丁肇中寫(xiě)給同學(xué)們的一封信
在平時(shí)的學(xué)習、工作或生活中,大家都接觸過(guò)書(shū)信吧,書(shū)信在人類(lèi)的交流與溝通的歷史上占有重要地位。寫(xiě)起信來(lái)就毫無(wú)頭緒?以下是小編為大家整理的丁肇中寫(xiě)給同學(xué)們的一封信,僅供參考,大家一起來(lái)看看吧。

同學(xué)們:
很高興在張敏之教學(xué)樓揭幕式上和大家談?wù)勎覀(gè)人在科學(xué)上的體驗。小時(shí)候常聽(tīng)我父母談起張敏之先生的事跡和在教育上的貢獻,同時(shí)我還記得是我母親講她小時(shí)候在煙臺上學(xué)的故事,給我留下很深刻的印象。
自然科學(xué)(物理、天文、生物、化學(xué)等)是實(shí)驗科學(xué)。一個(gè)理論無(wú)論它多么高明并合乎邏輯,若無(wú)法由實(shí)驗加以印證,終究是毫無(wú)意義的。實(shí)驗與理論交互影響的結果,促進(jìn)了科學(xué)的進(jìn)步。先進(jìn)精確的實(shí)驗結果和理論之預測互相對照,終致產(chǎn)生新的理論,而此新理論又面臨新的實(shí)驗之挑戰。所以作為一個(gè)好的科學(xué)家,必須對理論與實(shí)驗的基礎有深入的理解。
大約半個(gè)世紀前我在中學(xué)讀書(shū)時(shí),并非班上的佼佼者。我的父母從未要求我背書(shū),也未要求我在考試中爭取最高分數。
對我影響最深者是我的母親,在考試中無(wú)論我得到怎樣的成績(jì),她都諒解與接受。平時(shí)在家時(shí)我們經(jīng)?梢月(tīng)到許多偉大的科學(xué)家的成就事跡軼事。這樣一個(gè)溫馨自由的家庭氣氛,加上科學(xué)家的影響,使我在年輕時(shí)即已下決心做一個(gè)科學(xué)家。
在高中時(shí),我曾對中國歷史深感興趣,中國有世界上最悠久且未曾間斷的歷史記錄,其間有許多偉大的成就值得我們驕傲。
我同時(shí)也對數學(xué)、化學(xué)和生物興致勃勃,對其他科目則表現平平。我曾花了相當長(cháng)的時(shí)間在物理和數學(xué)兩科。記得當時(shí)曾對牛頓定律F=ma的意義想了數周之久。對質(zhì)量m、加速度a及力F之物理意義非常困惑不解。
在中學(xué)接受到的非常踏實(shí)的教育,對我日后成為一個(gè)物理學(xué)家有極大的幫助。1955年中學(xué)畢業(yè),1956年進(jìn)入美國密執根大學(xué),直到1962年止,歷時(shí)6年,我相繼獲得物理學(xué)和數學(xué)學(xué)士學(xué)位及物理學(xué)博士學(xué)位。1976年,我獲得了物理諾貝爾獎。
我想用四則簡(jiǎn)短的故事談?wù)勎宜鶇⑴c的20世紀的物理學(xué)。
第一則故事:測量電子的大小費曼、薛丁格、朝永正一郎等知名物理學(xué)家,在近代電磁理論中均認為電子是沒(méi)有體積的。在1960年之前,所有的實(shí)驗均與這個(gè)理論的預測相吻合。1964年由哈佛大學(xué)與麻省理工學(xué)院建造完成一個(gè)大型電子加速器,并由哈佛大學(xué)與康乃爾大學(xué)在這方面的專(zhuān)家設計建造了一個(gè)高靈敏度的'實(shí)驗,求測量電子的大小。實(shí)驗結果顯示,電子是有體積的,它的半徑是10~14厘米。實(shí)驗與原理不相符合,證明近代電磁理論是錯誤的。
。保梗叮赌晡以诘聡貌煌姆椒ㄖ刈鲞@個(gè)實(shí)驗,結果我們發(fā)現電子的確沒(méi)有可測量的大小,其半徑小于10~14厘米,與理論完全符合。也就是說(shuō)近代電磁理論是正確的。這個(gè)故事得到第一個(gè)啟示:切勿永遠順從專(zhuān)家的想法。
第二則故事:新夸克的發(fā)現在70年代,所有已知的基本粒子均由三種夸克組成。我當時(shí)就懷疑,為什么只有三種夸克?
