仰望宇宙的“對話”

引 子

2011年5月15日，美國奮進號航天飛機運載著重達7噸的宇宙射線探測器——阿爾法磁譜儀2號（AMS—02），從肯尼迪航天中心升空，飛向國際空間站。這是奮進號的“絕唱之旅”，也是美國航天飛機的最后第二次發射。4天后，奮進號抵達國際空間站，順利地將 AMS—02卸裝在預定位置，經4小時的調試，就發回了宇宙射線的數據。僅最初的3個月，AMS—02所收集的宇宙射線數據就超過了科學家在以往50年中獲取的宇宙射線數據的總和。

8月中旬，主持AMS項目的諾貝爾獎獲得者丁肇中教授邀請筆者前往AMS項目的研究基地——歐洲核子中研究中心（CERN）訪問。在CERN為AMS項目新建的實驗樓里，丁教授向筆者詳細介紹了這一科研項目17年來的艱難歷程、探索的重大意義以及對未來的展望。

AMS的探索，將給人類帶來重大的發現。

一、訪談筆錄

筆 者：丁教授，自2003年您邀請我來CERN參加AMS—02的一次綜合性匯報會，已經八年了。此期間，AMS項目經歷了許多艱難與曲折，終于送上了國際空間站。首先，向您表示祝賀！

丁肇中：謝謝。5月15日發射成功后，我收到了很多郵件，當時正忙，多數來不及回復，但看到有一封是文匯報發來的，我立即回復了。

筆 者：是的，收到您的回信后，文匯報第二天就在一版發表了報道，介紹了您就讀者關心的問題所作的回答。文匯報科技部要我轉達對您的感謝。

丁肇中：我給你看當時的這段錄像。（丁教授點擊自己電腦顯示屏上的一段視頻，掛在墻上的大屏幕上出現了奮進號發射時的場景。）你看，2分03秒，航天飛機的兩個火箭助推器脫落。這時，我才稍放松。航天飛機出事，一般都在這2分03秒之內，這是最為關鍵，最具風險的時刻。然后，是燃料箱脫落，掉下了印度洋。

好。奮進號已與空間站對接，馬上要卸裝AMS—02了。在沒有重力的情況下，這七噸重的儀器，用手指即可推動。此時AMS與空間站之間的相對速度為零，但國際空間站正以每90分鐘繞地球一圈的速度在運行，絕對速度達到每小時二萬公里，吊車必須慢慢地、小心翼翼地將AMS吊起，然后遞給空間站上的吊臂，再準確地將其放入預定的位置。為了這個動作，操縱吊車的四位宇航員，在游泳池里訓練了一年。

筆 者：真是看似舉重若輕，實為舉輕若重。

丁肇中：是的。這段畫面是我在中央控制大廳與宇航員進行對話。首先對話的是機長馬克·凱利。這位48歲的空軍上校，是資深宇航員，曾多次搭乘航天飛機執行任務，今年一月，他的妻子、國會議員吉福茲遇刺，驚動了全美。他不顧個人悲傷，繼續執行這次飛行任務。你看大屏幕，太空中的凱利竟然頭足倒立著，所以我脫口而出的第一句話就是：凱利，你怎么頭朝下的？凱利笑了：教授，我看到你也是頭朝下的。

筆 者：噢，這是否就是物理學的基本道理：上與下，不是絕對的;其實，正與反也是相對的吧？

丁肇中：是的。對于反物質世界來說，我們這個正物質世界，不也是“反物質”嗎？可見，正與反，也不是絕對的。物理世界，充滿了玄機和奧妙。所以，AMS的科學探索，是非常有意義，而且是引人入勝的。 奮進號機組一共有六名宇航員，其中有四位是上校，他們來自美國、德國、意大利。你看，他們都很興奮，每位都講了話，說能參加這次運載AMS的任務，感到很光榮。相信AMS在國際空間站進行的探索，將給人類帶來重大的發現。

觀測帶電粒子的“哈勃望遠鏡”

