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丁肇中

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人物简介编辑本段回目录

丁肇中(Samuel Chao Chung Ting 1936~)。实验物理学家,美国科学院院士。他出身于一个革命志士和知识分子的家庭,他的外祖父王以成早年追随孙中山,在辛亥革命中牺牲。母亲王隽英是丁肇中最爱戴的人,1960年病逝于美国,临终前留下遗言:“爱祖国,爱科学,双爱双荣”。 丁肇中对科学的热爱近乎痴狂。他每天要埋头实验室十几个小时,有时候甚至接连三四天不睡觉。他说:“我完全靠工作来激发充沛的精力,工作就是我的兴趣,兴趣使我不会疲倦。”

他研究方向是高能实验粒子物理学,包括量子电动力学、电弱统一理论、量子色动力学的研究。他所领导的马克·杰实验组先后在几个国际实验中心工作。

丁肇中丁肇中

丁肇中热心培养中国高能物理学人才,经常选拔中国青年科学工作者去他所领导的小组工作。他是中国科学技术大学等校的名誉教授,中国科学院高能物理研究所学术委员会委员。 2005年世界物理年活动日前在欧洲启动。他正领导着来自美、法、德、中等14个国家43所一流大学和科研院所的581名物理学家,在日内瓦建造的世界上能量最大的正负电子对撞机上,探索宇宙中的新物质、反物质。

由于丁肇中对物理学的贡献,他在1976年被授予诺贝尔物理奖,并被美国政府授予洛仑兹奖,1988年被意大利政府授予特卡斯佩里科学奖。他是美国国家科学院院士,美国文理科学院院士,苏联科学院外籍院士,中国台北中央研究院院士,巴基斯坦科学院院士。他曾被密歇根大学(1978)、香港中文大学(1987)、意大利波洛格那大学(1988)和哥伦比亚大学(1990)授予名誉博士学位。他是中国上海交通大学和北京师范大学的名誉教授。他曾获得过许多奖章,如1977年获美国工程科学学会的埃林金奖章,1988年获意大利陶尔米纳市的金豹优秀奖及意大利布雷西亚市的科学金奖章。他也是《原子核物理B》(Nuclear Physics B)、《核仪器方法》(Nuclear Instruments and Methods)和《数学模型》(Mathematical Modeling)等科学期刊的编委。

个人经历编辑本段回目录

1936年1月27日生于美国密歇根州安阿伯,3个月后随父母回中国,1936—1949年,丁肇中随双亲到过中国许多地方。他童年没有进校受过正规教育,但接触了不同省份的文化、历史和方言,也聆听过许多常到他家访问的学者的讨论。

1949年丁肇中进入台湾建国中学,接受严格的教育,他的数学、物理和历史学习成绩优秀。

1956年到美国密执安大学,在物理系和数学系学习,1960年获硕士学位,1962年获物理学博士学位。

丁肇中与妻子苏姗丁肇中与妻子

1960年他与美国人凯·路易丝·库恩尼(Kay Louise Kuhne)结婚,生有两个女儿。

1963年,他获得福特基金会的奖学金,到瑞士日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)工作。

1964年起在美国哥伦比亚大学工作。

1965年成为纽约哥伦比亚大学讲师。在联邦德国汉堡任德国电子同步加速器小组负责人(他后来发现J粒子用的新探测术是在汉堡试验成功的)。

1967年起任麻省理工学院物理学系教授。

1967年至1968年任美国马萨诸塞理工学院物理系副教授,1969年任教授。

1970年任美国物理协会粒子和场研究项目顾问,并任《核物理通报》副主编。

1974年他与美国加州斯坦福大学教授里希特几乎同时发现新的基本粒子-J粒子(这种粒子的寿命等于其他任何粒子的一千倍),即第4种夸克的束缚态,因而同获1976年诺贝尔物理学奖和美国政府的劳伦斯奖。

1974年11月12日,在实验室里夜以继日地工作了两年多,全力攻关的丁肇中向全世界宣布,他的小组发现了一种未曾预料过的新的基本粒子-J粒子。这种粒子有两个奇怪的性质:质量重,寿命长,因而它一定来自第四夸克,这推翻了过去认为世界只由三种夸克组的理论,为人类认识微观世界开辟了一个新的境界,被称为是"物理学的十一月革命"。

1975年当选美国艺术与科学学院院士。1975年以来多次应邀来中国访问并进行学术交流,受聘为中国科技大学名誉教授。

1976年诺贝尔物理学奖得主丁肇中在1980年写了一篇自传性的文章《在探索中-一个物理学家的体验》。这篇文章一开头,就引用了叶剑英元帅的《攻关》诗:
攻城不怕坚,攻书莫畏难。
科学有险阻,苦战能过关。