為了尋找新的夸克,我決心組裝一個(gè)高靈敏度的探測器,該探測器對夸克探測的靈敏度為既有探測器的100億倍。也就是說(shuō),我們要在100億個(gè)基本粒子中找出由新夸克組成的新粒子。這個(gè)實(shí)驗的困難度可以用下面的比喻來(lái)說(shuō)明:在一個(gè)下雨天,每秒鐘在煙臺落下的100億個(gè)雨滴中,有一個(gè)顏色不同,我們要將它找出來(lái),其難度可想而知。
在當時(shí),幾乎每一個(gè)人都相信夸克只有三個(gè),再加上這個(gè)實(shí)驗的難度太大,使得世界上幾乎所有的加速器實(shí)驗室都拒絕接受這個(gè)實(shí)驗。最后,美國紐約的布魯克海文國家實(shí)驗室終于允許我們進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗。我們果然發(fā)現了一個(gè)全新的夸克,該夸克所組成的粒子呈現了意想不到的性質(zhì):
。、非常之重,比所有的已知粒子都重;
。、生命期很長(cháng),比已知的粒子長(cháng)1000倍以上。這些性質(zhì)顯示新的物質(zhì)的存在(來(lái)自新的夸克)。而夸克只有三種舊觀(guān)念被證明是錯的。今天我們已知最少有六種的夸克。
。、由于這項成果,我獲得了1976年的諾貝爾獎。這里我們得到了第二個(gè)啟示:對于你認為正確的事,應永遠保持自己的信心堅持做下去。
第三則故事:膠子的發(fā)現
在現代物理的基本理論中,光子是原子間作用力的傳遞者,而膠子則是夸克之間作用力的傳遞者。1979年以麻省理工學(xué)。院為主,自我率領(lǐng)的研究組利用在德國漢堡的正負電子對撞機進(jìn)行實(shí)驗。實(shí)驗中發(fā)現一些特殊的現象。我們發(fā)現有三個(gè)粒子族射(Jet)的事例。這樣的,事例只能以膠子的存在來(lái)說(shuō)明。這個(gè)發(fā)現并非此實(shí)驗的原始目標,但由于我們的充分準備,并沒(méi)有漏失這個(gè)意料之外的現象,因而證實(shí)了膠子的存在。所以我們又有了第三個(gè)啟示:對預料之外的事件做好充分的準備。
第四則故事:尋找反物質(zhì)與暗物質(zhì)的實(shí)驗(AMS實(shí)驗)
根據宇宙是大爆炸產(chǎn)生的理論,爆炸產(chǎn)生出對稱(chēng)的正物質(zhì)相反物質(zhì),應該有一個(gè)反物質(zhì)的宇宙同時(shí)存在。
經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗,我們現在知道所有的粒子均有其對應的反粒子。問(wèn)題是如何找到由反物質(zhì)組成的宇宙。
如果有反物質(zhì)存在,它必然會(huì )釋放出反碳、反氦、反鉛,等等,它們會(huì )在大氣層中被湮滅掉。因此,我們設計了一個(gè)探測器送入太空進(jìn)行探測。由于反物質(zhì)與物質(zhì)的電性相反,我們可探測粒子在磁場(chǎng)中的軌跡,根據其旋轉方向,決定其電荷符合,進(jìn)而分辨該粒子是正粒子還是反粒子。
是我們根據以上考慮設計的探測器。AMS(01)已于1998年6月由美國發(fā)現號航天飛機帶入太空進(jìn)行了10天的太空飛行,采集了大量的數據。所發(fā)表的文章得到國際物理學(xué)界的高度評價(jià)。AMS(02)將于2003年送到國際空間站進(jìn)行3~5年的實(shí)驗。
綜上所述,我們現在面臨的新問(wèn)題是:如果宇宙開(kāi)始于大爆炸,物質(zhì)與反物質(zhì)應該各占宇宙的一半,那么,反物質(zhì)的宇宙在哪里?我的第四個(gè)啟示,也是最重要的:常保持好奇心,對自己正在進(jìn)行的工作感興趣,并辛勤地工作,力求達到最終的目標。謝謝!
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