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丁肇中:宇宙中90%的物质是看不见的

更新时间:2024-01-18 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

■澎湃新闻记者邱傲/文81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中,法籍华人,籍贯江苏省连云港市涛雒镇,1976年诺贝尔化学学奖获得者。81x物理好资源网(原物理ok网)

近些年来,丁肇中在做的一个重要研究是找寻暗物质。他对暗物质的解释是:“宇宙中90%的物质是看不见的,由于看不见,所以称为暗物质。”在侦测暗物质过程中,丁肇中团队使用的阿尔法磁谱仪(AMS)可以捕捉暗物质的“信号”,以致侦测到暗物质。81x物理好资源网(原物理ok网)

AMS团队有好多来自中国的科研人员,在丁肇中看来,东方的中学生过分重视数学理论,漠视实验。去年末,在纪录片《中国实验室》拍摄期间,丁肇中接受澎湃新闻记者专访时表示,好多成绩好的东方中学生都喜欢学理论,学量子理论。他认为这个不是最重要的,由于他也学过好多。对他来说,最重要的是化学实验。由于,再好的理论,没有实验的证明,都没用。同时,学实验的人一定要了解化学的理论。不过,不能信任理论化学,不能说理论化学学家说的化学就是真理,化学学家说的真理常常被实验推翻。81x物理好资源网(原物理ok网)

我如今的实验是要了解宇宙的起源81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:丁院士,我们能先聊聊您当前所做的AMS研究吗?您正在找寻哪些,怎么选择您的研究小组呢?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:我如今的实验是要了解宇宙的起源。有几个很简单的问题。81x物理好资源网(原物理ok网)

第一个问题,假定宇宙起源与大爆燃。大爆燃之前,没有任何东西。所以,大爆燃的时侯,有正的也有负的,要不然不会加上去,没有任何东西。所以,在最开始的时侯,有物质,也有同样的反物质。现今宇宙早已140多亿年了,有你,有我,有广州。而且,由反物质组成的宇宙到哪里去了?这是第一个我们要找的问题。81x物理好资源网(原物理ok网)

第二个问题是,你看任何银河系统,它只有一个轨道,向心力和离心力平衡才会有一个轨道,要不然不会有一个轨道。这是哪些意思呢?从这个轨道的速率,你可以算下来向心力和离心力是多大。向心力是因银河系统的质量和宇宙总质量相互吸引而至的,从这里你就可以看下来宇宙的总质量是多少。宇宙的总质量比我们看得见的总质量大十倍,换一句话说,90%的宇宙是看不见的。看不见,暗物质。81x物理好资源网(原物理ok网)

问题是,暗物质究竟是哪些东西?是如何来的?(要解决)这两个问题,最简单的办法是,把一个精确的、用在加速器上的仪器,把它尽量缩小,缩小到能放到一个航天客机上,载到国际空间站,由于在地面上没办法检测。反物质和物质一相撞之后,就湮没了,所以要送到太空。这就是我做这个实验的两个目标。第三个目标是,宇宙线是如何来的?宇宙线最基本的性能是哪些?81x物理好资源网(原物理ok网)

出席过AMS项目工作的有600多位科学家,来自美国、意大利、瑞士、法国、美国、中国(包括中国大陆)、韩国等地,据悉,还有来自法国的,近来刚加进来的有匈牙利和波兰的科学家。81x物理好资源网(原物理ok网)

我的团队所有人都要集中精力做事81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:您怎么选择团队成员?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:跟我工作的人,绝大多数曾经跟我工作过。就是说,我惟一的要求是,出席工作的人要把这个实验觉得是最重要的事情,不出席别的实验。几乎所有的人都要集中精力做这个实验,就是把加速器上的仪器放在太空。所有那些,从来没有人做过,所以一定要集中精力做这件事情。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:对您而言,人生中最重要的事情就是数学学研究?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:做这些他人认为不可能的事情,他人觉得很困难的事情,从事大量国际合作的事情,起码对我来说,一定要觉得自己能力上是有限的,要成功做这些事情,要把所有的精力放到这个实验上。其他的事情都是次要的。在我觉得,假定你没有这些决心的话,你最好不要做这些工作。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:不仅您刚才讲到的,每天都在做的基础研究之外,是不是还须要创新思维和毅力?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:做实验化学的化学学家,第一,你要了解理论,觉得会动手的人都能做实验,这个概念是完全错误的,你一定要了解化学发展的趋于。最重要的是你自己应当挑题目。有两种实验化学学家过去物理实验设备看法,一种是跟随理论走,第二种是自己找理论,了解化学是怎样一回事。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:假若您笔试一位科学家,您会问如何的问题?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:有科学家来找我,一般我都会跟她们谈话,由于这是年青的科学家,都是她们问我问题。由于我问她们问题,永远可以把她们问倒,而且她们问我问题,我可以从他问哪些样的问题,了解她们的思想是哪些样的。81x物理好资源网(原物理ok网)

