污水处理厂成本的构成及控制措施
近年来，随着国家对环保的重视，人们环保意识的增强，我国污水处理事业蓬勃发展。发展速度在世界发展史上也是位于前列的，污水处理工艺也由单一的传统活性污泥法演变为多种工艺或者多种工艺的组合。
不同的处理工艺会产生不同的运行效果，运行成本也会有差别。大型污水处理厂多采用传统活性污泥法及其变形工艺，而小型污水处理厂采用氧化沟工艺的居多。氧化沟工艺基建费用要低于传统活性污泥法，但其运营成本要比后者高。规模越小的污水处理厂采用氧化沟工艺的优越性越明显。
城市污水处理厂是能耗大户，本文通过对其各项费用的描述及分析，说明了节能降耗对污水处理厂的重要意义，并给出了详细的费用控制措施。
1、污水处理厂成本构成
1、直接费用
a、能源费用：包括电费、水费，其中电费为主要费用，约占总费用的40~50%。
b、材料费用：包括絮凝剂费、化验费、低值易耗品等。
c、直接人工及福利费：所有生产人员的工资及福利费。
2、制造费用
包括维修费、原材料费、备品备件费等
3、期间费用
管理部门为组织和管理生产而发生的各种费用，包括行政管理、部门各种管理费用、财务费用、设备折旧费及其他间接费用。
4、污水处理成本组成分析
1.生产成本中电耗、药剂消耗是生产过程中必须发生的费用，且所占比例较大，必须在生产过程中严格控制，才能有效降低成本。
2.生产成本中人员工资及福利是提高员工积极性，增强企业活力及凝聚力，进一步搞好节能降耗的动力，也是企业及社会发展水平的标志。在正常生产运行情况下，其所占比例越高，说明企业发展越好。
3.制造成本在企业可持续发展的基础上，应尽量减少维修、大修和固定资产投入等，使企业利润最大化。
4.管理费是企业运行成本的组成部分，应加以控制，尽量减少不必要的支出，降低成本。
2、污水处理厂成本计算
1.电费成本：污水处理企业耗能最多的设备包括各种类型的水泵、供氧设备如鼓风机以及污泥浓缩脱水设备等、进行污水处理单耗计算，一方面可根据设备使用台数及功率进行分析，另一方面结合本企业往年污水处理单耗统计分析，同时参照地方相关标准，制定适合本企业的合理的污水处理单耗。如江苏省城镇污水处理厂运行管理考核标准中对污水处理单耗有明确考核要求，对一级A标准污水处理单耗考核分为四个级别，≤0.34度/立方米, 0.34度/立方米-0.37度/立方米, 0.37度/立方米-0.42度/立方米以及≥0.42度/立方米，一级B标准按一级A标准单耗的70%进行考核，低于一级B标准的按一级A标准单耗的50%进行考核。因此二级污水处理企业正常电耗指标在：0.17~0.42千瓦时/立方污水此范围内，据目前电价0.852元/千瓦时(以南京为例),那么可计算电源消耗成本为：0.145~0.358元/立方污水。
2.药剂成本：污水处理厂的药剂大部分为污泥脱水机使用的聚丙烯酰胺的或污泥板框压滤机脱水用的三氯化铁及氧化钙。据统计，污水处理企业污泥产量为每处理10000吨污水产生1吨~1.2吨干污泥。不同的污泥处理设备药剂成本如下：
1)污泥脱水机使用药剂为阳离子聚丙烯酰胺，每吨干污泥中含聚丙烯酰胺0.6%，价格为25000~35000元/吨，按30000元/吨计算，则絮凝剂的投加成本为0.018~0.0216元/立方污水;
2)板框压滤机使用的三氯化铁投用量按绝干泥的10%投加，单价按市场价750元/吨计算(三氯化铁含量为40%)，则三氯化铁的投加成本为0.0075~0.009元/立方污水。板框压滤机使用的氧化钙投用量按绝干泥的30%，氧化钙单价为450元/吨(纯度70～80%，粒状规格为90～100目)。则氧化钙的投加成本为0.0135~0.0162元/立方污水。因此板框压滤机污泥脱水使用药剂成本为0.021~0.0252元/立方污水
3.设施设备大修成本：主要指用于污水处理厂设施设备等固定资产大修理的专用基金。根据已建，在建污水处理厂的每吨水造价投资一般为1500-2000元 ，按常规的固定资产形成率85%计算，结合以往实际大修使用费并参照相关资料，每年大修成本按固定资产的1.7%~2.0%提取，则污水处理企业的固定资产修理成本为0.0594~0.0931元/立方污水。
4.设施设备维护成本：主要用于固定资产的备品备件、低值易耗和固定资产的经常维护修理费，包括如自控系统的维护、计量仪器强检、电器设备预防性试验以及一些日常维修所用的材料费等。根据已建，在建污水处理厂的每吨水造价投资一般为1500-2000元 ，按常规的固定资产形成率85%计算，结合以往实际大修使用费并参照相关资料，每年设施设备维护成本按固定资产的0.5%~1.0%提取，则污水处理企业的维护成本为0.0174~0.0466元/立方污水。
5.消毒成本：指用于污水处理厂处理出水消毒，目前有多种消毒方式，如紫外灯管杀菌消毒，单过硫酸氢钾消毒粉消毒等，本文以单过硫酸氢钾消毒剂为例介绍，根据单过硫酸氢钾消毒剂的使用方法，每吨污水需添加0.4—0.5克的消毒粉方能满足工艺的要求，消毒粉每吨的价格约为11.5万元，则消毒成本为0.046~0.0575元/立方污水。
6.污泥处置成本：目前，全国污泥处置方法主要有填埋、堆肥、干化、焚烧、制作建材等多种方式，污泥处置方式不同成本差异较大，据有关资料统计污泥处置成本约在300-1000元/吨，根据污水处理企业污泥产量为每处理10000吨污水产生1吨~1.2吨干污泥，污泥处置成本为0.03-0.12元/立方污水。
7.人员工资福利成本：根据江苏省城镇污水处理厂运行管理考核标准，二级处理的城市污水处理企业的劳动定员指标一般在2.5~30人/(万m3/d)计，不同的规模指标有差异，规模越大，指标越小，规模越小，指标越大。人员工资根据地方的职工平均工资，如南京统计局公布的2011年职工平均工资水平为54713元/年/人，则可计算人员工资成本为0.037~0.449元/立方污水。
8.企业管理成本：污水处理企业为组织、管理企业而发生的办公和服务费用。按人员工资成本的10%计算，则可计算管理费成本为0.0037~0.0449元/立方污水。
9.其他成本，包括污水处理企业用于冲冼各类构筑物、池面、污泥处理设备水资源消耗、污水、污泥的试验检验费、绿化费等，成本约为0.010~0.015元/立方污水。
根据以上成本可以计算出二级污水处理企业的污水处理成本基本在0.3665~1.2093元/立方污水范围变化，变化幅度较大，主要由于污水处理企业的污水处理规模、处理工艺、消毒方式等不同造成。
以上污水处理各项成本均按照一定电单价、药剂单价、消毒剂单价以及人员工资进行计算，而这些单价随物价水平不断变动，因此污水处理厂有必要建立相应调整机制，根据笔者工作，认为可将上述成本分为可变成本与不变成本，并计算出相应比例，在上述单价变化一定范围时进行调整。如建立调价公式Pn=P0*K(K为调价系数。)
K=a1*(b2/b0)+a2*(c2/c0)+a3(d2/d0)+……+an
其中，a1、a2、a3等为可变成本的比例，an为不可变成本比例，b2 、c2、 d2等分别为相关单价的变动后价格，b0、 c0、 d0等分别为相关单价原计算价格。根据以上调价公式可随在一定周期内根据相应单价变化调整污水处理成本。
3、污水处理厂的成本控制
费用控制，是一项内容繁杂的工作，涉及到单位每一位职工。关键是要树立一种节俭观念，其次要有严格的制度及行之有效的措施。污水处理是公益事业，其本身不产生任何经济效益（除非有中水回用、污泥利用项目，但绝大部分厂都没有），纯粹是社会环境效益，而且耗费高，所以做好成本控制是保持污水处理厂良性运行、长足发展的关键。在日常运行管理中，笔者认为主要应做好以下几点。
3.1电耗控制
目前，污水处理厂的电耗已达到70多亿Kw.h/a，且呈增加的趋势，做好电耗控制是重中之重，而潜水泵和鼓风机是其中的控制重点。
a、一个10万吨的污水处理厂，使用的潜水泵都在10台以上，所以做好泵类的控制对节能降耗意义重大。潜水泵要采用软启动开启，可有效降低启动时过大的电流所消耗的电力。另外，潜水泵要高液位开启，可降低潜水泵的扬程，节省能源。
