【丁肇中:“我所经历的现代化物理与我的体会”】5月21日,在#2023大湾区科学论坛# 上,1976年诺贝尔物理学奖得主、中国科学院外籍院士丁肇中在以《我所经历的现代化物理与我的体会》为主题的报告中,讲述了自己半世纪以来所经历的实验物理和国际合作。
“我的大多数实验,受到很多人的反对。理由第一是实验没有物理意义,第二是实验机器困难,不可能成功。但是,每个实验都发现新的仪器,让实验成功。实验的结果改变了我们对宇宙的认知。”丁肇中说。
【“不要因为大多数人反对而改变你的兴趣”】
丁肇中的现代物理学事业起始于28岁那年,那是1965年,他放弃了在美国大学的前程,跑去德国新建的电子加速器(DESY),使用与当时专家完全不同的方法,重做了正负电子对实验。八个月后,他的实验证明:量子电动力学是正确的,电子没有体积。
这件事让丁肇中得到了科研生涯中第一个重要的体会,“做实验物理不要盲从专家的结论”。
之后的70年代,丁肇中从事有关光子和重光子的一系列实验。这些实验“不受物理界的欢迎”:在理论物理学家眼中,寻找高质量的重光子物理意义不大;在实验物理学家心中,没有人能完成如此困难的实验。
这个实验有多难呢?丁肇中打了一个比方:“这相当于广州下雨的时候每秒钟有100亿滴雨,中间有一滴是红的,要把这滴红的找出来。”
“所以必须发展全新的非常精确的、非常强的放射线下能正常工作的全部仪器。”丁肇中说,为了每秒钟产生1万亿J粒子的背景,整个探测器和工作人员一定要在很强的放射线下做这个实验,所以他们设置了很强的放射频率,用了1万吨水泥、5吨铀、100吨铅和5吨肥皂,肥皂是用来防止中子。
丁肇中幽默地说:“多少年来请求经费都受到很大的支持,唯一比较困难的就是问政府要钱买5吨肥皂。”
1974年,丁肇中带着团队发现了J粒子。“它的重要性类似于我们发现一个偏僻的村子里面所有的人不是100岁,而是100万岁,这就表示他们和我们普通人是不一样的。”丁肇中说。
英国《曼彻斯特报》曾称1974这一年为“丁肇中年”。一时间,科学界生机勃勃起来。
这件事让丁肇中感慨:“做基础研究要对自己有信心,做你认为正确的事情,自然科学的发展是多数服从少数,少数人把多数人的观念推翻了以后才能向前走,千万不要因为大多数人反对而改变你的兴趣。”
【“当实验和理论不符合的时候,你才可以学到新的东西”】
丁肇中经历的第三个重要现代物理实验,是一个有中国科学家参加的大型国际实验。这项实验在德国汉堡的460亿电子伏对撞机上完成,原本,实验的目标是继续寻找电子的半径,结果却意外发现了胶子。
1979年9月2日,美国《纽约时报》出版报道了新的发现,报道中特意提到了“27名中国科学家参加了这个实验”。
“作为一名实验科学家,对意料之外的现象要有充分的准备。”丁肇中到论坛与会者分享了第三个体会。
丁肇中经历的第四个重要实验是L3实验。实验耗时20年,目标是研究宇宙的起源,来自19个国家的600多名科学家参与其中,中国的主要贡献一方面是精密仪器,如中国科学院上海硅酸盐所研发的GGO晶体和数据分析,另一方面是物理分析,中国科学院高能所陈和生院士、王贻芳院士、陈刚、王建春、陈国明等作出了非常重要的贡献。
“这项研究的所有的结果都与电弱理论符合。这是很不幸的事情,所有结果和理论符合,你学到的东西很少。当实验和理论不符合的时候,你才可以学到新的东西。我个人认为,这个实验并不是特别成功。”丁肇中说。
他认为,对于国际合作而言,要选科学上最重要的题目,引起参加国科学家的最大兴趣,同时,对贡献大的国家,要有优先的认可,并使之得到国际上的公认,才能得到参加国政府长期的优先支持。
【“中国有世界一流的实验物理学家”】
做完L3实验后,60岁的丁肇中还在继续思考下一步做些什么。“我想我应该做一个从来没有做过的、别人认为不可能的事。”丁肇中说。
这件事,就是丁肇中至今仍在做的、国际空间站上的阿尔法磁谱仪(AMS)实验。
该实验的目标是研究宇宙线,这一次,中国科学院高能所是AMS的发起团队之一,中国科学家深度参与其中。
AMS的探测器是由欧洲和亚洲各国制造,在欧洲合资中心组装和测试,得到美国宇航局、欧洲宇航局、中国科学院、科技部和航天部的支持和帮助。2011年5月16日,美国宇航局“奋进号”航天飞机搭载AMS-02从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。