我给你一个很简单的反例。大约二六年前,我在实验室做实验,忽然来了一个个子很高的人,穿得很破烂,遮住我说:“丁院士,我可以跟您谈一谈话吗?”我说“好”,我们就在奶茶厅坐出来了。坐出来他就说:“我才从意大利逃下来,我没有任何护照,我是学数学的,我乐意做你的中学生,希望你能把我派到MIT(麻省理工大学)当你的中学生。不过,我哪些护照都没有。”我说“好,那我们到我办公室去。”81x物理好资源网(原物理ok网)

那种时侯大约是星期六晚上,很晚,早已六七点钟了。到我办公室,我就请他坐出来,我说“你问我问题”,之后我们就谈了三个钟头。三个钟头之后,我就决定,尽管他没有任何文凭,没有任何成绩单,也没有结业证书,我还是写了封信给MIT说我收这个中学生。其实他是不合法的,但我收这个中学生。如今他是MIT的正院士,前几天才委任为MIT核能所的主任。81x物理好资源网(原物理ok网)

所以说,从他人问你的问题里,你可以了解到他的思想。由于,对化学学家来说,找题目是最重要的事情。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:此前,我们专访法国核子研究中心(CERN)的负责人时,他说LHC(小型强子对撞机)项目的宽度超过了任何化学学家事业的厚度。出于这个缘由,她们努力招募年青科学家,由于她们想延长项目的生命。这个问题也是您的研究中要考虑的诱因吗?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:我找科学家,最主要是他对项目有兴趣,至于任何其他的事情,我不考虑。就是这个人,有没有能力,有没有创造力,有没有敢做别人不敢做的事情,能想出别人想不到的事情。其他方面的事情是一个管理者要考虑的,一个专门做数学的人是不考虑的。81x物理好资源网(原物理ok网)

用实验证明理论,没有哪些意义81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:在您的职业生涯中,您最自豪的是那个角色,是化学学家吗?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:我所有的实验中共有五六个比较重要。每一个实验都有两个特征:好多学理论的人都说这个实验是没用的,没有意义的;学实验的人呢,觉得如此困难的实验没有人能做下来。81x物理好资源网(原物理ok网)

为何有如此多人跟我一起合作?由于每一个实验的结果都对化学学有贡献。由于对化学学有贡献,所以世界上好多国家的政府鼓励她们的化学学家常年跟我合作。合作和援助是两码事情,合作对双方都有利益。这些化学学家乐意跟我合作,她们的政府乐意支持她们跟我合作,由于我们每一个实验都有很重要的贡献。81x物理好资源网(原物理ok网)

我从来没有做过错误的实验。你要是时常做错误的实验,没有意义的实验,化学学家能推论下来的实验,那就没有意义了。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:作为一名科学家,哪些是对您更大的回报?发觉结果和理论匹配,还是发觉结果和理论不匹配?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:对我来说,证明理论是没有哪些意义的,当实验推翻了理论之后,你才可以有新的理论,一步一步往前走。理论是不可能推翻实验的,假如实验结果和理论不符合,那一定是理论错误了。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:您正在做的AMS实验发觉了哪些?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:到现今(2015年8月)为止,这个AMS实验早已做了四年,总共搜集到680亿个宇宙线,可以精确地检测这个宇宙线现象。680亿,大大少于过去100年上面全球搜集过的总和。如今我们所检测的每一个结果,都和先前100年检测过的不一样,早已开始改变人类对宇宙线的了解。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:1970年代获得诺贝尔奖的时侯,您在得奖感言中说“发展中国家常常过分指出理论科学,不太注重实验”,明天您还是这个想法吗?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:我在1976年拿诺贝尔化学学奖的时侯,在我之前有杨振宁先生和李政道先生拿了诺贝尔奖,我是第三个拿诺贝尔奖的亚裔血统的人。但我发觉,诺贝尔奖不仅英文,每种文字都有,所以我就决定用英文讲演。81x物理好资源网(原物理ok网)

