宇宙是最广阔的实验室
5月16日，诺贝尔物理学奖得主丁肇中，在中国科学院高能物理研究所演讲谈及地处四川海拔4410米、数日前通过国家验收的“高海拔宇宙线探测站”（简称“拉索”），87岁的他兴致颇高地说：“非常想去看一看！”
之所以对“拉索”如此感兴趣，是因为探索宇宙起源，寻找宇宙中最基本的粒子，正是这位科学家一直以来孜孜以求的目标。在这位实验物理学家眼中，宇宙是最广阔的实验室，而我们对宇宙的认识是有限的。在这次最新露面中，他透露了自己的新思考新判断。
【找到暗物质了吗】
演讲当天，正是阿尔法磁谱仪（AMS-02）搭载“奋进号”航天飞机前往国际空间站的12周年。这是由丁肇中领衔在外太空运行的粒子物理实验。
此前，AMS测量到的高能正电子能量分布与暗物质理论相符合。这算是找到暗物质了吗？“绝对不能说找到暗物质了。还需要在2千亿到2万亿电子伏能量范围内有更多的数据，才能确定暗物质的存在。”丁肇中说。
AMS所有的观测结果都与现有的宇宙线理论不符合，带来了对宇宙的新认识。对此，丁肇中很兴奋。多年前，他曾领衔在欧洲核子中心对撞加速器上进行L3实验，所有结果都与电弱理论相符合。在丁肇中看来，这是非常不幸的事情，因为实验结果与理论相符合，不能学到新的东西。
宇宙线可以达到比地球上任何加速器都高的能量，然而大部分带电宇宙线会被100千米的地球大气层吸收，无法在地面上研究带电宇宙线的性质。AMS的目标之一，正是精确直接测量宇宙线电荷、质量、动量，因此需要在外太空运行磁谱仪，这也是为什么要将AMS置于空间站上。此前从来没有人这样做过。
AMS的另一个目标是寻找由反物质组成的宇宙。如果宇宙起始于大爆炸，大爆炸之前是真空，那么大爆炸之后应该有相同数量的物质与反物质。
他谈到，未来，AMS还将有“升级版”。约8平方米的新半导体探测器，将搭载龙飞船抵达国际空间站，拟2027年完成，届时将提高接收度300%。
【87岁的丁肇中每天都在观察数据】
丁肇中是一个风趣幽默的人，而且不动声色。演讲过程中，观众席不时发出笑声。
演讲一开始，他就说：“我很少用中文演讲，所以比较紧张。” 观众听了会心一笑。1976年，年仅40岁的他坚持在诺贝尔物理学奖颁奖仪式上用中文演讲。
提问互动环节，有位年轻人问丁肇中，对于年轻人有何建议？丁肇中回答：我有两个女儿和一个儿子，他们从来不听我的建议。他的冷幽默再次让大家笑了起来。
还有人问，接下来新的对撞机发展方向是什么？有可能在哪些领域产生新的重大发现？丁肇中脱口而出：我不知道，推测未来是很难的事情。还记得我们刚才说过的费曼吗？
1976年丁肇中获得诺贝尔物理学奖。当时，他的好朋友，诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼在给丁肇中发来的贺信中说：“你所发现的新现象是我没有预料到也不了解的。为什么诺贝尔奖要发给你呢？不要因为获奖，就认为自己变成专家。我挑战你，能不能发现一些我可以理解的东西。”
丁肇中说，他始终记得，不能因为获奖，就认为自己变成专家。
丁肇中还说，通过AMS国际合作实验，他总算分清楚了很多国家的国旗。
如此风趣随和的丁肇中，在科学问题上却非常执着。
他谈到，AMS-01有了一些发现后，美国宇航局、能源部及各国政府都对 AMS表示热烈支持。就在这个时候，丁肇中决定放弃AMS-01的所有探测仪器，采用最先进技术来发展更多、更新的探测器。AMS-02大部分仪器从未在太空用过。这个决定自然受到了很多人的反对。