丁肇中介绍,目前,AMS已经取得了一批重大成果。例如,发现宇宙中正电子能谱在高能区有截断,高能正电子谱有超出,可以用暗物质粒子来解释,也可能来源于超新星;发现正电子能谱与质子能谱很相似;发现宇宙线中许多核素的刚度谱极为相似等。这些发现很难用现有理论解释。
“宇宙是最广阔的实验室,可是我们对宇宙的认识是有限的。我们所有的观察结果都和现在的理论不符合,所以这让我非常高兴,带来了对宇宙新的认识,我们将不断地扩展我们对宇宙的认识。”丁肇中说。
丁肇中从事现代物理实验的半个世纪,也是与中国科学家合作逐渐深入的半个世纪。丁肇中分享了他对中国科学家最深刻的体会:“中国有世界一流的实验物理学家,他们有想象力,有发展新技术、领导国际合作的能力和经验,可以组织最前沿最新的实验,继续为人类知识做出重要的贡献。”
“我的大多数实验,受到很多人的反对。理由第一是实验没有物理意义,第二是实验机器困难,不可能成功。但是,每个实验都发现新的仪器,让实验成功。实验的结果改变了我们对宇宙的认知。”丁肇中说。
【“不要因为大多数人反对而改变你的兴趣”】
丁肇中的现代物理学事业起始于28岁那年,那是1965年,他放弃了在美国大学的前程,跑去德国新建的电子加速器(DESY),使用与当时专家完全不同的方法,重做了正负电子对实验。八个月后,他的实验证明:量子电动力学是正确的,电子没有体积。
这件事让丁肇中得到了科研生涯中第一个重要的体会,“做实验物理不要盲从专家的结论”。
之后的70年代,丁肇中从事有关光子和重光子的一系列实验。这些实验“不受物理界的欢迎”:在理论物理学家眼中,寻找高质量的重光子物理意义不大;在实验物理学家心中,没有人能完成如此困难的实验。
这个实验有多难呢?丁肇中打了一个比方:“这相当于广州下雨的时候每秒钟有100亿滴雨,中间有一滴是红的,要把这滴红的找出来。”
“所以必须发展全新的非常精确的、非常强的放射线下能正常工作的全部仪器。”丁肇中说,为了每秒钟产生1万亿J粒子的背景,整个探测器和工作人员一定要在很强的放射线下做这个实验,所以他们设置了很强的放射频率,用了1万吨水泥、5吨铀、100吨铅和5吨肥皂,肥皂是用来防止中子。
丁肇中幽默地说:“多少年来请求经费都受到很大的支持,唯一比较困难的就是问政府要钱买5吨肥皂。”
1974年,丁肇中带着团队发现了J粒子。“它的重要性类似于我们发现一个偏僻的村子里面所有的人不是100岁,而是100万岁,这就表示他们和我们普通人是不一样的。”丁肇中说。
英国《曼彻斯特报》曾称1974这一年为“丁肇中年”。一时间,科学界生机勃勃起来。
这件事让丁肇中感慨:“做基础研究要对自己有信心,做你认为正确的事情,自然科学的发展是多数服从少数,少数人把多数人的观念推翻了以后才能向前走,千万不要因为大多数人反对而改变你的兴趣。”
【“当实验和理论不符合的时候,你才可以学到新的东西”】
丁肇中经历的第三个重要现代物理实验,是一个有中国科学家参加的大型国际实验。这项实验在德国汉堡的460亿电子伏对撞机上完成,原本,实验的目标是继续寻找电子的半径,结果却意外发现了胶子。
1979年9月2日,美国《纽约时报》出版报道了新的发现,报道中特意提到了“27名中国科学家参加了这个实验”。
“作为一名实验科学家,对意料之外的现象要有充分的准备。”丁肇中到论坛与会者分享了第三个体会。
丁肇中经历的第四个重要实验是L3实验。实验耗时20年,目标是研究宇宙的起源,来自19个国家的600多名科学家参与其中,中国的主要贡献一方面是精密仪器,如中国科学院上海硅酸盐所研发的GGO晶体和数据分析,另一方面是物理分析,中国科学院高能所陈和生院士、王贻芳院士、陈刚、王建春、陈国明等作出了非常重要的贡献。
“这项研究的所有的结果都与电弱理论符合。这是很不幸的事情,所有结果和理论符合,你学到的东西很少。当实验和理论不符合的时候,你才可以学到新的东西。我个人认为,这个实验并不是特别成功。”丁肇中说。
他认为,对于国际合作而言,要选科学上最重要的题目,引起参加国科学家的最大兴趣,同时,对贡献大的国家,要有优先的认可,并使之得到国际上的公认,才能得到参加国政府长期的优先支持。
【“中国有世界一流的实验物理学家”】
做完L3实验后,60岁的丁肇中还在继续思考下一步做些什么。“我想我应该做一个从来没有做过的、别人认为不可能的事。”丁肇中说。
这件事,就是丁肇中至今仍在做的、国际空间站上的阿尔法磁谱仪(AMS)实验。