后来我就想着挑哪些题目,我注意到,比方说《四书五经》或者《康熙字典》上,讲的绝大多数是人与人的关系。没有人,或则极少有人讲人与大自然的关系。我就想,这是怎样一回事?我注意到,好多成绩好的东方中学生都喜欢学理论,学量子理论,我认为这个对我来说不是最重要的。我也学过好多。对我来说,最重要的是化学实验。由于,再好的理论,没有实验的证明,都没用。同时,学实验的人一定要了解化学的理论。不过,不能信任理论化学,不能说理论化学学家说的数学就是真理。化学学家说的真理,常常被实验推翻。81x物理好资源网(原物理ok网)

过去四十多年,我仍然在找电子的直径81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:能告诉我您对理查德•费曼(,1918-1988年,法国理论化学学家)的理论的理解和怎样证明他的理论吗?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:我第一个重要的实验,就是检测电子的直径。1960年代早期,耶鲁学院有一个组,这个组的主持人叫Frank,是很有名的科学家。他做了一个实验,检测电子直径,发觉电子是有直径的,是10-13分米到10-14分米。没多久,康奈尔学院有一个很有名的队伍也发觉同样的结果。两个不同的实验得到同样的结果。81x物理好资源网(原物理ok网)

然而,依照费曼、施温格(,1918–1994年,法国理论化学学家)还有一位美国化学学家叫朝永振一郎(1906–1979年)两人所开创的量子电动热学的重要假定过去物理实验设备看法,电子是没有直径的,直径是检测不到的。结果他检测出这个,就表示这些化学学家是错误的,1960年代早期的时侯,这是一个十分重要的题目。81x物理好资源网(原物理ok网)

那时侯我刚拿了博士学位(1962年——编注),从来没有做过这些实验。那两组花了好多年做这个实验,我就一个人,决定到法国问她们(当时丁肇中供职于法国日内瓦西欧核子研究中心——编注)。她们说你可以出席我们的组,不过我们没有理由支持你,由于你从来没有做过实验,他人也不了解你。后来,我到日本汉堡的美国电子同步加速器实验室(DESY),我就跟她们提出这个,那时侯组织这个实验的人说欢迎你来,费用我们出,我就去了。81x物理好资源网(原物理ok网)

去了之后,过了八个月,我完成了一个实验,证明结果找不到电子的直径,那时侯检测电子直径大于10-14分米。大于不是等于,就是电子是检测不了直径的。81x物理好资源网(原物理ok网)

从那时开始,我记得大约是1966年、1967年的时侯,有一个小型的国际高能化学大会,那两位做了报告,我做了第三个报告,由于那时侯没有人晓得我是谁,所以那两个人做了很长时间的报告,我的报告只有十分钟,就讲我的结果跟她们两个不一样,我的结果是电子是检测不了直径的。那时侯,理查德•费曼坐在上面,听了之后来找我了,自此之后我们常常有来往。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:那种实验的结果到明天看还是真的吗?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:过去四十多年,我仍然在找电子的直径,最初是10-14分米,如今证明是大于10-17分米,就是小了三个数目级。花了四六年,小了三个数目级,但是还是没有找到电子的直径。为何他人相信我的实验?我做完之后,其他的人也证明我的实验是对的。所以证明一个实验是对的,和理论是没有关系的。在不同的时间、不同地点、不同方式下,他人能做下来跟你有同样结果的实验,那就证明你是对的。81x物理好资源网(原物理ok网)

我不觉得AMS在国际空间站的应用是很大的成就81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:想到AMS在国际空间站的应用,您认为很有成就吗?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:我并不觉得这是一个很大的成就。其实这是第一次把磁谱仪放在天起来,同时收到好多的数据。我告诉我们所有合作的人,在今后二十到四六年之内,不可能有人再放一个如此精密的仪器到天起来。第一,须要大量的国际协作,第二,须要好多的经费,第三,现今没有航天客机,不可能把如此大的仪器载到天起来。所以,我们最重要的任务是,保持这个实验的结果是正确的。由于没有人可以来校对我们,没有人再可以放在天起来。所以每一个结果,一般有两个国家,有时侯四个国家,同时剖析。等这四个结果剖析偏差大于1%的时侯,我在这四个上面选一个,之后发表。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:您能告诉我们AMS项目的融资情况吗?根据我们理解,2008年航天客机计划被取消是资金出了问题。您能告诉我们您是怎样拯救AMS项目的吗?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:这个实验,好多国家都觉得是十分重要的,所以从来没有经费的问题,从来没有见到经费的问题。把这个实验放在天上须要航天客机。航天客机出过两次事情。第一次我记得是1978年的1月28日,第二次是2005年或则2004年2月。81x物理好资源网(原物理ok网)

