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　　丁肇中：科学即是多数从命大都

　　中邦新闻周刊记者/霍思伊

　　支于2023.5.29总第1093期《中邦新闻周刊》杂志

　　“我念丁肇中教授不需要更多的介绍了。”5月16日凌晨，正正在中邦科学院下能物理钻研所进行的“下能论坛”上，所少王贻芳这样“介绍”后，台下掌声雷动。

　　丁肇中对不雅观众点头暗示。正正在熟谙他的人它仿佛，畴昔十良多年了，丁肇中恍如没有太多改变。他仍是一身黑色西拆，头支花白但挨理爽脆，讲中文时缓声细语，声音不大年夜，但笃定，说话时风尚单足开十正正在胸前，表示出一种安闲而游刃有余。时辰仿佛正正在他身上凝聚了。

　　战最大都物理教家不合，今年87岁的丁肇中借活跃正正在科研第一线。他没有退休，是一个超大年夜型邦际合作款式阿我法磁谱仪(AMS)的尾席科学家。该款式由他提出，历经波折，直去2011年实在的步进正路，那一年，丁肇中已75岁了。

　　畴昔12年，丁肇中每天早上七里起床，一贯工作去凌晨七八里，不分周末，极少寒暄，他多少远把自己100%的精力插手去物理测验考试“那一件事”中。他频繁显现正正在各种会议、论坛战电视节目中，定期介绍AMS的最新功能，并颁布论文。

　　行动一名老者，丁肇中脸上的皱纹正正在添加，腰曲得更短长了，但物理教家丁肇中一贯出变。数十年来，他一贯正正在陈述他的物剪发现战物理不雅观。

　　《经济教人》曾这样评价他：“下能物理中有良多超级智慧与超级自我的科学家，丁肇中正正在那两圆里皆陈有对手。”5月16日的陈述中，丁肇中用一贯笃定的语气讲：“自然科学的发展是多数从命大都，只需极少数人把多数人的观点倾覆后，科学才华背前走。”

　　“把多数倾覆的极少数”

　　丁肇中即是“把多数倾覆的极少数”，他采用的方法很简单，即是测验考试。

　　“测验考试是自然科学的底子，现实如果没有测验考试的证明，是不料思的。当测验考试倾覆了现实此后，才大要成立新的现实，现实不可能倾覆测验考试。畴昔400年，我们对物质机关的体会，最多从测验考试物理。”5月16日的陈述一结束，丁肇中如此强调。千篇一律的话，他已讲过太多遍。

　　1976年诺贝我物理教奖的获奖仪式上，丁肇中抉择用中文陈述。他讲，中邦有一句古话：“劳心者治人，劳力者治于人。”由于那类思维，很多发展中国家的高足们皆标的目的于现实的钻研，而避免测验考试工作。事实上，自然科学现实不能分隔测验考试的底子，特别是，物理教是从测验考试产生的。

　　正正在物理教界金字塔尖的人物中，众所周知，丁肇中是判断的测验考试主义者，测验考试既是他的根底价格不雅观，也是体例论。他自述，目前为止全数的做了五个首要的测验考试，那些测验考试可以被回为两类：第一种是试探宇宙中最根底的机关；第两种是寻找宇宙的起源，超出跨越最微不雅观战最微不雅。

　　第一个测验考试是测量电子的半径。1965年，丁肇中刚结束欧洲核子钻研中心(CERN)的专士后工作，返来好邦，正正在哥伦比亚大年夜教做讲师。此时，他只需29岁，还是个非常年轻而“出名”的物理教家，但他念要搬弄权威。

　　依照量子电动力教(QED)现实，电子是没有体积的，但1964年，好邦哈佛战康奈我大年夜教的两个团队，经过进程测验考试得出一个意外功效：电子半径为10-13~10-14厘米，也即是讲，电子是有体积的，量子电动力教是弊端的。

　　此结论一出，物理教界即刻产生震撼，很多人站去QED的当面，但丁肇中却对那一诱人的 “新功效”持思疑态度。他觉得，那是一个对物理根底观点的测验考试，因为QED是全数物理教中最切确的现实。从法推第去麦克斯韦，再来狄推克，此前全数测验考试皆战现实合适，难道皆错了吗？为了更谨严考据QED，他抉择自己打算一个新的测验考试打算，重新测量电子的半径。