1977年起任托马斯·达德利·卡伯特讲座教授。1977年秋,在访华期间,向邓小平同志建议中国科学院派遣物理学家参加他在德国汉堡进行的MARK-J实验。

1978年成为美国国家科学院院士,以及美国艺术科学学会会员。除在麻省理工学院工作外,主要还在欧洲核研究中心和德国电子同步加速器中心(在汉堡)工作。

1978年1月,中国10位物理学家到汉堡,参加了MARD-J实验的国际合作。此后先后有一百多名中国物理学家和研究生到他领导的实验组工作和学习。在他的领导和帮助下,中国科学家在L3探测器的设计、制造和数据分析中都发挥了重要的作用,在国际高能物理实验中占有一席之地。他说:“与中国的合作令人满意。”他还说:“这几年,中国科研人员的素质有了很大改善从领导到一般科技人员,都大大年轻化了。科学,尤其是自然科学的重要发现都靠年轻人。象牛顿、法拉第、李政道、杨振宁,他们的重要发现都是在年轻的时候。因此,我对科学院年轻的科技人员抱有很大的希望。”

1992年7月4日被中国科技大学授予名誉博士学位。

1994年6月被选为中国科学院首批外籍院士。获1996年度中国国际科学技术合作奖。

2002年6月,在距第一次回归故里17年后,66岁的丁肇中又一次踏上了故乡山东日照的土地。海滨金色的沙滩上,他深情地抓起一把沙子,用手指来回揉搓着说:“这沙子比夏威夷的还要好……”最令丁肇中动情的莫过于参拜祖居、祭谒祖墓。在祖父坟前,丁肇中说:“真应该把儿子带回来,让他看看家乡,让他知道他的根在这儿。”

2003年4月18日担任新成立的“上海交通大学空间科学与技术研究中心”名誉主任。[2]

2005年世界物理年活动日前在欧洲启动。他正领导着来自美、法、德、中等14个国家43所一流大学和科研院所的581名物理学家,在日内瓦建造的世界上能量最大的正负电子对撞机上,探索宇宙中的新物质、反物质。

人物贡献编辑本段回目录

丁肇中主要从事高能实验物理、基本粒子物理、量子电动力学、γ辐射与物质的相互作用等方面的研究。他最杰出的贡献是在1974年,与里希特各自独立地发现了J/ψ粒子。为此,他们共同获得了1976年诺贝尔物理学奖。 1972年夏,丁肇中实验小组利用美国布鲁克海文国家实验室的质子加速器寻找质量在1.5×109eV~5.5×109eV之间的长寿命中性粒子。

丁肇中丁肇中

1974年,他们发现了一个质量约为质子质量3倍(能量为3.1×109eV)的长寿命中性粒子。在公开发表这个发现时,丁肇中把这个新粒子取名为J粒子,“J”和汉字"丁"字形相近,寓意是中国人发现的粒子。与此同时,美国人里希特也发现了这种粒子,并取名为ψ粒子。后来人们就把这种粒子称为J/ψ粒子。J/ψ粒子具有奇特的性质,其寿命值比预料值大5000倍。这表明它有新的内部结构,不能用当时已知的3 种味夸克来解释,而需要引进第四种夸克即粲夸克来解释。J/ψ粒子的发现大大推动了粒子物理学的发展。此外,通过高能正负电子对撞的物理实验,丁肇中在1979年夏发现了三喷注现象,为胶子的存在和量子色动力学提供了实验依据。他进行的高能下电磁作用与弱作用干涉效应的实验,为弱电统一理论提供了实验依据。1981年起,他组织和领导了一个国际小组──包括中国在内的约13个国家近400名物理学家参加的L3组。在欧洲核子中心高能正负电子对撞机LEP上进行高能物理实验,寻找新的基本粒子及其粒子物理的新现象。

科学成就编辑本段回目录

发现丁粒子,获得诺贝尔物理学奖   
1965年起,丁肇中领导的实验组在联邦德国汉堡电子同步加速器(束流能量为7.5×109eV)上进行了关于量子电动力学和矢量介子( ρ,ω,φ)的一系列出色的实验工作,其中包括光生矢量介子、矢量介子衰变的研究、矢量为主模型的实验检验、ρ、ω、φ介子光生相位的测量和ρ、ω介子干涉参数的精密测量等,推进了对矢量介子的认识(见介子)。还在实验上证明了量子电动力学的正确性。 1972年夏,丁肇中实验组利用美国布鲁克海文国家实验室的3.3×1010eV质子加速器寻找质量在(1.5~5.5)×109eV之间的长寿命中性粒子。 1974年,他们发现了一个质量约为质子质量3倍(质量为3.1×109eV)的长寿命中性粒子。在公开发表这个发现时,丁肇中把这个新粒子取名为J粒子,“J”和“丁”字形相近,寓意这是中国人发现的粒子。与此同时,美国人B.里希特也发现了这种粒子,并取名为ψ粒子。后来(1975)人们就把这种粒子叫作J/ψ粒子。J/ψ粒子具有奇特的性质,其寿命值比预料值大5000倍;这表明它有新的内部结构,不能用当时已知的3种味的夸克来解释,而需要引进第四种夸克即粲夸克来解释。J/ψ粒子的发现大大推动了粒子物理学的发展。为此丁肇中和里希特共同获得1976年诺贝尔物理奖。