b、使用变频可调鼓风机。鼓风机的消耗可以说占整个电耗的40%~62%左右，因此在鼓风曝气上节能至关重要。污水处理厂的进水水质时刻都在改变，水质差时需要较多的溶解氧，而水质好时则不需要过高的溶解氧值，如果溶解氧值一直保持不变（即鼓风机开启量不变），则白白浪费了能源，而且长时间过高的溶解氧甚至会引起活性污泥解体，影响出水效果。使用变频调节的污水处理厂，可以根据曝气池在线溶氧仪设定值而自动调节风机的开启度，避免不必要的浪费。除此之外，采用分段进水的污水处理厂，也可以在停止进水过程中，停止曝气或微弱曝气，因为曝气停止12小时对微生物不会造成大的冲击。
c、采用分段电价的污水处理厂，可采用分时段（如谷、峰、尖、平时段）进水，避开用电高峰期，可有效降低电费。
d、部分设备如粗格栅、细格栅、吸砂机、初沉池刮泥机等，连续运行对生产意义不大，却能缩短设备的使用寿命，增加电耗及故障率，所以这类设备可采用间歇运行模式。如粗、细格栅可采用栅前、栅后液位差控制开停；刮泥机可根据初沉污泥浓度开启，如当沉淀污泥浓度达到5%时开启阀门；其他设备可定时开启等。
3.2药剂控制：要尽可能降低药剂的消耗
城市污水处理厂产生的污泥，尤其是活性污泥脱水性能一般都较差，通常都需要先对污泥进行预处理（即调质），改善其脱水性能。调质常用有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺（俗称PAM），在满足脱水泥饼含水率要求的前提下，尽量减少投药量。投药量与污泥性质、环境因素及脱水设备的种类有关。实际运行中，要综合以上因素，找到既满足要求又降低加药费用的最佳投药量。一般来说，要保持污泥性质新鲜，污泥越新鲜，处理效果越好，耗药越少；控制源头水质，连续高负荷进水时，耗药量会增加，工业废水含量高时，不但药量增加，而且处理难度增加；控制进泥浓度，进泥浓度在1.9~2.5%时，最好，过低过高都不利于处理；控制混合污泥中剩余污泥与初沉污泥的比例，该比例越低越好，但实际中很难做到，因为往往是剩余污泥多……操作人员在实际工作中要不断摸索规律，积累经验，避开不利因素，降低药剂消耗。
3.3、控制维修费用
污水处理厂运行一定年限后，设备维修就显得格外频繁，尤其是进口设备，其昂贵的维修费用对提高运行成本功不可没。要降低维修费用，应从以下几方面着手：
a、对设备加强巡视，做到故障早发现、早维修，从而避免更大的损失。
b、做好设备的日常维护与保养，尽量减少设备的故障率，延长设备的使用寿命。
c、控制大修及改造费用。对大修及改造费用的可行性、技术含量的完整性、维修质量的可靠性、经济价值的可比性等方面进行综合评价，确定施工方案，并施行标准及质量控制和严格的验收、造价审定，降低费用。
e、维修实行维修工单传递制度。设备出现故障后，值班人员要填写详细的维修工单，由技术人员确定维修各种事项，并与有关部门进行预算，确定实施方案，监督维修过程，对维修结果进行验收签字，既提高维修效率又能降低维修费用。
f、维修统计分析。对维修计划与实施的情况进行综合分析，并对维修效果与费用进行综合比较，确定以后维修工作应注意的事项，从而减少维修费用。
3.4、降低材料成本
降低材料成本可以采用比价采购方法，采购部门向供应商作实地考察或要求其报出供应价格，对比价格后采购部门确定符合采购条件的供应商若干家。通过这种方式，供应商有稳定的销售量，而企业可获得较低的采购价格；企业有稳定的供应渠道和货源，有利于缩短采购周期和节省采购工作量，降低库存，减少资金占用，降低资金占用成本。
3.5、控制人工成本
为了发挥工资制度应有的奖励与约束作用，企业应当制定比较科学的工资奖金体系，以效率优先、兼顾公平的原则，在工资奖金分配上更注重对企业的贡献方面，建立健全科学的工作业绩评价制度，使职工的收入与企业的贡献相配比，充分调动职工的积极性；建立科学的评价制度，也能使职工更能客观的认识自己的能力，有利于平稳心态，将更多的精力投入到工作中去，提高工作效益，可有效的节省人工成本。
3.6、控制管理及其他费用
该项费用在成本中虽然所占的比例不大，但有效的节约却能对降低成本起到潜移默化的作用，提高费用控制的有效性。
近年来，随着国家对环保的重视，人们环保意识的增强，我国污水处理事业蓬勃发展。发展速度在世界发展史上也是位于前列的，污水处理工艺也由单一的传统活性污泥法演变为多种工艺或者多种工艺的组合。
不同的处理工艺会产生不同的运行效果，运行成本也会有差别。大型污水处理厂多采用传统活性污泥法及其变形工艺，而小型污水处理厂采用氧化沟工艺的居多。氧化沟工艺基建费用要低于传统活性污泥法，但其运营成本要比后者高。规模越小的污水处理厂采用氧化沟工艺的优越性越明显。
城市污水处理厂是能耗大户，本文通过对其各项费用的描述及分析，说明了节能降耗对污水处理厂的重要意义，并给出了详细的费用控制措施。
1、污水处理厂成本构成
1、直接费用
a、能源费用：包括电费、水费，其中电费为主要费用，约占总费用的40~50%。
b、材料费用：包括絮凝剂费、化验费、低值易耗品等。
c、直接人工及福利费：所有生产人员的工资及福利费。
2、制造费用
包括维修费、原材料费、备品备件费等
3、期间费用
管理部门为组织和管理生产而发生的各种费用，包括行政管理、部门各种管理费用、财务费用、设备折旧费及其他间接费用。
4、污水处理成本组成分析
1.生产成本中电耗、药剂消耗是生产过程中必须发生的费用，且所占比例较大，必须在生产过程中严格控制，才能有效降低成本。
2.生产成本中人员工资及福利是提高员工积极性，增强企业活力及凝聚力，进一步搞好节能降耗的动力，也是企业及社会发展水平的标志。在正常生产运行情况下，其所占比例越高，说明企业发展越好。
3.制造成本在企业可持续发展的基础上，应尽量减少维修、大修和固定资产投入等，使企业利润最大化。
4.管理费是企业运行成本的组成部分，应加以控制，尽量减少不必要的支出，降低成本。
2、污水处理厂成本计算
1.电费成本：污水处理企业耗能最多的设备包括各种类型的水泵、供氧设备如鼓风机以及污泥浓缩脱水设备等、进行污水处理单耗计算，一方面可根据设备使用台数及功率进行分析，另一方面结合本企业往年污水处理单耗统计分析，同时参照地方相关标准，制定适合本企业的合理的污水处理单耗。如江苏省城镇污水处理厂运行管理考核标准中对污水处理单耗有明确考核要求，对一级A标准污水处理单耗考核分为四个级别，≤0.34度/立方米, 0.34度/立方米-0.37度/立方米, 0.37度/立方米-0.42度/立方米以及≥0.42度/立方米，一级B标准按一级A标准单耗的70%进行考核，低于一级B标准的按一级A标准单耗的50%进行考核。因此二级污水处理企业正常电耗指标在：0.17~0.42千瓦时/立方污水此范围内，据目前电价0.852元/千瓦时(以南京为例),那么可计算电源消耗成本为：0.145~0.358元/立方污水。
2.药剂成本：污水处理厂的药剂大部分为污泥脱水机使用的聚丙烯酰胺的或污泥板框压滤机脱水用的三氯化铁及氧化钙。据统计，污水处理企业污泥产量为每处理10000吨污水产生1吨~1.2吨干污泥。不同的污泥处理设备药剂成本如下：
1)污泥脱水机使用药剂为阳离子聚丙烯酰胺，每吨干污泥中含聚丙烯酰胺0.6%，价格为25000~35000元/吨，按30000元/吨计算，则絮凝剂的投加成本为0.018~0.0216元/立方污水;
2)板框压滤机使用的三氯化铁投用量按绝干泥的10%投加，单价按市场价750元/吨计算(三氯化铁含量为40%)，则三氯化铁的投加成本为0.0075~0.009元/立方污水。板框压滤机使用的氧化钙投用量按绝干泥的30%，氧化钙单价为450元/吨(纯度70～80%，粒状规格为90～100目)。则氧化钙的投加成本为0.0135~0.0162元/立方污水。因此板框压滤机污泥脱水使用药剂成本为0.021~0.0252元/立方污水
3.设施设备大修成本：主要指用于污水处理厂设施设备等固定资产大修理的专用基金。根据已建，在建污水处理厂的每吨水造价投资一般为1500-2000元 ，按常规的固定资产形成率85%计算，结合以往实际大修使用费并参照相关资料，每年大修成本按固定资产的1.7%~2.0%提取，则污水处理企业的固定资产修理成本为0.0594~0.0931元/立方污水。
