些东西太神奇了。我只是想说这一点。因此,我们有两位评论员来反映你刚刚听到的一些内容。那么我们先从您开始,先生。

谢谢。首先,感谢马克。我是交通部的首席科学顾问,我发现自己处于各种情况中,我坐在这里想,哇,我有机会从CERN负责人那里了解CERN的所有活动。因此,我非常非常感谢您对正在进行的惊人科学的快速介绍。

然后我也坐在这里想,今天我和我们的一位部长聊天,如果我明天碰到他,我说,哦,我参加了一个关于大科学和大型强子对撞机的讲座,我不确定他是否会看到这项工作的相关性,以及我们在交通部和政府各部门内交付的一些关键挑战。

您提出了一些非常好的问题,这些问题在您作为粒子物理学家和CERN领导者的脑海中处于前沿。我想,好的,如果我和我在政府各部门的同事首席科学顾问交谈,我非常非常频繁地这样做,那么他们脑海中最前沿的问题是什么?我想我会读出一些。我们如何提供更清洁、更环保、更安全的交通?我们如何开发清洁能源的新方法?我们如何维护粮食安全?

我们如何改善贫困社区人们的生活?我们如何管理和预防慢性健康状况?我们如何应对和预防刀具犯罪?这些问题似乎与您提出的问题非常不同,马克。但实际上,我认为这样的对话有助于我们在CERN等设施所带来的基础理论发现与我们今天必须解决的实际问题之间建立联系。

让我以最后一个例子来说明,解决和预防刀具犯罪。你们中有多少人经过机场?好吧,当你经过机场时,你必须把你的行李和自己放在探测器上。这些探测器查看你携带的物品,查看你行李中的物品。

这些使用的技术只有通过像CERN这样的倡议才能实现,比如磁共振成像,像通过我们许多科学设施检测不同化合物的技术。

像需要进行非常非常大规模计算的设施,以使我们能够拥有人工智能模型,使我们能够在通过机场安检时检测材料。

我认为首席科学顾问最重要的角色之一实际上是建立一些基础科学与世界各地大学和工业研究实验室之间的联系,以及我们今天必须解决的实际问题。因此,作为首席科学顾问,我还与我的同事合作,向政府提供关于科学的战略和政策建议。

所以今天我们被问到的问题是,为什么我们应该资助大科学?你听到了维持像CERN这样规模的设施所需的惊人预算。实际上,我对它的成本感到惊讶。我以为会更贵。所以...

但我们不能在英国的每个县都有一个CERN。我们如何确保我们拥有合适的设施,不仅是为了现在,也是为了未来我们需要解决的挑战,如果我们要应对清洁能源、更安全的交通、粮食安全等挑战?这很重要。

最重要的事情之一是理解,尽管美丽的图片是物理设施,但实际上物理设施往往作为周围所有活动的磁铁。你提到了人们的重要性。

例如,我们知道,在您提到的哈威尔生态系统中,钻石光源有7,000名创新者,220个组织,他们正在解决从太空、健康、能源到量子技术等各个领域的问题,这将改变我们未来感知和执行计算任务的方式。

参观过这些类型的设施后,你确实会感到兴奋,因为你意识到这些设施所做的事情是将物理科学家、工程师以及社会和经济科学家聚集在一起,思考这些设施所进行的实验结果所引发的一些深刻问题。

但也在思考科学的实际应用和随之而来的发现。因此,对我来说,这些设施最重要的事情是人们。但还有其他事情也会出现。我提到了人们来自的学科。多学科合作在理论上听起来很美好,但在实践中极其困难。

你听说我最近被选为皇家工程院的院士。我的第一个学位是心理学,我是少数几个从基础社会科学转向实际工程的人之一。这是一个非常难以执行的职业,因此思考如何帮助人们拥有真正的多学科团队,我认为是非常重要的。

我认为第三件非常重要的事情是我们如何选择投资的方向。我坐在这里感到敬畏,想,我无法想出CERN的想法。我无法想出那个主意。我们如何确保我们培养出优秀的想法,以便在未来提出这些类型的实验设施?但真正的关键挑战是

我们如何选择下一个?我认为我对您的问题,马克,希望我们稍后能讨论的是,我们除了CERN设施之外,还需要什么来帮助我们做出推动我们解决未来生物工程和粮食安全的发现?