筆 者：然而，這么重要的科學實驗，卻差些半途夭折。聽說，事情的轉折，是您在國會的5分鐘演講。能介紹一下演講的內容嗎？

丁肇中：這不是演講，是在國會聽證會上的作證。2005年10月，我與夫人正準備去度假，臨上飛機前，接到國會的信，參議院的商業、科學、交通委員會邀請四個獲得過諾貝爾獎，現在還在做工作的人去作證，內容是“美國科學的未來”。我對美國科學的未來不了解，本想不去的，我夫人建議，你可以趁這個機會，講一下AMS。于是，我就答應了，并要求在聽證會的會場上設兩個投影屏幕。我準備了幾張圖片。旅行期間，我都在做準備，這五分鐘內，如何講好。那天，我前面的兩位都是照稿念，我沒有稿子，主要是環繞著那幾張圖片做解釋。講的主要內容，是國際空間站的意義、大爆炸宇宙學是如何來的、為什么國際空間站最適合做這種試驗。我講完后，參議院的委員會主席和很多議員們，問了我不少問題。我當時的感覺是他們對科學很有興趣。

筆 者：議員們提出了一些什么問題？

丁肇中：他們有的問：為什么過去我們不知道國際空間站能做這些事情？我說：其實，國際空間站應該能做很多重要的事情；有的問：現在為什么不能放到國際空間站去？我說：因為AMS-02計劃被宇航局取消了。有的還問：AMS-02上面的這些儀器，是怎么制造出來的？我說：這些儀器都是世界上沒有的，以前認為要制造這些儀器是很困難的，但經過世界各國的共同努力，我們都做出來了。他們又問：宇航局做了什么？我說：這個項目是美國能源部支持的，歐洲、亞洲參與項目的國家都很支持。美國宇航局不參與實驗裝置的制造，但負責幫助我們升空，由航天飛機運送到國際空間站。

筆 者：現在，大家對國際空間站的未來有很多擔憂，最近就有報道說，國際空間站將會變成“空窠”；而您的AMS計劃，是否為空間站發揮新的作用，提供了機會？

丁肇中：建造國際空間站，花了一千多億美金，但沒有做過重要的科學實驗，常常受到來自科學家的批評。因此，應該充分利用空間站這個平臺，做地球上無法做的一些基本實驗，包括對宇宙的探測。AMS—02就是為此設計的。

筆 者：能否這樣說：AMS-02開辟了在太空探測宇宙射線的先河。

丁肇中：是的。宇宙有兩種射線，一種是光子，它沒有質量，過去五十年，我們對宇宙的了解，主要是通過測量光子，包括哈勃望遠鏡。但對來自宇宙的帶電粒子，知之甚少。由于這些粒子在進入地球大氣層后，被大氣吸收或相互作用，所以從地面上測得的宇宙射線，主要是次生粒子。要直接了解來自宇宙的帶電粒子，必須到大氣層外面的太空測量，而空間站提供了這樣的條件。AMS-02放在空間站后，將是人類第一次有系統、有計劃地測量來自宇宙的帶電粒子，包括反物質和暗物質粒子。因此，AMS-02被稱為“觀測帶電粒子的哈勃望遠鏡”。

筆 者：那么，射電望遠鏡能起這種作用嗎？

丁肇中：射電望遠鏡接受的是電磁波，其實光子也是電磁波，而帶電粒子不是電磁波；因此，對宇宙中帶電粒子的探測和研究，還基本處于空白。我們相信，對宇宙帶電粒子的測量，一定會大大地豐富對宇宙的既有認識。

我們每天都在與宇宙對話

筆 者：AMS-02在國際空間站已有三個月了，您能否向我透露一下，已經有什么發現嗎？

丁肇中：幾乎所有采訪我的人，都提出了這個問題。我可以告訴你，這三個月來，AMS-02所收集到的宇宙射線數據，已達到50億個，超過了以往50年科學家獲得的宇宙射線數據總和。比我們原先預計的多了5倍。如果AMS-02能在國際空間站工作20年，收集的數據將超過5000億個。

筆 者：一個數據，是否就代表著一個帶電粒子？

丁肇中：是的。盡管我們還不能說在這么多的數據中，已經發現了什么，但我們已看到了能量高達2400億電子伏的帶電粒子。來自宇宙的高能粒子，能量遠遠高于加速器中的粒子。加速器產生的粒子，能量最高是10的12次方電子伏，即100億電子伏；而宇宙射線的粒子能量，最高的可達到10的20次方電子伏，要比大型加速器產生的粒子，能量還高一億倍。