丁肇中丁肇中

丁肇中的研究工作以实验粒子物理、量子电动力学及光与物质相互作用为中心。他在学术上的主要贡献有:(1)反氘核的发现;(2)25年来进行了一系列检验量子电动力学的实验,表明电子、μ子和τ子是半径小于10-16厘米的点粒子;(3)精确研究矢量介子的实验;(4)研究光生矢量介子,证实了光子与矢量介子的相似性;(5)J粒子的发现;(6)μ子对产生的研究;(7)胶子喷注的发现;(8)胶子物理的系统研究;(9)μ子电荷不对称性的精确测量,首次表明标准电弱模型的正确性;(10)在标准模型框架内,证实了宇宙中只存在三代中微子。

三代夸克及三代輕子-结构模型图三代夸克及三代輕子-结构模型图

个人荣誉编辑本段回目录

由于丁肇中对物理学的贡献,他在1976年被授予诺贝尔物理奖,并被美国政府授予洛仑兹奖,1988年被意大利政府授予特卡斯佩里科学奖。他是美国国家科学院院士,美国文理科学院院士,苏联科学院外籍院士,中国台北中央研究院院士,巴基斯坦科学院院士。他曾被密歇根大学(1978)、香港中文大学(1987)、意大利波洛格那大学(1988)和哥伦比亚大学(1990)授予名誉博士学位。他是中国上海交通大学和北京师范大学的名誉教授。1977年获美国工程科学学会的埃林金奖章,1988年获意大利陶尔米纳市的金豹优秀奖及意大利布雷西亚市的科学金奖章。

人物影响编辑本段回目录

热心培养高能物理人才

电弱理论预言的黑格斯粒子及Z0粒子-内部结构模型图电弱理论预言的黑格斯粒子及Z0粒子-内部结构模型图

1981年起,丁肇中组织和领导了一个国际合作组——L3组,准备在欧洲核子中心预计在1988年建成的高能正负电子对撞机LEP上进行高能物理实验,将在质心系能量为1011eV能区中寻找新粒子,特别是电弱理论预言的黑格斯粒子,并研究Z0及其他粒子物理新现象。L3组目前共有包括中国在内的约13个国家近400名物理学家参加。 丁肇中热心培养中国高能物理学人才,经常回国选拔年青科学工作者去他所领导的小组工作;并受聘为中国科学技术大学名誉教授,中国科学院高能物理研究所学术委员会委员。

领导“阿尔法磁谱仪”实验探索反物质

1998年6月2日,美东部时间凌晨6时零9分,发现号航天飞机腾空而起,机内载中、美等国共同研制的“阿尔法磁谱仪”进行运行实验,此举揭开了人类第一次到太空寻找反物质和暗物质的序幕。 阿尔法磁谱仪实验是一个大型国际合作科学实验项目,实验由丁肇中教授领导,包括美国、中国、意大利、瑞士、德国、芬兰等国家和地区的37个研究机构的物理学家和工程师参加,仅中国参加的科学家和工程师就不下200人,其目的是寻找太空中的反物质和暗物质。 这次在航天飞机上运行的“阿尔法磁谱仪”传回的数据,从接收到的1%数据判断,它工作正常,并出现了预想的反质子,但由于数量太少,尚无法说已经发现了反物质。阿尔法磁谱仪将随航天飞机于本月12日返回地面。下一次将在2002年再一次进入太空,并在太空逗留 3—5年,今年下半年将组建阿尔法太空站,第一批组件将于1998年11月20日首次进入太空。

