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丁肇中:中国情物理志

发布时间: 2022-03-12 08:45:57 浏览:

丁肇中档案盘点:

丁肇中,祖籍中国山东,著名美籍华裔物理学家,诺贝尔物理学奖得主。1936年1月出生于美国密执安州安阿伯。1956年入美国密执安大学学习,1960年获硕士学位,1962年获博士学位,1967年起任美国麻省理工学院物理系教授,1977年当选为美国科学院院士,1994年当选为首批中国科学院外籍院士。现受聘为中国科技大学、北京师范大学、山东大学等多所大学名誉教授。

2004年7月,第四届全球华人物理学家大会在上海举行。此次大会虽然是在中国土地上举行,而且与会学者都是黑头发、黄皮肤的华人,但无论论文汇编、会议网站,还是演讲、提问,甚至会场门口的指南,一律使用英文而不见中文踪迹。有部分海外华裔学者要求采用中英文双语,也被组织者以使用英文为国际惯例为由遭到拒绝。但是,著名美籍华裔物理学家、诺贝尔物理学奖得主丁肇中教授却没有理会组织者的“禁令”,坚持以中文作报告,成为这次会议上惟一的反“潮流”者。

这不是丁肇中第一次因坚持母语而充当反“潮流”者。1976年,丁肇中获得诺贝尔物理奖,成为继李政道、杨振宁之后第,位获诺贝尔奖的华裔,当年,正是由于他的执着,古老汉语才第一次响起在诺贝尔奖颁发现场。

从获诺贝尔奖以来的几十年里,丁肇中几乎每年都要回到中国,用他不停歇的脚步,将中国引入世界高能物理学领域。在这位国际物理大师的心中,始终揣着一个祖国富强、腾飞的热望,他在用母语表达学术思想的同时,无疑也表达了超越物理意义的民族情感。

(一)40岁物理学家结束诺贝尔奖设立76年来不用汉语演讲的历史

1976年12月10日,瑞典首都斯德哥尔摩音乐大厅曾经站立过伦琴、爱因斯坦、居里夫人等等科学巨匠的讲台,走上来一位身材魁梧、长着东方面孔的科学家,他就是美籍华人实验物理学家丁肇中。时年40岁的丁肇中因发现构成物质的第4种基本粒子——J粒子,获得当年诺贝尔物理学奖。

颁奖仪式之前,丁肇中一直心潮澎湃:此前的诺贝尔奖获得者在宣读演讲时有的用英文,有的用法文,有的用德文……惟独没有用中文的!中国是一个在科学发现方面具有悠久历史和有过深远影响的国家,自己的演讲一定要先用中文,以唤起中国青年对实验物理的热忱!

之前,由于报纸披露了丁肇中要用中文发表获奖演讲,美国官方反对丁肇中用汉语发表演讲。美国驻瑞典大使找到丁肇中说,你是美国出生的,不应用中文致辞,而且在场的大多数人听不懂。丁肇中回答:“你管不着这个,我愿意用什么语言就用什么语言。在场的听不懂没关系,这是全球广播。我希望占全球1/4的中国人听到。”

于是,隆重的诺贝尔颁奖仪式上,丁肇中用一口流利的汉语发表演讲,这是诺贝尔奖设立76年来第一次用汉语发表的获奖演说。他说:“得到诺贝尔奖,是一个科学家最大的荣誉,我是在旧中国长大的,因此想借这个机会向在发展中国家的青年们强调实验工作的重要性。……”一段短短的发言,却寄托了丁肇中对祖国的一片深情,也表达了他对中国青年所寄予的真挚情感和厚望。

回忆自己得知获奖的那天一1976年10月18日,丁肇中表示,那本是自己人生当中极普通的一天。正在位于日内瓦的欧洲核子中心的实验室工作,丁肇中突然接到瑞典皇家学会的一个电话,对方通知他获得了当年诺贝尔物理学奖。对于丁肇中而言,这个电话告知仪式是非常简单的。有趣的是,当得知这一喜讯后,丁肇中任职的美国麻省理工学院举办了一个大型庆祝会,可能庆祝会的组织者们太过兴奋了,他们竟然忘了请大奖得主丁肇中,等丁肇中回来以后庆祝会早就完了。

而今,当人们问及获诺贝尔奖的感受,啃了多年“洋面包“却还是喜欢吃中国美食的丁肇中开玩笑地说,自己得诺贝尔奖后感受最深的一个好处便是国外的中国餐馆都认识他,上菜上得快些。自然,对科学家来说,获诺贝尔奖意味着事业达到巅峰,但在追究科学真理的道路上却不知要经历多少困难曲折,不知要花费多少精力、汗水。

在20世纪70年代之前,物理学界一直认为物质的最小结构是由3种夸克组成,但是身为美国麻省理工学院物理系教授的丁肇中却不相信为什么只有,种。从1967年开始,丁肇中就对光子和重光子进行了比较系统的了解,到1972年,他感到很可能存在许多有光的特性而又有比较重的质量的粒子。然而,并没有一种理论能预言这些粒子的存在,之前许多物理学家试图找到质量更高的重光子也未能成功。

为了寻找质量更高的重光子,丁肇中设计了一个实验。由于他的实验计划在人力、物力、财力方面耗资巨大,美国能源部和麻省理工学院的有关负责人对此都不赞成。但执着的丁肇中一向认为,物理是实验的科学,他坚持进行他的计划,于是,规模庞大的寻找新粒子的实验,就这样在一片反对声中开始了。

在整个实验过程中,丁肇中和他的合作者克服了许多难以设想的困难。1974年8月底,他们终于在实验中找到了干净的和真正的电子对,经过检验,大家确信已观测到了一个真正的大质量的粒子。为了纪念他们过去10年的工作都集中在电磁流量ju(x),这个新粒子被命名为J粒子。J粒子具有奇特的性质,比质子重3倍,比任何当时所知的元素粒子的共振状态持续时间都长,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种夸克来解释,而需要引进第,种夸克即粲夸克来解释。J粒子的发现,大大推动了粒子物理学的发展,在全世界高能物理学界引起了巨大反响。

丁肇中准备在斯坦福大学的一个科学家例行会议上公布他的这一发现。令人惊奇的是,斯坦福大学的波顿·里希特在会议上宣布他最近的实验中发现了与J粒子相同的新粒子,这个新粒子被他命名为山粒子,后来人们就把这种粒子称为J/粒子。因此,丁肇中和里希特共享了1976年的诺贝尔物理学奖,这是诺贝尔奖历史上一项最快得到承认的发现。时任美国总统的福特亲自给丁肇中写了一封信,祝贺他发现新粒子的重大成就。

(二)与大师打赌赢了20美元也赢得前辈信任

发现J粒子之前,丁肇中就已经是世界高能物理学领域著名的青年实验物理学家。1966年。他亲自制订并领导实施的一个旨在证实量子电动力学理论的实验获得完美成功,从而使他一举成名。

1964年,哈佛大学一位著名的教授做了一个光子产生电子对的实验,宣称测到了电子的直径,从而观察到了与量子电动力学预言相违背的实验现象。次年美国康奈尔大学的教授们再次取得相同的实验结果。量子电动力学(英文缩写简称QED)是研究微观粒子运动的一门科学,多年以来,

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