為什么要建粒子加速器？如果要用一句話來回答，可以這樣說：粒子加速器是人類認識微觀世界的手段。

古人的思考與探索

大千世界是由什么組成的？從古到今，人類不斷思考、探索這個問題。古代哲人只能憑自己看到的、感受到的自然現(xiàn)象去推斷。古希臘哲學家亞里士多德認為大自然中的物體是由土、火、空氣和水四種基本元素組成的。中國古代也有類似的概念，認為萬物由金、木、水、火、土五種基本元素構成。隨著近代科學技術的發(fā)展，人們開始采用各種實驗方法來驗證自己的思維。

古希臘哲學家

亞里士多德

早期的顯微鏡

1609年，意大利科學家伽利略聽說荷蘭有人發(fā)現(xiàn)用相隔一定距離的兩個玻璃透鏡可以放大遠方的物體，他經(jīng)過思考，用風琴管和凸凹透鏡制成了望遠鏡，放大倍率由起初的3提高到33，并在此基礎上制成了望遠鏡和顯微鏡，分別用來觀察天體和微觀物體。這是科學發(fā)展史上的一個重要的里程碑。人們開始了用自己發(fā)明的工具觀察物質(zhì)的宏觀世界和微觀世界。

意大利科學家伽利略

人們通過顯微鏡能觀察到最小物體的尺寸受到所用光線波長的限制，因此使用可見光的普通光學顯微鏡最小只能觀察到細菌或大的病毒（尺度為0.4微米）。為了突破這個限制，需要用更短波長的波束去照射被探測的物體。

原子結(jié)構示意圖

19世紀末，由于化學科學的進步，人們已經(jīng)認識到物質(zhì)是由分子組成的，而分子是由原子（尺度為10^-8厘米）組成的。自1911年英國物理學家盧瑟福根據(jù)放射性同位素產(chǎn)生的α粒子對金箔的散射實驗結(jié)果提出了原子結(jié)構模型后，人類對微觀物質(zhì)的研究便進入了核物理時代。按照這個模型，原子是由原子核（尺度為10^-13厘米）和圍繞原子核在一定軌道上旋轉(zhuǎn)的電子組成的。

英國物理學家盧瑟福