趣闻轶事编辑本段回目录

丁肇中丁肇中

放过任一个难题  

丁肇中的祖籍是山东省日照县。父亲丁观海、母亲王隽英皆任教于大学。1936年丁观海和已有身孕的妻子王隽英到美国进行学术访问时,王隽英意外早产。这个提前来到人间的婴儿,就是丁肇中。 1948年冬,丁肇中开始接受正规教育。受家庭的影响,他对学习一丝不苟,读书专心致志,遇到疑难问题,便找遍书本,务必得到答案才肯罢休。一次物理老师出了一道思考题,很多同学想了想觉得很难就放弃了,等着老师讲解,丁肇中不是这样,他吃饭想、走路想,别的同学都出去活动了,只有他还对着那道题苦苦思索,一个小时过去了,两上小时过去了……终于想到了解决问题的方法,他马上跑到图书馆查找资料验证自己的方法是否正确,直到确认自己的解题方法没有错误,他才满意而去。课堂上他聚精会神地听课,不论对自己的答案有没有把握,他总是第一个举手回答老师的提问。课后和同学们讨论问题时,往往要辩论到“甚解”才肯罢休。他的课余时间大部分是在图书馆度过的,很少与同学一起打球、看电影。他认为“最浪费不起的是时间”。 由于丁肇中勤奋刻苦,各门功课成绩优良,尤其突出的是数理化,这为他实现终身的奋斗目标打下了扎实的基础。

决定当实验物理学家   

1956年9月,丁肇中依依不舍地告别了父母赴美国学习。开始了在密执安大学的艰苦学习。 在大学期间,丁肇中能打破书本的局限去理解物理现象。他认为“作为一个科学家,最重要的是不断探寻教科书之外的事物。” 丁肇中经过三年的努力,获得了数学和物理学硕士学位,之后又在密执安大学物理研究所攻读了两年,提前获得博士学位。他本来想成为一个理论物理学家,但有两件事促使他改变了自己的志向。一件是在研究所中,他虚心向乌伯克·凯斯等学识渊博的名教授请教,他们都非常喜欢这个勤奋的中国学生。乌伦伯克教授告诉他:“作一个实验家比理论家有用。”另一件是进研究所的第一个夏天,有两位教授正在进行一项暑期实验工作,缺少一名助手,丁肇中应邀参加了实验。从此,他与实验物理结下了不解之缘。

关心祖国科学发展

丁肇中虽然入了美国籍,但他深深地知道他的根在中国。为了祖国高能物理的发展,他不辞辛劳,远涉重洋,多次来大陆从事学术交流和参观访问,介绍国际高能物理的发展,努力促进国际物理学界同中国物理学家合作。在他亲自指导和无微不至地关怀下,从事研究的中国科学工作者有的已经在欧美获得了博士学位。他不仅为中国培养了一批实验物理的科研人才,而且还热心为祖国培养实验物理的研究生而努力奔波。现在他受聘出任中国科技大学名誉教授。丁肇中说:“四千年以来中国在人类自然发展史上有过很多重要贡献,今后一定能做出更大的贡献。我希望在自己能工作的时间内,为中国培养更多的人才。”

学术思想编辑本段回目录

丁肇中丁肇中

丁肇中的学术思想的特点是,在科学研究中非常重视实验,他认为,物理学是在实验与理论紧密相互作用的基础上发展起来的,理论进展的基础在于理论能够解释现有的实验事实,并且还能够预言可以由实验证实的新现象。当物理学中一个实验结果与理论预言相矛盾时,就会发生物理学的革命,并且导致新理论的产生。他根据近四分之一世纪以来物理学的历史和他亲身的经验指出,许多重要实验,例如 K介子衰变中电荷共轭宇称与宇称复合对称性(CP)不守恒的发现,J粒子的发现,以及高温超导体的发现,开辟了物理学中新的研究领域,但这些实验发现都是预先在理论上并没有兴趣的情况下作出的。又如高能加速器实验近年来作出的有关粒子物理的基本发现,除W粒子和Z 粒子外,几乎都是在加速器开始建造时未曾预言过的。他强调,没有一个理能够驳斥实验的结果,反之,如果一个理论与实验观察的事实不符合,那么这个理论就不能存在。他重视科学实验的观点,对科学工作者是很有教益的。

精彩人生编辑本段回目录

我的实验就是要去找一下,看它到底存不存在

2004年2月26日晚上9点半,美籍华裔物理学家丁肇中抵达山东济南。他此行的目的是考察山东大学的实验条件,为他的大型国际合作项目——AMS寻找新的伙伴。在来山东大学访问之前,丁肇中就提出了三不原则:不参加宴会、不旅游、不接受采访。经过多次协商,丁肇中最终才同意利用做完报告的休息时间,接受《大家》栏目的专访。丁肇中本人很少接受媒体采访,围绕着他,有着种种的传奇和故事:面对各国记者的好奇发问,他通常只是简单地回答“不知道”或 “我怎么知道”,这种典型的丁肇中式语言举世闻名。

