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一劍何妨半世磨——愛“第一個吃螃蟹”的“大劍客”丁肇中先生 (一)軼事篇

(2017-03-12 09:17:21) 下一個

丁肇中先生的名字,早在小時候已經如雷貫耳,那時尚隻有3個得諾獎的華裔科學家(楊、李、丁)。可是直到上了大學,修了非物理專業的《近現代物理》課程,才了解到他當年的發現對物理學有多麽重要:這一發現“於無聲處聽驚雷”,顛覆了此前所有理論對誇克的理解,引發了70-80年代粒子物理的大發展。後來到了麻繩技校,在介紹校史的櫥窗裏看到丁先生70年代講課的照片;在Vassar Street的44號樓,看到了門口大大的“J”字牌(見下圖,那是為紀念他1974年發現J粒子而立的),更由衷的欽佩和感謝丁先生為我們華人爭光。

最近在網上看到了去年丁先生在台灣大學慶祝他獲得諾獎40周年的演講,聽來受益良多,感想更多,講幾段軼事和感想,和大家分享。

1. MIT的肥皂與丁先生的諾獎

說起J粒子的發現和MIT,有個很有趣的小故事。這個實驗需要當時最高能的裝置,屏蔽射線也是大問題,光水泥就用了1萬噸。而為了屏蔽中子,丁先生需要訂購5噸肥皂(您沒看錯,是5噸)。不過這個肥皂經費很難被美國政府批準,因為如果報給國會,不懂科學的議員們想破頭也不理解這麽多肥皂對物理有什麽用。

可是MIT校方明白,丁先生這肥皂絕不是要開澡堂,更不是肥皂劇,是大大的正事,於是直接批款買了。:)因此MIT對此次諾獎的直接物質貢獻,是5噸肥皂。

2. 一劍何妨半世磨

第一次現場聽丁先生演講還是20年前,那時旨在探索宇宙中的反物質和暗物質的阿爾法磁譜儀1號(AMS-1)正在研製和組裝過程中。丁先生用英語做報告,一句升調,下一句降調,依次重複,整體顯得穩重甚至有點木訥。但在你不注意的時候他會抽冷子蹦出來個小幽默,很有意思。不想一晃20年過去,丁先生領導的阿爾法磁譜儀2號(AMS-2)仍在太空中采集數據——單是這一個實驗就做了20年,他本人現在也已經是年過八旬的老人,仍然在科研一線,這何止是“十年磨一劍”!而有關暗物質的最後一部分高能數據,還要等到2024年左右,屆時丁先生將是88歲高齡!

不光是這個AMS的工作,對驗證量子電動力學有重要意義的電子半徑的測量,丁先生也研究了三、四十年之久,把半徑的上限從1e-14厘米降低到1e-17厘米。真可謂是“一劍何妨半世磨”!

3. 大師入行與埃塞俄比亞人的貢獻

個人覺得,丁先生是20世紀後半葉至今最偉大的實驗物理學家,沒有“之一”。他做的每一個實驗,都劍指物理學的根本和核心問題,都被當時的科學家認為是”mission impossible”而望而卻步,都把當時的實驗技術發揮到了極致。所以如果用魯迅+金庸的話說,他應該是最愛“第一個吃螃蟹”的“大劍客”。他實驗中選用的每一個精密儀器,都是美輪美奐的技術“藝術品”;從設計到執行,妙到毫巔,細到極致。比如,他發現J粒子的工作,不是萬裏挑一,不是億裏挑一,而是100億挑一!他經常用的比喻是:相當於下了100億個雨滴,有一個是粉紅色的,你要把它挑出來。敢於挑戰這種工作,需要“幹將”寶劍+“獨孤”門的劍法+一眼看清和切斷螞蟻一根觸角的功力。

更難得的是他卓越的領導才能,這是極少數宗師級的實驗物理學家才具備的,堪比費米、盧瑟福和勞倫斯(加速器的發明人)這樣的前輩“帥才”;在金庸筆下的“劍客”中,恐怕隻有張三豐可比。比如AMS這個項目,有16個國家,600多名科學家和工程師參與,作為實驗的總設計師協調這個工作,和16個政府部門打交道,有多麽不容易!和他一比,俺們絕大多數人的實驗都是小兒科而已。