筆 者：加速器對于物理學的發展，尤其是高能物理學的發展，起到了重要的作用；但是，隨著加速器越造越大，投資越來越高；而正如您所說的，宇宙其實就是一座能量最高的加速器。AMS項目，就是利用這座宇宙加速器，把粒子探測器搬到了太空。這對于高能物理的研究，是否開辟了一條新的途徑？

丁肇中：我們所在的CERN，地下一百米深處有世界上最大、能量最高的加速器，周長27公里。再要造更大的加速器，就沒有那么容易了。美國原要建造周長81公里的超導超級對撞機（SSC），最后放棄了。所以，粒子物理學再要向前發展，找到新的粒子，越來越困難。在這種情況下，借助于宇宙這座能量更高的粒子加速器，是一種辦法。為此，產生了一門新的學科——粒子天體物理學，把研究微觀的粒子物理學和研究宇觀的天體物理學彼此結合了起來。AMS就體現了在這兩個方向上的結合。

CERN對我們的工作非常支持，稱AMS-02項目是“縮小版的CERN”，特地為我們建造了這幢獨立的實驗樓。

筆 者：我覺得CERN是非常有遠見的，他們把發展的視野，從地下拓展到了太空。怪不得這幾天我看到有一批批的參觀者，來參觀這幢實驗樓。你們這里已成了CERN的一道新的風景線。

丁肇中：他們很有興趣，CERN不僅有世界上最強大的對撞機，還有這么一個能與宇宙對話的實驗室。

筆 者：你們每天接收、分析這么多來自宇宙深處的信息，24小時地保持著與宇宙的聯系。那么，在與宇宙的對話中，宇宙將會告訴您什么？

丁肇中：我想，宇宙首先會告訴我們，在它的深處是否隱藏著一個反物質的世界？根據大爆炸宇宙學，宇宙開始的一瞬間，產生的物質與反物質應該是等量的。但是，為什么包括我們自己在內的世界，都是由正物質構成的，那些反物質到什么地方去了？還有暗物質，究竟是什么？這就都是AMS-02探測的目的。我剛才說過，我們收集到的宇宙射線數據，已超過了我們預想的5倍，所以AMS-02還會有什么新的發現，現在很難預見。物理學實驗，往往會“有意栽花花不發，無心插柳柳成蔭”，而新的發現可能和原來想象的完全不同，甚至一點關系也沒有。為什么呢？因為這是在科學的最前沿做探索，你面對的都是新的、未知的東西，假設你能預先推測到的話，就沒有什么意義了。

筆 者：AMS—02在國際空間站將工作這么長時間，一定會有很大的收獲，在人類未知的領域，對宇宙、對新的粒子，獲得新的發現。我想，全世界都將期待著這些新發現。您領導的AMS項目，真是意義重大。

丁肇中：謝謝。

二、當代伽利略

時隔八年，我再次來到世界物理學家的“圣地”——歐洲核子研究中心（CERN）。滿目蒼翠的樹林和田野在八月的陽光下顯得分外靜謐，使人很難想象世界上最強大的粒子加速機正在我們的腳下運轉。兩年前，當新建的大型強子對撞機（LHC）即將投入運行前，一個關于“人造黑洞”的傳言，曾引起全球的恐慌；其實，這里什么也沒有發生，周圍的一切仍是那么安寧。只是近兩個月，一輛輛載著參觀者的大巴似乎打破了這里的寧靜，目標是一幢新建的二層樓房——AMS實驗樓：這里有一個中央控制室，就像航天中心的控制室一樣，可以看到國際空間站的運行、彼此的對話和聯系，幾十位科學家晝夜值班，收集來自宇宙射線的密集數據。于是，不必進入幽深的地下、不須再冒核輻射的風險，人們在這里可以探知關于高能粒子和宇宙起源的奧秘。好一座“太空版的CERN”！而它的掌門人和靈魂，就是諾貝爾獎獲得者丁肇中教授。

丁肇中的辦公室在二樓，隔著玻璃窗可以俯視樓下的中央控制室。這個辦公室同時也是會議室，特別設計的會議桌把他的辦公桌包含在內，室、桌都可兩用，典型的“丁氏風格”：簡約。我說：丁教授，比起您原來的辦公室，這里現代化多了。他苦惱地搖了下頭：你看，這些遙控器該按哪個鍵，我老是忘，只好打電話請人來幫忙。為了替我把材料和照片復制到U盤上，他眼睛貼近了電腦顯示屏，頗費力地一個一個查找。真是難為這位75歲的老人了。然而，一談起AMS，他的自信和思維的敏捷、縝密，毫不遜當年的風采。

我遇到的反對，多極了！多極了!

