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“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

   2023-05-22 942
核心提示:不要盲从专家的结论;做基础研究要对自己有信心,做你认为正确的事;不要因为大多数人反对而改变你的兴趣;对意料之外的现象要有
 “不要盲从专家的结论”;

“做基础研究要对自己有信心,做你认为正确的事”;

“不要因为大多数人反对而改变你的兴趣”;

“对意料之外的现象要有充分的准备”;

…………

诺贝尔物理学奖得主丁肇中近日做客中国科学院大学(以下简称“国科大”)。在一个多小时的报告中,丁肇中以《我所经历的现代物理与我的体会》为题,与“塞满”会场每个角落的学子们分享半个多世纪的科研心得。

“多数服从少数”

很多人听说过丁肇中“火箭发射”般的学术奇迹: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……他在实验物理学研究中创造了一个又一个“不可能”。

但据他讲述,28岁那年,在事业画卷刚刚展开的时候,丁肇中放弃了在美国大学的大好前景,跑到德国新建的电子同步加速器实验室(DESY),使用完全不同的方法,重做了正负电子对撞实验。

埋首8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挚友完满收官。

而这,只是丁肇中“多数服从少数”勇闯科研之路的开始。

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“无一被看好”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。”

但他说,信心是自己给的。

英国《曼彻斯特报》曾把1974年称为“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甘霖,一时间,科学界生机焕发。

利用“创新实验”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。”以十分应景的比喻,丁肇中解释了当年“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。

在“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”,自然约等于很多团队眼中的“不可能”,丁肇中和他的团队因此在欧洲核子中心和费米实验室相继吃到闭门羹。后来,经过努力,这个蓝图才最终绘就在美国ntent="{"ext":{"word":"布鲁克","market":"us","symbol":"brkr","routeUri":"sinanews:\/\/sina.cn\/finance\/stockDetail.pg?market=us&symbol=BRKR&stockType=1"},"actionType":36,"h5url":"https:\/\/gu.sina.cn\/us\/hq\/quotes.php?code=BRKR"}" style="margin: 0px; padding: 0px; user-select: none; -webkit-tap-highlight-color: transparent; color: rgb(0, 138, 245); border: 0px; outline: 0px;">布鲁克海文国家实验室相关提案中。

“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、多重测量的仪器至关重要。”对于这件事,丁肇中一直提醒广大科研人员要身体力行。

多年来,在丁肇中的带领下,不少国科大研究人员深入参与了阿尔法磁谱仪实验的数据分析工作。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,同样有他们的贡献。

“这就是为什么我们要远离地面,在太空中探测的原因。”在回答一位学生关于AMS探测反氦的问题时,丁肇中重申了利用“创新实验”抵达“不可能”的期盼。

“宇宙是最广阔的实验室”

“目前在Higgs粒子之后,标准模型中的粒子已经全部被找到。您觉得在这个大家庭中,会不会还能再找到新成员?”

丁肇中直言:“我不敢多说。”

“我的想象是没有意义的。”丁肇中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,娓娓讲述自己作为科学家的坚守和诚恳:“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,谈到备受关注的对撞机发展未来,丁肇中诚恳的语气中难掩科学家的“雄心”:“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,继续为人类知识作出重要贡献……”报告停在最后一页幻灯片,在场学子不约而同举起手机,仿佛在“接住”老一辈科学大家递过的“接力棒”。

“不管是不是这个专业,能否听懂所有的专业语汇,与科学家面对面,感受名家风采最为珍贵。”看着会场内的火爆场面,国科大材料科学与光电技术学院教授刘向峰倍感欣慰,“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。”

 
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