而促使丁先生走上實驗物理道路的,卻是咖啡;更加追本溯源的話,是埃塞俄比亞人帶來的一個偶然。他最初是學理論物理的,導師是著名的理論物理學家烏倫貝克,最早提出電子自旋的理論大師。丁肇中進組1、2個月後,一次組裏喝咖啡,老烏感概,如果重活一次,一定要做實驗,不做理論。丁先生就問為什麽。老烏說“實驗物理的結果多是對物理學有貢獻的,而理論物理學家,真正做出貢獻的人很少,屈指可數,其餘99%大概是可以扔掉的。”於是第二天丁先生就到老烏的辦公室說:我不跟你念了,我要去學實驗物理了。

這樣看來,coffer hour對物理發展確實是有重要影響的,追溯下去,埃塞俄比亞人對物理學的間接貢獻也是很大的。咖啡原產埃塞俄比亞,後來傳到阿拉伯半島和整個世界。沒有他們大家都不知道喝咖啡滴,這樣烏大師就不會咖啡後吐真言,丁先生也成不了實驗大師了。:)

4.“沒用”實驗的有用價值。

丁先生對高能物理學的眼光獨到。80年代末,當高能物理學家還在迷戀修建大加速器的時候,丁先生就敏銳的感覺到,在地球上再建加速器,獲得的信息恐怕有限;加速器再強,也難以產生太空裏宇宙射線的高能,於是他就把目光轉向了太空,尋求更經濟而且更有效的實驗手段,這就有了阿爾法磁譜儀對暗物質和反物質的探索。這眼光,真的是“高到天上去了”。

有趣的是,盡管丁先生曾在回答別人提問時“保證”,AMS絕對不會沒有什麽實用價值;但實際上這一探索順帶發現了,連我們以前對地球磁場的認識,都有很多不正確的地方。磁場對地球的重要性不言而喻,我們免受輻射正是靠地球磁場的屏蔽,而曆史上的磁場反轉和減弱都是發生過的。增進對此的理解以及了解其變化,是一件實實在在非常有實用價值的工作。

5. 妙答央視提問

丁肇中先生在家排行老大,後麵兩個弟弟/妹妹分別叫“肇華”,“肇民”。於是一次央視采訪問他,如果再有一個弟弟或妹妹,是不是叫“肇族”(連起來是“中華民族”)。丁先生馬上說“不對,叫”丁肇國“(中華民國);因為沒有這個”國“,所以跑到台灣去了”。詼諧幽默,而又體現出了他們家庭對中華民國的情感——他的姥爺,是同盟會早期的革命者,為建立民國而捐軀的。

 

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(感謝您的閱讀。近期會抽空奉上 下集:治學篇)

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閱讀 ()評論 (5)
評論
阿留 回複 悄悄話 回複 '西柳湖畔' 的評論 :

多謝您雅臨垂賞,確實如此!
西柳湖畔 回複 悄悄話 好文章!丁肇中是科技界裏最成功的"項目經理",領導來自世界各國的數千科學家一起工作幾十年,可以想像他的人品有多好!他是麻省理工學院的驕傲, 也是華人的驕傲。
阿留 回複 悄悄話 回複 '蓮盆籽' 的評論 :

多謝蓮老師分享經曆!確實如此,基礎科學需要大量投入,而且大部分投入未必有產出。但是,基礎科學是新技術的源泉,長遠來看大國是一定要搞的。所以NSF自稱是America's investment in the future。

蓮老師大概是typo,俺也常有。粒子,particle應該是正確的寫法吧。:)
蓮盆籽 回複 悄悄話 Partical accelerator。 更正,對不起。
蓮盆籽 回複 悄悄話 謝謝阿留先生介紹!
敬佩科學家畢生努力的精神。
不懂物理,但大學在物理實驗室打工。跟教授出差去Berkeley的 national lab,在partial accelerator 外麵走了一圈,感歎微粒子加速需要這麽個龐然大物!這才懂得基礎科學研究要有強大的國力支持。
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