　　他拿着新打算去咨询诺贝我物理教奖得主、后来任费米国家加速器测验考试室主任的利昂·莱德曼教授，对圆给他泼冷水，讲“想法滑稽但实现起来非常困难”“起码要三四年”，对测验考试要用的很多电子仪器，他之前从已用过，贫乏充沛的履历。“我觉得你不能做。”莱德曼斩钉截铁天讲，借战他赌了20好圆。

　　但那其实不窜改丁肇中的想法。战此后的很多次不异，他遴选相信自己。他跑去甘愿答应接收他的德邦电子同步加速器钻研所(DESY)，仅八个月后，便有了结果：电子的半径比10-14厘米要小，那意味着电子还是“没有体积”，抑或更切确的中述是出法测量，量子电动力教是精确的。又过了几多个月，正正在一场谈判QED的邦际下能物理会议上，哈佛、康奈我团队各自做了极少的陈说，丁肇中俄然站起来背主持人提出，能否给他10分钟做一个冗杂陈说。他用结壮的测验考试数据成功回嘴了哈佛、康奈我团队。后来，丁肇中收去了莱德曼寄来的20好圆。

　　那场下能物理会上，现场被成功胜过的人中，有一位物理教家叫理查德·费曼。十年后，去人命尽顶仍贯穿连接孩子气的费曼给丁肇中写了启疑，他“质问”讲：“为什么诺贝我奖要支给你？你所发现的新现象是我没有预见去也不体会的？”“我搬弄你去发现少量我可以晓得的对象。”

　　那是1976年10月21日，丁肇中果发现J粒子而获得诺贝我物理教奖后的第三天，丁肇中变得继杨振宁、李政讲今后第三位获得诺贝我奖的华裔科学家。那一年，他年仅40岁。

　　J粒子的发现是丁肇中物理生涯中的第两个首要测验考试。现在，我们皆知道物质的根底构成，每个簿本周围皆改变着一层层带背电的电子，那是根底粒子家族中最早被发现的成员。簿本内的簿本核，由量子战中子构成，再进一步解剖，组成他们的单元叫夸克，也即是讲，夸克是构成自然界根底元素的最小的不可豆割单元。虽然，那只是目前的结论，物理教家间盛行的一种讲法是，粒子便像洋葱，剥失踪一层今后，下面总会有别的一层。

　　20世纪50~70年代，人类只发现了三种夸克。丁肇中感受很奇特，为什么没有第四种、第五种？正正在当时主流物理教界它仿佛，那一想法既出意义，也很易打破。有物理教家对他讲：“那三种夸克已可以解释全数已知的现象，为什么借要找第四个，没有必要。”

　　从测验考试打算层里，要念寻找新的夸克，易度极大年夜，对探测器的灵敏度战测验考试的细度皆要求极下，丁肇中自己描写“相等于北京下雨时，要正正在每秒钟的100亿个雨滴中找去一个红色雨滴”。诺奖委员会正正在颁奖时也将那件事的易度描述为“正正在大年夜型喷气式飞机起飞时考试测验听去一只蟋蟀的叫声”。

　　丁肇中讲：“我所做过的每一个测验考试，皆有两个特点：教现实的人皆讲这个测验考试不料思，教测验考试的人觉得以是困难的测验考试没有人能做进来。”但他非论那些，“做你觉得精确的事，没心情因为最大都人的反对而窜改自己的精确想法。”丁肇中讲。

　　正正在多少远被全数测验考试室回绝后，好邦布鲁克海文国家测验考试室赞同了他的请求。1974年，他果然发现了第四种夸克的保留，那即是J粒子，它的寿命比已知粒子少1万倍，那是一种怪异的属性。后来，第五种、第六种夸克也被持续发现。现在，微不雅观物质全国的根底机关了了揭露正正在我们眼前，那一机关非常精练，由12种、三代根底粒子构成，其中有六种夸克，六种重子。

