2023年5月16日到5月23日，一周的時間里，87歲的諾貝爾物理學(xué)獎得主丁肇中先生從北京到廣州，從中國科學(xué)院高能物理所的高能論壇到大灣區(qū)科學(xué)論壇，活動安排雖不算密集，但舟車勞頓于他的年齡來說仍稱得上是一次考驗(yàn)。
本周，《面對面》欄目赴廣州專訪丁肇中先生。
【資料圖】
采訪前，我們了解到兩個信息，一個是他將在采訪結(jié)束后馬上出發(fā)，前往中微子實(shí)驗(yàn)室去考察，另一個是他在整個行程中，每天都會在固定的時間里和遠(yuǎn)在瑞士的團(tuán)隊(duì)通電話，討論正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)是干什么的？有什么用？
丁肇中長期從事高能物理實(shí)驗(yàn)，這意味著，能和他討論專業(yè)問題，或者僅僅向他提出專業(yè)問題的人都是極少數(shù)的。
記者：有沒有人問您實(shí)驗(yàn)是干什么的？有什么用？有什么用這個問題是不是反復(fù)被人問過？
丁肇中：常常有人問這個問題。比方說20世紀(jì)30年代的時候我們研究的是原子物理或者量子力學(xué)，那個時候就有人問做這個干什么？這完全是抽象的，現(xiàn)在用在量子計算機(jī)上用在通信上，完全是那個時候的基本物理。在1900年左右最主要的一個發(fā)現(xiàn)是X光，當(dāng)時也有人問做X光干什么？現(xiàn)在用在醫(yī)學(xué)上用在各種不同研究上。20世紀(jì)50年代的時候，最先進(jìn)的科學(xué)就是原子核物理，那時候也有人問這有什么用處？花這么多錢研究這個干什么？現(xiàn)在用在能源上。從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用可能有30年到50年的時間，到能應(yīng)用的時候就改變?nèi)说恼麄€知識，問這個問題是很自然的現(xiàn)象，可是要想清楚一點(diǎn)，人要研究這個主要是因?yàn)楹闷嫘?，有的結(jié)果改變?nèi)说恼麄€人生。
“教授大小對我來說沒有意義，做實(shí)驗(yàn)物理不要盲從專家的結(jié)論”
近些年，丁肇中在不同場合分享體會時，都用了大致相同的文本結(jié)構(gòu)，那就是五次重要的實(shí)驗(yàn)和每個實(shí)驗(yàn)帶給他的領(lǐng)悟，他從他第一個重要實(shí)驗(yàn)中得到的領(lǐng)悟是“做實(shí)驗(yàn)物理不要盲從專家的結(jié)論”。
記者：您做的第一個重要實(shí)驗(yàn)就是電子到底有沒有半徑，當(dāng)時是很權(quán)威的教授做出來的實(shí)驗(yàn)？
丁肇中：對，兩個學(xué)校。
記者：您當(dāng)時博士畢業(yè)沒多久，怎么就可以去質(zhì)疑這么大的教授做出來的實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>
丁肇中：大教授和小教授對我來說是沒有意義的。我就覺得量子力學(xué)、量子電動力學(xué)是很完整的科學(xué)，因?yàn)橐郧昂芏嗳藱z查過這個都是對的，推測都是對的，忽然兩個實(shí)驗(yàn)說它是錯的，所以我就覺得很奇怪，我就想一個辦法檢查一下。
做實(shí)驗(yàn)需要錢，需要實(shí)驗(yàn)室。在美國，丁肇中沒有找到愿意和他合作的實(shí)驗(yàn)室。1965年，他放棄了在美國大學(xué)的前程，到德國新建的電子同步加速器研究所，重做了正負(fù)電子對實(shí)驗(yàn)。八個月后，他的實(shí)驗(yàn)證明：量子電動力學(xué)是正確的，電子沒有體積。
記者：您當(dāng)時做出來這個說是推翻有名大學(xué)有名教授的實(shí)驗(yàn)，您去哪說去，您一個小人物去推翻人家大人物，怎么去推翻人家？