4.设施设备维护成本：主要用于固定资产的备品备件、低值易耗和固定资产的经常维护修理费，包括如自控系统的维护、计量仪器强检、电器设备预防性试验以及一些日常维修所用的材料费等。根据已建，在建污水处理厂的每吨水造价投资一般为1500-2000元 ，按常规的固定资产形成率85%计算，结合以往实际大修使用费并参照相关资料，每年设施设备维护成本按固定资产的0.5%~1.0%提取，则污水处理企业的维护成本为0.0174~0.0466元/立方污水。
5.消毒成本：指用于污水处理厂处理出水消毒，目前有多种消毒方式，如紫外灯管杀菌消毒，单过硫酸氢钾消毒粉消毒等，本文以单过硫酸氢钾消毒剂为例介绍，根据单过硫酸氢钾消毒剂的使用方法，每吨污水需添加0.4—0.5克的消毒粉方能满足工艺的要求，消毒粉每吨的价格约为11.5万元，则消毒成本为0.046~0.0575元/立方污水。
6.污泥处置成本：目前，全国污泥处置方法主要有填埋、堆肥、干化、焚烧、制作建材等多种方式，污泥处置方式不同成本差异较大，据有关资料统计污泥处置成本约在300-1000元/吨，根据污水处理企业污泥产量为每处理10000吨污水产生1吨~1.2吨干污泥，污泥处置成本为0.03-0.12元/立方污水。
7.人员工资福利成本：根据江苏省城镇污水处理厂运行管理考核标准，二级处理的城市污水处理企业的劳动定员指标一般在2.5~30人/(万m3/d)计，不同的规模指标有差异，规模越大，指标越小，规模越小，指标越大。人员工资根据地方的职工平均工资，如南京统计局公布的2011年职工平均工资水平为54713元/年/人，则可计算人员工资成本为0.037~0.449元/立方污水。
8.企业管理成本：污水处理企业为组织、管理企业而发生的办公和服务费用。按人员工资成本的10%计算，则可计算管理费成本为0.0037~0.0449元/立方污水。
9.其他成本，包括污水处理企业用于冲冼各类构筑物、池面、污泥处理设备水资源消耗、污水、污泥的试验检验费、绿化费等，成本约为0.010~0.015元/立方污水。
根据以上成本可以计算出二级污水处理企业的污水处理成本基本在0.3665~1.2093元/立方污水范围变化，变化幅度较大，主要由于污水处理企业的污水处理规模、处理工艺、消毒方式等不同造成。
以上污水处理各项成本均按照一定电单价、药剂单价、消毒剂单价以及人员工资进行计算，而这些单价随物价水平不断变动，因此污水处理厂有必要建立相应调整机制，根据笔者工作，认为可将上述成本分为可变成本与不变成本，并计算出相应比例，在上述单价变化一定范围时进行调整。如建立调价公式Pn=P0*K(K为调价系数。)
K=a1*(b2/b0)+a2*(c2/c0)+a3(d2/d0)+……+an
其中，a1、a2、a3等为可变成本的比例，an为不可变成本比例，b2 、c2、 d2等分别为相关单价的变动后价格，b0、 c0、 d0等分别为相关单价原计算价格。根据以上调价公式可随在一定周期内根据相应单价变化调整污水处理成本。
3、污水处理厂的成本控制
费用控制，是一项内容繁杂的工作，涉及到单位每一位职工。关键是要树立一种节俭观念，其次要有严格的制度及行之有效的措施。污水处理是公益事业，其本身不产生任何经济效益（除非有中水回用、污泥利用项目，但绝大部分厂都没有），纯粹是社会环境效益，而且耗费高，所以做好成本控制是保持污水处理厂良性运行、长足发展的关键。在日常运行管理中，笔者认为主要应做好以下几点。
3.1电耗控制
目前，污水处理厂的电耗已达到70多亿Kw.h/a，且呈增加的趋势，做好电耗控制是重中之重，而潜水泵和鼓风机是其中的控制重点。
a、一个10万吨的污水处理厂，使用的潜水泵都在10台以上，所以做好泵类的控制对节能降耗意义重大。潜水泵要采用软启动开启，可有效降低启动时过大的电流所消耗的电力。另外，潜水泵要高液位开启，可降低潜水泵的扬程，节省能源。
b、使用变频可调鼓风机。鼓风机的消耗可以说占整个电耗的40%~62%左右，因此在鼓风曝气上节能至关重要。污水处理厂的进水水质时刻都在改变，水质差时需要较多的溶解氧，而水质好时则不需要过高的溶解氧值，如果溶解氧值一直保持不变（即鼓风机开启量不变），则白白浪费了能源，而且长时间过高的溶解氧甚至会引起活性污泥解体，影响出水效果。使用变频调节的污水处理厂，可以根据曝气池在线溶氧仪设定值而自动调节风机的开启度，避免不必要的浪费。除此之外，采用分段进水的污水处理厂，也可以在停止进水过程中，停止曝气或微弱曝气，因为曝气停止12小时对微生物不会造成大的冲击。
c、采用分段电价的污水处理厂，可采用分时段（如谷、峰、尖、平时段）进水，避开用电高峰期，可有效降低电费。
d、部分设备如粗格栅、细格栅、吸砂机、初沉池刮泥机等，连续运行对生产意义不大，却能缩短设备的使用寿命，增加电耗及故障率，所以这类设备可采用间歇运行模式。如粗、细格栅可采用栅前、栅后液位差控制开停；刮泥机可根据初沉污泥浓度开启，如当沉淀污泥浓度达到5%时开启阀门；其他设备可定时开启等。
3.2药剂控制：要尽可能降低药剂的消耗
城市污水处理厂产生的污泥，尤其是活性污泥脱水性能一般都较差，通常都需要先对污泥进行预处理（即调质），改善其脱水性能。调质常用有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺（俗称PAM），在满足脱水泥饼含水率要求的前提下，尽量减少投药量。投药量与污泥性质、环境因素及脱水设备的种类有关。实际运行中，要综合以上因素，找到既满足要求又降低加药费用的最佳投药量。一般来说，要保持污泥性质新鲜，污泥越新鲜，处理效果越好，耗药越少；控制源头水质，连续高负荷进水时，耗药量会增加，工业废水含量高时，不但药量增加，而且处理难度增加；控制进泥浓度，进泥浓度在1.9~2.5%时，最好，过低过高都不利于处理；控制混合污泥中剩余污泥与初沉污泥的比例，该比例越低越好，但实际中很难做到，因为往往是剩余污泥多……操作人员在实际工作中要不断摸索规律，积累经验，避开不利因素，降低药剂消耗。
3.3、控制维修费用
污水处理厂运行一定年限后，设备维修就显得格外频繁，尤其是进口设备，其昂贵的维修费用对提高运行成本功不可没。要降低维修费用，应从以下几方面着手：
a、对设备加强巡视，做到故障早发现、早维修，从而避免更大的损失。
b、做好设备的日常维护与保养，尽量减少设备的故障率，延长设备的使用寿命。
c、控制大修及改造费用。对大修及改造费用的可行性、技术含量的完整性、维修质量的可靠性、经济价值的可比性等方面进行综合评价，确定施工方案，并施行标准及质量控制和严格的验收、造价审定，降低费用。
e、维修实行维修工单传递制度。设备出现故障后，值班人员要填写详细的维修工单，由技术人员确定维修各种事项，并与有关部门进行预算，确定实施方案，监督维修过程，对维修结果进行验收签字，既提高维修效率又能降低维修费用。
f、维修统计分析。对维修计划与实施的情况进行综合分析，并对维修效果与费用进行综合比较，确定以后维修工作应注意的事项，从而减少维修费用。
3.4、降低材料成本
降低材料成本可以采用比价采购方法，采购部门向供应商作实地考察或要求其报出供应价格，对比价格后采购部门确定符合采购条件的供应商若干家。通过这种方式，供应商有稳定的销售量，而企业可获得较低的采购价格；企业有稳定的供应渠道和货源，有利于缩短采购周期和节省采购工作量，降低库存，减少资金占用，降低资金占用成本。
3.5、控制人工成本
为了发挥工资制度应有的奖励与约束作用，企业应当制定比较科学的工资奖金体系，以效率优先、兼顾公平的原则，在工资奖金分配上更注重对企业的贡献方面，建立健全科学的工作业绩评价制度，使职工的收入与企业的贡献相配比，充分调动职工的积极性；建立科学的评价制度，也能使职工更能客观的认识自己的能力，有利于平稳心态，将更多的精力投入到工作中去，提高工作效益，可有效的节省人工成本。
3.6、控制管理及其他费用
该项费用在成本中虽然所占的比例不大，但有效的节约却能对降低成本起到潜移默化的作用，提高费用控制的有效性。
#5g赋能黑龙江数字经济# 【大咖云集，亮点纷呈！看5G技术如何助力国际传播】