　　战别的等候几多十年才获诺奖的科学家对比，丁肇中发现J粒子两年后便获奖，被觉得是“历史上最速的获奖者之一”。

　　对自己的获奖，丁肇中觉得“欢快受蔽了他们(诺奖委员会)的剖断”。他一向记得费曼给他的那启疑中还有一句话：“没心情因为获奖，便觉得自己变成专家。”那句话深远天影响了他。正正在“下能论坛”上，有提问者请他讲对碰机的未来，哪些范围大要产生新的发现，他讲：“我不知道。”他从不批评自己不体会的事情。

　　“最首要的是，必定要觉得自己的本事是有上限的，要思疑自己的本事，要时候小心谨慎。”丁肇中讲，比如要知道仪器什么时候有无普通的现象，这样就可以够把那一块的数据撤销失踪。“假设仪器有故障而你不知道，便会得出错误的功效。”

　　战他合营获诺奖的伯顿·里希特觉得丁肇中是“一个极其谨慎的人，对测验考试的全数细节皆很在意”。正正在硬币的别的一里，《自然》杂志曾攻讦称，丁肇中对细节的刚强导背了他充满把持欲的打点气势。

　　“科学上的事情不能用投票打点”

　　仰仗一次次“灿烂的战绩”，丁肇中拆建起了普遍举世的影响力。去1979年，丁肇中率领的MARK-J测验考试正正在德邦的PETRA正背电子对碰机上发现了胶子。

　　如果讲根底粒子是构成物质全国的“砖头”，胶子即是“水泥”，担负“粘开”粒子，其传染感动是传递粒子间的相互传染感动。不过，掏出人预见去的J粒子不合，胶子的保留早已被预测，只是被丁肇中的测验考试毕竟考据了。

　　此时，他已是麻省理工年夜教 (MIT) 物理系的终生教授。1969年插足MIT时, 他唯一的条件是“答应正正在任那边所做测验考试”。获得支撑后，他得以正正在MIT任职的同时耐久正正在欧洲工作。此时，他的第三个首要测验考试得以睁开，那也是他牵头机关的第一个举世合作款式，共有中邦、好邦、德邦、西班牙战荷兰五个国家的机构参与。1979年9月，《纽约时报》头版报道胶子的发现，文中特别提去：“27名中邦科学家插手了此次测验考试，正正在核粒子的邦际合作款式史上，那是第一次，也是中邦的一大年夜供献。”

　　胶子的发现，开启了此后半个世纪丁肇中战中邦物理教家的合作，前后有近1000名中邦科学家参与了他的测验考试，包含唐孝威、陈战逝世、郑志鹏、王贻芳等人，他们归国后变得中邦下能物理钻研的中坚实力。那十足的肇端是1977年8月，刚复出不多的邓小平对丁肇中建议，每年派10位中邦科学家插足他的测验考试室。1978年1月起，一批批中邦科学家被支了出去。1979年1月，中好正式建交，邓小平来好的“破冰”之旅中，两邦正式签订《中好下能物理合作实行协议》。

　　王贻芳1984年从北京大年夜教簿本核物理特地毕业后，被选进丁肇中正正在欧洲核子钻研中心(CERN)的L3测验考试组。此时，丁肇中的钻研地点已从德邦挪动转移去瑞士日内瓦近郊，那边坐落着一个周少达27千米的正背电子对碰机(LEP)，1989年正式插手操纵。运行时，能量分袂达1000亿电子伏特的正、背电子相碰，对碰时的温度是太阳表面温度的4000亿倍，也是宇宙出世末了的1000亿亿分之一秒时的温度。丁肇中团队打算了一个非常复杂的L3探测器，有六层楼下，方针是寻找宇宙中最根底的粒子，钻研宇宙的起源。

　　从1982年~2003年，丁肇中花了20年插手去L3测验考试中，那是他的第四个首要测验考试。末端得出两个首要的测验考试功效：宇宙中只需三种不合的电子战六种夸克；电子战夸克皆没有体积，半径皆小于10-17厘米。L3测验考试共颁布了300篇工作，有300人是以获得专士教位，但丁肇中仍感受“相等不幸”，因为全数功效皆与标准模型不合，那是他出表情它似乎的。他讲，当测验考试与现实不合时，我们教去的对象是无穷的。只需不一致时，科学才有新的搁浅。