我想我真正想强调的最后一点是,我认为我们有时会忘记公众与科学接触的重要性。实际上,我第一次了解CERN是在一次飞行中,我看到了一部关于大型强子对撞机及其建设的纪录片,真是太棒了。

那是公众与科学接触的一个很好的例子。我确实担心,许多这些设施对周围的社区感觉匿名,但它们在创造就业和在英国各地的经济中扮演着巨大的角色。因此,我认为我们面临的一个挑战是,如何以真正有意义的方式使公众、

决策者、行业能够接触到这些内容。因此,我最后想总结的是,我从这次讨论中得到了什么?我已经知道CERN正在进行出色的科学,但我意识到还有更多发现的潜力。

我认为我们需要思考政府可以做些什么,超越资助设施,因为这些设施是有成本的,并且没有无限的资金来资助这些事情。我们如何确保我们拥有正确的监管,以便当我们通过像CERN这样的地方的出色工作提出发明和发现时,我们能够真正利用它来对我们的经济和社会产生影响?

我们如何确保我们获得关于科学和工程正在做什么的正确证据,这些确实在产生影响?我知道我的同事们现在将为我们提供大量关于科学和发现对英国经济和社会价值的理解的信息。因此,我非常期待接下来的讨论。谢谢。

谢谢你。我的意思是,当你只有坐在你旁边的人的一小部分出版物时,你就需要几张幻灯片。所以我会……所以我将尝试简要讨论马克在他绝对启发性的演讲中提到的内容。

沿着三个方向。我要提出的第一点是关于大科学与创新之间的联系,我们将创新理解为将马克在他的演讲中提到的技术、想法和发现应用于经济的过程。因此,大科学与创新之间的联系,关于我们如何跟踪和衡量大科学的经济影响,最后是关于科学、科学资助的科学。

让我先从一张图表开始。只有几张,我保证,但

我认为这非常有趣,因为它向我们展示了专利的价值。当我们拥有专利时,它是一种保护发明、保护新想法的方式,但我们也将其用作创新的衡量标准。我们有多少新想法适用于经济。在这里,我们通过一种相当复杂的程序来看待专利的经济价值,美元价值。

我们在这里看到的是它们与科学的距离。因此,专利距离科学有多远,距离马克在他的演讲中讨论的科学有多远。在这里我们可以看到,第一,当一个特定的专利,当一个特定的发明,非常接近科学时,意味着该专利直接引用了一篇学术出版物。我们看到,与科学直接相关的专利和发明的价值远高于与之无关的发明。与四度的距离相比。

好的?我们可以看到——所以不要做我们总统作为律师的建议,只是增加更多的引用到出版物中以提高专利的价值。好的?这不是它的运作方式。

如果你测量,比如说,如果你查看实际的专利,想看看它们距离科学有多远,越接近科学,它们的经济价值就越高。这是第一点。从某种意义上说,我们可以衡量科学在多大程度上影响新发现的经济价值,适用于经济的美元价值。

然而,相当有趣的是,如果我们查看私营部门在新科学上的投资程度,我们看到不同公司之间,查看美国公司,我们看到公司随着时间的推移发布的论文越来越少。

因此,似乎对科学的投资有经济回报。然而,如果我们查看私营部门在科学上的投资程度,我们看到他们在这方面的投资越来越少。因此,这是一个额外的重要的风格化事实,因为当我们讨论建造像CERN这样的东西的成本时,我们需要考虑私营部门对这种投资的退缩。

另一个重要的风格化事实是,提出新想法是多么困难。

因此,如果我们查看新想法是如何产生的,我们确实看到新想法越来越多地通过协作过程产生。在这里,我们查看在英国提交的专利,我们看到在1980年代,20%到40%的专利是由单一发明者撰写的。今天,他们几乎在所有科学领域都是如此。

在几乎所有科学领域,拥有多个发明者在同一个想法上工作。这表明我们需要越来越多的人,越来越多的不同能力,跨学科的合作,如果你想要实现新想法。

贡献者:马克·汤姆森教授,里卡多·克雷森齐教授,萨拉·夏普尔斯教授 | 本次讲座将探讨粒子物理学和天文学的前沿领域,以及重大研究基础设施在推动我们对宇宙的基本理解方面的关键作用。它将深入探讨如何从理解暗物质到探索早期宇宙等开创性科学努力,不仅推动人类知识的边界,还必然催生技术创新。 讨论还将强调大科学的更广泛社会经济影响,包括技能发展和实际应用。通过促进创新,这些大规模的科学投资为支持它们的国家、地区和社区提供了切实的好处,特别是在全球技术领导权竞争加剧的背景下。</context> <raw_text>0 所以这就像是研究基础设施的介入。他们带来了科学发现所需的资源、资本和资金。他们带来了人。这就是马克之前提到的,萨拉所强调的。他们带来了科学进步所需的合作。

