丁肇中的科学之路

1974年，著名美籍华人物理学家丁肇中在美国布鲁克海文国家实验室进行了一项大胆而令人眼花缭乱的实验。他发现了一个人们以前从未预料到的粒子——J粒子。

当时报刊上有一种误解，认为J粒子是以命名的“丁粒子”。事实上，这纯粹是巧合。丁肇中的初衷是用这个粒子来纪念他们花了10年时间探索电磁流特性的重要新发现。此外，物理文献中用J来表示电磁流，所以丁肇中用拉丁文字母“J”来命名新粒子。

丁肇中的发现改写了已经研究了数百年的教科书，并重新描绘了亚粒子世界的全新图景。

在美国发行量很大的《新闻周刊》写了一篇文章评论道:“这是基础粒子科学的重大突破。这对于近半个世纪以来物理学家分析自然界基本结构的努力具有重要意义和贡献。”

麻省理工学院院长杰米·韦森为他的科学家做出的巨大贡献感到骄傲。他对媒体评论说:“丁教授的研究为人类开辟了宇宙未知领域，把基本粒子物理学提高到了一个新的水平。”

1975年2月14日，时任美国总统福特也发来了贺电:“我非常感兴趣地得知，你发现了新的、寿命更长的重粒子。我谨代表美国人民，祝贺你和你的同事们为这一重要发现所做的努力和贡献。”

由于J粒子的发现，许多物理学家把“J前”和“J后”作为区分历史时代的标志。J粒子发现两年后，丁肇中年仅40岁就获得了1976年诺贝尔科学奖。

出发点

1936年2月27日，丁肇中出生在密歇根州的安阿伯。他在*度过了高中时光。他在数学和物理方面成绩优异，对历史也很感兴趣。

1956年8月底，丁肇中去了安阿伯的密歇根大学独自学习。在大学里，他完全忘记了吃饭和睡觉，沉浸在学习、图书馆、实验室、食堂和宿舍中，这些都是他生活的轨迹。尽管美国大学的课余生活丰富多彩，但丁肇中却很少出现。学生们嘲笑他:塞缪尔(萨努埃尔是丁肇中的美国名字)真是个怪人。他学习很好，但不幸的是他不适应人群。

在他的研究中，丁肇中对老师指定的几本教科书和参考书不满意。他决心系统而深入地了解整个现代物理学史，及时而广泛地了解现代物理学的最新成就和发展趋势。他以极大的兴趣研究物理学大师的经典著作，并广泛阅读物理学杂志。

虽然丁肇中第一次去美国时口袋里只有100美元，而且他没有朋友，英语也不太好，但经过三年的努力，他获得了数学和物理硕士学位。两年后，他获得了物理学博士学位。

此时，丁肇中再次面临人生中的一个重大选择:继续科学研究，还是从事商业和教学？一些和丁肇中一起在美国学习的*学生将带着他们的文凭回到*，去寻求一个官方或兼职的职位，一些人将继承他们的家族生意。丁肇中没有兴趣晋升到更高的职位，并决定留在美国继续他的物理研究，将他的命运牢牢地绑在蓬勃发展的高能物理研究上。

选择

纵观物理学史，我们不难发现物理学的发展就像长江和黄河的水一样。后波推动前波并向东滚动。

17世纪，伟大的英国物理学家牛顿掌握了最基本的机械运动定律，建立了万有引力理论。19世纪，麦克斯韦总结了散射电磁现象，建立了电磁理论。这两种宏观的和长期的相互作用力量很容易被人们观察和认识，但是人们发现这两种理论之间存在着矛盾。1915年，爱因斯坦的广义相对论和20世纪30年代量子力学的出现弥补了上述两种理论的不足，形成了“量子电动力学”。

随着科学的发展，微观世界的研究提出了许多新课题:在宇宙线和高能加速器中相继发现了大量的“基本粒子”，这是经典物理学难以解释的。这些“基本粒子”令人眼花缭乱，难以分辨。

在全世界科学家的共同努力下，人们已经把原子中的各种粒子分成了“轻子”和“强子”。然而，强子可以细分。那么，构成物质的真正“基本粒子”是什么？弱相互作用(作用于所有强子和弱分子)和强相互作用(仅作用于强子)有什么关系？这两种相互作用与重力和电磁效应之间有什么关系？