9日，2022世界5G大会的先导分论坛之一——5G与媒体论坛在哈尔滨华旗饭店召开，论坛由科技日报社、中国外文出版发行事业局共同主办，黑龙江日报报业集团协办。光明日报、经济日报、中国日报、新华网、人民网、黑龙江日报等媒体人齐聚一堂，围绕“5G助力国际传播能力提升”主题，从全球化视角共同探讨5G技术与国际传播的深度融合发展。
我们一起来听听大咖们怎么说吧：
中国科技体制改革研究会理事长张景安：建好“一带一路”朋友圈 让对外传播插上5G翅膀
5G技术已经广泛渗透到传媒的各个方面，微视频、云传播、实时传播、全球新闻国际化取得了难以预料的发展。5G创新传播已经成为当今国际传播的新生态和大趋势，各行各业都要进行数字化转型，数字的资源越用越有价值。我们秉承“一带一路”人类命运共同体的思想，创新全球化，建好“一带一路”朋友圈，携手克服疫情，共创未来。新时代，我们要让对外传播插上5G翅膀，在国际传播中展翅翱翔，并关注人类面临的共同问题，发出中国声音。
黑龙江省科技厅厅长张长斌：请媒体朋友积极宣传龙江科技创新优势亮点
龙江科技工作离不开媒体的高效传播和鼎力支持，此次论坛将为龙江科技创新带来新的机遇。当前，我省正在大力推进数字经济、生物经济等四大新引擎产业发展。科技部门将通过实施《黑龙江省数字经济科技攻关三年行动计划（2022-2024）》，支持数字经济攻关和场景应用示范，促进5G规模化发展和技术迭代升级，加快推动数字产业化和产业数字化。我们坚信在5G领域合作共赢，空间广阔、前景可期。在此，真诚欢迎媒体界的各位朋友来龙江调研指导，帮助引进先进技术，推动更多的科技成果在龙江落地转化，也请各位媒体界的朋友关注支持龙江科技创新，积极宣传龙江科技创新的优势和亮点。
光明日报社副总编辑赵建国：国际传播内容产品生产链已经智能化
5G连接万物，AI使万物智能。当前，人工智能已经被广泛应用于国际传播，写稿机器人、聊天机器人、媒体大脑、虚拟主播的广泛运用催生了国际传播内容产品生产链的智能化。5G时代的国际传播，需要加强多方面的合作。加强与友好国家，特别是“一带一路”沿线国家主流媒体合作。讲好中国故事，塑造可敬可爱可信的中国形象；加强与智库合作，加强多方面的合作。探索对外话语创新，通过科学有效、富有特色的话语体系解读中国方案、传递中国智慧；加强与优势技术企业，如光明网与中国电信、5G超高清采集服务、5G云编辑等合作。
经济日报社副总编辑张曙红：新技术是媒体变革的动力源泉
近年来，高清视频、云计算、区块链、人工智能、大数据、5G等新技术不断涌现，为传媒业提供了丰富的传播手段，开辟了广阔的发展空间。对于传统媒体来说，不日新者必日退。唯有跟踪现代传播技术发展趋势，顺应信息时代传播规律，革故鼎新，以变应变，才能于变革中求生存，于创新中求发展。正是基于这样的认识，近年来，经济日报从体制机制、报道形态、生产方式、传播推广等方面进行了一系列探索，取得了初步成效。一是理顺体制机制，重塑全媒体生产流程。二是强化技术驱动，不断提高内容生产的精准度和优质产品的传播力。三是拓展传播渠道，努力补上国际传播短板。四是坚持开门办报，有效聚合和利用社会资源。
中国日报社副总编辑孙尚武：5G时代视频语言成为交流的主要形式
作为一项赋能技术，5G技术所具有的大带宽、低时延、高可靠、广连接等特性，让其与每个行业结合以后，都带动、推动了每个行业的变革和创新，也为国际传播、中外交流激发了澎湃新动能、提供了美好新愿景。
5G时代，信息传输的高速率意味着视频语言将取代文字语言成为社会交流的主要表达形式。为此，中国日报将深入把握5G背景下人机协作智能化和数据化的趋势，加快推进实现5G时代国际传播内容呈现的“信息视频化”“视频超高清化”，以“视频+”为主要叙事方式为受众带来更舒适和人性化的视听体验，更好展示真实、立体、全面的中国。
新华网党委常委、总编辑钱彤：5G技术正成为推进媒体融合的硬抓手
自中国5G商用牌照发放以来，5G技术在传媒领域的应用蓬勃发展，从4k超高清音视频直播到虚拟现实直播，从人工智能虚拟直播到机器人写稿，从大数据应用到物联网接入到智能推送，5G技术已经渗透到新闻信息采集、加工、传播、反馈等全链路，正成为媒体推进融合发展抢占先机的硬抓手。
在5G技术的赋能下，人工智能、虚拟现实、物联网等技术，在传媒领域的应用必将得到更大范围的拓展和更深层次的推进。5G催生的新应用，也必将对国际传播的媒体格局、信息流向、内容叙事、生产模式、受众体验产生深刻且深远的影响。
当代中国与世界研究院院长于运全：国际传播已变得可浸入、可触摸、可延展、可互动
如今，5G技术使信息实现了可视化传播、远距离实时传播以及传受互动，正在开创一个国际传播新时代。在这样一个全新时代，国际传播走向智能，视频化成为国际传播主流形态，国际传播渠道得到极大拓展。此外，受众的“现场感”和“浸入感”更强，让国际传播变得可浸入、可触摸、可延展、可互动，更容易实现受众与传播者乃至现场的共情。在5G技术为国际传播带来无限可能的同时，我们也应看到技术变革带来的数字鸿沟让我们面临的国际传播局面更为复杂。信息过载形成对内容把关的挑战，虚假信息不断升级为国际传播失范带来隐患，国际传播中的信息茧房效应也会更加明显。为此，我们要不断探索5G赋能国际精准传播的新进路，深化物联网思维，提升信息服务的“精准化”，深入做好研究与策划，开展国际精准传播联合行动。
中国记协副主席、黑龙江日报报业集团党委书记、社长张春姣：加强黑龙江在东北亚区域话语体系中的引领力和参与度
黑龙江处于东北亚地缘的核心区域，是东北亚国际传播前沿，尤其对俄、对韩传播，具有区域优势。5G技术加速了物联网的广泛应用，新传播介质的不断生成和涌现，国际传播渠道大大丰富，为讲好包括东北亚区域在内的中国故事，极大拓展了输出空间。通过“5G+AIoT”智媒聚合分发，根据不同国别、不同语系类别，实现内容精准生产，渠道精准分发，终端精准抵达。目前，我们进一步架构对外传播网站、客户端、社交媒体等国际融媒传播体系，加强黑龙江在东北亚区域话语体系中的引领力和参与度，增强中国故事的国际传播能力。
“5G+AIoT”智媒聚合分发平台，作为黑龙江日报报业集团数字智能媒体项目，目前已提交政府部门申请立项。黑龙江日报报业集团和相关技术方密切合作交流，共同分享5G+在媒体应用方面的建设成果，我们与华为等科技企业在探索深入合作，与哈尔滨工业大学签署了战略合作协议，与中国联通黑龙江分公司等运营商牵手，与各方共同开拓5G在传媒领域应用的未来广阔场景。
腾讯公司副总裁陈发奋：5G时代提升国际传播能力需要前沿科技持续突破
在新一轮科技和产业变革中，5G给中国科技进步带来弯道超车的历史机遇，为中国经济高质量发展注入强劲动能。5G时代国际传播能力的提升，既有赖中华文化的创新表达，又需要前沿科技的持续突破。作为一家“科技+文化”企业，腾讯一直探索利用5G时代的内容、技术与工具优势，推动中华文化的创造性转化与创新性发展，当好国际传播能力建设的“数字化助手”。
中兴通讯副总裁陈志萍：愿构建与媒体同行共同发展的能力
中兴通讯作为数字经济筑路者，我们愿意用自己的努力，去构建一种同媒体行业共同发展的能力，我们一直秉承向下扎根、向阳生长的经营理念。所有的技术、发展都基于绿色低碳的理念，中兴通讯一直在打造更省心、更可靠、更低碳的平台，与行业伙伴一起构建更美好的未来。
高通公司全球副总裁侯明娟：5G和AI融合将使终端实现智能互联
5G技术的特性将为媒体行业创造全新的价值，包括为内容制作提供创新、便于服务提供商为用户提供新体验，同时支持移动运营商提供灵活服务，最为重要的是拓展了用户的终端设备。5G和AI飞速发展，将催生革命性的技术突破和应用创新，使数以亿计的终端实现智能互联，融合现实世界与数字世界，这将对我们的生产生活方式产生深远影响，带来崭新的机遇。
华为技术有限公司产业发展副总裁燕兴：音视频领域的关键技术能为受众带来视觉与听觉的提升
华为公司在30多年前就开始研究视频的创新技术。从我们的研究以及同行的共识认为，分辨率、高帧率、高动态范围、广色域、下一代音频是音视频领域的关键技术，能够为我们的受众带来视觉与听觉的革命性体验的提升。
