能量越高，探测的距离越小

为什么物理学家要不断建造更大、更强的机器？为什么不直接用一台非常好的光学显微镜？答案是量子物理的一条深刻事实：要看清小东西，你必须用波长短的探针去看，而让粒子拥有短波长的唯一办法，就是给它高能量。光的波长相对较长，根本无法分辨接近原子核大小的东西，更不用说核内的粒子了。

每个粒子都有一个与其动量相关的波长——运动越快、能量越高，波长就越短。这正是德布罗意的思想：高能粒子就像一支尖端极细的探针。低能粒子则是一件钝工具，会把小细节抹平，就像海浪绕过一颗鹅卵石时几乎察觉不到它。把能量调高，波长缩短，你就能突然分辨出小上千倍、百万倍的结构。粗略地说，要探测小十倍的距离，大约需要十倍的能量。

还有第二个同样重要的结果。根据质能等价，对撞的能量可以转化为新粒子的质量，因此更高能量的机器能造出低能机器根本够不着的更重的粒子。希格斯、顶夸克以及 W 和 Z 玻色子都很重，所以它们需要高能机器。这一条原理——更多能量同时换来更精细的分辨率和更重的新粒子——就是粒子加速器存在的全部理由，也是它们不断变大的全部理由。