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丁肇中:坚持自己的实验,不因名人反对而放弃
2019-11-09
中国科学报

  “我的大多数实验,受到很多人反对,理由有两方面,一是实验没有物理意义,二是实验极困难,不可能成功。”11月7日,83岁的美籍华人物理学家、中科院外籍院士、诺贝尔物理学奖获得者丁肇中在中国科学院前沿科学国际战略研讨会上说。

  丁肇中曾经因为坚持做高能物理研究、建加速器等事,直面过国际同行的不少质疑。

  1976年10月21日,丁肇中获得诺奖之后,物理学家费曼在给他的贺信中写道:“他们为什么会把诺奖发给你们呢?你所发现的新现象我没有预料到,也不理解。不要因为获奖,就认为自己变成专家。我挑战你,你能不能发现一些我可以理解的东西。”

  上世纪60至80年代,丁肇中在德国电子同步加速器实验室(DESY)实验室工作时也遭受过质疑。就在实验室准备建设正负电子对撞机(PETRA)的时候,诺奖得主沃纳·海森堡(Werner Heisenberg)反对称:“高能物理没有前途。”

  在其他实验中,来自诺奖得主的质疑声也不断。

  诺奖得主阿尔伯特·迈克尔逊(Albert Michelson)曾说:“物理科学最重要的基本定律已经全部被发现了。”

  诺奖得主马克斯·玻恩(Max Born)说:“我们认识的物理学,将会在6个月内完成。”

  “尽管我的大多数实验遭到反对,但过去40年,有很多优秀的中国科学家和我合作,他们对实验做出重要的贡献。各项实验的结果改变了人类对宇宙的认知,每个实验都通过自己发展新的仪器,使实验成功。”丁肇中说。

  文革后,1977年8月,邓小平曾向丁肇中建议每年派10位科学家参与合作。1978年第一批中国科学家由唐孝威院士带队参加了德国PETRA上的MARK-J实验,从此开始了中国科学家和丁肇中长达四十多年的持续合作。

  四十年的合作,主要集中在三个实验上。

  双方的第一次合作开始后不到两年,曾被海森堡质疑“没有前途”的实验,发现了强相互作用媒介——胶子,完善了粒子物理的标准模型。

  “二十七名中国科学家参加了这次实验,在有关核粒子的国际合作研究项目史上,这是第一次,也是中国的一大贡献。”丁肇中说。

  丁肇中与中国科学家的第二个合作实验,是在欧洲核子中心(CERN)的正负电子对撞机(LEP)上的L3实验中。这次实验发现宇宙中只有三种不同的电子和六种不同的夸克;电子是没有体积的,电子的半径小于10-17厘米;夸克也是没有体积的,夸克的半径小于10-17厘米。所有的结果都与电弱理论符合。

  “在这项实验中,中科院的主要贡献在于上海硅酸盐所生产的BGO晶体和中科院高能所科研人员陈和生、王贻芳、陈刚等人对L3实验数据分析做出的重要贡献。”丁肇中说。

  丁肇中和中国科学家合作的第三个实验,是在国际空间站上的阿尔法磁谱仪实验(AMS)上。AMS是丁肇中领导的16个国家和地区60多个研究所600多位科学家参加的大型国际合作。AMS探测器是唯一在太空运行的大型磁谱仪,2011年5月发射升空安装在国际空间站上,到现在已经持续运行超过8年,收集了超过1470亿宇宙线数据,能量高达万亿电子伏。AMS将持续运行到空间站结束,不早于2028年。

  AMS探测器的永磁体是由中国科学院电工所、中国科学院高能所和中国运载火箭研究院共同研制的,是人类送入太空的第一个大型磁铁。目前,AMS发现了宇宙中正电子的来源,发现反质子的能谱与正电子有类似的特征。丁肇中预计,到2028年AMS将对暗物质的本质做出确定性的结论。

  与中国科学家合作40年来,丁肇中有一些体会:“中国有很多世界一流的实验物理科学家。他们有想像力、有发展新技术及领导国际合作的经验和能力。他们可以主持最前沿的 实验物理,继续为人类知识做出重要贡献。”

  而回忆起曾经遭受过的质疑,丁肇中意味深长地说:“要坚持自己的实验,不能因为名人的反对而放弃,即便他是诺奖获得者。”

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