1963年，年轻的科学家盖尔·曼提出了“夸克”理论。*的一些高能物理学家在这一时期提出了“层子”理论，其内容与“夸克”相吻合。盖尔·曼想象强子是由顶部、底部和奇怪的“夸克”的不同组合组成的。

回顾了物理学的历史后，丁肇中清楚地看到了他将要走的道路。对他来说，现代物理学就像一个大旋涡，其中心部分是实验高能物理学。离漩涡中心越近，它就越有吸引力，丁肇中也越不能离开它。

结果，丁肇中在瑞士、德国和美国进行了反复实验并仔细研究了这些问题。

发现

1972年，丁肇中向布鲁克海文国家实验室提出了一项发现新粒子的计划。由于实验的高成本和高难度，他的计划一出来就遭到了各方面的批评和指责。

“即使丁肇中的实验可以进行，它也没有什么价值。在丁肇中计划的实验能源区，新的长寿重粒子根本不存在。这是普通教科书中的常识。”一位著名的物理学家断言。

“丁肇中的实验纯粹是浪费人力和金钱。在他的实验能量区，即使有新粒子出现，它们也只是宽度很大的粒子。”另一位权威物理学家给他泼冷水。

回到科学的历史，研究那些偷火给人类带来光明和智慧的人所经历的苦难，你必须承认，对于天才来说，逆境往往就像命运之神特别安排的里程，严峻地考验着每一个渴望做某事的人，考验着他们的勇气、信心和成功的品质。

丁肇中对来自各方的批评毫不示弱。他对当局说:“先生，这不是一个常识问题，而是一个需要用事实来回答的问题。什么是常识？常识是经常被引用而没有证据的知识。人们不能不理解常识，但过于迷信常识的科学家往往会错过一些重大发现的机会。”

丁肇中坚信自己的远见卓识，并决心挑战常识。他反复告诉他的实验组成员:“不要介意对手有多傲慢，永远不要放弃你的科学观点，勇敢地迎接挑战，永远坚持探索我的科学观点。”

事实证明，丁肇中的观点是正确的。J粒子的发现在当时的物理学界引起了不小的轰动。这个意想不到的事件让实验物理学家和理论物理学家都感到惊讶:现有的基本粒子理论有一个很大的漏洞。为什么你之前没有预料到它的存在？目前，那些曾经嘲笑和攻击丁肇中的当局不得不在事实面前承认失败。

声音

根据惯例，在诺贝尔奖颁奖仪式上，获奖者将用他们自己的语言发表演讲。丁肇中是美籍华人，所以他必须在颁奖典礼上用美国语言英语发表演讲。以前的华裔美国诺贝尔奖获得者不能打破这一规则。

然而，丁肇中认为他是中国人的后裔，只出生在美国。他决心实现自己的愿望:让中国的声音响彻黑尔颁奖大厅。

因此，他问瑞典皇家科学院:在颁奖典礼的即席演讲中，他首先用中文发言，然后用英文重复。

当美国*了解到这一点时，它尽力加以阻挠。然而，丁肇中的坚持促使他争论并最终获得了批准。

1976年12月10日下午4点左右，在瑞典首都斯德哥尔摩音乐厅，丁肇中和其他诺贝尔奖获得者一起在颁奖台上就座。他抬起头来，看到讲台前大厅的两边开满了鲜花，好像灿烂的彩霞落到了地上。这个大厅能容纳2000多名观众，里面挤满了外国客人和瑞典名人。在大厅的入口处，一队身穿白色条幅、手持彩旗的大学生欢迎队伍被挤得水泄不通。

军乐队演奏了瑞典皇家音乐，仪式开始了。

在诺贝尔奖基金会主席简要介绍了丁肇中的贡献后，在庄严悠扬的皇家音乐声中，丁肇中轻快地走到讲台*的扩音器前，用流利的中文说道:

国王，女王陛下，皇室，朋友们，

获得诺贝尔奖是科学家最大的荣誉。我在旧中国长大，所以我想借此机会强调实验工作对发展中国家年轻人的重要性。

中国有句老话，“努力工作的人管理别人，努力工作的人管理别人”。这种落后的思想对发展中国家的年轻人非常有害。由于这一想法，发展中国家的许多学生倾向于学习理论，避免实验性工作。