我說：八年前我采訪您時，正是哥倫比亞航天飛機出事不久，我曾問，這會不會影響AMS-02的發射升空？當時您很自信地說：對AMS的計劃沒有影響。然而，后來計劃不僅被推遲了，還一度被美國航空航天局（NASA）取消。當時，您有沒有失去信心？

“我從來沒有失去信心。我相信一定會發射的，我仍然做自己該做的事。不能因為考慮到有這個人反對，那個人反對，就顧慮重重，無所適從。”丁肇中堅定地回答道。

其實，這期間丁肇中承受了巨大的壓力。NASA不僅在2004年宣布取消AMS-02的發射計劃，還放話說：政府已決定發展載人上火星的計劃，所有的科學家都支持，只有一個科學家不支持。曾有記者問丁肇中，NASA說的這個人是誰？ “這個人就是我。”丁肇中毫不含糊地說，一股山東漢子的倔脾氣。

這7噸重的AMS-02，凝聚了世界16個國家、地區的60所大學、研究所共600多位科學家、工程師的智慧和心血。所有的儀器和技術，都是世界上前所未有的：它們必須能在太空經受各種極端條件的考驗，長期運行而不發生任何故障。這對可靠性提出了極其苛刻的要求。譬如，AMS-02上有650個微處理器、30萬個電子感應元件，它們能否無故障地在太空工作10至20年？國際空間站每90分鐘要經歷一次晝夜變化，導致溫度在零下40攝氏度和零上60攝氏度之間波動，但探測器的工作溫度必須穩定在1攝氏度的變化范圍內，這就對熱控制系統提出了極高的要求。"""

這樣的儀器現在能做出來嗎？很多人不相信。反對的還有理論物理學界。他們認為，宇宙中的反物質是不可能存在的，AMS的實驗沒有意義。然而，丁肇中是一個認準了目標，決不回頭的人。他說：研究物理，就是要不怕別人的反對，甚至所有的人都反對。我第一個實驗，是1964年開始做的，測量電子的半徑。當時，哈佛大學和康乃爾大學著名的教授，用了幾年的時間，做了兩個實驗，認為電子是有半徑的。但根據波動理論，電子是沒有半徑的。那么，電子究竟有沒有半徑？我認為這事情很重要，就提出報告要求做這個實驗。當時，我剛拿到博士學位，只是哥倫比亞大學的一個年輕教師，沒有經驗，所以沒有人相信我能做出這樣的實驗，我所在的學校也不支持我，認為你從來沒有做過，怎么能做這種高難度的實驗？剛好德國有一個實驗室歡迎我去，我就辭職到了德國。八個月后，實驗做出來了，證明了電子是沒有體積的。

丁肇中感慨地說：我遇到的反對，多極了！多極了！過去五十年中，我做過五、六個實驗，開始都受到了反對，包括AMS實驗。但是，做實驗物理，就不能考慮別人的看法，不能因為極大多數人反對，你就不做。物理學的進步，就是推翻所有人已經知道的東西而發展的。你寫一個報告，審查的人依據的是現有觀點；而你要進步，就必須推翻現有的觀念。于是，有很多好的東西，就在評審中被否定掉了。所以，做基礎研究要對自己有信心，做你認為正確的事，不要因為大多數人反對而改變，甚至不能考慮自己的前途，要有義無反顧的精神。當然，現在反對我已經不太容易了。因為我從來沒有做過錯誤的實驗，大家都認為這個人的工作記錄很好。政府也很支持我。即使有人反對做這么大的實驗，已很困難了。

NASA決定取消AMS計劃后，支持這個項目的美國能源部找來世界上最一流的科學家，對AMS項目進行再評審。這樣的評審一共進行過三次。這第三次評審是在2006年9月25日，地點在華盛頓，參加評審的有獲得過諾貝爾獎的、有美國科學院院士、有最優秀的天文學家，共七、八個人。評審結果認為：AMS-02的實驗，可以進一步給人類帶來新的知識。這個研究項目有一支非常強的國際隊伍，有很好的實驗基礎，又有很好的記錄。這個項目應該繼續進行下去。根據這一評審結果，能源部立即寫信給NASA：根據最新的專家評審意見，我們認為應繼續支持AMS-02實驗。