所以科学越来越需要这些昂贵、复杂的设备、资本,并且需要合作。这些大科学项目就像是提供部分资本、这些想法并将这些人聚集在一起。

这就是为什么马里奥·德拉吉在2024年提出关于欧盟竞争力的大报告时,将大型研究基础设施视为实现欧盟层面协调的重要工具。这些都是非常庞大的努力,需要协调。因此,我们不能在每个县有一个单元,但我们也不能在每个国家有一个单元。

我们确实需要巨大的协调努力和资金,以便能够提供所需的科学,以便为我们的经济提供支持并产生经济价值和竞争力。这就是德拉吉试图缺乏的目标。缺乏协调导致重复。因此,我们还需要达到足够的规模,以便能够与需要提供不同部分的承包商进行谈判。

这些部分形成了马克在他的演讲中讨论的那些令人难以置信的机器。那么我们如何更具体地衡量这些大型研究基础设施的经济影响呢?马克给出了一些例子。我的意思是,你可以有一些重大的发明,比如万维网,或者你有新的治愈癌症的方法,比如质子治疗。

然而,从大型研究基础设施到经济影响的路径是多样的,比如科学生产。我们有环境效益,马克提到的信息和通信技术,培训。

还有文化效益,马克提到的灵感,还有切实的行业效益。在我演讲的剩余三分钟里,我想稍微关注一下这些行业效益。那么,具体来说,行业如何以及在多大程度上可以从大科学项目中受益。

如果我们看看CERN,我们会看到,建设目前存在的加速器涉及大量公司。4200家公司贡献了形成你在马克的图片中看到的机器的部分。它们涉及47个国家。因此,影响...

像CERN目前使用的设备的发展并不限于加速器所在的当地地区。它们在各国和多个地点展开,通过对形成这台大型机器的不同部分、不同设备的需求。我们与坐在那里的加布里埃尔·皮亚佐一起,在我们与CERN合作进行的LSE项目中做的就是

追踪这些影响,试图观察那些提供一些设备的公司,这些设备是专门针对大型研究基础设施的,因此没有其他实际应用,如何在地面上产生影响。

我们能够做到的是衡量这些采购活动所创造的就业机会。当大型研究基础设施需要这些部分时,这些设备是专门用于研究基础设施的,不能用于其他任何地方,因此你可以真正解开生产某些专门用于科学的东西的影响。

你可以追踪这些采购所创造的就业机会。我们可以看到,当然,生产这些设备的公司扩大了他们的就业。因此,直接生产设备的公司有积极的影响。然而,对于每一个由直接供应商创造的工作,

在当地经济中通过与供应商相关的投入-产出联系创造了15个额外的工作。因此,这是一个相当显著的数字,显示出在就业创造方面的可见影响,而这些不一定是科学家或高层职位。这些是与制造进入大型研究基础设施的特定设备相关的工作。

所以总结一下,我们如何能使捕捉这些利益的能力变得越来越明显?

我们需要更多地理解,我们需要追踪,我们需要自己的实验,可以说,去追踪,不是电子,而是影响。我们需要能够追踪资金,以最大化利益,理解什么在实践中有效,以强调和提升这些影响,同时也为了增强这种投资的政治合法性,相对于公共资源的替代用途。

为了做到这一点,我们需要将评估嵌入到项目中。因此,项目本身需要有一个评估组件。我们还需要在项目本身中包含一个实验组件,以便能够尝试和测试不同的可能安排,这些安排可以导致不同类型的影响和结果。

这只是一些反思,关于我们如何在创造一个超越科学的论点来支持对大科学投资的利益时,使这个故事更加清晰和有力。因此,我们以一些基于这些想法的问题结束了对马克的提问。第一个问题是,考虑到当前的地缘政治格局,CERN在多大程度上可以作为

支持大科学和好奇心驱动的研究的资金的倡导者,超越CERN本身,但作为一个乘数,作为一个锚点,为这种在欧盟及其外部的协调投资辩护。

科学界在多大程度上应该,最终,这就是本次会议的目的,不太关心。因此,作为社会科学家,像创新、公共政策等专家,我们确实关心创新,但科学界在多大程度上应该关心大科学的社会经济影响,而不是仅仅被这些投资的学术和科学回报驱动?