科学研究最重要的动力还是好奇心

20世纪80年代以来,丁肇中领导了欧洲核子中心L3实验组的工作,在高能物理的一系列实验中取得突出成就。近年来,他转向宇宙线高能物理领域,领导了在空间站上建立阿尔法磁谱仪、探测宇宙中暗物质和反物质的工作。一旦这个试验有了结果,人类对宇宙是怎么来的,宇宙之外还有没有其他的空间等一系列的“天问”,都将获得科学意义上的初步解答,而不再是历代诗人的超级想象和星象学家的主观臆断。

丁肇中丁肇中

很多人认为这是做不出来的,但我们成功了
为了找到反物质,丁肇中设计了一个巨大的磁铁装置,这是一个典型的丁肇中式的奇思妙想。1998年,美国发现号航天飞机搭载着这块磁铁发射成功,10天后,航天飞机返回了地面,这是丁肇中领导的AMS试验的第一步。这个前无古人的的试验,一开始就遭到了很多人,甚至包括学术权威的质疑。

一个做科学家的人,为拿诺贝尔奖工作是非常危险的
丁肇中所做的试验,无论是现在还是过去,几乎每一个都处在强烈的反对声中。在20世纪70年代之前,物理学界一直认为物质的最小结构是由3种夸克组成,但是丁肇中却不相信为什么只有3种,他通过试验竟然真的找到了组成物质的第4种最小结构。丁肇中把这个新的粒子命名为J粒子。1976年,丁肇中也因此获得了诺贝尔物理学奖,当时他只有40岁。美国总统福特给丁肇中发来贺电:基本知识的重大进展,能够导致科学上的更进一步的突破,进而造福人类。

我通知瑞典皇家科学院,我要用中文致辞
在诺贝尔颁奖典礼上,丁肇中制造了一个惊人的举动。按照惯例,诺贝尔奖获得者要在颁奖仪式上发表获奖答谢辞,一般来说,答谢辞要由获奖者用本国语言发表。丁肇中翻阅了以往有关诺贝尔奖的材料,发现在众多获奖者答辞中没有一份是用中文书写的,于是,丁肇中通知瑞典皇家科学院,他要用中文致辞。对我来说终身制不终身制一点都不重要。世界上没有不犯错误的人,更没有不犯错误的科学家,丁肇中似乎是一个例外。丁肇中从1962年开始研究实验物理,几十年来,他的每一个实验都对物理界有一个小小的推动,他没有出现过错误的实验,所以当他发起国际合作的时候,很多科学家聚集到了他的实验中来,他开玩笑地说:“大家觉得跟着我风险较小”。

你应该找到自己的兴趣所在
丁肇中之所以能吸引400多名科学家和1000多位工程技术人员,并组织他们从事一个庞大的实验,不仅因为他在学术研究上具有开创性、奠基性的成就和威望,而且还因为他个人品格的魅力。丁肇中领导的一些实验组,常常是一个“小联合国”,研究组成员分别来自全世界的许多国家或地区,但他能把这些科学家组织得有条不紊,同心协力地工作。

他们不逼迫我学习,不逼迫我去考好试
丁肇中访问山东大学期间,接待方为他安排了一项特殊活动——参观山东大学著名校友丁关海的图片展,而这个人正是丁肇中的父亲。丁关海1934年毕业于当时的国立山东大学中文系,后到美国密执安大学学习土木工程,1948年定居台湾,在台湾大学土木工程系任教授。 丁肇中的母亲王隽英当年也在美国留学,丁关海夫妇本想把孩子生在中国,但是王隽英的意外早产,却使丁肇中出生在美国,成了美国公民。丁肇中出生两个月后,父母带他回到中国。那时国内正值抗战爆发,丁肇中的童年是在颠沛流离中度过的,丝毫没有显示出日后能成为物理学家的迹象,相反他的学习成绩很一般。

好的物理学家,在学校里考第一名的并不特别多

丁肇中丁肇中

1955年夏天,丁肇中在高中毕业的会考中,理科成绩差不多得了满分,文科也考得不错,再加上他平时的成绩和表现,学校决定保送他到台南工学院,丁肇中谢绝了校方的美意,他相信自己有能力考上台湾最高学府——台湾大学。结果却出人意料:由于文科成绩扯了后腿,丁肇中非但没有成为联考榜上的“状元郎”,也没能考上他所向往的台湾大学。联考揭榜时,他接到的竟还是一份台南工学院的录取通知。这是丁肇中学生生涯中惟有的一次挫折。后来,他把这段日子称为自己求学的“黑暗时期”。虽然没有考上一流的大学让丁肇中颇感沮丧,但是,他还是慢慢调整好了自己的心态。

亲历片段编辑本段回目录

在1974年,丁肇中与美国科学家里希特各自独立地发现了J/ψ粒子。为此,他们共同获得了1976年诺贝尔物理学奖。在丁肇中所从事科学实验研究工作中,有几个他亲历并引以为自豪的精彩片段。

