丁肇中：科学就是多数服从少数

霍思伊

“我想丁肇中教授不需要更多的介绍了。”5月16日上午，在中国科学院高能物理研究所举办的“高能论坛”上，所长王贻芳这样“介绍”后，台下掌声雷动。丁肇中一身黑色西装，头发花白但打理得利落，讲中文时慢声细语，声音不大，但笃定，说话时习惯双手合十在胸前，显示出一种从容和游刃有余。

今年87岁的丁肇中还活跃在科研第一线，是超大型国际合作项目阿尔法磁谱仪（AMS）的首席科学家。过去12年，丁肇中每天早上7点起床，一直工作到晚上七八点，不分周末，极少社交，他几乎把自己所有的精力都投入到物理实验中。他频繁出现在各种会议、论坛和电视节目中，定期介绍AMS的最新成果。

《经济学人》杂志曾这样评价他：“高能物理中有许多超级聪明与超级自我的科学家，丁肇中在这两方面都鲜有对手。”演讲中，丁肇中用一贯笃定的语气说：“自然科学的发展是多数服从少数，只有极少数人把多数人的观点推翻后，科学才能向前走。”

“把多数推翻的极少数”

丁肇中就是“把多数推翻的极少数”，他采取的办法很简单，就是实验。

“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，理论不可能推翻实验。过去400年，我们对物质结构的了解，大多来自实验物理。”演讲一开场，丁肇中如此强调。

在物理学界金字塔尖的人物中，人人皆知，丁肇中是坚定的实验主义者。他目前为止一共做了5个重要的实验，这些实验可以被归为两类：第一类是探索宇宙中最基本的结构；第二类是寻找宇宙的起源，横跨最微观和最宏观的领域。

第一个实验是测量电子的半径。1965年，29岁的丁肇中在哥伦比亚大学做讲师，还是个年轻而“无名”的物理学家。根据量子电动力学理论，电子是没有体积的，但1964年，美国哈佛和康奈尔大学的两个团队，通过实验得出一个意外结果：电子是有体积的。对此，丁肇中持怀疑态度。他决定自己设计一个新实验方案，重新测量电子的半径。他拿着新方案去咨询诺贝尔物理学奖得主莱德曼教授，对方给他泼冷水，“我认为你不能做。”莱德曼还和他赌了20美元。

丁肇中跑到愿意接收他的德国电子同步加速器研究所，仅8个月后，就有了结果。他用扎实的实验数据成功反驳了哈佛、康奈尔团队。后来，丁肇中收到了莱德曼寄来的20美元。

1976年，40岁的丁肇中因发现J粒子而获得诺贝尔物理学奖，成为继杨振宁、李政道之后第三位获得诺贝尔奖的华裔科学家。J粒子的发现是丁肇中物理生涯中的第二个重要实验。在实验设计层面，难度极大，丁肇中自己形容“相当于北京下雨时，要在每秒钟的100亿个雨滴中找到一个红色雨滴”。诺奖委员会在颁奖时也将这件事的难度描述为“在大型喷气式飞机起飞时尝试听到一只蟋蟀的叫声”。

丁肇中说：“我所做过的每一个实验，都有两个特点：学理论的人都说这个实验没有意义，学实验的人认为这么困难的实验没有人能做出来。”但他不管这些，“做你认为正确的事，不要因为大多数人的反对而改变自己的正确想法。”

和其他等待几十年才获诺奖的科学家相比，丁肇中发现J粒子两年后就获奖，被认为是“历史上最快的获奖者之一”。

“科学上的事情不能用投票解决”

凭借一次次“光辉的战绩”，丁肇中构建了遍及全球的影响力。到1979年，丁肇中领导的MARK-J实验在德国的PETRA正负电子对撞机上发现了胶子。不过，与没人预料到的J粒子不同，胶子的存在早已被预测，只是被丁肇中的实验最终验证了。此时，他已是麻省理工学院（MIT）物理系的终身教授。1969年加入MIT时，他唯一的条件是“允許在任何地方做实验”。

获得支持后，他得以在MIT任职的同时长期在欧洲工作。此时，他的第三个重要实验得以开展，这也是他牵头组织的第一个全球合作项目，共有中国、美国、德国、西班牙和荷兰5个国家的机构参与。1979年9月，《纽约时报》头版报道胶子的发现，特别提到：“27名中国科学家参加了这次实验，在核粒子的国际合作项目史上，这是第一次，也是中国的一大贡献。”

胶子的发现，开启了此后半个世纪丁肇中和中国物理学家的合作，先后有近1000名中国科学家参与了他的实验，他们回国后成为中国高能物理研究的中坚力量。

从1982年到2003年，丁肇中花了20年投入到L3实验中，这是他的第四个重要实验。L3实验共发表了300篇文章，但丁肇中仍觉得“相当不幸”，因为所有结果都与标准模型一致。他说，当实验与理论一致时，我们学到的东西是有限的。只有不一致时，科学才有新的进展。

5月16日上午的演讲尾声，丁肇中说：“做新的事情总有人有不同的意见，永远记住，人是向前走的，你不做，别人就会做，你就只能跟在别人后面。科学上的事情不能用投票来解决，我的每一个实验都遭到很多人反对，你去做，才能站到大家的前面。”

在“高能论坛”上，有提问者请他谈对撞机的未来，哪些领域可能产生新的发现，他说：“我不知道。”他从不谈论自己不了解的事情。

“你不能想当然”

“回顾你整个职业生涯，哪个实验是最重要或者说最基础的？”2020年7月，美国物理联合会的口述历史学家大卫·齐格勒在一次采访中这样问丁肇中。他没有犹豫地回答：“20年或40年后，如果人们回顾我所做的事情，唯一值得一提的可能就是AMS实验。”这是他的第五个重要实验，也是耄耋之年仍全身心投入的唯一工作。

AMS是第一个发射到太空中的磁谱仪，也是目前在太空运行的最强大、最灵敏的粒子物理探测器，它的终极目标是寻找暗物质和反物质宇宙，如果成功，它将真正揭开宇宙的起源之谜。

1995年4月，AMS的第一次飞行实验获NASA批准。AMS的发射计划曾一度被从航天飞机的任务清单上删除，但丁肇中没有放弃这一计划。他向众多美国议员游说，陈述AMS的重大意义，以通俗易懂的方式把一个复杂的科学问题解释清楚。

2007年，在丁肇中的请求下，美国能源部组织了一次评审会。丁肇中要求必须找世界上第一流的科学家来评审，不出所料，评审会上参与的人最后都同意做AMS。

2011年5月16日，一架航天飞机载着AMS-02正式升空，运送到国际空间站。起飞前几天，丁肇中独自想了好几个钟头，回忆过去16年里的每一个重要决定——如果不能肯定万无一失，就不能让它起飞。

由于国际空间站的退役时间进一步延迟到2030年，AMS-02也将继续工作一段时间。这也意味着，丁肇中还无法退休。丁肇中现在常驻日内瓦的AMS办公室，隔几周回一次MIT，每天和全球各地的同事在Zoom上持续数小时开会，以审查实验的方方面面。“你不能想当然。十年没出问题，不代表明天就不会出问题。”丁肇中接受齐格勒采访时说。

“所以，现在每天你都在为可能出现的问题做准备？”齐格勒问。

“是的。”

紫云//摘自《中国新闻周刊》2023年第19期，本刊有删节/