丁肇中：我現(xiàn)在忘了是哪一月了，國際高能物理每兩年有一個會，德國國家研究室主任就寫了封信，說我們要來，我們有結(jié)果要向大家公布，所以就帶我去了。那時候根本沒有計算機(jī)，稿子是從德國到美國加州的飛機(jī)上寫的。第一個報告可能是哈佛大學(xué)的，第二個報告可能是康奈爾大學(xué)，兩個都證明電子有半徑，組織會議的人就說現(xiàn)在沒有時間了，不過我給你10分鐘。
記者：給了他們多少時間？
丁肇中：大概一個鐘頭左右。10分鐘我就簡單地介紹了一下，這個實(shí)驗(yàn)怎么做的？怎么樣校對？怎么樣檢查？
記者：能夠說服別人嗎？
丁肇中：不知道，大概別人都相信了吧。
記者：這個實(shí)驗(yàn)給您奠定了一個什么基礎(chǔ)？
丁肇中：慢慢有人知道我是誰了，慢慢開始有人支持我了。
“不要因?yàn)榇蠖鄶?shù)人反對而改變你的興趣”
20世紀(jì)70年代，丁肇中從事有關(guān)光子和重光子的一系列實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)“不受物理界的歡迎”：在理論物理學(xué)家眼中，尋找高質(zhì)量的重光子物理意義不大；在實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家心中，沒有人能完成如此困難的實(shí)驗(yàn)。
丁肇中：要從正負(fù)電信號中找重光子需要極高的背景分辨率，就相當(dāng)于廣州下雨的時候，每秒鐘有100億個椅子中間有一個是紅的，你要把這個紅的找出來，所以必須發(fā)展全新、非常精確、非常強(qiáng)的放射線下，能正常工作的全部新儀器，這個實(shí)驗(yàn)不受物理界的歡迎。
在這個理論物理學(xué)家和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家都不看好的實(shí)驗(yàn)中，藏著一頂諾貝爾物理學(xué)獎的桂冠，但要戴上這頂桂冠，丁肇中首先要做的，仍然是找到愿意和他合作的實(shí)驗(yàn)室。
美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室接受了丁肇中的實(shí)驗(yàn)計劃。1974年，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)讓丁肇中找到第四種夸克——J粒子，這一發(fā)現(xiàn)推翻了過去認(rèn)為世界只由三種夸克組成的理論，為人類認(rèn)識微觀世界開辟了一個新的境界。
丁肇中：所以第二個體會，做基礎(chǔ)研究要對自己有信心，做你認(rèn)為是正確的事情，自然科學(xué)的發(fā)展是多數(shù)服從少數(shù)，少數(shù)人把多數(shù)人的觀念推翻了以后才能向前走，千萬不要因?yàn)榇蠖鄶?shù)人反對而改變你的興趣。
1976年，丁肇中因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎，領(lǐng)獎時，他堅(jiān)持使用中文演說，成為諾貝爾獎歷史上第一個使用中文作獲獎致辭的人。
“當(dāng)實(shí)驗(yàn)和理論不符合的時候，你才可以學(xué)到新的東西”
1979年，丁肇中學(xué)術(shù)生涯的第三個重要實(shí)驗(yàn)，帶給他的啟示是“作為一名實(shí)驗(yàn)科學(xué)家，對意料之外的現(xiàn)象要有充分的準(zhǔn)備”。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)原本的目標(biāo)是繼續(xù)尋找電子的半徑，結(jié)果卻意外發(fā)現(xiàn)了膠子。