事实上，自然科学的理论离不开实验的基础，尤其是物理学是从实验中产生的。

我希望因为我这次获奖，我能引起发展中国家学生的兴趣，并注意实验工作的重要性。

大厅里回荡着丁肇中浑厚的声音。他正在用中文做一个激动人心的演讲。自1901年诺贝尔奖颁发以来，在500多名获奖者中，李政道又用中国人的主要语言——汉语发表了一次演讲。台下的2000多名嘉宾并不因为不懂中文而不满意。相反，他们都在聚精会神地听，他们甚至更钦佩这位杰出的中年物理学家。

此刻，坐在主席台上的一位白发苍苍的中国老人忍不住放声大哭。他就是的父亲丁。他是一位老中国工程学者，从*来到瑞典参加他儿子的颁奖仪式。

在诺贝尔奖颁奖仪式上，丁肇中表达了他作为中华民族后代的骄傲。这种感觉和场景让当时的每个中国人都充满激情，难以忘怀。

这篇短短的200字讲话，清新而简洁而全面，不仅包含了丁肇中对过去二三十年的生活和科学的深刻见解，也包含了他对中华民族和祖国母亲的深厚感情。难怪丁肇中的话音刚落，观众中响起了雷鸣般的掌声。

挣扎

200多年前，伟大的物理学鼻祖牛顿说:“我不知道后代会怎么看我，但在我看来，我就像一个在沙滩上玩耍的男孩，发现一颗特别光滑的鹅卵石和一个异常美丽的蚌壳，这让我觉得很有趣。与此同时，我还没有认识和发现我眼前的浩瀚真理之海。”

那是在诺贝尔奖颁奖典礼的晚上，在瑞典首都斯德哥尔摩的大厅里，人们听到了笑声和明亮的灯光，在频繁的欢呼和祝贺中，丁肇中谦逊地说:“J粒子只是真理之海沙滩上的一块光滑的鹅卵石。”在受到公众欢呼的同时，他也体会到了牛顿名言的真正含义。

是的，J粒子把丁肇中带到了荣誉的顶峰，但这并不意味着他已经达到了科学生涯的最高点。世界上仍有许多秘密有待揭示，无数真理有待知晓。丁肇中意识到他还有很长的路要走，一个又一个科学堡垒正等着他去征服。

近年来，丁肇中带领一个实验小组在德国汉堡电子同步加速器中心的佩特拉正负电子对撞机上进行实验，寻找胶子存在的证据，胶子是一种将夸克结合在一起的物质。在瑞士日内瓦的Lepp正负电子对撞机上进行了实验，以找到第六个“夸克”——顶夸克(7)，中间玻色子和其他新粒子。他还将寻找自然界四种力(万有引力、电磁力、弱力和强力)之间联系的实验证据。他给自己定了一条艰难的道路，并将坚定不移地走下去。

乡愁

在大洋彼岸的丁肇中，总是想着中国的亲戚、朋友和家乡。

1977年8月，十年动乱结束，中国各条战线都在纠正错误。中国有关部门准备大力发展高能物理，这反过来又急需一批实验人才。为此，中国科学院高能物理研究所邀请丁肇中访华。接到祖国的邀请，丁肇中立即放下紧张的科研工作，回国为祖国的振兴做出贡献。

丁教授与中国科学院院长方毅、副院长举行了会谈。他专门讨论了中国的科技发展，并决定实现中美科技史上第一次大规模的合作。中国科学院选择了最有前途的年轻物理学家参与丁肇中领导的高能物理研究。丁教授对会谈的结果非常兴奋。他兴奋地说:“我这次来中国，我看到每个人都很有活力，都想推广科学技术。我相信，中国人口众多，科学研究历史悠久，一定会培养出人才，很快就会赶上世界科学的先进水平。”

五个月后，27名平均年龄不到40岁的中国年轻物理学家穿越海洋，来到德国汉堡的电子同步加速器研究中心，参加丁肇中教授领导的马克-杰伊实验小组的科研工作。

27名中国物理工作者中的大多数都是从低能物理学转来的“新兵”。他们还没有开始高能物理实验，还没有通过英语考试。可以说，一切都必须从头学起。此外，他们不习惯实验室的紧张工作:他们每天不得不做十多个小时的实验，没有午休或周日。因为丁肇中领导的实验组比其他实验组晚了一年多才开始，所以要求整个实验组在不到10个月的时间内完成两年的工作量。

