诺奖得主丁肇中做客国科大
编者按:他是诺贝尔物理学奖得主,在实验物理学研究中实现了一个又一个“不可能”。5月19日,著名物理学家丁肇中先生做客中国科学院大学雁栖湖名家大讲堂,分享他所经历的现代物理与个人体会。现场座无虚席,听众热情高涨。“前浪”与“后浪”面对面,迸发出怎样的火花?风趣话语的背后,藏着怎样的人生哲理和创新之道?
5月19日一大早,国科大国际会议中心报告厅和分会场内外热闹非凡。小雨淅淅中,浓浓的“追星”热情涌动在雁栖湖校园中。
能如此点燃国科大学子热情的,是什么样的“明星”?
随着开场前接近2分钟的持续掌声,诺贝尔物理学奖得主、中国科学院外籍院士、国科大名誉教授丁肇中先生徐徐步入国科大雁栖湖名家大讲堂,与“填满”会场每个角落的学子们,促膝分享“我所经历的现代物理与我的体会”。讲座由国科大党委书记、校长李树深院士主持。
六个里程碑式的实验,串联起半个多世纪凝练出的科研心得,它们像粒粒珍珠,历经时光冲刷、困阻磨砺,熠熠生辉。
讲座现场
做“不听话”的“逆行者”
提到丁肇中,很多人都听过他“火箭发射”般的“天才”学术生涯:26岁拿博士学位,31岁任教授,38岁发现“J粒子”,40岁获诺贝尔奖……
事实上,丁肇中告诉在场的国科大学子,在自己事业画卷刚刚展开的28岁那年,他放弃在美国大学的前途,跑到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。
埋首八个月后,实验证明:量子电动力学是正确的。
这一结果在1966年“Rochester”会议(现为ICHEP国际会议)上宣布。在这次会议上,他以“不听专家话”开始,却以结识诸多未来路上一直紧密合作的专家挚友完满收官。
这只是丁肇中“多数服从少数”科研勇闯之路的开始。
丁肇中
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,依然是“无一看好”的状态:在理论物理学家眼中,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。
信心是自己给的。
英国《曼彻斯特报》曾称1974这一年为“丁肇中年”:重光子新物质的发现,似乎给“干旱”了好几年的物理学界降下了难得的春雨,一时间科学界生机勃勃起来。
在创新实验中实现“不可能”
“相当于北京正在下一场大雨,每秒有100亿滴雨,需要找到其中一个红色的雨滴。”十分应景的巧妙比喻里,丁肇中向学子们阐释了当年“从e+e-信号中找新的重光子”所需要的背景分辨率究竟有多高。
面对“此前所有关于重光子的实验均无确切结果”的“不毛之地”,丁肇中做出了“在更高能量的加速器上做一个最精密的探测器”的创新实验布局。
这张似乎只能用“更”和“最”形容的未知“图纸”,自然就约等于很多团队眼中的“不可能”,让丁肇中和团队在欧洲核子中心和费米实验室相继吃到闭门羹。后来,经过团队努力,这个蓝图才最终绘就在美国布鲁克海文国家实验室相关提案中。
讲座现场
“这里是粒子探测器,这里是磁铁……其实我这套实验设计原理都是从DESY的实验中发展而来……”丁肇中指着幻灯片上自己接近50年前设计的实验图纸,如同介绍自己珍藏多年的心爱宝物。
“对于物理实验者来说,设计精密的、多重测量的仪器是至关重要的。”这件事,丁肇中一直引领着国科大代代学子身体力行。
多年来,国科大多位岗位教师和研究生在丁肇中的带领下,深入参与阿尔法磁谱仪实验的数据分析工作。此外,还有欧洲核子中心大型强子对撞机LHCb实验、北京正负电子对撞机——北京谱仪III实验、高海拔宇宙线观测站实验、江门中微子实验、中国散裂中子源实验……这些高能物理大科学装置旁,始终忙碌着国科大师生的身影。
讲座现场
“这就是为什么我们要远离地面,在太空中探测的原因。”在回答2022级粒子物理与原子核物理专业硕士研究生杨玉明关于AMS探测反氦的问题时,丁肇中对国科大学子重申了利用“创新实验”抵达“不可能”的殷切期盼。
“我不敢多说”
继3天前在中科院高能物理所讲座后回答提问时幽默自嘲“我的建议儿女从来不听”之后,面对2022级辐射防护与环境保护专业硕士研究生徐娇的提问,丁肇中再次诙谐表示“我不敢多说”,引得全场师生的欢笑。
“目前在Higgs粒子之后,标准模型中的粒子已经全部被找到。那么从物理直觉上来看,您觉得这个大家庭中,会不会还能再找到新成员呢?”