有了技术创新，就可以去做内容，内容的制作需要工业化、流程化，从而降低成本、提高效率。规范化、流程化的生产制作过程，在华为云上都能得到实现，我们可以为媒体行业的合作伙伴提供传统的音视频内容剪辑、渲染、特效、审片，也可以为大家提供云原生的内容生产制作。
美通社媒体业务负责人赵莎：数字技术将助力判断新闻有效性
媒体的工作方式在5G的应用下，主要有六方面的变化，包括：寻找热点、挖掘选题上，信息溯源、消息验真上，AI翻译、机器人写稿上，内容UGC、内容审核上，数据可视化和新闻可视化上，社交媒体精准推送互动产出流量上等。在这样的变化之下，国际传播应该如何去做？首先，在传播前要先洞悉，先做好充分的研究和准备工作再实施。其次是进行评估，调研分析研判后，用数据透视化，来判断新闻的有效性。最后对内容升级，将图片、视频、多媒体等变繁为简，再面向大众进行传播。
俄罗斯卫星通讯社国际合作部主任瓦西里·普什科夫：中国是5G先锋 期待与中国同行合作成功
随着移动互联网速度和普及率的提高，更多国家的参与者将加入进来，总而言之，随着5G的发展，国际通讯将看到更多的新机遇，媒体将采用视频、音频及图片形式进行传播，而虚拟和增强现实技术也让更多读者参与其中。我们能够与来自不同国家的专家就广泛的问题交换意见，并更加积极地实施合作项目。中国无疑是5G先锋，我们期待与中国同行的合作取得巨大成功，相信5G的发展将开启国际通信新时代。
墨西哥电视22频道科技栏目负责人埃米里奥·皮素：5G技术拥有令人“惊艳”的超能力
如今的5G技术拥有令人“惊艳”的超能力，超高的传输速度、实时连接数量、超低延迟，近乎亲临现场的精准度等，都彰显了科技的巨大飞跃。5G技术可以帮助记者提高捕捉突发新闻的能力，并在短时间内制作新媒体产品。伴随5G设备普及，我们将不断优化数字时代新闻的传递和体验方式，包括实时在线发布新闻内容，确保数据传输稳定和流畅。特别是随着线上活动的流行，现场报道要求媒体的记者们，无论是摄影还是摄像，都要能够及时地传输上千张图片或者其他资料，这都对网络的速度和链接的稳定性提出了要求。
9日，2022世界5G大会的先导分论坛之一——5G与媒体论坛在哈尔滨华旗饭店召开，论坛由科技日报社、中国外文出版发行事业局共同主办，黑龙江日报报业集团协办。光明日报、经济日报、中国日报、新华网、人民网、黑龙江日报等媒体人齐聚一堂，围绕“5G助力国际传播能力提升”主题，从全球化视角共同探讨5G技术与国际传播的深度融合发展。
我们一起来听听大咖们怎么说吧：
中国科技体制改革研究会理事长张景安：建好“一带一路”朋友圈 让对外传播插上5G翅膀
5G技术已经广泛渗透到传媒的各个方面，微视频、云传播、实时传播、全球新闻国际化取得了难以预料的发展。5G创新传播已经成为当今国际传播的新生态和大趋势，各行各业都要进行数字化转型，数字的资源越用越有价值。我们秉承“一带一路”人类命运共同体的思想，创新全球化，建好“一带一路”朋友圈，携手克服疫情，共创未来。新时代，我们要让对外传播插上5G翅膀，在国际传播中展翅翱翔，并关注人类面临的共同问题，发出中国声音。
黑龙江省科技厅厅长张长斌：请媒体朋友积极宣传龙江科技创新优势亮点
龙江科技工作离不开媒体的高效传播和鼎力支持，此次论坛将为龙江科技创新带来新的机遇。当前，我省正在大力推进数字经济、生物经济等四大新引擎产业发展。科技部门将通过实施《黑龙江省数字经济科技攻关三年行动计划（2022-2024）》，支持数字经济攻关和场景应用示范，促进5G规模化发展和技术迭代升级，加快推动数字产业化和产业数字化。我们坚信在5G领域合作共赢，空间广阔、前景可期。在此，真诚欢迎媒体界的各位朋友来龙江调研指导，帮助引进先进技术，推动更多的科技成果在龙江落地转化，也请各位媒体界的朋友关注支持龙江科技创新，积极宣传龙江科技创新的优势和亮点。
光明日报社副总编辑赵建国：国际传播内容产品生产链已经智能化
5G连接万物，AI使万物智能。当前，人工智能已经被广泛应用于国际传播，写稿机器人、聊天机器人、媒体大脑、虚拟主播的广泛运用催生了国际传播内容产品生产链的智能化。5G时代的国际传播，需要加强多方面的合作。加强与友好国家，特别是“一带一路”沿线国家主流媒体合作。讲好中国故事，塑造可敬可爱可信的中国形象；加强与智库合作，加强多方面的合作。探索对外话语创新，通过科学有效、富有特色的话语体系解读中国方案、传递中国智慧；加强与优势技术企业，如光明网与中国电信、5G超高清采集服务、5G云编辑等合作。
经济日报社副总编辑张曙红：新技术是媒体变革的动力源泉
近年来，高清视频、云计算、区块链、人工智能、大数据、5G等新技术不断涌现，为传媒业提供了丰富的传播手段，开辟了广阔的发展空间。对于传统媒体来说，不日新者必日退。唯有跟踪现代传播技术发展趋势，顺应信息时代传播规律，革故鼎新，以变应变，才能于变革中求生存，于创新中求发展。正是基于这样的认识，近年来，经济日报从体制机制、报道形态、生产方式、传播推广等方面进行了一系列探索，取得了初步成效。一是理顺体制机制，重塑全媒体生产流程。二是强化技术驱动，不断提高内容生产的精准度和优质产品的传播力。三是拓展传播渠道，努力补上国际传播短板。四是坚持开门办报，有效聚合和利用社会资源。
中国日报社副总编辑孙尚武：5G时代视频语言成为交流的主要形式
作为一项赋能技术，5G技术所具有的大带宽、低时延、高可靠、广连接等特性，让其与每个行业结合以后，都带动、推动了每个行业的变革和创新，也为国际传播、中外交流激发了澎湃新动能、提供了美好新愿景。
5G时代，信息传输的高速率意味着视频语言将取代文字语言成为社会交流的主要表达形式。为此，中国日报将深入把握5G背景下人机协作智能化和数据化的趋势，加快推进实现5G时代国际传播内容呈现的“信息视频化”“视频超高清化”，以“视频+”为主要叙事方式为受众带来更舒适和人性化的视听体验，更好展示真实、立体、全面的中国。
新华网党委常委、总编辑钱彤：5G技术正成为推进媒体融合的硬抓手
自中国5G商用牌照发放以来，5G技术在传媒领域的应用蓬勃发展，从4k超高清音视频直播到虚拟现实直播，从人工智能虚拟直播到机器人写稿，从大数据应用到物联网接入到智能推送，5G技术已经渗透到新闻信息采集、加工、传播、反馈等全链路，正成为媒体推进融合发展抢占先机的硬抓手。
在5G技术的赋能下，人工智能、虚拟现实、物联网等技术，在传媒领域的应用必将得到更大范围的拓展和更深层次的推进。5G催生的新应用，也必将对国际传播的媒体格局、信息流向、内容叙事、生产模式、受众体验产生深刻且深远的影响。
当代中国与世界研究院院长于运全：国际传播已变得可浸入、可触摸、可延展、可互动
如今，5G技术使信息实现了可视化传播、远距离实时传播以及传受互动，正在开创一个国际传播新时代。在这样一个全新时代，国际传播走向智能，视频化成为国际传播主流形态，国际传播渠道得到极大拓展。此外，受众的“现场感”和“浸入感”更强，让国际传播变得可浸入、可触摸、可延展、可互动，更容易实现受众与传播者乃至现场的共情。在5G技术为国际传播带来无限可能的同时，我们也应看到技术变革带来的数字鸿沟让我们面临的国际传播局面更为复杂。信息过载形成对内容把关的挑战，虚假信息不断升级为国际传播失范带来隐患，国际传播中的信息茧房效应也会更加明显。为此，我们要不断探索5G赋能国际精准传播的新进路，深化物联网思维，提升信息服务的“精准化”，深入做好研究与策划，开展国际精准传播联合行动。
中国记协副主席、黑龙江日报报业集团党委书记、社长张春姣：加强黑龙江在东北亚区域话语体系中的引领力和参与度
黑龙江处于东北亚地缘的核心区域，是东北亚国际传播前沿，尤其对俄、对韩传播，具有区域优势。5G技术加速了物联网的广泛应用，新传播介质的不断生成和涌现，国际传播渠道大大丰富，为讲好包括东北亚区域在内的中国故事，极大拓展了输出空间。通过“5G+AIoT”智媒聚合分发，根据不同国别、不同语系类别，实现内容精准生产，渠道精准分发，终端精准抵达。目前，我们进一步架构对外传播网站、客户端、社交媒体等国际融媒传播体系，加强黑龙江在东北亚区域话语体系中的引领力和参与度，增强中国故事的国际传播能力。