最后,从SANS中可以学到哪些国际合作的教训?那么如何使其运作?根据你的观点,是什么魔法,是什么玻色子,可以让不同的创始人团结在一起,实现这些大型科学努力的目标?非常感谢你,马克。我期待你的回答。

所以我想做的,马克,是给你一个机会,如果你想对这些评论说几句话。然后比尔将转向问题。当我们到达观众的问题时,只需举手。有人会给你递麦克风。快速说出你是谁,来自哪里。一个快速的问题,这样我们就可以问很多问题,然后继续。是的,我会保持简短,以给人们机会回答问题。我认为在最后一个问题上,为什么CERN运作良好?

CERN的设立方式是一个战后项目,旨在将欧洲团结在一起。显然,欧洲内部对核科学的凝聚力存在担忧,一些有远见的科学家开始谈论欧洲应该在这个战略重要领域进行合作。

但完全是为了和平。因此,在CERN公约中,它是为了和平的科学,非军事应用,这使得CERN能够作为一个国际条约组织成立。因此,国际条约的建立非常困难,但一旦建立,就会赋予它们很大的稳定性。

我认为这就是其中的一部分,以一种非常明确、非常清晰的方式设立CERN的治理。另一个我认为使CERN运作良好的因素是,当我拜访日内瓦地区的大使时,我认为CERN几乎是他们的最爱。这是国际合作。

这是外交,但这是科学外交,而且是安全的。这是一种以真正积极的精神进行合作的非常好的方式。而我怀疑其他一些领域,外交界所从事的工作,可能要困难得多。所有这一切都是由共同的科学目标、共同的使命驱动的,我认为每个人都认同这一点。我稍后会回到我的评论。

早些时候,这不仅仅是科学的问题,而是我们所做的文化价值,我认为这非常重要。也许还有另一个我想提到的,有很多事情我可以提到,也许我会把它抛给观众。好的,这是具体的,我的麦克风在哪里?所以你们应该在外面,既然我们在这里,就从这里开始。嗨,我打断这个活动是为了告诉你们另一个我们认为你们会喜欢的LSE播客。

LSE IQ询问社会科学家和其他专家回答一个智能问题,比如为什么人们相信阴谋论?或者我们能否负担超级富豪?来看看我们。只需搜索LSE IQ,无论你在哪里获取播客。现在回到活动中。

你好。我是马蒂·马丁娜。我是不平等研究所的博士后研究员。首先,非常感谢你。我真的很喜欢这个演讲。我想问你——我已经暗示过,但让我直接再问一次。所以每项投资也有机会成本。那么我们如何回应那些基本上说你投资于粒子物理学的那一大笔钱

为什么不投资于气候变化、人工智能、公共医疗、贫困?这是个好问题。首先,我认为我们需要更好地直接展示投资于大科学的长期经济影响。实际上,这涉及到你的研究,实际上比我们过去更清晰地阐明了这一点。我们有案例研究,这非常明确,

有证据表明影响非常高,但我们需要真正完善这些论点。关于像CERN这样的地方,我会说,有一个。世界上只有一个。如果我是一个金融投资者,我要考虑投资我的钱,我没有很多钱,但如果我有很多钱,我会投资于一个投资组合。我会在真正高效、高影响力的科学领域进行一些大赌注。

而不是把它看作,我几乎会分散我的投资类型。因此,我的投资组合有这些大赌注,出色的科学可能会在下游产生巨大的影响。这就是我会考虑的方式。我认为这个机会成本的论点几乎是一个危险的论点,因为我认为这可能会把你引导到最低的共同分母。

我确实无法抗拒。如果在二战后有人成功地提出了这个论点,我们将会少得多来解决你所谈论的确切问题。因此,我认为这在某种程度上是自我回答的。

我可以从政府的角度来谈谈这个问题。因为当然,作为首席科学顾问,我们必须绝对就研究与开发投资与学校资金或教育资金等的平衡提供建议。几年前,有一项非常有影响力的工作确定

