探索中一个物理学家的体验

2004年11月7日，南京航空航天大学报告厅座无虚席，师生们在聆听诺贝尔物理学奖获得者、著名美籍华人丁肇中教授作报告，内容关于寻找太空中的反物质和暗物质。一个小时的精彩报告后，按照惯例，丁教授回答同学们的提问。

“您觉得人类在太空中能找到暗物质和反物质吗?”

“不知道。”

“您觉得您从事的科学实验有什么经济价值吗?”

“不知道。”

“您能不能谈谈物理学未来20年的发展方向?”

“不知道。”

一问三不知!而且回答“不知道”时。表情自然诚恳，没有任何明知不说的矫揉造作。在场的所有同学都大感意外，短暂的沉默后开始有人窃窃私语起来。旋即。丁教授微笑着说，不知道的事情绝对不能去主观推断，而最尖端的科学很难靠判断来确定是怎么回事。简短而平实的几句话。赢得了全场热烈的掌声，经久不息。这也是丁肇中教授在1980年写了一篇自传性的文章《在探索中――一个物理学家的体验》的真实体现。

丁肇中(Sarnuel chao chung Ting)1936年1月27日生于美国密歇根州安娜堡。先后在重庆、南京和青岛上小学。1948年随父母去台湾，又在台中读了一年小学。1949年丁肇中先考入台北成功中学，次年入台湾建国中学，接受严格的教育，他的数学、物理和历史学习成绩优秀。1955年建国中学高中部毕业后考入成功大学机械工程系。1956年转到美国密歇根大学，在物理系和数学系学习，1960年获硕士学位，1962年获物理学博士学位。1963年，他获得福特基金会的奖学金。到瑞士日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)工作。1964年起在美国哥伦比亚大学工作。1965年起，丁肇中领导的实验组在联邦德国汉堡电子同步加速器(束流能量为7.5×109eV)上进行了关于量子电动力学和矢量介子(p，w，φ)的一系列出色的实验工作，其中包括光生矢量介子、矢量介子衰变的研究、矢量为主模型的实验检验、p，w，φ介子光生相位的测量和p、w介子干涉参数的精密测量等，推进了对矢量介子的认识(见介子)。还在实验上证明了量子电动力学的正确性。

1972年夏，丁肇中实验组利用美国布鲁克海文国家实验室的3.3×1010eV质子加速器寻找质量在(1.5-5.5)×1010eV之间的长寿命中性粒子。

1974年，他们发现了一个质量约为质子质量3倍(质量为3.1×109eV)的长寿命中性粒子。在公开发表这个发现时。丁肇中把这个新粒子取名为J粒子，“J”和“丁”字形相近，寓意这是中国人发现的粒子与此同时，美国人B・里希特也发现了这种粒子，并取名为ψ粒子。后来(1975)人们就把这种粒子叫作J／ψ粒子。J／ψ粒子具有奇特的性质，其寿命值比预料值大5000倍；这表明它有新的内部结构。不能用当时已知的3种味的夸克来解释，而需要引进第四种夸克即粲夸克来解释。J／ψ粒子的发现大大推动了粒子物理学的发展。为此丁肇中和里希同获得1976年诺贝尔物理奖。

丁肇中热心培养中国高能物理学人才，经常选拔中国青年科学工作者去他所领导的小组工作。他是中国科学技术大学等校的名誉教授，中国科学院高能物理研究所学术委员会委员。

丁肇中的学术思想的特点是，在科学研究中非常重视实验。他认为，物理学是在实验与理论紧密相互作用的基础上发展起来的，理论进展的基础在于理论能够解释现有的实验事实，并且还能够预言可以由实验证实的新现象。当物理学中一个实验结果与理论预言相矛盾时，就会发生物理学的革命，并且导致新理论的产生。他根据近四分之一世纪以来物理学的历史和他亲身的经验指出，许多重要实验，例如K介子衰变中电荷共轭宇称与宇称复合对称性(CP)不守恒的发现，J粒子的发现，以及高温超导体的发现，开辟了物理学中新的研究领域，但这些实验发现都是预先在理论上并没有兴趣的情况下作出的。又如高能加速器实验近年来作出的有关粒子物理的基本发现，除W粒子和Z粒子外。几乎都是在加速器开始建造时未曾预言过的。他强调。没有一个理论能够驳斥实验的结果，反之，如果一个理论与实验观察的事实不符合，那么这个理论就不能存在。他重视科学实验的观点，对科学工作者是很有教益的。

丁肇中的思维与交流方式极其独特。初次与其交流会让人觉得他思维混乱。但仔细听来就会了解到，他的思维并非混乱，而是他想说的事情过于复杂以至于无法用语言合理表达出来。这点是想必听过他讲座的人都深有体会。