“5G+AIoT”智媒聚合分发平台，作为黑龙江日报报业集团数字智能媒体项目，目前已提交政府部门申请立项。黑龙江日报报业集团和相关技术方密切合作交流，共同分享5G+在媒体应用方面的建设成果，我们与华为等科技企业在探索深入合作，与哈尔滨工业大学签署了战略合作协议，与中国联通黑龙江分公司等运营商牵手，与各方共同开拓5G在传媒领域应用的未来广阔场景。
腾讯公司副总裁陈发奋：5G时代提升国际传播能力需要前沿科技持续突破
在新一轮科技和产业变革中，5G给中国科技进步带来弯道超车的历史机遇，为中国经济高质量发展注入强劲动能。5G时代国际传播能力的提升，既有赖中华文化的创新表达，又需要前沿科技的持续突破。作为一家“科技+文化”企业，腾讯一直探索利用5G时代的内容、技术与工具优势，推动中华文化的创造性转化与创新性发展，当好国际传播能力建设的“数字化助手”。
中兴通讯副总裁陈志萍：愿构建与媒体同行共同发展的能力
中兴通讯作为数字经济筑路者，我们愿意用自己的努力，去构建一种同媒体行业共同发展的能力，我们一直秉承向下扎根、向阳生长的经营理念。所有的技术、发展都基于绿色低碳的理念，中兴通讯一直在打造更省心、更可靠、更低碳的平台，与行业伙伴一起构建更美好的未来。
高通公司全球副总裁侯明娟：5G和AI融合将使终端实现智能互联
5G技术的特性将为媒体行业创造全新的价值，包括为内容制作提供创新、便于服务提供商为用户提供新体验，同时支持移动运营商提供灵活服务，最为重要的是拓展了用户的终端设备。5G和AI飞速发展，将催生革命性的技术突破和应用创新，使数以亿计的终端实现智能互联，融合现实世界与数字世界，这将对我们的生产生活方式产生深远影响，带来崭新的机遇。
华为技术有限公司产业发展副总裁燕兴：音视频领域的关键技术能为受众带来视觉与听觉的提升
华为公司在30多年前就开始研究视频的创新技术。从我们的研究以及同行的共识认为，分辨率、高帧率、高动态范围、广色域、下一代音频是音视频领域的关键技术，能够为我们的受众带来视觉与听觉的革命性体验的提升。
有了技术创新，就可以去做内容，内容的制作需要工业化、流程化，从而降低成本、提高效率。规范化、流程化的生产制作过程，在华为云上都能得到实现，我们可以为媒体行业的合作伙伴提供传统的音视频内容剪辑、渲染、特效、审片，也可以为大家提供云原生的内容生产制作。
美通社媒体业务负责人赵莎：数字技术将助力判断新闻有效性
媒体的工作方式在5G的应用下，主要有六方面的变化，包括：寻找热点、挖掘选题上，信息溯源、消息验真上，AI翻译、机器人写稿上，内容UGC、内容审核上，数据可视化和新闻可视化上，社交媒体精准推送互动产出流量上等。在这样的变化之下，国际传播应该如何去做？首先，在传播前要先洞悉，先做好充分的研究和准备工作再实施。其次是进行评估，调研分析研判后，用数据透视化，来判断新闻的有效性。最后对内容升级，将图片、视频、多媒体等变繁为简，再面向大众进行传播。
俄罗斯卫星通讯社国际合作部主任瓦西里·普什科夫：中国是5G先锋 期待与中国同行合作成功
随着移动互联网速度和普及率的提高，更多国家的参与者将加入进来，总而言之，随着5G的发展，国际通讯将看到更多的新机遇，媒体将采用视频、音频及图片形式进行传播，而虚拟和增强现实技术也让更多读者参与其中。我们能够与来自不同国家的专家就广泛的问题交换意见，并更加积极地实施合作项目。中国无疑是5G先锋，我们期待与中国同行的合作取得巨大成功，相信5G的发展将开启国际通信新时代。
墨西哥电视22频道科技栏目负责人埃米里奥·皮素：5G技术拥有令人“惊艳”的超能力
如今的5G技术拥有令人“惊艳”的超能力，超高的传输速度、实时连接数量、超低延迟，近乎亲临现场的精准度等，都彰显了科技的巨大飞跃。5G技术可以帮助记者提高捕捉突发新闻的能力，并在短时间内制作新媒体产品。伴随5G设备普及，我们将不断优化数字时代新闻的传递和体验方式，包括实时在线发布新闻内容，确保数据传输稳定和流畅。特别是随着线上活动的流行，现场报道要求媒体的记者们，无论是摄影还是摄像，都要能够及时地传输上千张图片或者其他资料，这都对网络的速度和链接的稳定性提出了要求。
粒子物理学停滞不前的噩梦该怎样打破？
科普中国 叶凌远 编译
十年前，粒子物理学家让整个世界为之振奋。欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）是世界最大的粒子加速器。2012年7月4日，在这里工作的6000多名研究人员宣布，他们发现了希格斯（Higgs）玻色子的踪迹。这是一种质量极高、寿命极短的粒子，是解释其他基本粒子如何获得它们质量的关键。这一发现证实了一个当时已具有48年历史的理论预言，完善了一个被称为标准模型的物理理论，并将物理学家们推到了聚光灯下。
希格斯粒子的存在性最早由Peter Higgs于1964年提出。在很长一段时间内，物理学家们——包括Higgs本人，都不清楚这一假设背后的物理意义。但随着时间的推移，人们逐渐意识到希格斯玻色子在粒子物理中所扮演的重要角色。它是标准模型所缺失的最后一块拼图，该粒子（或更准确地说激发该粒子的希格斯场）是所有粒子存在质量的原因。质量并不如人们原来所设想的那般为粒子的内在禀赋；相反，它是粒子们与弥散在整个宇宙中的希格斯场相互作用的结果。物理学家们几十年前就已相信这一理论，但直到2012年它才真正被实验所证实。
希格斯玻色子的发现是粒子物理学一个不朽的成就：它标志着长达数十年的探索之旅告一段落，也开启了研究这种极其特殊的粒子的新时代。但紧接着，这一领域便陷入了狂欢后漫长的宿醉。早在这27公里长的环形大型强子对撞机于2010年开始正式采集数据之前，物理学家们便担心它或许只能产生希格斯粒子，而无法对标准模型之外可能存在的新物理留下任何线索。目前，这噩梦般的情形正一步步变为现实。“这有些令人失望，”加州理工学院的物理学家Barry Barish说道，“我以为我们会发现超对称（supersymmetry）。”这是扩展标准模型的一种主流物理理论。
不过许多物理学家表示，现在就绝望还为时过早。经过三年的升级，大型强子对撞机正卯足了劲，准备进行计划中五轮实验里的第三轮。它每秒会产生数十亿次的质子-质子对撞，新粒子便可能诞生于其中。人工智能的发展也带来了新的机遇——若在十年前，大部分物理学家可能会对用神经网络来分析数据的想法嗤之以鼻。但在许多更为年轻的研究员以及工业界合作伙伴的帮助下，一个专门的神经网络已搭建完毕，它能帮助物理学家们在海量的数据中搜索值得进一步研究的现象。大型强子对撞机还会再运行16年，且随着进一步升级，它收集的数据量将达到已经收集数据的16倍。所有这些数据都可能蕴含着新粒子和新物理的微妙踪迹。
然而，一些研究学者也认为对撞物理实验已经时乖运蹇、日暮穷途了。芝加哥大学的物理学家Juan Collar在一些小型实验中寻找暗物质的踪迹：“如果他们仍没有任何发现，整个领域便会沉寂消亡。”伦敦国王学院的理论物理学家John Ellis则表示，在这一领域取得突破的希望已经被漫长且不确定的探索前景所磨碎，最终的失败会像拔牙一样突然且痛苦，不会只如牙齿自然掉落一般无声无息。
自上个世纪70年代以来，物理学家就一直在与粒子物理的标准模型角力。依照该模型，普通物质由被称为上夸克和下夸克的轻质量粒子——它们每三个结合在一起，形成质子和中子——以及电子和几乎没有质量、被称为电子中微子的粒子构成。两组更重的粒子则一直潜伏在真空内，仅仅会在粒子碰撞所产生的冲击中稍纵即逝地显现。所有的粒子都通过交换其他粒子的形式相互作用：光子传递电磁力，胶子传递把夸克捆绑在一起的强相互作用力，而大质量的W和Z玻色子则传递弱相互作用力。
标准模型描述了科学家们迄今为止在粒子对撞机中所观察到的一切现象。然而，它不可能是有关自然界的终极理论。它无法描述引力，也并不包括神秘的、不可见的暗物质。在宇宙中，暗物质和普通物质的质量比可能约为6：1。标准模型中囊括了中微子，但人们仍不能为其极低的质量提供解释；显然普通物质也由标准模型描述，但人们同样不知道其如何在宇宙大爆炸后胜过反物质，占据了主导地位。围绕希格斯玻色子本身也还有很多谜团亟待解决。