2008年1月，美國參、議兩院通過了一項6063號決議，為AMS-02增加一次航天飛機的發射。這項決議在兩院是高票通過的，因此時任總統布什立即簽署了這項決議。但航空航天局的主管仍一直拖延著不動；直到2008年11月，奧巴馬當選為美國新一屆總統，航空航天局局長也換了人。2009年1月23日，奧巴馬政府上任后的第三天，美國NASA就宣布了運送AMS的航天飛機的班期。盡管以后由于天氣的原因，班期推遲了6~7個月，但NASA這么快就能做出安排，反映下面工作部門也是理解和支持AMS-02項目的，實際上早就做好了準備。

丁肇中感慨地說：科學的發展是必然的，誰也沒有辦法禁錮人類的智慧。500多年前，沒有伽利略的天文望遠鏡，人們不知道地球外面的世界是什么樣的。直到一百年前，還有人認為地球是宇宙的中心，；一百年后的今天，我們對地球、對宇宙的認識，有了如此進步，那么再過五十年、一百年，不知道我們人類的認識能達到什么樣的程度？科學研究，為的是人類的明天。我希望那時的人們，能記得我們今天的探索。

這么多年了，我只做一件事

當NASA于2009年1月宣布了航天飛機的班期后，整個項目組用超常規的速度，抓緊把儀器做完，到3月已一切準備就緒，計劃5月從荷蘭的歐洲航天研究和技術中心運至美國肯尼迪航天中心。此時，一件事情的突然發生，又改變了原定的計劃。原來，3月18日美國宇航局宣布：國際空間站的工作年限，將從2015年延長到2028年。而AMS－02原來是依照在空間站工作到2015年設計的，現在空間站的工作年限一下增加了13年，這就為AMS－02提供了能夠工作更長時間的機會，若從2009年算起，能在空間站待上20年。AMS－02的其它組件，在使用壽命上都留有很大的余量，繼續工作十幾年應該沒有問題，只是其核心部件——超導磁體，沒有辦法工作到2028年，因為保持超導所需低溫的液氦會損耗，只有3至5年的工作壽命。屆時，又無法再上天為它注入液氦。這樣，在以后的十多年間，AMS－02將失去磁性，探測器無法工作，成為國際空間站上的一塊廢鐵。這怎么辦？

丁肇中當即決定，將超導磁鐵換為永磁鐵，以延長AMS－02的工作壽命。AMS-01使用的就是永磁體，它是由中國科學院電工研究所制造的，使用效果很好。他決定把AMS-01上的這塊永磁鐵，裝在AMS—02上繼續使用。

這個決定自然引起了一陣波瀾。一是時間已非常緊張，好不容易排上的航天飛機發射班期，又將推遲；更重要的是，已組裝好的AMS－02還得施行“換心術”，這么大的“手術”，能否保證“術”后的“健康”？丁肇中是一個下了決心就再不會動搖的人。他力排眾議，認為不管有沒有困難，都要這樣做。否則，3、5年后AMS-02就沒有用了，放在空間站豈不成了浪費。尤其3、5年中收集的數據，與20年收集的數據，將完全不一樣。他的想法，最后得到了各方面的支持。考慮到永磁體的磁場強度比超導磁鐵小，就再增加兩層探測器，由原來的7個探測器，變成了9個探測器，以提高工作效率。經過反復的論證，丁肇中于4月16日最后“拍板”，并定下時間表，要求到2010年7初改裝完成。

整整大半年，在ＣＥＲＮ的一個車間里，科學家和工程師們玩起了“連軸轉”。無論是周末休假還是圣誕新年，都沒有斷過人影。丁肇中身先士卒，似乎回到了當年在布魯凱文實驗室不分晝夜工作的情景。他說，當時的“最高記錄” 是連續六個晝夜沒有睡覺。

2010年8月26日，美國空軍的大型運輸機C5降落在日內瓦國際機場。這是在日內瓦機場降落的最大型飛機，機場方面非常重視，降落后滑行時，為了避免機翼碰撞到跑道旁的物體，特地允許一位副駕駛員打開機艙，站立起來觀察。一個小時后AMS－02被裝上了機艙，飛機隨即起飛，于當天安全抵達肯尼迪航天中心，降落在航天飛機降落所用的跑道上。

