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丁肇中探秘宇宙:做得对,比早发表更重要(图)

  真理不在蒙满灰尘的权威著作中,而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中。

  ——伽利略

  过去五十年中,丁肇中做过五六个实验,开始都受到了反对,包括AMS实验。他说,物理学的进步,就是推翻所有人已知的东西而发展的。

  五百多年前,没有伽利略的天文望远镜,人们不知道地球外面的世界是什么样的。直到一百年前,还有人认为地球是宇宙的中心;一百年后,人类对地球、对宇宙的认识,有了长足进步,再过五十年、一百年,人类的认识又将达到什么样的程度?七十五岁的丁肇中还在探索。而所有的科学研究,为的是人类的明天。

  没有亲身体验,是理解不了科学研究的枯燥与辛劳的。任何一项成果和发现,都是对科学家的意志和耐心的巨大考验。

  丁肇中曾把当年发现新夸克的实验,形象地比喻为在一百亿颗雨滴中,寻找一颗彩色雨滴。而今天寻找宇宙的反物质粒子,发现率或许更低于百亿分子之一。难能可贵的是,一个大科学家,在十七年的艰辛探索中,始终保持着一丝不苟的工作精神和科学探索的兴趣。正如他所说,“过程确实是艰辛的、枯燥的,但结果是令人兴奋的。”

  面对浩瀚的宇空,这位"当代伽利略"正在继续探索着自然的真理。

  时隔八年,我再次来到世界物理学家的“圣地”——欧洲核子研究中心(CERN)。满目苍翠的树林和田野在八月的阳光下显得分外谧静,使人很难想象世界上最强大的粒子加速器正在我们的脚下运转。两年前,当新建的大型强子对撞机(LHC)即将投入运行前,一个关于“人造黑洞”的传言,曾引起全球的恐慌;其实,这里什么也没有发生,周围的一切仍是那么安宁。只是近两个月,一辆辆载着参观者的大巴似乎打破了这里的宁静,目标是一幢新建的二层楼房——AMS实验楼。这里有一个中央控制室,就像航天中心的控制室一样,可以看到国际空间站的运行、彼此的对话和联系,几十位科学家昼夜值班,收集来自宇宙射线的密集数据。于是,不必进入幽深的地下、无需再冒核辐射的风险,人们在这里可以探知关于高能粒子和宇宙起源的奥秘。好一座“太空版的CERN”!而它的掌门人和灵魂,就是诺贝尔奖获得者丁肇中教授。

  丁肇中的办公室在二楼,隔着玻璃窗可以俯视楼下的中央控制室。这个办公室同时也是会议室,特别设计的会议桌把他的办公桌包涵在内,室、桌都可两用,典型的“丁氏风格”:简约。我说:“丁教授,比起您原来的办公室,这里现代化多了。”他苦恼地摇了下头:“你看,这些遥控器该按哪个键,我老是忘,只好打电话请人来帮忙。”为了帮我把材料和照片复制到U盘上,他眼睛贴近了电脑显示屏,颇费力地一个一个查找。真是难为这位七十五岁的老人了。然而,一谈起AMS,他的自信和思维的敏捷、缜密,不逊当年的风采。

  我遇到的反对,多极了!多极了!

  我说:“八年前我采访您时,正是哥伦比亚航天飞机出事不久,我曾问,这会不会影响AMS-02的发射升空?当时您很自信地说:‘对AMS的计划没有影响。’然而,后来计划不仅被推迟了,还一度被美国航空航天局(NASA)取消。当时,您有没有失去信心?”

  “我从来没有失去信心。我相信一定会发射的,我仍然做自己该做的事。不能因为考虑到有这个人反对、那个人反对,就顾虑重重,无所适从。”丁肇中坚定地回答道。

  其实,这期间丁肇中承受了巨大的压力。NASA不仅在2004年宣布取消AMS-02的发射计划,还放话说:政府已决定发展载人上火星的计划,所有的科学家都支持,只有一个科学家不支持。曾有记者问丁肇中,NASA说的这个人是谁?“这个人就是我。”丁肇中毫不含糊地说,一股山东汉子的倔脾气。

  这七吨重的AMS-02,凝聚了世界十六个国家、地区的六十所大学、研究所共六百多位科学家、工程师的智慧和心血。所有的仪器和技术,都是世界上前所未有的:它们必须能在太空经受各种极端条件的考验,长期运行而不发生任何故障。这对可靠性提出了极其苛刻的要求。譬如,AMS-02上有六百五十个微处理器、三十万个电子感应元件,它们能否无故障地在太空工作十至二十年?国际空间站每九十分钟要经历一次昼夜变化,导致温度在零下40摄氏度和零上60摄氏度之间波动,但探测器的工作温度必须稳定在1摄氏度的变化范围内,这就对热控制系统提出了极高的要求。

  这样的仪器现在能做出来吗?很多人不相信。反对的还有理论物理学家。他们认为,宇宙中的反物质是不可能存在的,AMS的实验没有意义。然而,丁肇中是一个认准了目标决不回头的人。他说:“研究物理,就是要不怕别人的反对,甚至所有的人都反对。我第一个实验,是1964年开始做的,测量电子的半径。当时,哈佛大学和康奈尔大学的著名教授,用了几年时间,做了两个实验,认为电子是有半径的。但根据波动理论,电子是没有半径的。那么,电子究竟有没有半径?我认为这事情很重要,就提出报告要求做这个实验。当时,我刚拿到博士学位,只是哥伦比亚大学的一个年轻教师,没有经验,所以没有人相信我能做出这样的实验,我所在的学校也不支持我,认为你从来没有做过,怎么能做这种高难度的实验?刚好德国有一个实验室欢迎我去,我就辞职到了德国。八个月后,实验做出来了,证明了电子是没有体积的。”

  丁肇中感慨地说:“我遇到的反对,多极了!多极了!过去五十年中,我做过五六个实验,开始都受到了反对,包括AMS实验。但是,做实验物理,就不能考虑别人的看法,不能因为绝大多数人反对,你就不做。物理学的进步,就是推翻所有人已知的东西而发展的。你写一个报告,审查的人依据的是现有观点;而你要进步,就必须推翻现有的观念。于是,有很多好的东西,就在评审中被否定掉了。所以,做基础研究要对自己有信心,做你认为正确的事,不要因为大多数人反对而改变,甚至不能考虑自己的前途,要有义无反顾的精神。当然,现在反对我已经不太容易了。因为我从来没有做过错误的实验,大家都认为这个人的工作记录很好。政府也很支持我。即使有人反对做这么大的实验,已很困难了。”

  NASA决定取消AMS计划后,支持这个项目的美国能源部找来世界上最一流的科学家,对AMS项目进行再评审。这样的评审一共进行过三次。这第三次评审是在2006年9月25日,地点在华盛顿,参加评审的有获得过诺贝尔奖的,有美国科学院院士,有最优秀的天文学家,共七八个人。评审结果认为:AMS-02的实验,可以进一步给人类带来新的知识。这个研究项目有一支非常强的国际团队,有很好的实验基础,又有很好的记录。这个项目应该继续进行下去。根据这一评审结果,能源部立即写信给NASA:根据最新的专家评审意见,我们认为应继续支持AMS-02实验。

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