5月16日，在中科院高能物理研究所主辦的高能論壇上，當(dāng)被問及對(duì)學(xué)物理的年輕人有什么建議時(shí)，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、中國(guó)科學(xué)院外籍院士丁肇中幽默回應(yīng)：“我有兩個(gè)女兒和一個(gè)兒子，他們從來(lái)不聽我的建議。”

著名美籍華人科學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、中國(guó)科學(xué)院外籍院士丁肇中16日在北京表示，作為目前唯一在太空長(zhǎng)期運(yùn)行的粒子物理精密磁譜儀，他領(lǐng)導(dǎo)的安裝于國(guó)際空間站上的國(guó)際合作大科學(xué)裝置阿爾法磁譜儀(AMS)將工作到2030年，中國(guó)科學(xué)家在已經(jīng)做出重要貢獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，還承擔(dān)著AMS正進(jìn)行升級(jí)中的關(guān)鍵性任務(wù)。

中國(guó)科學(xué)家承擔(dān)AMS升級(jí)關(guān)鍵任務(wù)

在中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所(中科院高能所)舉辦的最新一期高能論壇上，耄耋之年的丁肇中院士應(yīng)邀以“從加速器到太空：與中國(guó)科學(xué)家共同探索基本物理五十年”為題發(fā)表主旨演講。他介紹說(shuō)，AMS由穿越輻射探測(cè)器、飛行時(shí)間探測(cè)器、硅微條探測(cè)器、磁體、電磁能量器、切倫科夫探測(cè)器組成，高5米、長(zhǎng)4米、寬3米，重7.5噸，包括30萬(wàn)道信號(hào)通路和650個(gè)微處理器。

中科院高能所是AMS實(shí)驗(yàn)的發(fā)起團(tuán)隊(duì)之一，以其為代表的中國(guó)科學(xué)家已在AMS實(shí)驗(yàn)既往工作中做出重要貢獻(xiàn)，包括研制提供首個(gè)太空大型永磁體、電磁量能器、AMS熱控制系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)、開展AMS數(shù)據(jù)分析等。同時(shí)，中國(guó)科學(xué)家還在AMS升級(jí)中承擔(dān)關(guān)鍵性的任務(wù)。

丁肇中指出，AMS升級(jí)工作必須在2027年之前完成，主要任務(wù)包括實(shí)現(xiàn)升級(jí)后收集數(shù)據(jù)的接收度增加到300%、在現(xiàn)有探測(cè)器基礎(chǔ)上增加8平方米半導(dǎo)體探測(cè)器。其中，8平方米半導(dǎo)體探測(cè)器模塊研制這項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)，由中科院高能所王建春研究員主持并聯(lián)合山東高等技術(shù)研究院的許偉偉教授團(tuán)隊(duì)承擔(dān)。

他透露，AMS的升級(jí)部件將搭載龍飛船抵達(dá)國(guó)際空間站，再由國(guó)際空間站機(jī)械臂安裝到AMS上方，過程中兩位宇航員將出艙三次、每次六小時(shí)，連接AMS所有的電源和信號(hào)通道。目前，AMS升級(jí)部件已經(jīng)開始進(jìn)行無(wú)重力試驗(yàn)。

“中國(guó)有很多世界一流的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，他們有想象力、有發(fā)展新技術(shù)及領(lǐng)導(dǎo)國(guó)際合作的經(jīng)驗(yàn)和能力;他們可以主持最前沿的實(shí)驗(yàn)物理，繼續(xù)為人類增長(zhǎng)知識(shí)做出重要貢獻(xiàn)。”丁肇中總結(jié)認(rèn)為。

將確定暗物質(zhì)存在并尋找原初反物質(zhì)

丁肇中在主旨演講中還詳細(xì)解讀AMS最新發(fā)現(xiàn)、研究進(jìn)展和未來(lái)目標(biāo)稱，根據(jù)AMS目前收集的390萬(wàn)個(gè)正電子數(shù)據(jù)精確測(cè)量結(jié)果，高能量正電子能量分布與暗物質(zhì)理論相符合，未來(lái)，在能量2千億到2萬(wàn)億電子伏需要通過更多數(shù)據(jù)測(cè)量研究，AMS通過升級(jí)降低數(shù)據(jù)誤差，10年后將有望證明高能正電子來(lái)源于暗物質(zhì)，從而確定暗物質(zhì)的存在。