今年5月， AMS-02終于裝入航天飛機。臨發射前，丁肇中對大家說：你們所有的人都離開，讓我單獨留在這里，我要一個人靜靜地想一想。就這樣，他獨自坐在機艙內，將AMS-02的各個子系統、所有部件，再仔細地在腦海中過了一遍，思索還可能有什么問題。AMS-02在日內瓦組裝時，他就曾要求組裝好后再拆分開，然后重新組裝，這樣反復了三次。當時這樣做有兩個目的，一是再仔細地檢查一遍，有沒有地方會出錯；二是想估算一下裝上航天飛機、臨近發射前，如果發現什么地方有問題，那么拆開后再重新裝好，需要多少時間？所以，對AMS-02的整個系統結構和所有構件，他都稔熟于胸，清晰地印在腦海中。此時，整整四個小時，丁肇中就一直在機艙中坐著，面對著這臺即將登上太空的探測儀，對每個細微之處都在腦中再仔細掃描了一遍。

這種“過電影”式的沉思，是丁肇中多年養成的一種習慣。盡管AMS-02項目涉及到多個學科領域的技術，知識非常新，要求又很高，但他對每一項技術都非常熟悉，對每一個細節都了如指掌，能及時地發現任何問題。我曾問他是如何做到這一點的？丁肇中說：因為我不做別的事情，只做一件事。我空下來就在想，想實驗的每一細節，反復想，想得很具體，一旦發現問題，就會立即打電話，給德國、意大利，或別的國家的科學家，與他們討論，有時請他們過來。他還說：我基本不看文件，也很少看書，一有空就是想自己的實驗。書都是別人寫的，講的是別人已有的知識，而我們做的完全是新的，是別人的知識所沒有的，只有靠自己。這么多年了，我腦中想的，就只有這一件事。

從航天飛機機艙出來后，丁肇中站在有五層樓高的發射塔上，環繞著航天飛機，又最后走了一圈。他邊走，邊審視著眼前的一切，思考著還可能有什么問題被忽視。因為這時，如果發現問題，他還來得及做出決定，暫時取消發射。他說：這是國會通過的一個項目，一旦出錯，負責任的，只有一個人，即是我。我必須慎之又慎。進入發射指揮大廳后，他被安排坐在指揮席上。旁邊的兩位，一位是宇航局的代表，一位是肯尼迪航天基地的指揮員。發射倒計時開始前的最后一秒，他們再次地讓丁肇中決定，是否要啟動發射鍵。他點了一下頭，說：好，發射吧。于是，5月15日8時56分，隨著火焰的噴射而出，奮進號終于踏上了它的最后一次征程。

做得對，比早發表更重要

5月19日，奮進號抵達國際空間站，AMS-02安裝在預定的位置后，經過四小時的調試，從當天的9點35分開始，就發回數據。這些數據先傳到在美國的馬歇爾宇航中心，再傳到CERN的AMS實驗室，前后不到一秒鐘。

丁肇中每天早晨一到實驗樓，就拎著公文包先走進中央控制室，坐在大屏幕前觀看空間站的運行，向值班人員了解AMS-02的工作狀況。他告訴我：這是在美國本土之外唯一可以接收國際空間站數據的控制室。中間這塊大屏幕顯示的是國際空間站的位置和運行軌跡。你看，它現正在中國南沙群島上空，往東飛行，將越過太平洋，向美洲靠攏。它每九十分鐘繞地球一周，其中45分鐘是在白天，45分鐘在黑夜。旁邊那兩塊小一些的屏幕，幾乎每秒就有一條斜線穿過，這就是AMS-02接收到的宇宙射線，由于宇宙射線的數量很密集，屏幕上顯示的不到其中百分之一，大量的數據都在計算機中。

大廳的兩旁就是一臺臺計算機，值班的科學家都專心致志地盯著顯示屏，注意著數據和曲線的變化。丁肇中告訴我：現在我們這個組由兩方面的人組成，即負責儀器設備運轉的工程師和負責數據分析的物理學家。值班人員一旦發現異常情況，就要立即向我報告，無論白天還是晚上，我的手機都24小時開著，即使是晚上或出差在外，我每隔兩個小時都要打電話來詢問情況。一位跟隨丁肇中工作了二十多年的工程師告訴我：這是丁教授多年的習慣了，以前做L3實驗時，他的“查崗”還要更嚴，連每個人正在做什么，都要問清楚。我曾問丁肇中：您晚上每隔二小時就要打電話去“查崗”，自己還能睡嗎？他一笑說：可以的，我習慣了，其實這樣心里踏實，反而睡得著，我每晚能睡6小時吶。