在研究和开发上花费大约2.5%的国内生产总值是有价值的。现在,这个数字的真正重要之处在于,并非所有资金都来自政府资助。实际上,只有大约三分之一的资金来自政府资助,因为我们知道政府资助可以杠杆化行业投资。现在,关于这个

2.5%的数字有很多思考和讨论,如果你看看行业,一些行业在研发上的支出超过了他们的年度预算。其他行业,如你在分析中所展示的,正在减少他们的支出。

作为首席科学顾问,最有趣的事情之一是我提供建议,而我们生活在一个民主国家,政治家决定,因此参与到这个讨论中绝对是我们需要做的。这很艰难,因为没有足够的资金来做我们想做的所有事情,因此在这方面,提出

从社会的角度来看,今天最重要的问题,但同时也要对未来有长远的看法,这真的非常重要。好的,这很好。

嗨,我的名字是斯蒂芬妮。我想问的问题是,国家元首之间无法合作对SEM的未来有多么生存危机,尤其是在美国和欧洲的问题上。如果一群像特朗普一样的人上台,会发生什么?

我认为你提出了一个没有简单答案的问题。但我再次想回到这个观点,我认为在欧洲各国,CERN被视为非常了不起和珍贵的东西。在十月,我们为CERN庆祝了70岁生日派对。这是一次庆祝活动。我认为大约有10位国家元首出席。

他们都非常积极地支持CERN,来自欧洲多个地区和非常不同的政治背景。因此,我认为再次有一种感觉,这里有一些非常好的东西,对欧洲来说非常好,这有助于人们团结在一起。

当然,未来,美国实际上是CERN的重要贡献者。他们不是直接成员。我乐观地认为我们会找到解决这个问题的方法。再次强调,这是件好事。对欧洲来说,拥有这个世界上唯一的地方是互惠互利的,而美国也能成为其中的一部分。因此,我们将看看这一点如何发展。所以我绝对是个乐观主义者,因为这里有一些特别的东西。

我认为每个人都希望保持这种特别的东西。让我们从网上提问。我们有来自LSE校友Diva Shah的问题。他们说,我们如何让全球南方参与STEM和大科学的社会经济影响?这是个很好的问题。我想去哪里?所以...

我实际上可以给你几个例子,实际上是我担任STFC执行主席时的例子。因此,有一个大型科学项目,我几乎在这个演讲中提到,但我没有,因为我没有时间。那就是平方公里阵列天文台。它就像是无线电天文学的CERN。一个在澳大利亚,一个在南非的两个望远镜阵列。

我们和我认为英国在这方面做得相当不错,试图利用在南非建立的基础设施作为改善撒哈拉以南非洲STEM技能和STEM参与的门户。因此,这并不容易,但你可以这样做。在这些地区拥有这些大型基础设施会产生巨大的差异。我认为这确实是关键。

而且非洲会来,我的意思是科学家确实会来到CERN,但这不会产生重大差异。真正的差异在于在非洲拥有像平方公里阵列这样的东西,这样整个大陆就会有一种归属感。因此,这是个非常好的问题。

有很多愿望希望增加全球南方在基础设施中的参与,这只是一个例子,可以谈论很多,但可能不应该。是的,还要考虑进入CERN的供应链,以及如何进入大型研究基础设施,比如我们研究的供应商地图,我们看到的不仅仅是成员国,还有来自多个国家的公司更广泛的参与。因此,我们可以考虑,这也是一个正在进行的研究领域,理解可以使用什么类型的公共政策来扩大参与,因为这适用于全球南方,但在考虑当前成员的支持时,当前成员希望看到利益超越他们的核心地区,超越

在成员国和欧盟内最具经济活力的地区的常规嫌疑犯。因此,关于如何在国家内部和跨国界传播利益的故事和公共政策是社会科学家可以提供帮助的领域,看看在其他情况下哪些政策有效,以传播这些利益并最大化北方和南方的开发回报。后面的那位,举手的年轻人。

我是弗洛里安·西贝尔,环境经济学和气候变化硕士生,来自瑞士。关于CERN的能源组合的问题,随着能源转型的发生,太阳能和风能是否足够可靠以达到99.99%的电力?