该实验的目标是研究宇宙线,这一次,中国科学院高能所是AMS的发起团队之一,中国科学家深度参与其中。
AMS的探测器是由欧洲和亚洲各国制造,在欧洲合资中心组装和测试,得到美国宇航局、欧洲宇航局、中国科学院、科技部和航天部的支持和帮助。2011年5月16日,美国宇航局“奋进号”航天飞机搭载AMS-02从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。
丁肇中介绍,目前,AMS已经取得了一批重大成果。例如,发现宇宙中正电子能谱在高能区有截断,高能正电子谱有超出,可以用暗物质粒子来解释,也可能来源于超新星;发现正电子能谱与质子能谱很相似;发现宇宙线中许多核素的刚度谱极为相似等。这些发现很难用现有理论解释。
“宇宙是最广阔的实验室,可是我们对宇宙的认识是有限的。我们所有的观察结果都和现在的理论不符合,所以这让我非常高兴,带来了对宇宙新的认识,我们将不断地扩展我们对宇宙的认识。”丁肇中说。
丁肇中从事现代物理实验的半个世纪,也是与中国科学家合作逐渐深入的半个世纪。丁肇中分享了他对中国科学家最深刻的体会:“中国有世界一流的实验物理学家,他们有想象力,有发展新技术、领导国际合作的能力和经验,可以组织最前沿最新的实验,继续为人类知识做出重要的贡献。”
#种地吧[超话]# 想和朋友们分享一段话,以前读的书《夜晚的潜水艇》:
“坐了几个黄昏,我似有点明白了。有种消沉的力量,一种广大的消沉,在黄昏时来。在那个时刻,事物的意义在散。在一点一点黑下来的天空中,什么都显得无关紧要。你先是有点慌,然后释然,然后你就不存在了。那种感受,没有亲身体验,实在难于形容。如果你在山野中,在暮色四合时凝望过一棵树,足够长久地凝望一棵,直到你和它一并消融在黑暗中,成为夜的部分一一这种体验,经过多次,你就会无可挽回地成为个古怪的人。对什么都心不在焉,游离于现实之外。本地有个说法,叫心野掉了。心野掉了就念不进书,就没心思干活,就只适合日复一日地坐在野地里发呆,在黄昏和夜晚的缝隙中一次又一次地消融。你就很难再回到真实的人世间,捡起上进心,努力去做一个世俗的成功者了。因为你已经知道了,在山野中,在天一点一点黑下来的时刻,一切都无关紧要。知道了就没法再不知道。”
看了后斗门很多个夕阳。我想我的心也野掉了。思绪只想在旷野里,在麦地里,在池塘里,在夕阳里,而不是困在一方办公室。而且这种感觉,知道了就没法再不知道。
看到了鲜活,真诚,洒脱,热血,就再也无法看虚伪包装人设千篇一律。
沉浸在每个夏天的夕阳里发呆,即使知道这不是真实的世界,但这一刻我们很多人在一起感受,其他一切都无关紧要了。
“坐了几个黄昏,我似有点明白了。有种消沉的力量,一种广大的消沉,在黄昏时来。在那个时刻,事物的意义在散。在一点一点黑下来的天空中,什么都显得无关紧要。你先是有点慌,然后释然,然后你就不存在了。那种感受,没有亲身体验,实在难于形容。如果你在山野中,在暮色四合时凝望过一棵树,足够长久地凝望一棵,直到你和它一并消融在黑暗中,成为夜的部分一一这种体验,经过多次,你就会无可挽回地成为个古怪的人。对什么都心不在焉,游离于现实之外。本地有个说法,叫心野掉了。心野掉了就念不进书,就没心思干活,就只适合日复一日地坐在野地里发呆,在黄昏和夜晚的缝隙中一次又一次地消融。你就很难再回到真实的人世间,捡起上进心,努力去做一个世俗的成功者了。因为你已经知道了,在山野中,在天一点一点黑下来的时刻,一切都无关紧要。知道了就没法再不知道。”
看了后斗门很多个夕阳。我想我的心也野掉了。思绪只想在旷野里,在麦地里,在池塘里,在夕阳里,而不是困在一方办公室。而且这种感觉,知道了就没法再不知道。
看到了鲜活,真诚,洒脱,热血,就再也无法看虚伪包装人设千篇一律。
沉浸在每个夏天的夕阳里发呆,即使知道这不是真实的世界,但这一刻我们很多人在一起感受,其他一切都无关紧要了。
用责任诠释奋斗,做一个脚踏实地、勇于担当的人。准备种子,就收获果实;准备努力,就收获成功;准备今天,就收获明天。真诚并不意味着非要指责别人的缺点,但意味着一定不会恭维别人的缺点。向日葵告诉我,只要面对着阳光努力向上,日子就会变得单纯而美好。成功不是将来才有的,而是从决定去做的那一刻起,持续累积而成。
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