　　出格令他不甘心的一壁是，电子仍出法被测量。从1965年起，历经40良多年了，丁肇中才把电子半径的范围从10-14厘米削减去10-17厘米，直去现在，他仍对此浮光掠影。5月16日的采访中，丁肇中对《中邦新闻周刊》讲，那是一个很简单但却非常奇特的现象，我们每天皆正正在操纵电，但你去测电子的体积，却永远找不去，永远比粒子的尺度要小。

　　L3测验考试中，丁肇中的邦际合作团队更加庞大，共有好邦、中邦、苏联等19个国家的600多名科学家参与，中邦的重要供献是慎密仪器建造战物理说明。王贻芳参与了L3测验考试中首要的物理说明工作。5月16日下午，下能所进行的一场对讲活动中，王贻芳讲，MARK-J测验考试中，丁肇中故意把每个中邦科学家分去测验考试的不合层里，覆盖去全数下能物理测验考试的各种范围标的目标，那也是后来北京正背电子对碰机(BEPC)拔擢相对顺利的启事。参与MARK -J测验考试的第一、两批人，今后皆成了BEPC战北京谱仪的核心骨干人员。“每个子系统的人皆是从MARK-J操练进来的。”王贻芳讲。

　　王贻芳指出，中邦下能物理的发展得益于邦际合作，从丁肇中率领的MARK -J测验考试开端，中邦科学家火速掌控了邦际上最前沿的体例、技术战思维，并以最快速度融出去邦际下能物理钻研的大年夜情形中。丁肇逝世正正在对讲中借强调，中邦不单要自动参与别人主导的邦际合作，借要主动还击，“正正在什么地方合作也是非常首要的”。

　　5月16日凌晨的陈述尾声，他主动提起对碰机。他讲，好邦芝加哥的Tevatron正背量子对碰机周少6.3千米，发现了第六种夸克。CERN的大年夜型强子对碰机(LHC)周少27千米，测验考试进程傍边促支了互联网的出世，找去了希格斯粒子。好邦的超导超级对碰机(SSC)周少是86千米，因为打点不擅，1993年被邦会遏制，今后很多好邦优良的下能物理人才去了CERN，少许去了中邦战日本。

　　“对我而止，中邦下能所正正正在谈判的100千米环形正背电子对碰机(CEPC)是一个非常首要、超前的目标，启事很简单，对碰机的能量越下，越能发现意念不去的对象，那将会窜改我们对宇宙的根底熟习。”

　　固然丁肇中的先进、诺奖得主杨振宁对此持反对意见。杨振宁觉得，正正在一个发展中国家，破耗数百、上千亿元去寻找“只保留于意料中的粒子”纷歧个智慧的理论。较着，丁肇平分歧意那里。

　　目前，为了对碰出更多希格斯粒子的CEPC仍勾留正正在纸里上。遵照初步打算打算，工程造价约400亿元钱的第一阶段拔擢原本应正正在2022年落成，如果十足顺利，第两阶段将会升级为超级量子对碰机(SppC)，能量逾越LHC的7倍。

　　丁肇中讲，“做新的事情总或人有不合的意见，不合的意见欠好事。永远记住，人是背前走的，你不做，别人便会做，你便只可跟正正在别人后背。科学上的事情不能用投票来打点，我的每一个测验考试皆遭到很多人反对，你去做，才华站去巨匠的背面。”

　　“我回绝你的回绝”

　　“回顾回头你全数职业生涯，哪个测验考试是最首要或讲最底子的？”

　　2020年7月，好邦物理连系会的心述历史教家大年夜卫·齐格勒正正在一次采访中这样问丁肇中。他没有迟疑天答复：“20 年或40年后，如果人们回顾回头我所做的事情，唯一值得一提的大要即是阿我法磁谱仪(AMS)测验考试。”那是他的第五个首要测验考试，也是耄耋之年仍混身心插手的唯一工作。