是的,不是99.99999991。我的意思是,CERN最大的电力供应商是法国,来自法国的核电站,因此在这个意义上它不是碳密集型的。还有一个趋势是确保...

长期电力,他们称之为来自西班牙等国的电力购买协议,这将是太阳能。因此,整个环境可持续性、减少未来碳足迹的领域是一个非常热门的话题,这是我们正在努力的一个领域,但这只是给你一个关于当前能源平衡的感觉。

但当然,这个核能的论点并不一定是一个很好的论点,因为实际上你应该查看整个欧洲的电网,而不是挑选你最喜欢的部分。但确实有特别直接获取太阳能的倡议。因此,这是个好问题。

在未来的议程中非常非常重要,我刚才提到的未来项目。这是一个在科学的多个不同方面都在不断出现的话题。显而易见的一个是支撑我们所看到的许多人工智能发现的非常大型计算设施。皇家工程院正在研究这个问题,因为

这是一个真正需要最好理解这种机会与我们可以从这些新科学方法中获得的发现之间平衡的领域,然而它们所产生的能源需求。蓝色衣服的女士在后面。谢谢。嗨,我是瓦尔莎,我是一名健康经济学家。我的问题是关于质子治疗。

因此,英国目前没有一个,依赖于免疫治疗药物,这些药物在医学上并不那么有效且成本高,而质子治疗显然在医学上非常有效。

它主要用于一些最重要的癌症,如脑癌、脊髓癌,我希望问一下是否有任何进展,或者是否有关于在英国创建一个以改善治疗的消息。我们确实,我的意思是它们还没有,我的意思是,英国在采用质子治疗方面相对较慢,因此这基本上是使用质子而不是X射线。

质子的优势在于,X射线基本上会直接穿透你,因此对周围组织造成很多损害。因此,你必须从各种不同的角度轰击肿瘤,并且会造成很多损害。质子会停止,如果你能正确调整能量,它们会在肿瘤中停止,并将大部分能量沉积在肿瘤中。英国现在有两个质子治疗设施。我们仍然可能落后于法国等国。

它们主要用于治疗一些非常难以治疗的癌症,或治疗年轻患者,因为二次损伤特别令人担忧。因此,情况比几年前好得多。但我们仍然可以做得更多。这确实是一种非常有效的顶级治疗。正在进行大量研究,CERN正在支持关于...

不同类型的质子治疗、不同类型的放射治疗、被称为闪光治疗的东西,真的很令人兴奋,似乎如果你基本上真的施加非常高剂量的辐射,癌细胞不喜欢,但正常细胞似乎并没有受到那么大的损害。这是研究,但这是一个非常重要的领域。让我们再在线提一个问题。

来自何塞·安东尼奥·贝尔索的问题,他是另一位地理校友。众所周知,CERN是高科技研究和开发的中心。CERN如何促进日内瓦地区创新集群的形成?其他地区可以从这种情况下学到什么教训?哦,这是个好问题,我可以给你两个视角。

之前作为STFC的执行主席,我们运营哈威尔校园。创新的一个很好的例子。你给出的数字,7000个工作岗位,250家高科技公司,全部在当地地区,很多内向投资。运作得很好。我们知道怎么做。我们知道如何管理它。现在,CERN的挑战是,CERN是一个国际组织。它的存在是为了使支付CERN的成员国受益。

我们可以做类似的事情,在CERN周围创建一个创新集群。这将主要使瑞士和法国受益。因此,它在不同国家之间创造了利益差异。这就是为什么没有追求这种特定类型干预的原因。还有其他方式可以做到,比如欧洲航天局有它的...

商业孵化中心,它的BICs,然后位于不同的国家。出于各种原因,我认为这实际上不适合CERN所做的科学类型,但这是一个非常好的问题,但这是创新的地方,当你在国家层面做时是一个积极的事情,但在国际组织中做时是一个挑战。我们去这里。

嗨,我是德文。我是帝国数学学院的数学和物理学生。因此,这更多地涉及物理方面,但你提到CERN的实验物理如何带来好处。你是否看到这些结果也可能在理论物理方面产生进展,比如希格斯玻色子与超对称理论中的希格斯分支之间的潜在关系?我的意思是,答案...