大型强子对撞机本应打破这一僵局。在它的环形结构中，两个朝相反方向循环的质子撞在一起，产生其他地方无法获得的重型粒子，这其中的能量达到了以往任何对撞机所能达到的七倍还多。十年前，许多物理学家都设想能在大型强子对撞机中迅速发现一些新现象，包括新的传递相互作用的介质粒子甚至是迷你黑洞。德国DESY实验室粒子物理学主任Beate Heinemann回忆，人们以为会被淹没在产生的超对称粒子中。物理学家们那时普遍认为，找到希格斯粒子可能会需要更长的时间。
但没有预料到的是，仅在短短3年内，希格斯粒子便被迅速地发现了。部分原因是它的质量比许多物理学家预期的要小，大约仅为质子的133倍。若其质量超过了大型强子对撞机的能量上限，或其与其他粒子的相互作用较弱，我们根本就没有发现它的希望。Higgs本人就曾表示，他从未预想过能在他有生之年发现希格斯粒子存在的证据，这无疑是粒子物理学中里程碑式的结果。但在这之后的10年，物理学家们还没有发现其他任何新粒子。
新现象的贫瘠挑战着物理学家们所珍视的几个原理。自然性（naturalness）原则指的是在一个理论中，物理常数构成的无量纲比值应该与1同阶。据此，希格斯粒子质量较低或多或少地保证了在大型强子对撞机所能达到的能量范围内还存在着新的未知粒子。根据量子力学的原则，任何游荡在真空中的虚粒子都会与真实的粒子相互作用并影响其性质——这正是虚希格斯玻色子赋予其他粒子质量的方式。希格斯粒子的质量本应被真空中其他的标准模型粒子大幅拉高，特别是顶夸克，然而事实并不如此。因此理论学者推断，至少还有一种具有类似质量和恰到好处的物理特性——特别是不同自旋——的新粒子存在于真空中，以“自然地”抵消顶夸克所产生的影响。
超对称理论能够提供这种粒子存在的依据：对于每个已知的标准模型粒子，它都假设存在一个具有不同自旋且质量更重的伙伴粒子。这些伙伴粒子不仅可以保证希格斯粒子的质量不过高，同时还能帮助解释希格斯场是如何产生的。
但是在过去的十年，人们仅仅发现了一些实验观测结果和标准模型预测之间的微小差异，而这些反常现象并不指向人们所希望存在的新粒子。例如在2017年，利用底夸克探测器（LHCb，大型强子对撞机四个主要粒子探测器之一）进行实验的物理学们家发现，B介子（一个包含重质量底夸克的粒子）有更大概率衰变为电子和正电子，而不是衰变为μ子和反μ子——依照标准模型，这两个概率应该是一样的。类似的，也有实验表明μ介子的磁性可能比标准模型所预测的稍强一些。
希格斯粒子本身也提供了其他的探索方向。2020年8月，在大型强子对撞机超环面仪器（ATLAS）和紧凑μ子线圈（CMS）探测器工作的物理学家团队宣布，他们都发现了希格斯粒子衰变为μ子和反μ子对的现象。费米国家加速器实验室的理论物理学家Marcela Carena表明，如果这种罕见的衰变具有与理论预测值不同的速率，这种偏差就可能预示着隐藏在真空中的新粒子。
物理学家们将在大型强子对撞机下一次为期三年的实验中对这些现象进行探索。然而，这些探索可能不会导致戏剧性的“尤里卡！”时刻。Heinemann说：“现在的实验正朝着以极高精度测量微妙现象的方向转变。”不过，Carena表示，“我非常怀疑在20年后，我会说，‘哦，孩子，在希格斯粒子发现之后，我们什么新东西也没有学到。’”
若把希格斯玻色子的发现过程看作登上一座山，则当Higgs最早提出他的理论时，我们甚至不知道这山脉到底在哪里，或者它可能有多高——粒子物理学的标准模型甚至都并不完整。人们只是模糊地意识到，在一座山峰的某个地方存在着希格斯粒子，它能真正证实整个标准模型结构的存在。到20世纪90年代末，我们才对这座山的高度有一点感觉；直到2012年，我们才最终登上了这座山峰。
但现在不同了，我们得从这座山的另一边下去，穿过荒芜的平原。这平原向前延伸着，也许一直触碰到普朗克尺度（宇宙中空间的最小尺度）。如果我们现在的预测是正确的，在平原的某处一定还有其他山脉，标志着物理学的又一高峰。或许我们能发现新的粒子，如轻夸克（leptoquarks，它可能是解释前文提到的有关B介子和μ介子反常现象的关键），甚至是超对称粒子或暗物质粒子；也许我们能解开有关希格斯粒子更多的谜团——希格斯粒子本身是一个基本粒子还是复合粒子？它能与暗物质相互作用吗？如果能，我们能通过它了解有关暗物质更多的信息吗？希格斯场是否通过自作用赋予希格斯粒子自身的质量？许多科学家对我们能解决这些问题持乐观的态度（尽管听起来有些像在画饼）。但至少，没有任何明确的迹象表明，我们必须穿越多远的平原才能看到这些新的山脉——这就是我们现在的处境和过去几十年之间的区别。
其他人对大型强子对撞机实验者们的机遇则没有那么乐观。明尼苏达大学双子城分校的物理学家Marvin Marshak就认为：“他们面对的是一片沙漠，而他们并不知道这片沙漠有多广茂。”为了解决上述这些问题，我们很可能需要大量制造希格斯粒子的能力，而这种能力是现在、甚至二十年之后的大型强子对撞机所无法具备的。欧洲核子研究中心正在筹划下一个能量更高的对撞机——未来环形对撞机（Future Circular Collider），作为以后的“希格斯工厂”。但即便是乐观主义者也认为，如果大型强子对撞机没有发现任何新的东西，那么将更难说服世界各国政府建造下一个更大、更昂贵的对撞机来保持这一领域的发展。
现如今，大型强子对撞机的许多物理学家们只是为能够继续回到质子对撞的工作中而感到兴奋。在过去的三年里，科学家们已经升级了探测器，并重新设计了对撞机的低能加速器部分。欧洲核子研究中心加速器和粒子束主任Mike Lamont说：现在，大型强子对撞机应该会有更稳定的碰撞率，能有效地将数据量增加50%之多。几个月来，加速器的物理学家们一直在缓慢地调整大型强子对撞机产生的粒子束。在粒子束流足够稳定后，他们会打开探测器，恢复数据采集，进行新一轮的实验，继续在黑暗的平原上迈进。
参考资料
[1] https://t.cn/A6Shu1F0
[2] https://t.cn/A6Shu1FC
[3] https://t.cn/A6Shu1FN
[4] https://home.cern/news/press-release/physics/higgs-boson-ten-years-after-its-discovery
科普中国 叶凌远 编译
十年前，粒子物理学家让整个世界为之振奋。欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）是世界最大的粒子加速器。2012年7月4日，在这里工作的6000多名研究人员宣布，他们发现了希格斯（Higgs）玻色子的踪迹。这是一种质量极高、寿命极短的粒子，是解释其他基本粒子如何获得它们质量的关键。这一发现证实了一个当时已具有48年历史的理论预言，完善了一个被称为标准模型的物理理论，并将物理学家们推到了聚光灯下。
希格斯粒子的存在性最早由Peter Higgs于1964年提出。在很长一段时间内，物理学家们——包括Higgs本人，都不清楚这一假设背后的物理意义。但随着时间的推移，人们逐渐意识到希格斯玻色子在粒子物理中所扮演的重要角色。它是标准模型所缺失的最后一块拼图，该粒子（或更准确地说激发该粒子的希格斯场）是所有粒子存在质量的原因。质量并不如人们原来所设想的那般为粒子的内在禀赋；相反，它是粒子们与弥散在整个宇宙中的希格斯场相互作用的结果。物理学家们几十年前就已相信这一理论，但直到2012年它才真正被实验所证实。
希格斯玻色子的发现是粒子物理学一个不朽的成就：它标志着长达数十年的探索之旅告一段落，也开启了研究这种极其特殊的粒子的新时代。但紧接着，这一领域便陷入了狂欢后漫长的宿醉。早在这27公里长的环形大型强子对撞机于2010年开始正式采集数据之前，物理学家们便担心它或许只能产生希格斯粒子，而无法对标准模型之外可能存在的新物理留下任何线索。目前，这噩梦般的情形正一步步变为现实。“这有些令人失望，”加州理工学院的物理学家Barry Barish说道，“我以为我们会发现超对称（supersymmetry）。”这是扩展标准模型的一种主流物理理论。