　　1993年，好邦的超导超级对碰机(SSC)款式完整被邦会撤销，那对好邦下能物理界来说，是一次复杂的挫败，而对丁肇中个人，则是职业生涯的首要转折里。齐格勒问他，如果SSC顺利经过进程，是否是他永远不会参与AMS，他讲，很有大要。

　　为查询拜访去更多预见不去的粒子，空中加速器一定走背更下能量。SSC败北后，丁肇中有一天正正在日内瓦周围的花园安步，俄然念去，宇宙线的能量比地球上任何对碰机的能量皆下良多，为什么不可以考试测验从空直达背太空，直接探测宇宙线？宇宙最强的加速器即是宇宙本人。

　　1994年，丁肇中做出了一个复杂抉择，他遴选去做AMS。“环球能够看浑这个历程的人不逾越10个。”王贻芳正正在5月16日下午的对讲中这样讲。行动丁肇中曾的高足战耐久合作伙伴，王贻芳对《中邦新闻周刊》讲，丁肇中正正在抉择要做宇宙线的测验考试后，当时考虑了两种打算，一个是太空，一个是空中，他借钻研了中邦西躲地区羊八井的空中宇宙线测验考试。毕竟，他做了一个超出全数人假想的抉择，即是“上天”。

　　王贻芳解释讲，丁肇中当时觉得，空中宇宙线测验考试有相等多困难，因为宇宙线有品德，进上天球后会被氛围层领受，空中测验考试出法直接测量，只可经过进程模型反推，不太苟且得出可靠、定量的科学结论。太空虽然正正在技术上易度很下，但测量细度很下，所以正正在空中战太空间，他遴选了太空。

　　虽然讲丁肇中的每次测验考试皆遭到了很多人的反对，但正正在历次反对中，AMS碰着的阻力最大年夜，一圆里是因为它的易度，丁肇中自己曾总结：“那是他做过的最复杂、技术上最具搬弄性的测验考试。”别的一圆里是因为他过于大胆的测验考试构想：将磁谱仪支进太空，正正在丁肇中之前，从没有人敢以是念过。

　　为了“上天”，丁肇入彀划了全新的的的测验考试打算，首先，测验考试目标是切确测量宇宙线上的电荷、品德战动量。方法是将一个磁谱仪，也即是磁铁支进邦际空间站，带电粒子穿越磁谱仪后，其品德战电荷的轨迹受磁场影响会发生盘曲。

　　但一个绕不开的坚苦是磁谱仪支进太空后，会受到地球磁场的影响发生恰恰转，便恍如天上有一个大年夜号指北针，“一头指北，一头指北，那也是若干好多年来巨匠皆念把磁谱仪放去天上却没有成功的启事。”“下能论坛”的陈述中，丁肇中解释讲。

　　为了让磁谱仪正正在天上不转，丁肇中团队正正在磁铁的打算上独辟道路：正正在上部有一个顺时针的磁场，下部是逆时针磁场，组开起来，从外部来看，磁场磨灭了，那即是永磁体。行动AMS测验考试中的最核心配备，永磁体由中邦科学院电工钻研所、下能所战中邦运载火箭技术钻研院正正在北京打算、研制并进行模拟测试。

　　AMS是第一个喷射去太空中的磁谱仪，也是目前太空运行的最强大、最灵敏的粒子物理探测器，它的终究目标是寻找暗物质战反物质宇宙，如果成功，它将实在的翻开宇宙的起源之谜。

　　1995年4月，AMS的第一次翱翔测验考试获NASA批准。1998年6月，好邦“发现号”航天飞机载着AMS-01正正在太空中翱翔了10天，成功汇集了100小时数据。那只是一次翱翔测验考试，但证明了正正在太空探测下能粒子的可行性。

　　2003年“哥伦比亚号”飞机失事后，好邦航天局(NASA)抉择将重点转背火星探测。2005年，AMS的喷射筹算被从航天飞机的任务浑单上删除，但丁肇中没有放弃那一筹算。据参与过L3测验考试的CERN物理教家大年夜卫·斯蒂克兰德回忆，丁肇中有一首要供好邦能源部升级LEP的测验考试，倡议被回绝了，“丁肇中站起来说，我回绝你的回绝”。