答案是有点...我认为任何答案都可以工作,其他人将无法回答。我想说的是,你不能没有理论就有实验,也不能没有实验就有理论。因此,进展是手牵手的。有时可能会有一个重大的理论突破,然后推动实验的变化。其他时候,你可能会做出完全意想不到的实验发现,然后改变整个理论范式。因此,我认为很难预测这将如何发展,但这是绝对明确的。我的意思是,CERN有一个理论部门,它有一个实验部门,但理论社区在解释我们拥有的数据方面也是绝对必要的。因此,没有真正高水平的理论输入,你无法解释数据。我们确实看到...

在理论和数学中,越来越多地,随着它变得越来越先进,你开始看到这些数学或理论的领域,某种程度上可以应用于其他学科,其他非常先进的理论学科。这种情况发生得很多,这是一个非常活跃的研究领域。我认为主要的信息是,理论、实验,手牵手,完美和谐,类似于这样的东西。

所以我们去中间的那位女士,然后我会去我绿色夹克的承诺。我们可以同时做两者。嗨,我是万达娜,我是OSCE的健康政策学生。我的问题特别是关于脱欧对CERN工作的影响,以及CERN在保护科学增长和美国动荡的政治机构方面采取了哪些政治保护措施?

哦,这两个问题都很难。因此,CERN是一个国际组织。因此,在某种程度上,它独立于国家边界。它是一个国际组织,所以这是一个好处。但当然,曾在CERN工作或访问的英国科学家或潜在居住在法国的科学家...

发现这变得更加困难。现在,慢慢地,我认为情况正在好转。虽然不是,但也没有帮助,就这样说。第二个问题,我必须说,我总是对这个感到惊讶,在日内瓦有一个庞大的外交社区,那种围绕CERN团结的普遍感觉。即使,我不会给出国家的例子,但在欧洲内,实际上在许多问题上截然相反的国家,在CERN的问题上并不是如此。因此,我认为这是一个真正的好处,它让人们围坐在桌子旁,怀着共同的目标、共同的成功愿望。

希望这能更广泛地渗透。我不确定这是否是一个很好的答案,但这只是给你一个关于地面情况的感觉。我想做的是,因为我们快到结束了,我们将提两个问题。你的,然后把麦克风传给他,然后也许如果你们想做一点总结评论。嗨,这个工作吗?是的。

首先,感谢汤姆森教授,感谢你的演讲,也感谢你的优秀教科书,这帮助我通过了几次考试和论文。因此,我的名字是亚历克西亚,我是一名当前的物理学博士生,我也是一名教授物理工程的中学教师。因此,我在物理教育中花了很长时间,也在教育中教授物理。

当我看到这个演讲时,我想参加的原因之一是,似乎在这些大科学主题(如粒子物理学)中,社会经济影响的意识确实缺乏。在我本科、硕士或博士期间的任何时候——你要来问题了。——但基本上,

你认为我们应该在哪里集中精力,以提高物理教育和教育整体中对这一点的参与?这也是夏普尔斯教授提到的。是的,我倾向于同意你的看法,我的意思是这些领域是我们可以并且应该做得更好的地方。我认为

真正展示更广泛利益、更广泛影响的愿望,现在变得非常明显,实际上与社会科学的接触是一个巨大的好处,因为作为一名粒子物理学家,这并不是我受过的训练。

我认为现在有一个真正的动力,因为我们正在谈论CERN的下一个大项目。我们将被问到这些困难的问题。因此,我认为更广泛的科学界意识到,我们真的必须现在解决这个问题。

我认为这也与第二部分问题有关,即与公众的参与,利用大科学真正激励人们。我们不是在谈论激励18岁的人,而是在谈论激励小学儿童,因为那是管道断裂的地方。

我认为这也是这个下一个大项目的部分理由,我们需要证明它将对吸引人们进入科学和工程学科产生影响,我认为,我们可以做得更好,这绝对是我个人致力于做的事情。我在过去几年中说过,我们只需要锐化我们的论点,并将这些论点传播出去。

并非以科学的方式,粒子物理学家往往会把事情复杂化。他们认识到事情很复杂,但随后又把论点说得相当复杂。我们需要使这些论点更清晰,真正将其提炼到核心。这又回到了多学科讨论。

所以今天我和经济与社会研究委员会(ESRC)谈话,他们资助了一个名为ScienceWise的组织,该组织既开展公众传播活动,也开展所谓的审议性研究,这……

将相当困难的工程和科学概念带入公共领域。我们有时可能会冒着有点儿居高临下和保护科学与工程复杂性的风险。实际上,通过以一种易于理解的方式传达诸如我们今天所看到的复杂概念,我们可以激发公众之间真正重要的讨论。