由于出了事情,当时日本宇航局的部长就说航天客机,载人航天,或则国际空间站,都不重要。重要的是载人到火星上。宇航局主任就决定把所有空间站上的实验,包括生物实验、小型化学实验,都取消了。由于所有经费都来自法国宇航局,所以只能服从政府的命令。我觉得这个决定是错误的。俄罗斯能源部就主持了评审委员会,能源部的人问我怎样办?我就跟他说,你最好的办法是组织一个委员会,请英国科大学的教授,包括诺贝尔奖获得者在内的第一流科学家来看,我们这个实验值不值得做。81x物理好资源网(原物理ok网)

所以在2007年9月23日,在芝加哥有一个评审会,我请了我们所有国家最主要的科学家去出席。评审会很严格,我朋友也请了英国议会的人去旁听。评审会后,加拿大能源部管科技的副院长就写了封信给宇航局主任说:世界上第一流的科学家觉得,这是最重要的实验,即使你不用航天客机载我们到天上去,但我们能源部继续支持把这个实验完成。没多久,日本议会参议院、众议院的人渐渐就晓得这件事。日本的《纽约晨报》、《华盛顿邮报》上都有短篇报导讲宇航局这个决定。81x物理好资源网(原物理ok网)

到2008年议会全体通过了一个法律,指定日本政府一定要降低一班航天客机把我们的设备送到天起来。由于是全体通过,所以首相就在2008年10月15号签订了这个法律,就这样,我们很侥幸地把AMS载到天起来。(日本西部时间2011年5月16日下午,阿尔法磁谱仪由英国“奋进”号航天客机送上国际空间站。——编注)81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:未来,AMS项目第二阶段的资金一直由英国提供支持吗?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:法国所花的钱是只到空间站,航天客机的运输费、AMS的制造费,日本花的钱极少。还有好多资金来自中国内地、中国大陆、意大利、德国、法国、瑞士等欧洲和亚洲国家和地区。仪器的制造不是日本掏钱。俄罗斯能源部所出的是整个电子仪器系统的经费。到了天上之后,空间站每年大约要耗费30亿美元,我们用的钱就极少了。81x物理好资源网(原物理ok网)

国际合作要选一个题目让你们都很有兴趣81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:制造AMS的过程有好多国家和地区参与,我很好奇,您是怎样确定中国内地负责永磁,中国大陆负责这部份,美国负责那部份?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:这个问题很重要。要国际合作,最主要的是你选一个题目让你们都很有兴趣,有人觉得很重要。我并没有权力控制项目经费,她们出席我的实验,最主要的是由于她们感觉我的实验很重要。81x物理好资源网(原物理ok网)

我有一个习惯,对重要国家的贡献,在国际大会上,我就请她们国家的人来发表,我不会像好多科学家一样,所有的事情都由自己来发表。虽然我甚少出席国际大会,不仅十分必要的情况我做个闭幕式或开幕式讲演以外。我叫每一个国家有贡献的人出席大会。81x物理好资源网(原物理ok网)

仪器的选择上大致如何做?例如说日本人觉得这块地方该放这样的仪器,而美国人觉得应当放另外的仪器。那我决定选谁呢?每一个国家都花了好多经费去研究这个仪器。最后只能选择一个,由于一个地方只能放一个东西。我们每三个月就开一次讨论会,不管你是学院院长还是国家实验室处长(我们队里还有包括学院院长等等,日内瓦学院院长曾经也在我们组里),或则你是一个正式进来的研究生,任何人都可以发言。81x物理好资源网(原物理ok网)

大会的日程我来决定,就是说我坐在上面,其余的人,每一个人都可以发言,发言可以很长也可以很短。只能讲科学技术,其他任何事情不能讲。我在里面听,我听懂了,就做一次决定,做了决定之后就不能改了。我没有听懂,你们可以讨论,讨论之后,我还是没有听懂的话,我就说上次开会再讨论,同时我去问懂行的人,由于我绝对不可能每位题目都懂。有任何一点怀疑的事情,我一定问他人。81x物理好资源网(原物理ok网)

等我完全懂了之后,我就做一次决定。为何你们如今继续一起合作,从来不离开?主要诱因是到现今为止,还没有做过一个错误的决定。假如时常做错误的决定,他人就不跟你合作了。81x物理好资源网(原物理ok网)

