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關於壹個叫丁的名人

丁肇中

6月16日中午,時針已經過了12: 30,但參加2006年科協年會的6000多名代表依然興致勃勃地坐在人民大會堂,聽著名物理學家、諾獎獲得者丁肇中教授作“我所經歷的實驗物理”的講座。

席間,壹位聽眾收到朋友發來的短信:妳能聽懂大科學家說的話嗎?

眾所周知,丁教授在高能實驗物理、基本粒子物理、量子電動力學、伽瑪輻射與物質的相互作用等方面的研究是世界上最前沿的科學研究。以現有的知識,普通人真的很難理解或者想象他心目中的精彩世界。

然而,幽默風趣的丁肇中教授通過他的五個實驗讓所有的觀眾都明白了他報告的核心內容——壹個科學家最重要的品質是什麽。

不要盲目追隨專家的結論。

丁肇中介紹了他的第壹個實驗,是測量電子的半徑。

從65438年到0948年,根據量子電動力學和費曼、施溫格、淺長壹郎提出的理論,電子是沒有體積的。這個理論被當時所有的實驗所證明,所以他們獲得了諾貝爾獎。

但在1964年,哈佛大學和康奈爾大學的著名教授和從事這類實驗多年的專家做了兩個不同的實驗,得到了截然相反的結果——量子電動力學是錯誤的,電子是有體積的。這壹結果得到了物理學界的認可和重視。

因為這是壹個關於物理學基本概念的實驗,丁肇中決定用不同的方法來測量電子的半徑。當時他剛拿到博士學位,沒有什麽經驗。沒有人相信他能做這樣的實驗,也沒有人支持他。

1965年,他決定放棄在美國大學的前途,去德國新建的加速器,用不同的方式重做實驗。8個月後,他的實驗證明量子電動力學是正確的。電子沒有體積,半徑小於10-14 cm。

從這個實驗開始,到後來40年新粒子的發現,他最重要的經驗就是不要盲從專家的結論,要對自己有信心,做自己認為對的事情,不要害怕困難,不要因為大多數人的反對而改變。

不應強調理論而忽視實驗。

丁肇中的大腦思維壹直活躍在探索自然科學的奧秘上,他經常對身邊的壹些社會現象有獨到的發現。

他看到來自壹些發展中國家的年輕學生,比如印度和中國,他們成績很好,更喜歡理論研究,盡可能避免做實驗工作。

為什麽會這樣?他分析,問題可能更多在觀念上。中國有句古話:努力的人治理別人,努力的人治理別人。丁肇中認為這種落後的思想對發展中國家的青年非常有害。

他講述了自己思想轉變的故事:

“我上學的時候,成績應該說是比較好的,也喜歡做理論。我的導師是世界著名的物理學家。和他共事壹個月後,他請我去他辦公室喝茶。他告訴我,如果讓他活壹輩子,他會選擇做壹名實驗物理學家,而不是理論物理學家。

“我覺得很奇怪。他告訴我,‘做壹個普通的實驗物理學家有用,做壹個普通的理論物理學家用處有限。上個世紀真正對物理學有貢獻的理論物理學家很少。"

“聽了這個意見,我沈思了片刻。五分鐘後,我對教授說:‘再見,我不和妳壹起工作了!’"。

後來,丁肇中外出工作或演講時,總是說:“我學的是實驗物理。”

在這次科技年會上,丁肇中想強調實驗工作對年輕人的重要性。他說實驗是自然科學的基礎,沒有實驗證明的理論是沒有意義的。當實驗推翻了理論,就有可能產生新的理論。理論不可能推翻實驗。

能夠和別人競爭。

1998科技日報刊登了壹條重要新聞:阿爾法磁譜儀首次正常運行。

消息稱,1998年6月2日,搭載中國制造的巨大永磁體的阿爾法磁譜儀在美國“發現”號航天飛機上首次發射升空。磁譜儀將被安裝在未來的國際空間站上,用於探測宇宙中的反物質粒子。在這個實驗中,磁譜儀運行正常。

