主講人:丁肇中,美國實驗物理學家,華裔美國籍,現任美國麻省理工學院教授,中國科學院大學(國科大)名譽教授 。曾獲得1976年諾貝爾物理學獎。
響徹諾貝爾頒獎大廳的中華之聲他是第一位在諾貝爾獎頒獎典禮上用中文發表演講的獲獎者。作為實驗物理學家,他發現了J粒子。這個發現,被國際高能物理學界譽為物理發展史上的一個重要里程碑。
1974年11月10 日,是一個不平常的星期天。這一天,美籍華裔物理學家丁肇中教授所領導的小組,在美國紐約州阿普頃國立布魯海文實驗室里,發現了一種新的基本粒子。
雖然人們近些年來不斷發現新的基本粒子,然而,丁肇中此次發現的新粒子十分獨特,它是不帶電的,而且壽命比近些年來相繼發現的新粒子長1000倍——盡管在常人看來它也極其“短命”,只能活0.00000000000000000001秒。
這是一種新的重光子,丁肇中把它命名為“J”粒子。
于是,自從1901年第一次頒發諾貝爾獎金以來的四分之三個世紀中,在斯德哥爾摩的諾貝爾獎頒獎大廳里,第一次響起了占世界人口四分之一的中國人的主要語言──漢語。
丁肇中與父母、弟弟、妹妹在重慶
我小時候在重慶長大,那個時候常常有日本飛機徘徊在上空,所以我沒有機會上學,同時,那個時候我對上學特別沒有興趣。
今天,我們正享受著由人們對基礎學科的研究所帶來的成果,這里包括技術、通訊、計算機、交通、醫療等,這些大大提高了我們的生活質量。人們常常忘記為這些成果奠定基礎的科學家,這些科學家是出于對自然界的好奇,才開始的探索和研究。
拿到諾貝爾獎以后,我就跟瑞典皇家科學院說,諾貝爾獎一百年了,從來沒有人用中文,所以我要用中文作報告。
當時美國大使來找我說:“你出生在美國,為什么用中文?”我說:“中國是世界上最古老的文明,所以我要用中文。”這是我當時說的。得到諾貝爾獎,是一個科學家最大的榮譽,我是在舊中國長大的,因此想借這個機會向在發展中國家的青年強調實驗工作的重要性。
中國有一句古話,“勞心者治人,勞力者治于人”,這種落后的思想,對在發展中國家的青年們有很大的害處。事實上自然科學理論不能離開實驗的基礎,特別是物理學就是從實驗產生的。
1983年,丁肇中選定在歐洲核子研究中心(CERN)日內瓦建造的世界上能量最大的正負電子對撞機“萊普”(LEP)上開展他的新探索。同時著手在宇宙空間直接探測反物質。
1998年6月2日美國東部時間18時6分,阿爾法磁譜儀搭載“發現號”航天飛機,從肯尼迪航天中心升空,揭開了人類第一次進入太空探尋宇宙之謎的序幕。
“發現號”航天飛機
實驗是科學的基礎
人們常常忘記為這些成果奠定基礎的科學家,這些科學家是出于對自然界的好奇,才開始的探索和研究。
許多人認為,如果一個國家想要在技術和經濟方面有競爭力,它必須集中于能實際有市場效益的實用性技術的發展,并使經濟持續發展。從歷史的觀點來看,這觀點是錯誤的。
如果一個社會將自己局限于技術轉化,顯然,經過一段時間,基礎研究不能發現新的知識和新的現象后,也就沒有什么可以轉化的。所以,技術的發展是生根于基礎研究之中。
實驗是自然科學的基礎,理論如果沒有實驗的證明,是沒有意義的。當實驗推翻了理論后,才可能創建新的理論,但理論不可能推翻實驗。
尋找宇宙的起源
再講一下我現在做什么,就是尋找宇宙的起源。國際空間站上的AMS實驗,研究宇宙以前的情形,最主要是光,這方面最重要的記錄是1054年中國天文學家觀測到的超新星。這是從哈勃望遠鏡看到兩個星系碰撞,一個星系就被另外一個星系吃掉了。
因為從來沒有人把磁體放在身上,所以美國的宇航局就說,我怎么知道你做的事情是對的,你先把磁體放在航天飛機上飛行十天。我們中國科學院電工所、航天部一院、MIT研制的磁體克服了磁體在太空使用的基本困難。
這個實驗的成功,獲得了1998年世界十大科技新聞,就是阿爾法磁譜儀首次升空運行正常,6月2日,裝有中國制造的巨大永磁體的阿爾法磁譜儀首次搭乘美國發現號航天飛機升空。
成功之后,我們就開始準備第二個實驗,2005年,美國有一架航天飛機失事,美國宇航局就說再也不用航天飛機做實驗了,把所有的實驗都取消,唯一不同意這個決定的就是我,我說你這個決定是錯誤的,花了1000億美金,一次失事就取消所有的實驗是不明智的,后來到2008年,美國參議院、眾議院全體通過了一個法律,指示宇航局為我們增加一班航天飛機,把AMS送入國際空間站。
因為是全體通過,總統就不能否決,雖然布什總統不贊同,但是也不得不簽署這個法律。到2008年,奧巴馬競選總統的時候,他也贊成國會增加至少一次的航天飛機航班用于有價值的任務。
起飛前幾天,我要求發射臺里所有的工作人員和工程師及警衛人員都離開我遠一點,過了很久的時間,我單獨地想了想,想了好幾個鐘頭:在過去的16年,很多國家一起合作,每一個重要決定我都想了,有沒有錯誤的決定,有沒有值得懷疑的地方,如果不能肯定萬無一失,就不能讓它起飛。
我坐了很久,沒有想出錯誤,就離開了。我離開以后,他們就開始讓這6個宇航員到發射臺上。2011年5月16日上午,航天飛機為送7.5噸離地面700公里的地方需要的燃料起飛,航天飛機的重量是110噸,外掛的氫和氧756噸,兩個固定火箭是1142噸,總共是2008噸。
大家千萬記住,物理上的基本原理非常重要,升空到現在,我們收到540億個宇宙線數據,這大大多于過去100年全世界搜集到的宇宙線的總和。在未來20年,我們會搜集到3000億個數據,這將提供前所未有的精度,以探索宇宙。
(根據2015年1月29日“光明講壇”整理)