丁教授得知中国物理工作者的困难后，立即采取了一系列措施。起初，中国科学家和外国科学家混在一起，这样中国同事可以更好地学习技术和外语。一段时间后，中国同事被抽出来分别分配任务，他们独立工作的能力在实际工作中得到培养。

丁教授出场，用自己发现的J粒子教大家:“我做了10年的矢量介子实验，在数百亿种粒子中，只发现了一个J粒子。就像北方的倾盆大雨。我无法从无数的雨滴中辨认出一个彩色的雨滴。我不能允许任何松懈或粗心大意。”

在丁教授的具体指导下，中国物理工作者牢记祖国的委托，迎难而上，不气馁，不退缩，咬紧牙关，迎难而上。为了尽快掌握计算机程序的设计方法，他们甚至在路上吃饭时都在思考这个问题。夜深人静时，外国科学家已经睡着了，而同样辛苦工作了一整天的中国物理学家拖着疲惫的身体，仍在反复计算和练习。

有志者事竟成。多少个不眠之夜过去了，中国科学家以献身科学的精神，在不到半年的时间里基本上克服了“语言障碍”。在两到三个月内，一台每秒运行数百万次的大型计算机就可以独立运行。

在中外物理学家的共同努力下，丁肇中领导的实验组在第一批数据中获得了446个强子案例，几乎是其他实验组的两倍。

1979年9月，丁肇中来到中国进行科学讲座和学术交流。丁教授在与中国著名科学家钱三强教授的会谈中，对中国青年体育工作者的工作给予了高度评价:“我个人的印象是，中国体育工作者勤奋好学，富有创造性，在实验的各个方面都做出了重要贡献。没有中国物理学家的努力，我们的工作不会像现在这样好。”

回国后，这27位年轻的中国物理学家成为了中国高能物理研究领域的骨干和领军人物。此外，在丁教授的具体指导下，在北京西北郊区建造了一个大型高能加速器，即正负电子对撞机。由*同志创建的“中国科学院高能物理研究所北京正负电子对撞机国家实验室”，正在为中国的科学研究和经济建设服务。

1982年农历新年的第一天晚上，丁肇中和他的妻子被邀请到纽约的银红餐厅，与在美国的华侨和美籍华人一起庆祝中国的传统节日春节。会上，中国科协代表向丁肇中颁发了“最杰出人士”证书，表彰他杰出的科学技术成就，为中国人民赢得了诺贝尔奖和最高荣誉。

在颁奖仪式上，丁肇中激动地说:“这不仅是我个人的荣誉，也是对科学探索和发现精神的奖励。这种精神鼓励我尽最大努力去理解物质世界，发现大自然的奥秘。”

2月15日，北京。中国党和**在*会见了他。在叶老纪念馆，中国*感谢丁肇中为中国科学事业的发展所做的贡献，希望中外科学家团结合作，开展广泛的国际科技交流，共同为人类的福祉做出贡献。

丁教授说:“我很高兴为中国的科学现代化事业贡献自己的一份力量。我真诚地希望中国的年轻一代能够迅速成长，成为一群真正的“科学巨人”。

1982年春节后，丁肇中来到中国合肥，愉快地接受了中国科技大学名誉教授的邀请。之后，他以极大的兴趣与学校的年轻大学生交谈，启发他们的思想，开阔他们的视野。他说:

“我在生活中所学到的可以概括为:准确地选择我感兴趣的主题，彻底地理解它，放弃普通的流行观点，坚持我的科学观点。怀疑你自己的成就，并且非常仔细地验证你的工作。例如，当我们的实验小组发现一种新的重粒子(J粒子)时，我要求实验小组的成员对外界绝对保密。我们必须再次验证实验，确保安全。发现越重要，就越谨慎小心。所以，我们用了两种完全不同的方法来测试新粒子，两组人员，两个步骤，两组数据...直到我们最终得出完全相同的结论，我才把消息透露给媒体。我认为:只要你愿意努力工作，努力自我完善，一个普通人也能取得巨大的成就。”

丁肇中教授还回答了年轻大学生关于“研究方法”的问题。他说:“总的来说，中国学生在美国大学表现很好，但是当他们出去做研究时，他们并不特别优于其他国家的学生。我认为主要原因是中国学生喜欢背书和死记硬背。应该注意的是，从事科学研究后，背书和死记硬背是没有用的。在我看来，如果一个中学生对自然科学感兴趣，他应该彻底理解书中所说的内容和主题与课外自然现象之间的关系，而不是完全背诵、背诵公式。应该注意的是，记忆公式和完全背诵是没有用的。”