测量电子的半径

第一个片段是发生在1966年,丁肇中重做了当时世界上最重要的一个实验,那就是测量电子的半径。丁肇中得到的实验结果与理论物理学家推导出的理论相符合,因为早在1948年,理论物理学家根据量子电动力学的理论,得出电子是没有的体积的结论。但是到了1964年,实验物理学家经过实验得到电子半径为10—13厘米实验结果。随后,多个物理学家同样得到电子半径为10—13厘米实验结果,即得出了实验与理论不相符合的结论。1966年,丁肇中重做这个实验,证明以前那些科学家做的实验结果都错了。后来丁肇中总结这个故事得出的体会是“做实验物理,不要盲从专家的结论”。

J粒子家族被发现

第二个片段就是J粒子家族被发现的历史。这个发现,被国际高能物理学界誉为物理发展史上的一个重要里程碑。1970年代初,物理学家们普遍认为,世界上只有三种夸克,用三种夸克的理论就能够解释世界上所有的现象。1974年,丁肇中提出了“寻找新粒子与新物质”的实验方案,可惜未能被多数物理学家们重视。但他执著地求索,终于在实验中发现了新粒子€梹椫柿课?.1 GeV的J粒子,它的寿命是通常粒子的1万倍,并近而发现了J粒子家族。这一实验结果证明了当时三种夸克的理论是错误的。丁肇中体会这段历史总会说:“做基础研究要有信心,你认为是正确的事,就要坚持去做;不要因为多数人的反对而不做,也不要去管其他人怎么看”。

胶子的发现

第三个片段是胶子的发现的实验。在物理学中,理论上认为夸克之间的力是胶子传递的。如果胶子是存在的,那么在高能正负电子对撞的实验中就会出现三个喷注的现象。如果胶子不存在,那么在高能正负电子对撞的实验上就不会出现三个喷注的现象,只会有二个喷注现象。在实验中,丁肇中果然发现了三个喷注的现象,这证明了胶子的存在。丁肇中根据这个“故事”告诫年轻科学家们,“做实验物理要对意外的现象有充分的准备”。

西欧核子中心

第四个片段是在过去20年间丁肇中在西欧核子中心开展的富有成效的国际合作研究工作。这个国际合作组有19个国家的600多个科学家参加工作,其中三分之一来自美国,三分之一来自欧洲,三分之一来自俄罗斯及其他国家。这个国际合作实验组取得了重要的研究进展,并且发表一大批学术论文,有75人获得了博士学位。那么这个国际合作为什么会得到那么多的国家、那么多的科学家的支持呢?丁肇中后来在一次演讲中讲到:国际合作最主要的是选择世界上最重要的、最有兴趣的题目,引起科学家的兴趣。没有兴趣,就没有意义。

国际空间站

第五个片段是在国际空间站上寻找由反物质粒子组成的宇宙(AMS)的实验。这一实验,是经过大量、激烈竞争后在国际空间站上进行的唯一的实验。反物质的存在,是1928年由英国物理学家P.Dirac推测出来的,1933年他因此获得诺贝尔奖。假如宇宙是大爆炸来的,有物质,也有反物质。由反物质组成的宇宙到哪里去了?所有的粒子都有反粒子,有没有由反物质组成的宇宙?丁肇中的AMS实验就是要回答这些问题。如果反物质存在,它会在太空中发射出反氦或反碳等原子核,这些反原子核会穿过太空接近地球,我们应该能够在太空中探测到。因此,这个实验需要到外太空去测量带电粒子,需要用测量磁场的方法来确定它们。这个实验也是一个国际合作研究工作,它由15个国家的科学家共同参与,将在2006年11月用美国128号航天飞机将AMS实验送到国际空间站,实验为期3—5年。丁肇中为这个实验付出了大量的心血,在实验取得不断进展的时候,他曾深有体会地说,对一个做实验物理的人来说,要实现你的目标最重要的是要有好奇心,对自己做的事情要有信心,同时要去努力工作。 

暗物质

在日内瓦时间2013年4月3日下午五点,丁肇中首次公布其领导的阿尔法磁谱仪(AMS)项目18年的第一个实验结果——已发现的40万个正电子可能来自一个共同之源,即脉冲星或人们一直寻找的暗物质。

但是此次发布会丁肇中用语十分谨慎,如果成功,他带领的团队可能会获得诺贝尔奖。

人物评价编辑本段回目录

丁肇中的家国情怀

丁肇中虽然少小离开中国大陆,然而,他对自己的父母之邦却有着极为深厚的感情,无论是在顺利的时候,还是登上科学高峰时,他都没有忘了自己的根。除了在获得诺贝尔奖时那篇著名的演讲中,他讲过的那番寓意深情的话外,在各种场合,他都不时地流露出对祖国的深情厚意。他说过:“中国是一个具有悠久历史和有过影响深远的科学发现的国家。我相信随着稳定,对科学事业的不断鼓励和支持,在未来的年代里,中国必将会对科学做出许多十分重大的贡献。”