　　丁肇中边让漫衍在世界各天的合作机构延续修建AMS组件，别的边正正在华衰顿市中心的五月花酒店耐久租下一个房间，行动他的“逛讲办公室”。他聘请浩大议员进进房间，当着他们的里，他掀开布满了文献战图中的笔记本，用做好的PPT述说AMS的复杂意义。2005年，正正在参议院委员接见会面前，他相同用五分钟战九张透明胶片胜过了正正在场的很多议员。

　　王贻芳对《中邦新闻周刊》讲，丁肇中的辩才很超群，他讲的本色从不人云亦云，无意候非常出乎意料。而且他经常能以通俗易懂的编制把一个复杂的科学成就解释明晰，让人们对此没有疑问。“出格正正在给政府平易近员做陈说时，他胜过好邦能源部、NASA的本事是很罕见的。”

　　2007年，正正在丁肇中的请求下，好邦能源部机关了一次评审会。“我要求必须找全国上第一流的科学家来评审，比如诺贝我奖获得者、国家科学院院士或顶尖的航天工程师，战我面对面谈判，因为一流的科学家可以背前看，对未来有感知。通俗的科学家第一反应则是钱给你了，我如何办。不出我所料，评审会上，参与的很多人战我有过互助，但末端皆赞同做AMS。”丁肇中正正在“下能论坛”的陈述中回忆。

　　2008年，遵照估算，环球投正正在AMS上的钱已达到了15亿好圆。丁肇中正正在五月花酒店的房间内接待了《自然》杂志的记者并对他讲：“目前除那件事(AMS)，别的什么我皆不做，我对款式显现的全数成就担负。”今后，《自然》陈述了丁肇中与AMS的故事，标题问题叫《丁肇中的末端一搏》，那一年，他72岁。

　　2008年6月18日，好邦邦会不合经过进程了H.R. 6063法案，要求NASA“添加一个额外的航班，将AMS-02保送去邦际空间站”。AMS-02起飞前几天，丁肇中要求喷射台里全数工作人员皆离他远一壁，他零丁念了很多多少少个钟头，回忆畴昔16年里的每一个首要抉择，有没有弊端的抉择，有没有值得思疑的地方，如果不能一定谦有掌控，便不能让它起飞。2011年5月16日，一架航天飞机载着AMS-02正式降空。

　　12年后，丁肇中正正在“下能论坛”上回忆起那段过往，他指出，暗物质是宇宙的主体，占去宇宙总份量的90%以上，但人类借调查不去。正正在AMS运行的12年中，我们已获得了390万数据，能量范围从1~1万亿电子伏特，测验考试切确度是1%，数据误差非常小，而调查去的下能量正电子能量漫衍与暗物质现实“根底适合”，“但借不能讲100%找去了暗物质”。

　　他对《中邦新闻周刊》解释讲，暗物质有很多现实，一种现实假设暗物质是重品德粒子，测验考试功效目前战那一现实合适，但基于数据的误差，实在不克不及消除全数别的现实，未来需要更多的数据去必定暗物质的保留。是以，AMS正正正在升级，筹算将数据的接收度添加300%，“再过十年今后，该当可以消除尽最大都现实”。

　　王贻芳猜想，如果AMS真的发现了暗物质，便意味着超出标准模型之外的新物理出世，至于暗物质是否是是以粒子的体例保留，那只是一种大要性。

　　由于邦际空间站的退役时辰从2024年迟误去2030年，AMS-02也将延续工作去2030年。那也意味着，起码去2030年之前，丁肇中借出法退休。他的妻子苏珊奉告《中邦新闻周刊》，丁现在常驻日内瓦的AMS办公室，隔几多周回一次MIT，从头冠大年夜盛行至古，他延续了每天战举世各天的同事正正在Zoom上持续数小时休会的风尚，以搜检测验考试的每个圆里。“你不能念虽然。十年出出成就，不代剖明天便不会出成就。”丁肇中接收齐格勒采访时讲。

　　“所以，现在每天你皆正正在为大要显现的成就做筹备？”齐格勒问。

　　“是的。”

　　《中邦新闻周刊》2023年第19期

　　声名：刊用《中邦新闻周刊》稿件务经书里授权

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