1979年9月2日，美國《紐約時報》在頭版上報道了新的發(fā)現(xiàn)，報道中特意提到“27名中國科學(xué)家參加了這個實(shí)驗(yàn)”。這是改革開放后，中國科學(xué)家第一次參與國際合作，這批科學(xué)家中很多來自中國科學(xué)院高能物理所。這之后，丁肇中領(lǐng)導(dǎo)的L3實(shí)驗(yàn)開始，包括中國在內(nèi)的19個國家、600多名科學(xué)家參與其中。
L3實(shí)驗(yàn)在歐洲核子中心進(jìn)行，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)了丁肇中20年的時間，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)在的能量范圍內(nèi)，宇宙中有三種不同的電子、三種不同的中微子和六種不同的夸克。電子和夸克是沒有體積的。
L3實(shí)驗(yàn)帶給丁肇中的啟發(fā)：組織國際活動，要選擇科學(xué)上最重要的題目，以引起參加國的興趣。貢獻(xiàn)大的國家要有優(yōu)先的認(rèn)可，這才能得到參加國政府的長期優(yōu)先支持。但追根溯源，他仍將國際合作之所以成功，歸因于人們對物理的興趣。
丁肇中：國際組織很大、很多的國家，可是我并沒有權(quán)力控制他們的經(jīng)費(fèi)，也沒有這個能力，所以他們愿意做這個事情，因?yàn)樗麄儗@個物理有興趣。
把不可能變?yōu)榭赡?/span>
從1994年開始，即將60歲的丁肇中啟動了他物理生涯中第五個重要的實(shí)驗(yàn)。他想要把磁譜儀放到太空中，尋找反物質(zhì)、暗物質(zhì)和宇宙線的秘密。
丁肇中：很多人說這是不可能的實(shí)驗(yàn)，人類不可能把磁鐵放到天上。因?yàn)榇盆F放到天上，就像中國人用的指南針一樣，一頭會向北一頭會向南，所以很快航天飛機(jī)或空間站就失去控制了，所以這是絕對不可能的。
記者：誰說的？
丁肇中：很多人說，這是很普通的現(xiàn)象，結(jié)果我們做了磁鐵，讓它不轉(zhuǎn)。
多個國家的通力合作，造就了AMS，也就是阿爾法磁譜儀。1998年，“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機(jī)載著AMS-01飛行10天，收集了100小時的數(shù)據(jù)，證明了太空探測高能粒子的可行性和優(yōu)越性。丁肇中開始著手阿爾法磁譜儀AMS-02的宏偉計劃：耗資20億美元，由16個國家60個研究機(jī)構(gòu)600位科學(xué)家共同參與，使用強(qiáng)大的超導(dǎo)磁鐵，安裝7個精密探測器，通過航天飛機(jī)安裝到剛剛興建的國際空間站上。
2011年5月16日，美國“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)攜帶著中國參與制造的阿爾法磁譜儀，從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心發(fā)射升空。當(dāng)阿爾法磁譜儀啟動時，瀑布般的數(shù)據(jù)流瞬時傳到歐洲核子研究中心。就是這些數(shù)據(jù)決定了丁肇中近20年的工作狀態(tài)：時時刻刻關(guān)注著太空上的阿爾法磁譜儀。
記者：今天早晨您是幾點(diǎn)起來的？
丁肇中：7點(diǎn)多鐘。因?yàn)榘柗ù抛V儀在國際空間站上，繞著地球，每93分鐘繞地球一次，速度很快，每一小時都不一樣，所以每小時、每分鐘都得有人看著，反應(yīng)是什么？跟所有的人達(dá)成了協(xié)議，有任何重要的事情一定得告訴我，所以我最初沒有了解，到了太空以后沒有星期六、星期天，沒有新年，沒有圣誕節(jié)，隨時隨地都在假想，什么地方可能有錯誤？什么地方有誤差？假使你知道的話，你可以把它處理一下，某一個儀器有錯誤你不知道那你結(jié)果就錯了。
記者：這個阿爾法磁譜儀如果說從2011年開始算起，在空間站開始工作的話？
丁肇中：今年差不多正好是12年。