他常说:“中国人的才能、智慧,不在任何国家的人之下。中国人要对自己的民族、国家充满信心。” 丁肇中因发现构成物质的第四种基本粒子——J粒子,获得1976年诺贝尔物理学奖。颁奖仪式上,他用一口流利的汉语发表演讲,使华夏语言第一次在诺贝尔颁奖大厅响起。 但这一愿望起初遭到美国官方反对,美国驻瑞典大使找到丁肇中说,你是美国出生的,不应用中文致辞,而且在场的大多数人听不懂。丁肇中回答:“你管不着这个,我愿意用什么语言就用什么语言。在场的听不懂没关系,这是全球广播,我希望占全球1/4的中国人听到。”[3]

丁肇中的思维与交流方式极其独特,初次与其交流会让人觉得他思维混乱。但仔细听来就会了解到,他的思维并非混乱,而是他想说的事情过于复杂以至于无法用语言合理表示出来。这点是想必听过他讲座的人都深有体会。

落叶归根

科学是没有国界的,而科学家总属于他自己的祖国。”2005年6月18日,蜚声中外的物理学大师丁肇中携妻将子回到故乡山东日照寻根祭祖,实现了一个海外游子多年的夙愿。

在故乡涛雒镇南门里,面对上千名久久迎候的父老乡亲,丁肇中难以掩饰激动的心情。种德堂西厢房是丁肇中父亲丁观海和母亲王隽英曾经住过的屋子,参观完西厢房,大家邀请丁肇中题字留念,丁肇中请妻子苏姗先题。

苏姗会意一笑,这位金发碧眼的美国女士坐到古色古香的八仙桌前,在白纸上用英文深情写道:“今天对丁氏家族来说,是一个特殊的日子:树高千尺,叶落归根。苏姗。2005年6月18日。”丁肇中从夫人手里接过笔,让儿子克里斯托弗签上自己的名字,最后,在题字下面,又一笔一划地签上了自己的名字:丁肇中。

丁氏家族是日照的名门望族,祖上屡出进士、举人,书香浓郁。丁肇中的祖父丁履巽肄业于上海复旦大学,父亲丁观海早年就读于山东大学,是一位土木工程学家。抗战初期,幼小的丁肇中曾在故乡度过无邪的童年。

跟随父亲回乡的克里斯托弗·丁是丁肇中惟一的儿子,这位19岁、身材高大的小伙子正在父亲母校——美国密歇根大学念二年级。爷爷丁观海专为心爱的孙子起了一个中文名字:丁明童。老人还为丁肇中的另外两个孩子分别起了中文名字,叫丁明美、丁明明。

丁明童对父辈家乡的一切充满了好奇。每到一处,丁肇中都不厌其烦地用英语向儿子解说。他告诉儿子:“美国人喜欢去欧洲,那是去找他们的祖先;而你来中国,也是找自己的祖先。”在丁肇中心里,他是多么渴望儿子和他一样了解和热爱自己的故国家乡!

伫立在祖父丁履巽的墓前,丁肇中表情沉重的脸上有了一丝宽慰。回忆1985年,少小离家的丁肇中首次回到阔别40多年的家乡探亲。2002年6月14日,丁肇中在第二次回乡祭扫祖墓后说:“真应该带儿子回来,让他看看,让他知道他的根在这里。”如今,鬓毛已衰的丁肇中终于带着儿子回来了。整理一下花圈上的挽联,丁肇中牵着夫人苏姗的手,凝视着儿子,缓缓地用英语说:“Your root is here.(你的根在这儿。)”黑色的墓碑上镌刻着丁肇中亲拟的碑文:怀念我的祖父,一位鼓励家人为世界做贡献的人。

短暂的故乡之旅即将结束时,丁明童感慨地说:“这一次我回到了父亲和爷爷的家乡,参观了故居,了解了几代人在这儿生活的情景,这将是我一生中最难忘的经历。”

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考试不求出头 科研没有第二

丁肇中:“爱祖国 爱科学 双爱双荣”丁肇中:“爱祖国 爱科学 双爱双荣”

“我所认识的二十世纪和二十一世纪拿诺贝尔奖的物理学家很多,其中很少是学校里面考第一名的。”丁肇中说。

然而这位华裔诺贝尔物理学奖得主却不止一次地强调,自然科学的研究竞争性很强,只有第一。没有人知道是谁第二个发现相对论的。

这就是丁肇中在北京召开的2006科协年会上告诉人们的他对“第一”的看法。

“我对念书特别没兴趣”