每天下午五點，大家都匯集到丁肇中的辦公室開工作例會，主要是匯報當天監測到的儀器工作狀況。盡管是很普通的會，但有兩個顯著特點：一是極其準時。大家五點不到就來到丁肇中的辦公室門口，走道上、樓梯上，幾十個人都站著，無論資深的科學家、年輕的研究生，一起靜候著，準點一到，才魚貫而入。二是安靜。會議室絕沒有絲毫雜音，誰在別人發言時發出細微的聲音，丁肇中都會立即投以嚴厲的目光。

會議的認真，也是非親眼所見難以想象的。為了與空間站的姿態調整取得協調，課題組起草了一封給NASA的信，希望國際空間站每次調整太陽能板和運行姿態前，能提前通知他們。就這么一封信，丁肇中每天都在會上主持討論，親自拿著一支激光筆，在投影屏上逐字逐句地斟酌、修改。這樣，竟然連續討論、修改了兩個多星期，這封信才正式發出。

下午四點，是物理學家的會，分析收集的數據。這個會每個人都可以發言，也可以交頭接耳。丁肇中說：做物理分析，要求有天分，但更要鼓勵創新思維。有時，一個很聰明的學生，可能提出很有價值的想法。物理學的事情，不在于你是否有名，是否是主任。

盡管AMS—02僅三個月就獲得了超過以往50年的數據總和，但是丁肇中說他不會輕易發表文章。他說：決不能提前發表文章，越是往后發表文章越好，做得對比發表早更為重要。一切都要做到最精確可靠。任何錯誤都會對國際上這一領域的長期發展帶來消極的影響。他告訴我，文章至少得一年以后才會發表。一方面是沒有人和我們競爭，更重要的是一定要正確。嚴格地說，現在儀器還處于校準階段，你要發表一篇文章，別人又不能檢查，如果有誤差，就可能對今后產生長遠影響。所以一定要小心和謹慎。正確的數據分析，才是最重要的。

這種一絲不茍的作風，處處體現在這位諾獎得主的身上。一天，他把我叫去。原來，他應江蘇省領導邀請，將于下個月赴南京，在一個國際性會議上做一次講演，時間是十分鐘。他讓我聽一下他的試講。然后讓秘書看好時間，一字一句地很認真講了一遍。“用了多少時間？”他問。“9分半。”秘書看了一下表。“這樣講行嗎？你提提意見？”他把臉轉向我。我當即被這位科學大師的認真態度感動了，不知怎么說好。想了一下，就說：您還有半分鐘時間的多余，是否最后的兩點結論，可以再講得具體些。他立即接受了我的建議。這時，我忍不住說：教授，您就是超過一些時間，又有什么關系呢？“不，我從來是遵守時間規定的。”他又告訴我，每次受邀請去演講，他都要試講五、六遍，甚至多達七遍。他的身體力行，形成了組內的規矩：凡被邀請外出做演講、報告，都要先在內部試講。

興趣是科學家從事基礎研究的原動力

沒有親身體驗，是理解不了科學研究的枯燥和辛勞。任何一項成果和發現，都是對意志和耐心的巨大考驗。丁肇中曾把當年發現新夸克的實驗，形象地比喻為在100億顆雨滴中，尋找一顆彩色雨滴。而今天尋找宇宙的反物質粒子，發現率或許更低于百億分之一。17年的艱辛，才只是剛邁出了第一步。今后，他們將守望著浩瀚的宇空，十年、二十年，在上千億的雨滴中，尋覓那不同色彩的異常雨滴。這股能持久堅持的動力，來自什么？

“是興趣。”丁肇中說。“興趣是科學家從事基礎研究的原動力。”

“您從事研究已幾十年了，難道這股興趣心就不會減退嗎？”我問道。

“因為我不斷在地做新的實驗，因此就不斷產生新的興趣。”他的回答很簡單。

“但每項實驗，都要經歷好幾年甚至十幾年的漫長過程，您是如何保持這一興趣呢？”我又問。

“過程確實是艱辛的、枯燥的，但結果是令人興奮的。”丁肇中說。

這使人不禁想起了愛因斯坦的話：“工作的最重要動機是工作中的樂趣，是工作獲得結果時的樂趣”。英國科學家貝弗里奇在《科學研究的藝術》一書中曾說：“只有那些對發現抱有真正興趣和熱情的人才會成功。”