在過去的40年裏,天文學和宇宙學的突破性發展仍然源於對光和無線電波的探測。到目前為止,還沒有精確的磁譜儀觀測到太空中的帶電粒子,主要是因為超導磁體無法送入太空。

由丁肇中教授主持的國際空間站AMS實驗,是美國、中國(臺灣省)、俄國、芬蘭、法國、德國、意大利、瑞士等國首次在太空領域合作,有來自全球56所大學和研究機構的600名科學家參與。這是國際空間站上唯壹的大型科學實驗,也是第壹個送入太空的磁譜儀。它的目標是找到反物質、暗物質和宇宙射線的來源。

許多美國科學家預測實驗不會成功。結果實驗在航天飛機上組裝,飛行10天後著陸。的確,在外層空間發現了許多未知的和不可想象的現象。比如在赤道附近,正電子的數量是電子的4倍。

1998的實驗結果證明,丁肇中的思想和整個設計原理是成功的。之後,他把所有的時間和精力都投入到制造AMS02上。新的阿爾法磁譜儀預計將於2008年被送往國際空間站,現在這臺實驗儀器已經被運往日內瓦進行組裝。

人們可能會問,AMS實驗能發現什麽?找到了會怎麽樣?找不到怎麽辦?

丁肇中的回答是,這個實驗可以說代表了人類的壹個進步,因為在此之前,從來沒有人能夠把壹塊磁鐵放在天空中尋找物質。專家的意見是,實際發現就是打破已知知識,讓科學向前發展。

自然科學研究是有競爭力的,只有第壹,沒有第二。

丁肇中強調,科技工作者最重要的素質是能與人競爭,能站在人前,誠實。因為妳不誠實,遲早會被別人發現,因為科學的東西和時空無關。妳今天能做到,明天別人在不同的地方肯定會用不同的方式去做。如果妳不誠實,遲早會被別人發現。

好奇心是最根本的動機

有記者問,技術改造會帶來很大的經濟效益,尤其是短時間內,對很多人來說是壹種誘惑。妳覺得做基礎研究有必要耐得住寂寞嗎?

丁肇中笑著搖搖頭。“我不覺得孤獨。如果我孤獨,我就不做了。”

同時,他認為這是壹個非常重要的問題。為什麽國家不直接把錢給窮人,卻花這麽多錢搞尖端科研?有什麽意義?

他舉例說,100年前,所謂的前沿科學就是電子和X射線的發現。當時大家都覺得沒用。直到30年後,他們才逐漸了解到它們可以用於醫學和通訊。現在人類的生活離不開電子和X射線。在20世紀20年代,最前沿的科學是原子物理學和量子力學。當時大家都覺得是最前沿的科學,基本沒用。現在用在激光、超導、手機、互聯網上,這些都是當時的基本原理。到了1940年代,最先進的科學是核物理,現在用於能源和激光。

“科學改變了整個人類的生活,我猜這也是很多國家支持它的主要原因。但這不是我的理由。我做這些事情的主要原因是好奇,想知道我們是怎麽走過來的。這是我科研最根本的動力。”

壹個新現象從發現到市場化大概需要20到40年,這對於政治家和實業家來說往往太長了。但研究工作不會壹帆風順,深入未知領域很難做出預測。錯誤是成功不可或缺的壹部分。所以基礎研究需要足夠的自由空間和長遠的前景。

許多人認為,壹個國家要想在技術和經濟上具有競爭力,就必須把重點放在開發能夠產生立竿見影的市場效益並使其經濟持續發展的實用技術上。我們聽到這樣的爭議:是支持“無用”的基礎科學,還是集中資源進行技術轉化和應用研究。

丁肇中肯定地說,從歷史的角度來看,後壹種觀點是短視的。如果壹個社會把自己局限在技術改造上,很明顯壹段時間後,基礎研究找不到新知識新現象後,就沒什麽可改造的了。技術的發展根植於基礎研究。

回想起鄧小平在1977年8月對他說的壹句話:“科技工作要想得更遠,看得更廣”,丁肇中覺得更有意義。