丁肇中没有“考第一”的童年,大概会令那些望子成龙的家长失望。

丁肇中介绍,自己小时候在重庆长大,因为常常有日本飞机来“访问”,所以没有机会念书。当时,他“对念书也特别没有兴趣”,排名次的话他一般都是倒数几名,可是他的母亲是学儿童心理的,从来没有责备过他。

“至少对我个人来说,我的父母亲让我自由发展,这对我很重要。”

他说:“考试是考人家已经做过的事情,科学的进展是要推翻别人做过的事情,会考试并不能代表以后会有特别的成就。”

因“J粒子”的发现,丁肇中在1976年成为继杨振宁和李政道之后第三位获得诺贝尔物理学奖的华人科学家。

科技工作者最重要的品质就是能和别人竞争

要做科学,一定要注意这辈子是否在全心全意做这个,丁肇中说:“要做科学,一定要有竞争的态度,赶在别人的前面。我不知道第二名是什么感觉。”

他举例,如果花很多钱做一个实验,假设另外一个组也花很多精力做同样的实验,前者先发现了,大家都知道实验结果是前者的,没有人知道第二个发现者是谁,所以一个科技工作者最重要的品质就是能和别人竞争。

基础研究需要长期展望

中国有一句古话:“劳心者治人,劳力者治于人。”丁肇中认为,这种思想对于发展中国家的青年们有很大的害处,“由于这种思想,很多发展中国家的学生们都偏向于理论的研究,而避免实验工作。”

丁肇中说:“从发现一个新现象到市场化需要20年到40年,对政治家和实业家来说,这样一段时间常常是太长了。”但是,研究工作不会是一帆风顺的,当深入到未知领域时,很难做出预言,错误是成功的一部分,因此基础研究需要充分的自由空间和长期的展望。

他举例说,上个世纪二十年代、三十年代的时候假如不做原子物理研究,就不可能有激光,不可能有超导,不可能有手机,不可能有网络。

最新研究成果编辑本段回目录

诺贝尔奖得主、美籍华人物理学家丁肇中2013年4月3日公布了其主持的阿尔法磁谱仪项目(AMS)首批研究成果。他当天对新华社记者表示,尽管这一成果具有突破性,但仍应保持冷静。

暗物质和暗能量是现代天文学和物理学最大的谜团之一,它们是为了解决宇宙学观测与理论上的矛盾而提出来的。AMS项目的首要目的就是寻找宇宙中的暗物质及其起源。

丁肇中3日晚间在位于瑞、法边境的欧洲核子研究中心阿尔法磁谱仪项目办公室告诉记者,目前AMS收集到40万个正电子,远远超出人们的想象。此前包括美国费米望远镜等项目都曾观察到过量正电子现象,但数据误差很大,而AMS的误差只有1%,“相当于肉眼和精密显微镜的区别。”

刊登在新一期《物理评论快报》的研究成果显示,在5亿至100亿电子伏特区间内,正电子占正电子和电子总和的比例随能量的增加而减小;在100亿到2500亿电子伏特的区间内,比例递增;到2500亿电子伏特之后,比例曲线基本变平。正电子比例能谱没有随时间改变,同时高能正电子不是来自空间某个特定的方向。

丁肇中解释说,这些成果表明了:正电子比例随着能量增加继续上升;比例上升是很平衡的,没有出现峰值;正电子来源没有特定方向,“这三点都支持正电子来源于暗物质,可是没有完全的证据。”

他指出,要确认正电子是由暗物质粒子碰撞、湮灭产生的,还需观测到正电子比例上升到峰值后是否有骤降。如果观察到骤降,说明来自暗物质对撞;如缓慢下降,则可能来自脉冲星。 丁肇中说,作为AMS这样一个大型物理实验项目的负责人,必须保持冷静,因此对正电子的来源持开放态度,“最重要的是把数据准确地拿出来,不要有误差,”他说,“千万不能有偏见。

丁肇中说,可能还要花一段时间才能最终确定这些正电子“到底是怎么来的”。他说,目前收集到的数据是AMS预期收集数据的10%左右,这个项目还是“刚刚开始”,还有很多未知等待科学家们去探测。

参考资料
[1].  百度百科   http://baike.baidu.com/view/2543.htm
[2].  科学家捕捉到宇宙中暗物质存在的痕迹   http://www.sesofo.com/html/2013/ruanjian_0404/786.html
[3].  诺贝尔奖得主丁肇中公布阿尔法磁谱仪项目(AMS)首批研究成果   http://www.autodeskcn.com/thread-18142-1-1.html

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