丁教授也来到老师那里和他们进行了座谈。他说:“有些教授喜欢让他们的研究生呆七八年。我认为这不好。因为学生能从任何人那里学到的东西都非常有限。因此，我让学生在这里学习两年，然后毕业。两年就够了。此外，学习是没有止境的。学生毕业后不需要继续学习吗？”

在与科研人员的座谈中，丁教授说:“作为一名科学家，最重要的是不断探索课本之外的东西，加深对学科的理解，能够独立思考各种物理现象的本质，在面对势不可挡的反对时不畏艰难地迎接挑战。”

近年来，丁肇中更加热衷于在祖国培养高能物理人才。他经常回中国讲课，并挑选优秀的国内人员在他的实验组工作。他还被任命为中国科学院高能物理研究所学术委员会成员。

州

丁教授是一个非常珍惜时间的人。之前，因为他在麻省理工学院、德国汉堡和瑞士日内瓦都有实验室，而且他的家在美国，所以他几乎每两周飞越一次大西洋。为了适应时差，他每天早上5点多起床，晚上很晚睡觉。每天的日程都很满。正因为如此，他的孩子们抱怨说他们再也见不到他们的父亲了。近年来，他搬到日内瓦附近工作。为了不离他的家人太远，他的家人搬到了瑞士。但为时已晚。因为孩子们已经长大了，有了自己的事业和学习。爸爸想看他们，但他不能。

他工作一向一丝不苟，从不马虎。他非常讨厌懒惰的拖延。如果你在他身边工作时放松一点，你会受到他的严厉批评。起初有些人不习惯这样，但过了一段时间，绝大多数人都对此感到高兴，因为这种战斗方式是科学工作者取得成果的基本条件之一，更何况他对自己也同样严格。因为工作繁忙，他经常不能回家。他有多少次想去山东老家日照市，但由于工作的需要，他一次又一次地推来推去，到目前为止，他一直没能去。

丁教授学识渊博，精力充沛。他每天都要在实验室里泡上十几个小时，但是那些精细而无聊的实验并没有让他满脸皱纹，头发染成白色。他说:“我完全依靠我的工作来激发我的能量。工作是我的兴趣。兴趣不会让我疲倦。”他成了著名的科学家，仍然谦虚好学，不羞于问，这是非常罕见的。

他非常热爱生活。有一次，当记者问他时，他笑着说:“我没有爱好。我最喜欢中国菜。中国菜在欧洲和美国很常见，但我从未尝过像香港和中国那样好的东西。”

在瑞士日内瓦高能物理加速器的巨大装置中，丁肇中将模拟地球打开的时刻:宇宙爆炸，星际空间被炽热的恒星尘埃覆盖。此刻他将研究地质结构的变化和物质之间的相互作用。实验费用由13个国家共同承担。仅在这个研究小组中，就有400多名杰出的高能物理学家和1000多名工程师和技术人员。在理想的环境中，丁肇中将向粒子加速器注入大约10亿伏的电子，然后与同样高电压的反电子碰撞。电光石火在十亿分之一秒内的冲击足以产生惊天动地的变化。释放的高温相当于太阳表面温度的数百亿倍，这完全是宇宙形成的条件。预计这个实验的结果将是粒子物理学中又一个惊人的发现。

链接:中国诺贝尔奖获得者综述:

李政道:1926年生于上海，美籍华人，1957年31岁时获得诺贝尔物理学奖。

杨振宁:1922年出生于安徽，美籍华人，1957年35岁获得诺贝尔物理学奖。

丁肇中:1936年出生于美国，华裔美国人，1976年获得诺贝尔物理学奖，当时他40岁。

李远哲:1936年生于*，美籍华人，1986年50岁时获得诺贝尔化学奖。

朱文:美籍华人，1948年生于美国，1997年获得诺贝尔物理学奖，时年49岁。

崔琦:1939年生于河南，美籍华人，1998年他59岁时获得诺贝尔物理学奖。

高行健:1948年生于江西，同年获得诺贝尔文学奖，加入法国国籍，52岁获得诺贝尔文学奖。