記者：這12年每天、每小時、每分鐘都在回收著很多數(shù)據(jù)。對您來說，您是時時刻刻都在關(guān)注著它，還是就像您所說的遇到什么重要的事情您才關(guān)注。
丁肇中：時時刻刻關(guān)注。
記者：您說基礎(chǔ)性研究要真的所謂的有用恐怕得三五十年，我們就從2011年開始算起，這個實(shí)驗(yàn)到了天上開始算起的話可能要做很久才能有結(jié)果，您就算活到120歲，也得有告別這個世界的那一天，您可能看不到結(jié)果了，那您覺得遺憾嗎？
丁肇中：一點(diǎn)都不遺憾，比方說現(xiàn)在假使要到火星上去或者到月球上去，人一離開大氣層以后，離開地球磁場以后，有很多的宇宙線。以前對宇宙線的測量是很簡單的，結(jié)果我目前的發(fā)現(xiàn)宇宙線每小時、每天、每年都有很大變化，要是載人到火星上去長住，必須了解宇宙線是什么？這就是現(xiàn)在就可以用的知識。
記者：這是您回答外界給您提出來的“有什么用”一個最有說服力的回復(fù)？
丁肇中：我不需要說服力。
“所謂失敗就是你結(jié)果是錯的”
丁肇中：就我來說我的實(shí)驗(yàn)是我最重要的事情。我女兒和我兒子常常問我，整天白天晚上都在實(shí)驗(yàn)室里，我說因?yàn)槲覍@個很有興趣。
記者：您這一輩子做實(shí)驗(yàn)沒有失敗過？
丁肇中：到現(xiàn)在還沒有，不代表明天不會失敗，不代表后天不會失敗。
記者：失敗意味著什么？
丁肇中：所謂失敗就是你結(jié)果是錯的。我跟我們所有同事一直說，我們的實(shí)驗(yàn)花了20年的時間，花了不少的經(jīng)費(fèi)和人力，大概今后二三十年不可能有人再做這樣的實(shí)驗(yàn)，所以一定要做對。因?yàn)闆]有人可以直接驗(yàn)證我，一定影響物理的發(fā)展，所以有很多的結(jié)果到現(xiàn)在為止還沒有發(fā)表，沒有發(fā)表的原因就是我有懷疑，不是懷疑就是說覺得應(yīng)該再仔細(xì)查一查。
“一個科學(xué)家要打破古人的觀念，才能向前走”
從1977年開始，一直有中國科學(xué)家參與丁肇中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在某次接受媒體采訪時，他說他最看重的是科學(xué)家的想象力。
記者：您幫著中國培養(yǎng)一些物理學(xué)家？
丁肇中：不能說幫助中國，因?yàn)橹袊际澜缛丝?/5，一定有很好的科學(xué)家。
記者：事實(shí)證明是不是這樣？
丁肇中：是。
記者：您剛才說最不一樣的就是有想象力？
丁肇中：有想象力，不是普通的想象力，有和別人不同的想象力。
記者：它從哪兒來？這個東西我如果想培養(yǎng)的話，能培養(yǎng)出來嗎？
丁肇中：對我個人來說可能我認(rèn)識不少科學(xué)家，可能選擇好的父母是很重要的原因，別的我就不知道了。
記者：讀書能不能激發(fā)出自己的潛力來，想象力的潛力？
丁肇中：物理的進(jìn)展是要打破前人書上的觀念，我從很小的時候就和我父親有不同的意見，我父親常常說古圣先賢，這當(dāng)然是非常重要的事情，可是從一個科學(xué)家來說，你要打破古人的觀念，才能向前走。
記者：我只能說，一方面您是謙虛了；另外一方面真的羨慕您，您選擇了一對好父母。謝謝您，祝您今天的科學(xué)之旅，很愉快，很順利！
5月23日，完成《面對面》采訪之后不久，丁肇中一行出現(xiàn)在位于地下700米深的江門中微子實(shí)驗(yàn)室，這是他此次中國之行的最后一站。即將在這里展開的實(shí)驗(yàn)，是人類在好奇心的驅(qū)動下，探究宇宙未解之謎的又一次努力，是基礎(chǔ)研究和人類知識的再一次拓展。
（原標(biāo)題：丁肇中和他的五個實(shí)驗(yàn) 專訪諾貝爾物理學(xué)獎得主丁肇中）
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