2011年5月16日，AMS由美國(guó)“奮進(jìn)號(hào)”航天飛機(jī)搭載發(fā)射升空，12年來(lái)，AMS在探索宇宙線起源方面發(fā)現(xiàn)，一級(jí)宇宙線(氫、氦、碳、鐵等)有兩類，它們?cè)诤阈莾?nèi)由核聚變產(chǎn)生，并在恒星爆炸過程中(如超新星)被加速到很高能量;二級(jí)宇宙線(鋰、鈹、硼、氟等)由一級(jí)宇宙線和星際物質(zhì)的碰撞產(chǎn)生，也有兩個(gè)類別;碳不是純的一級(jí)宇宙線，氧是純的一級(jí)宇宙線;硼是純的二級(jí)宇宙線，以前認(rèn)為的一級(jí)宇宙線，碳、氖、鎂、硫并不是純的一級(jí)宇宙線，它們都含有二級(jí)宇宙線成分。此外，AMS還測(cè)量出銀河系銀暈大小。

“反物質(zhì)存在不是問題，問題是有沒有反物質(zhì)組成的宇宙?”丁肇中指出，AMS到2030年要解決的基本問題，就包括認(rèn)識(shí)宇宙線重質(zhì)量反物質(zhì)起源。如果宇宙起源于大爆炸，大爆炸之前是真空，大爆炸之后應(yīng)該有相同數(shù)量的物質(zhì)與反物質(zhì)。

目前，AMS發(fā)現(xiàn)反氘、反氦，質(zhì)量很大但事例率非常低，每1億個(gè)氦數(shù)據(jù)中，只有1個(gè)反氦，一億分之一是很小的數(shù)，所以需要繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。AMS未來(lái)10年將繼續(xù)收集數(shù)據(jù)，為反氦事例的起源提供確定性的結(jié)果，并尋找反碳和反氧事例，尋找原初反物質(zhì)。此外，到2030年，AMS將為碳、硼、氧、氖、鎂、鐵、硅等29種元素提供完整而準(zhǔn)確的能譜，并為全面的宇宙線理論奠定基礎(chǔ)。

“宇宙是最廣闊的實(shí)驗(yàn)室，而我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)是有限的。AMS所有的觀測(cè)結(jié)果都與現(xiàn)有的宇宙線理論不符，帶來(lái)了對(duì)宇宙的新認(rèn)識(shí)。AMS將不斷擴(kuò)展，顛覆我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。”丁肇中說(shuō)。

自然科學(xué)研究“要多數(shù)服從少數(shù)”

在高能論壇互動(dòng)交流環(huán)節(jié)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)聽眾提出的問題，丁肇中也給出高能且幽默的回答。

針對(duì)科研項(xiàng)目如何面對(duì)遭受眾多反對(duì)的阻力問題，他直言不諱指出，在自然科學(xué)研究領(lǐng)域，“要多數(shù)服從少數(shù)，只有極少數(shù)人把大多數(shù)人的觀念推翻以后，才能向前走”。所以，“要做一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)(裝置)，比如一個(gè)新的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，一定有人反對(duì)，反對(duì)并不是壞現(xiàn)象，但科學(xué)上的事情不能用投票來(lái)解決，投票沒什么意義”。

丁肇中分享經(jīng)驗(yàn)稱，他的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都受到過很多人反對(duì)，理由是“實(shí)驗(yàn)沒有物理意義”和“實(shí)驗(yàn)極困難，不可能成功”。但過去40年，自己的每個(gè)實(shí)驗(yàn)都發(fā)展新的儀器，使實(shí)驗(yàn)成功，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果改變了對(duì)宇宙的認(rèn)知。AMS實(shí)驗(yàn)主要物理目標(biāo)是尋找暗物質(zhì)和原初反物質(zhì)，并研究宇宙線的起源，這對(duì)人類認(rèn)識(shí)宇宙有極其重要的意義。

面對(duì)不熟悉的、專業(yè)領(lǐng)域以外的提問，丁肇中則經(jīng)常以1976年獲得諾貝爾獎(jiǎng)后收到著名物理學(xué)家費(fèi)曼賀電內(nèi)容中一句警醒的話——“不要因?yàn)楂@獎(jiǎng)，就認(rèn)為自己變成專家”來(lái)回復(fù)，非常清醒且直接說(shuō)“不知道”。

本次論壇上，有位大學(xué)生希望丁肇中對(duì)年輕人提出一些建議。“我有兩個(gè)女兒和一個(gè)兒子，他們從來(lái)不聽我的建議。”丁肇中這樣回答，引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)一片笑聲。