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丁肇中:做“科学第二”没有意义
  文章来源:科学时报 发布时间:2006-09-18 【字号: 小  中  大   

作为本届科协年会的特邀专家,诺贝尔物理学奖获得者丁肇中语出惊人。他直言,做科学研究第二没有意义。

“实验是自然科学的基础,理论如果没有实验的证明,是没有意义的。当实验推翻了理论以后,才可能创建新的理论,理论是不可能推翻实验的。”这是丁肇中在2006中国科协年会开幕式后所作报告中开篇的话。

这位华裔诺贝尔奖得主,以他自己亲身经历的5个物理实验讲解他对科学研究创新的理解,并由此揭示了他的人生感言,“我没有做实验以前,都是世界级的专家在做这个实验,不要盲从专家的结论”。

1948年,根据量子电动力学,费曼等科学家提出电子是没有体积的,这个理论被当时所有的实验所证明,他们因此获得诺贝尔奖。但是1964年哈佛大学和康奈尔大学著名的教授们和多年专门从事这种实验的专家们用很多年的时间,做了两个不同的实验得出了相反的结果——量子电动力学是错误的,电子是有体积的,他们的结果受到物理学界的认可和重视。

因为这是关于物理基本观念的实验,所以丁肇中决定用不同的方法来测量电子的半径。那个时候,他刚拿到博士学位,没有任何经验,所以没有人相信他能做出这样的实验,也没有人支持他。

1965年,丁肇中决定放弃在美国大学的前途,到德国新建的加速器用不同的方法重做实验。8个月以后,他的实验证明量子电动力学是正确的:电子是没有体积的,它的半径小于10-14厘米。

在1974年以前,物理界认为,所有的粒子由三种夸克组成。而丁肇中提出的问题是:为什么宇宙中只有三种夸克?为了寻找新的夸克,他决定建立一个高灵敏度探测器。他设计了这个实验,实验要求的精确度是极高的,相当于在北京下雨时,每秒钟有100亿个雨滴,如果有一个雨滴是红色的,他们要从这100亿个里找出来。

这个实验不受物理学界欢迎,大家都相信只有三种夸克,没有人相信如此困难的实验能成功。两年以后,他们果然发现了一种新的粒子,它具有奇异的特性:它的寿命比已知的粒子长一万倍。这种新粒子的发现,证明了宇宙中有新的物质存在,它们是由新的夸克组成的,丁肇中和他的同事把它命名为J粒子。

J粒子的发现,改变了物理学界长期认为世界上只有三种夸克的观念,改变了人类对于物质基本结构的认识。丁肇中说,“要对自己有信心,做你认为正确的事,不要惧怕困难,不要因为大多数人的反对而改变。”

1983年,丁肇中选定在欧洲核子研究中心(CERN)日内瓦建造的世界上能量最大的正负电子对撞机“莱普”(LEP)上开展他的新探索。他领导的规模空前的L3实验组有美国、瑞士、中国、法国、德国、意大利等14个国家共43所大学和研究所的581位物理学家组成。这是迄今世界上最大的高能物理实验组。在丁肇中的领导下,这个实验组取得了一批重要的实验成果。这是首次由美国、苏联、中国、欧洲等19个国家和地区的600名科学家共同参加的大型国际合作,非常成功。

L3实验共发表了271篇文章,有300人获博士学位。很多中国科学家参与了这个实验并作出贡献。丁肇中表示,“主持国际科学合作,要选科学上最重要的题目,只有这样,才能引起参加国科学家的最大兴趣,才能得到参加国政府长期的优先支持。”

丁肇中在报告中提出:“自然科学的研究是具有竞争性的,只有第一。没有人知道谁是第二个发现相对论的。”

在2006中国科协年会开幕式当天的下午,丁肇中参加了专门为他举办的媒体见面会。记者针对丁肇中“自然科学研究只有第一”的观点向他请教:“世界各国有很多对科学有兴趣的人在从事科学研究,如果只承认第一,会不会造成对第一给予很多资金上的支持,而第二就无人问津的状况?如果是这样的话,以后会不会没有人从事科学研究?您怎么看这个问题?”

丁肇中语气平静地回答:“我不知道后面是什么情况,因为我没有到那儿去过。”丁肇中进一步解释,“我所说的是事实,不是理论,科学的竞争性非常强。举一个很简单的例子,很多人一起做实验,第一个做出来的,人家才知道,没人知道第二个、第三个,这是一个事实,不是理论,我没办法解释第二怎么办。”

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