因此,像ScienceWise这样的专家组织是生态系统中非常重要的组成部分。这些研究中许多有趣之处在于它们不是大型的闪亮设施。因此,确保我们除了资助对科学发现如此重要的那些大型闪亮设施外,还资助公众传播和公众对话方面的专业知识,这非常非常重要。

最后一个问题,然后我会问你们每一个人。我的名字是康斯坦丁,我在伦敦政治经济学院学习欧洲政治经济学。汤普森先生,您认为科学进步可能会放缓吗?我们最终是否会达到几乎没有新发现的程度?那会有什么后果?

关于你的意思,科学进步。我认为我实际上会在许多领域争论说,科学进步也许正在加速,而且它正在加速,因为我们正在给予学科……我以结构生物学为例,我最喜欢的学科。我们正在为结构生物学家提供进行出色生物学研究的工具,因此您现在实际上可以开始设计能够治愈特定疾病的蛋白质。

在基础科学方面,几个月前我做了一个演讲,试图回顾过去一百年来的所有重大发现。我们最近也有一些发现。引力波,巨大的发现,绝对巨大的发现。希格斯玻色子,绝对巨大的发现。

中微子质量,绝对巨大的发现,双关语不好。但频率大约是每十年一次,你会在大型科学、粒子物理学或宇宙学中获得这些真正重大的基础突破。所以让我们……

让我们等等。你不会看到它逐渐减少。你不知道接下来会发生什么,因为我们正在做,我还要争论的是,我们正在做所有正确的实验。我们正在用大型强子对撞机和高光度大型强子对撞机推动能量前沿。我们正在进行非常大的中微子实验。它们非常令人兴奋。寻找暗物质。不知道下一个会在哪里,但这些都是大事。它们不会每年都出现,你知道,并非每年你都能获得这些绝对具有开创性的发现之一。而且我认为这种情况不会减缓。

所以让我们听取最后的评论,然后我会把最后一个机会给你,马克。所以里卡多,你想说吗?是的,我的意思是,我对我们进行的对话感到非常惊讶,这表明社会科学如何真正与硬科学互动并走到一起,并提供一些将科学突破与科学相结合的东西。

社会科学、公共政策以及我们如何才能使这一切以最佳方式为社会服务。所以我只想分享一下我对这有多么有趣的思考,并且我真的很希望这仅仅是与欧洲核子研究组织(CERN)和其他伦敦政治经济学院的研究基础设施持续对话的开始。

感谢您邀请我参加我认为是一次精彩的讨论,以及来自观众的精彩问题。我认为我要带走三件事。首先,我相信资助诸如我们今天听到的那些大型科学设施对于解决全世界社会面临的一些关键问题绝对至关重要。因此,确保我们排练并理解这一论点非常重要。

我认为第二件事是,这些设施确实为国家和合作领导提供了机会,并且它们创造了有才华的社区。我们需要如此多的科学和工程发现来帮助我们解决这些问题,而人们将绝对处于这一问题的核心。

然后是最后一件事,它真的很有趣,真的令人兴奋,而且真的充满活力。我一点也不感到尴尬的一件事是让这件事变得令人兴奋、有趣和充满活力。

再次原谅我的双关语。所以我认为我们实际上不应该回避科学的兴奋、快乐和敬畏,因为实际上通过这种动力,我们最终可以获得马克今天向我们介绍的一些惊人的发现。

老实说,我认为我已经说得够多了。我只是真的想感谢大家。来这里真是太好了。我认为这与我经常进行的讨论不同。非常丰富,非常有趣。所以实际上,我只是想感谢大家的贡献和精彩的问题。对我来说,这是一个美好的夜晚。真的,真的,真的令人愉快和兴奋。好吧,我认为感谢应该反过来,所以代表观众,我认为你们都会加入我的行列。非常感谢。谢谢。

感谢您的收听。您可以在您最喜欢的播客应用程序上订阅伦敦政治经济学院活动播客,并通过留下评论来帮助其他听众发现我们。访问lse.ac.uk/events以了解接下来有什么活动。我们希望您很快能再次加入伦敦政治经济学院的活动。