不过许多物理学家表示，现在就绝望还为时过早。经过三年的升级，大型强子对撞机正卯足了劲，准备进行计划中五轮实验里的第三轮。它每秒会产生数十亿次的质子-质子对撞，新粒子便可能诞生于其中。人工智能的发展也带来了新的机遇——若在十年前，大部分物理学家可能会对用神经网络来分析数据的想法嗤之以鼻。但在许多更为年轻的研究员以及工业界合作伙伴的帮助下，一个专门的神经网络已搭建完毕，它能帮助物理学家们在海量的数据中搜索值得进一步研究的现象。大型强子对撞机还会再运行16年，且随着进一步升级，它收集的数据量将达到已经收集数据的16倍。所有这些数据都可能蕴含着新粒子和新物理的微妙踪迹。
然而，一些研究学者也认为对撞物理实验已经时乖运蹇、日暮穷途了。芝加哥大学的物理学家Juan Collar在一些小型实验中寻找暗物质的踪迹：“如果他们仍没有任何发现，整个领域便会沉寂消亡。”伦敦国王学院的理论物理学家John Ellis则表示，在这一领域取得突破的希望已经被漫长且不确定的探索前景所磨碎，最终的失败会像拔牙一样突然且痛苦，不会只如牙齿自然掉落一般无声无息。
自上个世纪70年代以来，物理学家就一直在与粒子物理的标准模型角力。依照该模型，普通物质由被称为上夸克和下夸克的轻质量粒子——它们每三个结合在一起，形成质子和中子——以及电子和几乎没有质量、被称为电子中微子的粒子构成。两组更重的粒子则一直潜伏在真空内，仅仅会在粒子碰撞所产生的冲击中稍纵即逝地显现。所有的粒子都通过交换其他粒子的形式相互作用：光子传递电磁力，胶子传递把夸克捆绑在一起的强相互作用力，而大质量的W和Z玻色子则传递弱相互作用力。
标准模型描述了科学家们迄今为止在粒子对撞机中所观察到的一切现象。然而，它不可能是有关自然界的终极理论。它无法描述引力，也并不包括神秘的、不可见的暗物质。在宇宙中，暗物质和普通物质的质量比可能约为6：1。标准模型中囊括了中微子，但人们仍不能为其极低的质量提供解释；显然普通物质也由标准模型描述，但人们同样不知道其如何在宇宙大爆炸后胜过反物质，占据了主导地位。围绕希格斯玻色子本身也还有很多谜团亟待解决。
大型强子对撞机本应打破这一僵局。在它的环形结构中，两个朝相反方向循环的质子撞在一起，产生其他地方无法获得的重型粒子，这其中的能量达到了以往任何对撞机所能达到的七倍还多。十年前，许多物理学家都设想能在大型强子对撞机中迅速发现一些新现象，包括新的传递相互作用的介质粒子甚至是迷你黑洞。德国DESY实验室粒子物理学主任Beate Heinemann回忆，人们以为会被淹没在产生的超对称粒子中。物理学家们那时普遍认为，找到希格斯粒子可能会需要更长的时间。
但没有预料到的是，仅在短短3年内，希格斯粒子便被迅速地发现了。部分原因是它的质量比许多物理学家预期的要小，大约仅为质子的133倍。若其质量超过了大型强子对撞机的能量上限，或其与其他粒子的相互作用较弱，我们根本就没有发现它的希望。Higgs本人就曾表示，他从未预想过能在他有生之年发现希格斯粒子存在的证据，这无疑是粒子物理学中里程碑式的结果。但在这之后的10年，物理学家们还没有发现其他任何新粒子。
新现象的贫瘠挑战着物理学家们所珍视的几个原理。自然性（naturalness）原则指的是在一个理论中，物理常数构成的无量纲比值应该与1同阶。据此，希格斯粒子质量较低或多或少地保证了在大型强子对撞机所能达到的能量范围内还存在着新的未知粒子。根据量子力学的原则，任何游荡在真空中的虚粒子都会与真实的粒子相互作用并影响其性质——这正是虚希格斯玻色子赋予其他粒子质量的方式。希格斯粒子的质量本应被真空中其他的标准模型粒子大幅拉高，特别是顶夸克，然而事实并不如此。因此理论学者推断，至少还有一种具有类似质量和恰到好处的物理特性——特别是不同自旋——的新粒子存在于真空中，以“自然地”抵消顶夸克所产生的影响。
超对称理论能够提供这种粒子存在的依据：对于每个已知的标准模型粒子，它都假设存在一个具有不同自旋且质量更重的伙伴粒子。这些伙伴粒子不仅可以保证希格斯粒子的质量不过高，同时还能帮助解释希格斯场是如何产生的。
但是在过去的十年，人们仅仅发现了一些实验观测结果和标准模型预测之间的微小差异，而这些反常现象并不指向人们所希望存在的新粒子。例如在2017年，利用底夸克探测器（LHCb，大型强子对撞机四个主要粒子探测器之一）进行实验的物理学们家发现，B介子（一个包含重质量底夸克的粒子）有更大概率衰变为电子和正电子，而不是衰变为μ子和反μ子——依照标准模型，这两个概率应该是一样的。类似的，也有实验表明μ介子的磁性可能比标准模型所预测的稍强一些。
希格斯粒子本身也提供了其他的探索方向。2020年8月，在大型强子对撞机超环面仪器（ATLAS）和紧凑μ子线圈（CMS）探测器工作的物理学家团队宣布，他们都发现了希格斯粒子衰变为μ子和反μ子对的现象。费米国家加速器实验室的理论物理学家Marcela Carena表明，如果这种罕见的衰变具有与理论预测值不同的速率，这种偏差就可能预示着隐藏在真空中的新粒子。
物理学家们将在大型强子对撞机下一次为期三年的实验中对这些现象进行探索。然而，这些探索可能不会导致戏剧性的“尤里卡！”时刻。Heinemann说：“现在的实验正朝着以极高精度测量微妙现象的方向转变。”不过，Carena表示，“我非常怀疑在20年后，我会说，‘哦，孩子，在希格斯粒子发现之后，我们什么新东西也没有学到。’”
若把希格斯玻色子的发现过程看作登上一座山，则当Higgs最早提出他的理论时，我们甚至不知道这山脉到底在哪里，或者它可能有多高——粒子物理学的标准模型甚至都并不完整。人们只是模糊地意识到，在一座山峰的某个地方存在着希格斯粒子，它能真正证实整个标准模型结构的存在。到20世纪90年代末，我们才对这座山的高度有一点感觉；直到2012年，我们才最终登上了这座山峰。
但现在不同了，我们得从这座山的另一边下去，穿过荒芜的平原。这平原向前延伸着，也许一直触碰到普朗克尺度（宇宙中空间的最小尺度）。如果我们现在的预测是正确的，在平原的某处一定还有其他山脉，标志着物理学的又一高峰。或许我们能发现新的粒子，如轻夸克（leptoquarks，它可能是解释前文提到的有关B介子和μ介子反常现象的关键），甚至是超对称粒子或暗物质粒子；也许我们能解开有关希格斯粒子更多的谜团——希格斯粒子本身是一个基本粒子还是复合粒子？它能与暗物质相互作用吗？如果能，我们能通过它了解有关暗物质更多的信息吗？希格斯场是否通过自作用赋予希格斯粒子自身的质量？许多科学家对我们能解决这些问题持乐观的态度（尽管听起来有些像在画饼）。但至少，没有任何明确的迹象表明，我们必须穿越多远的平原才能看到这些新的山脉——这就是我们现在的处境和过去几十年之间的区别。
其他人对大型强子对撞机实验者们的机遇则没有那么乐观。明尼苏达大学双子城分校的物理学家Marvin Marshak就认为：“他们面对的是一片沙漠，而他们并不知道这片沙漠有多广茂。”为了解决上述这些问题，我们很可能需要大量制造希格斯粒子的能力，而这种能力是现在、甚至二十年之后的大型强子对撞机所无法具备的。欧洲核子研究中心正在筹划下一个能量更高的对撞机——未来环形对撞机（Future Circular Collider），作为以后的“希格斯工厂”。但即便是乐观主义者也认为，如果大型强子对撞机没有发现任何新的东西，那么将更难说服世界各国政府建造下一个更大、更昂贵的对撞机来保持这一领域的发展。
现如今，大型强子对撞机的许多物理学家们只是为能够继续回到质子对撞的工作中而感到兴奋。在过去的三年里，科学家们已经升级了探测器，并重新设计了对撞机的低能加速器部分。欧洲核子研究中心加速器和粒子束主任Mike Lamont说：现在，大型强子对撞机应该会有更稳定的碰撞率，能有效地将数据量增加50%之多。几个月来，加速器的物理学家们一直在缓慢地调整大型强子对撞机产生的粒子束。在粒子束流足够稳定后，他们会打开探测器，恢复数据采集，进行新一轮的实验，继续在黑暗的平原上迈进。
参考资料
[1] https://t.cn/A6Shu1F0
[2] https://t.cn/A6Shu1FC
[3] https://t.cn/A6Shu1FN
[4] https://home.cern/news/press-release/physics/higgs-boson-ten-years-after-its-discovery
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