丁肇中
认真听完学生抛出的问题,丁肇中表示,“我的想象是没有意义的。”他用几次重大科学发现仍未完全揭示更深层物理规律的科学史趣闻,娓娓道来自己多年来作为科学家的一份坚守和诚恳:“任何物理学家推测将来都是很危险的事情,所以我不敢多说……”
“宇宙是最广阔的实验室,而我们对宇宙的认识是很有限的。”谈到对宇宙认知的无限深入,谈到国际空间站上的阿尔法磁谱仪(AMS)直通2030年的发展规划,谈到倍受关注的对撞机发展未来,丁肇中谦卑诚恳的语气中又透露出难以掩藏的科学家“雄心”,字里行间,满怀对未来高能物理科技飞跃、对下一辈未来科研青年的信心和想象。“AMS所有的观测结果将带来对宇宙的全新认识,它也将不断扩展、颠覆我们对宇宙的认识。”
“他们有想象力,他们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,继续为人类知识做出重要贡献……”
报告停在最后一页幻灯片,在场学子几乎不约而同举起手机郑重定格,仿佛想要并肩“接住”老一辈递过的“接力棒”。
讲座现场
国科大向丁肇中(右二)颁赠人物素描肖像
2022级生物化学与分子生物学专业硕士研究生孟煜睿记得,自己在丁院士最后讲到“合作”时,不自觉地环顾了一下周围一同听讲的同窗们。“在这个飞速发展更需紧密合作的新时代,我们只有并肩协作,锐意进取,才能迸发出足够向前攀登的力量。”
“不管是不是这个专业,是否能听懂所有的专业语汇,与科学家面对面时,那种名家风采的感染最为珍贵。”看着会场内的火爆场面,材料科学与光电技术学院刘向峰教授倍感欣慰,“获得知识只是一方面,更重要的是能感悟到透过故事传递出的学术理想和人生规划。”
丁肇中先生分享的六点体会
一、不要盲从专家的结论。
二、对于物理实验者来说,设计精密的、多重测量的仪器是至关重要的。
三、做基础研究要对自己有信心,做你认为正确的事,自然科学的发展是多数服从少数,不要因为大多数人反对而改变你的兴趣。
四、对意料之外的现象要有充分的准备。
五、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。
六、每个受到反对的实验,都发展出了新的仪器,使实验成功。有很多优秀的中国科学家对实验做出了重要的贡献。
相关信息:
丁肇中先生于1959年获美国密歇根大学物理学学士和数学学士学位,1962年获密歇根大学物理学博士学位。现为中国科学院外籍院士、美国国家科学院院士、艺术和科学院院士、麻省理工学院讲座教授、阿尔法磁谱仪实验发言人。
丁先生长期从事高能物理实验,精确检验粒子物理标准模型的量子色动力学和电弱统一理论,寻找超出标准模型的新粒子和新的物理现象,取得了一系列重大成果。1965年,发现反氘(dāo)核。1974年,发现第4种夸克的束缚态——J粒子,并因此获1976年诺贝尔物理学奖。1979年,发现胶子,是另一项诺贝尔奖级别的重要工作。1989年,确定中微子种类的数目只有三代。1994年起,领导阿尔法磁谱仪实验,在空间寻找反物质和暗物质。
一直以来,丁先生非常关心中国科教事业的发展,热心培养中国高能物理科学人才,经常选拔中国青年学者去他所在的团队工作,也因此于1996年获得中华人民共和国国际科学技术合作奖。国科大核科学与技术学院院长、中科院高能物理研究所所长王贻芳院士,就曾于1984年通过招收考核后赴欧洲核子中心,参与丁先生领导的高能正负电子对撞机物理实验。2014年,丁先生接受国科大聘任,担任国科大名誉教授。
媒体报道:
【中新网】丁肇中勉励青年学子:不盲从专家结论 做认为正确的事
【中国科学报】丁肇中:见重要科学家,我通常会带着孩子一起
【光明日报】丁肇中:做基础研究要对自己有信心
【光明日报】“做基础研究要对自己有信心”——记丁肇中与国科大学子分享科研心得
【新京报】诺奖得主丁肇中做客国科大,勉励青年学子“做认为正确的事”
【中国青年报】诺奖得主丁肇中:做“不听话”的“逆行者”
责编 :贺静蕾