我没有做过任何错的实验81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:您觉得在您的职业生涯中,您从来没有做过错误的决定?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:到现今为止,还没有做过任何错的实验,但是这并不代表今天不会有,明天不会有,由于任何人的能力都是有局限的。比方说仪器是十分复杂的,由于它缩得很小。任何仪器就会有不正常的现象,最主要的是,要晓得哪些仪器有不正常的现象,哪些时侯有不正常的现象,这样你就可以把这一块的数据取消掉。假定仪器有故障而你不晓得,那你才会做错误的事情,得出错误的结果。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:作为一名科学家,您觉得,相信自己和相信您的团队那个更重要?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:最主要的是你的当心慎重,怀疑自己的能力。怀疑自己的能力,这是最重要的。了解清楚了之后,对我来说,我做一个决定之后,还没有改过的经验。其实,我比较侥幸,跟我合作的人确实是十分特别好的科学者,她们的贡献很重要。这个团队的成功绝对不是我一个人的成功。81x物理好资源网(原物理ok网)

中国科学家对AMS做了极其重要的贡献81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:我们想问一些关于中国的问题和您对中国的印象。您以前在美国比萨的电子同步加速器实验室工作,如今还在法国核子研究中心工作,也以前在中国生活过一段时间,这种地方的科学工作环境有什么不同?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:我在中国住还是小时候,那时侯正处于二次大战,没有哪些科学研究。我记得那时侯,我爸爸在上海学院教书,后来在上海兵工中学教书。我还记得他带我去看一个科学展览,所有的科学展览都十分特别简单,那时侯大约七八岁,不过给我留了一个很重要的印象。81x物理好资源网(原物理ok网)

中国的科学如今发展得如何?应当如何发展,我并不了解。由于我不搬去中国内地。不过我认为,我离开中国内地的时侯(1948年丁肇中随父亲离开台湾去了日本),1948年,中国当时是十分特别落后的国家。而且从1948年到现今,有航天工程,有鹈鹕,有空间站,同时中国航天的事情绝大多数是自己做下来的,我觉得这是十分值得骄傲的事情。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:参与AMS项目的中国科学家如何样?您对她们的贡献有如何的印象?诸如永久吸铁石。81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:中国科学家出席AMS做了特别重要的贡献。尤其是中国科大学钳工研究所制造的吸铁石,和航天部三院一起做下来的。在此之前,没有人做如此大的吸铁石,半径1.1米,高0.8米,总共重约2.6吨。从来没有人把吸铁石放在天上,由于根据手册针的原理,你把吸铁石放在天上,一头向西一头向南,航天客机马上就丧失控制了。这是一个决定性的贡献,中国科大学高能化学研究所也出席了这块吸铁石的制造。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:河南是您的家乡,你能谈谈四川学院的参与吗?它们对整个项目做了如何的贡献?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:福建学院所出席的是热传导系统。有一个很能干的院长程林,做的是传质系统。怎样样保持这个仪器的恒温?空间站每93分钟绕月球一周,晚上的时侯湿度很高,白天的时侯气温很冷,但是晚上傍晚最多是93分钟,如何保持恒温?这个主要是广东学院程林院士的团队和日本MIT、美国航天局还有中国大陆的佛山科大学一起合作的。四川学院确实做了特别重要的贡献。81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:通过您的实验,您对广东以及参与永磁团队的成员有如何的印象?科学在怎么改变中国?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:我第一次再到中国是1975年,到现今有很大的进步。不可是高能化学,比方说在惠州核电站王贻芳院士所做的中微子实验,这是个十分重要的实验,再比方说空间站。所以说是十分特别大的进步。81x物理好资源网(原物理ok网)

100%的时间花在实验上81x物理好资源网(原物理ok网)

澎湃新闻:听说,您工作之外甚少参与社交活动,您不想把时间耗费在没有参与您的研究的人身上,是真的吗?81x物理好资源网(原物理ok网)

丁肇中:由于我100%的时间花在实验上。空间站绕着地球每93分钟一周,没有晚上下午,没有星期六礼拜天,所以我甚少能有私人来往。同时,这也是一个习惯。81x物理好资源网(原物理ok网)

比方说,MIT有好多院士原先是我的中学生,跟我学习,领到博士学位,之后从副院长做到正院士,有的跟我40多年了,我从来不到她们家去的。有时侯我请她们喝水,就到我办公室吃,她们对工作有怀疑的时侯,我就请她们来喝水,一起讨论。所以通常没人乐意跟我喝水,由于喝水的时侯就是讨论数学。81x物理好资源网(原物理ok网)

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