丁肇中：20年后我們能“觸”到宇宙的邊

講座現場

　　全球矚目的“阿爾法磁譜儀”（AMS）實驗是一個大型國際合作科學實驗項目，它的牽頭人是丁肇中教授。這項實驗有來自美國、中國、德國等16個國家和地區的800名研究人員參與其中，十分浩大，根本目的是尋找宇宙中的反物質和暗物質，探索宇宙的起源和演變。東南大學從2000年開始，與丁肇中教授合作AMS實驗，是國內最早參與這項國際研究的高校，拉東大“入伙”的正是丁肇中。報告會開始前，丁肇中教授和東大校長易紅有短暫的交流，“我的好朋友、已過逝的吳健雄教授促成我與東南大學的合作。”丁肇中微笑著談起他的東大情結、南京情結，在10歲左右的時候，他曾在南京的南昌路小學就讀。

　　與東南大學校長易紅的交流中，易紅校長回憶起多年前邀請丁肇中教授一同游覽溧陽天目湖，并品嘗了天目湖魚頭。“朱師傅嘛，我記得。”丁肇中的回答讓易紅校長很吃驚，“好多年過去了，沒想到您還記得烹制魚頭的師傅姓什么。”丁肇中教授哈哈一笑，用手比劃著自己的腮幫子，“我還跟朱師傅合過影。魚腮這兩塊肉最好吃。”而據易紅校長回憶，天目湖賓館的朱師傅跟丁肇中合影后，還把照片掛在了賓館里。不過這趟到南京行程非常緊湊，根本擠不出時間再去品嘗這道美味，丁肇中感到惋惜。

　　2011年5月16日，美國“奮進”號航天飛機從佛羅里達州肯尼迪航天中心發射升空，把阿爾法磁譜儀2（AMS—02）送入國際空間站。“這就是阿爾法磁譜儀2。”丁肇中教授用一張圖片揭開AMS—02的真面目。“它看上去像個超級大圓筒。”記者身邊有學生小聲議論著。“AMS-02探測器總重量為7.5噸，但把它送入國際空間站的航天飛機重達2008噸，而這一趟空間飛行的花費大約等于7.5噸黃金的價格。”這時大屏幕上跳出另一照片，“這就是送AMS-02上天的6名宇航員，前面四位都是空軍的少校，或者海軍的少校。”接著，丁肇中話鋒一轉，指著后面兩位宇航員說：“這兩位跟我一樣，都是最沒用的物理學家。”自嘲式的語言立即引來了笑聲和掌聲。

　　丁肇中教授還透露了一個細節：在奮進號航天飛機升空之前，他讓所有的工作人員離開，而自己一個人坐在飛機里面，慢慢思考：有什么不足的地方、有什么還有疑慮的地方……因為任何的疏忽都有可能功虧一簣。想了很久，沒有找到任何問題，丁肇中才放心離開。

　　丁肇中說，我們現在看見的物質都是明物質，明物質只占整個宇宙的十分之一。通過實驗，人類已經發現了暗物質，但還沒有在宇宙中發現。而尋找反物質的目標是為了證明宇宙是否起源于大爆炸。因為根據這一理論，大爆炸之后，應該會產生相同數量的物質與反物質，如果找不到反物質，也就意味著大爆炸理論是錯誤的。

　　從5月19日開始，安裝在國際太空站的阿爾法磁譜儀2已經正常工作，它將在上面工作數十年。僅僅工作三天后，這臺磁譜儀就發現了所有我們已經掌握的物質。“在安裝到空間站四個半小時后，探測器就開始接收數據。這三個多月以來，AMS-02探測器已經收集到近50億個宇宙線數據，多于過去100年全球科學家收集到宇宙線總數。”丁肇中教授認為，如果探測器運行正常，20年后，數據將累計至3000億個。這就意味著探測器的“觸角”將延伸至可見宇宙的邊緣。

　　在ATM-02升空后，丁肇中教授把國內首場主題講座選在東南大學舉行，主要原因在于東南大學是第一個參加AMS-02實驗的中國高校，東南大學在項目中主要承擔的一項任務是地面數據處理系統。磁譜儀在空間站運行過程中，會產生大量的數據，傳輸到美國國家航空航天局（NASA），再由NASA傳輸到位于日內瓦的歐洲核子研究中心。接收到NASA的數據后，研究中心會把數據傳輸到東南大學，進行最終的分析。探測器收集的數據如何到達東南大學？丁肇中教授告訴大家，數據在傳輸過程中雖然需要中轉三、四站，但用時只需不到一秒。“由于整個數據傳輸過程都是以光速進行，所以，收集的數據從國際空間站到達東南大學只要不到一秒鐘時間。”丁肇中教授說。“第一批數據已經到達了東南大學。”反物質和暗物質到底能否發現，都將取決于這個數據分析平臺。東南大學的云計算中心將在一個月后正式啟動。

　　在互動環節，學生們的提問天馬行空，丁肇中的回答風趣幽默。一名愛讀科幻小說的男生把小說里的情節拋給了丁教授，“宇宙起源于大爆炸，最終將灰飛煙滅，您覺得這樣的推論合理嗎？”“至少從實驗物理的角度來說是很難證明的，因為到那一天，你已經不在了，怎么證明這個推論的合理呢？”這個出人意料的回答引來同學們會心一笑。奇怪的問題不止一個，“小時候數星星的時候老在想，宇宙到底有多大呢？科學界對此有認識嗎？”丁教授收起了幽默嚴肅地回答：“怎么認識沒意義，關鍵要看實驗證明。”

　　回答了四個提問過后，丁肇中教授突然意味深長地說：“前幾年來東大開講座我就發現了，提問的都是男生，沒有女生呀。”以工科見長的東大男女比例7:1，不過很快，一名相貌清秀的女生高高舉起手。“丁教授，我問個比較簡單的問題。您剛才說磁譜儀很關鍵的一個部件就是磁鐵，重達7噸多，但這么大的磁鐵如何才能送到太空去，卻難倒了世界科學家40年，因為無論什么樣的磁鐵，總是一頭指南，一頭指北。磁鐵放入航天飛機后，就會擾亂航天飛機的航行。后來通過一個很簡單的辦法就解決了，請問這個簡單的辦法是什么呢？”正是這個“簡單”的提問得到了現場一眾男生的鼓掌肯定，連丁教授也點頭認同。“科學家把兩塊磁鐵放在一起，一頭指南，一頭指北，這樣就把磁場控制住了。”沒想到，講述竟真的這么簡單，學生們被“震”住了，幾分鐘后才報以熱烈的掌聲。

　　“科學是多數服從少數，只有少數人把多數人的觀念推翻以后，科學才能向前發展。因此，專家評審并不是絕對有用的，因為專家評審是依靠現有的知識，而科學的進展是推翻現有的知識。”在東大之行的尾聲，丁肇中談起了30年來他與中國科學家合作的體會。他認為，科學最主要的是興趣，其他都是次要的。只有擁有興趣，才能成為一個好的科學家。自然科學研究是滿足人類的好奇心，研究的發現往往過了一段時間以后才能改變人類的生活。如X光、電子、量子力學、核物理等，在當時沒有人能想到它們今天對人類的重要性。基礎研究有時候因為它遠離日常生活而受到責難。只有在一段時間以后，基礎研究的應用成熟了，公眾對奇怪的新現象熟悉了，基礎研究才看上去比較“實際”。