2003年2月1号，“哥伦比亚”号航天飞机爆炸，当时美国政府取消了所有空间飞行和空间站上的实验。“我和许多人认为这个决定是错误的，做空间站的目的是要做科学实验。没有科学实验，就没什么意义了。”丁肇中说。经多方协商，美国政府同意专门为AMS实验增加一班航天飞机，将AMS送往国际空间站。2011年5月16日，搭载AMS的“奋进号”航天飞机起飞，重量为2008吨。
“实验是自然科学的基础，理论如果没有实验的证明，是没有意义的。当实验推翻了理论后，才可能创建新的理论。过去400年，我们对物质基本结构的了解，大都来自实验物理。”丁肇中说。
丁肇中的大多数实验，都受到很多人反对，理由是，实验没有物理意义，实验极其困难，不可能成功。而事实上，他领衔的每个实验，都发展了新的仪器，使得实验成功。而实验的结果，也改变了人们对宇宙的认知。
87岁的丁肇中依然在工作。“AMS一直都在收集数据，我几乎每天每小时，都在观察数据。我和组员有个约定，如果有重要的事情发生，不管是什么一定都要第一时间告诉我。”
【一整张PPT的致谢】
“1977年8月，邓小平建议每年派10位科学家参加我的工作。从那时至今，中国科学家参加我的团队，并作出了世界公认的贡献。” 丁肇中回顾了半个世纪以来和中国科学家的合作。
第一次合作，是在德国PETRA正负电子对撞机上的MARK-J实验，这是对电弱理论最早的实验验证。1979年9月2日，美国《纽约时报》头版报道了该实验发现胶子的消息，文中有一段说：“27名中国科学家参加了这次实验，在有关核粒子的国际合作研究项目史上，这是第一次，也是中国的一大贡献。”数日后，《人民日报》也报道了胶子的发现。
第二次合作，是从1982年到2003年在欧洲核子中心对撞加速器上进行的L3实验。对撞时的温度是太阳表面温度的4000亿倍，这也是宇宙诞生最初1000亿亿分之一秒时的温度。L3实验的目标是要寻找宇宙中最基本的粒子，实验问题包括有多少种电子，电子有多大等。
L3是首次由美国、苏联、中国、欧洲等19个国家和地区的600多名科学家，共同参加的大型国际合作实验。中国的主要贡献来自中科院上海硅酸盐所严东生院士团队生产的BGO晶体。透明的BGO晶体，密度和钢相同，当时世界年产量只有4千克，但实验需要12吨。这个问题被上海硅酸盐所解决了。此外，中科院高能物理研究所陈和生、王贻芳等人对实验数据分析作出了重要贡献。
说到这里，丁肇中的演讲PPT正好是年轻时的王贻芳院士和蔡旭东博士站在偌大的L3探测器上的旧照，观众一看笑出了声。
L3实验在20年内共发表了300篇文章，有300人获得博士学位。《科学美国人》曾用杂志封面文章专门介绍了L3实验。实验有许多重要的发现，包括宇宙中有三种不同的电子、三种不同的中微子和六种不同的夸克；电子和夸克都是没有体积的，电子的半径小于10的负17次方厘米。
与中国科学家的第三次合作是国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS）实验，也是现在正在进行的实验。中科院高能所是AMS发起团队之一。
丁肇中特地用了一整张PPT来感谢中国科学家在AMS上作出的贡献，上面列出了许多科学家的名字。特别是永磁体的研制，是首个太空大型磁体。
谈及与中国科学家合作半个世纪的体会，丁肇中说，中国有很多世界一流的实验物理学家。他们有想象力，有发展新技术及领导国际合作的经验和能力。他们可以主持最前沿的实验物理，继续为人类知识作出重要贡献。
引自上观新闻2023.5.17版 原地址：https://www.shobserver.com/staticsg/res/html/web/newsDetail.html?id=613187
附件下载：