丁肇中回憶說：我開始學物理學，我母親非常反對。因為當時學物理的人，不容易找到事情做。我父親沒有發表意見，但從來往的信件中看出，他當時也并不贊成。我就對母親說：我的興趣和前途，是我的事情，讓我自己決定吧。母親說：既然你有如此看法，我就支持你吧。我母親是從事教育的，父親是學土木工程的。他們都受過良好的高等教育，能理解我的想法，支持了我的興趣和選擇。

當年父母對自己志向的理解、支持，也延續在丁肇中身上。他有兩個女兒、一個兒子，都不是學物理的。他風趣地說：我兩個女兒最感興趣的，是怎么管理好我這個爸爸。兒子剛大學畢業，也有自己的志向。這次奮進號發射成功后，兒子在慶賀的酒會上說了一番話，讓丁肇中很是感慨。那天，大家正談得歡，兒子突然站起來，說要講幾句話：今天，對我是很重要的日子，因為我更懂得了自己的父親。我父親總是一件事、一件事地做，每件事都做得很不容易。父親開始做這件事時，我還是個孩子，現在我都大學畢業了。父親對我的影響，真是很大……

為了科學研究， 丁肇中長期在歐洲的實驗室，與妻子、兒女離多聚少。他第一個夫人是一位事業心很強的建筑師，由于其職業在歐洲工作受到限制，最后不得不與他分手， 但始終保持著友誼，包括與丁肇中現在的夫人蘇珊，彼此也是好朋友。蘇姍是一位心理學博士，為了幫助丁肇中的事業， 放棄了自己的專業， 參加AMS項目組的工作。她負責實驗項目行政方面的重要事務， 包括與政府部門的來往和方方面面聯系。每年向政府的匯報， 圖表、文字、預算， 都由她做。如今，她已成為組內的重要一員。

丁肇中崇尚簡單的生活。在靠近CERN的法國境內，他的住宅就像一座農宅，茅草的屋頂、圓木的桁梁。屋后有兩排高大挺拔的松樹。他說，當年就是看中了這些樹，才買下這幢房。這里空氣清新，遠離城市的喧囂，距離實驗室也只有半小時的車程。他自己開車，早出晚歸，周六和周日也都去實驗室。他平時的鍛練，主要是游泳和健身器騎車。他說：游泳和聽相聲，是我業余的愛好。前幾天去臺灣，飯店設有游泳池，我早晨六點起來，就游泳半個小時，在50米的泳道上，游20圈。感覺精神特好。也只有在游泳時，才不會想AMS。其它的時間，腦中都無法擺脫對這件事的思考。

丁肇中對自己的生活要求不高，更淡泊于名利。他告訴我：這次發射成功后，有不少大學希望我到他們的學校去，給我的薪水比現在要高3倍。我說，錢對我個人來說沒有意義，我不可能離開麻省理工。我是麻省理工惟一不教書的教授，學校對我非常支持。已經快五十年了，從1967年至今，五任的學院院長，以及校長，都很支持。我獲諾貝爾獎時，校長是肯尼迪政府的科學顧問。我是麻省理工物理系第一個獲諾獎的教授。學校聘我為講座教授，拿出很大一筆科研經費支持我的研究工作。你說，我怎么能一成功就走呢？

我說，AMS-01是一項有再次獲諾貝爾獎希望的工作，教授搖了搖頭說：科學研究不能想為得獎而工作，尤其是老想拿諾貝爾獎，這是很可怕的。我問：您當年發現新的夸克粒子時，想到過會得獎嗎？他說：根本沒有想到。那天，我正在實驗室，接到從瑞典打來的電話時，還以為是在開玩笑吶。后來，得知真的是獲諾貝爾獎了，我還在想：肯定是評委們一時糊涂了。他笑了一下又說：物理學的發展太快了。一個人再有名，只能代表過去的貢獻；你沒有做出新的事情，很快就會被人忘掉。如果五十年、一百年后，人們還能記得我們這項工作，我就心滿意足了！

確實，過去幾百年，人們對物理世界的了解，大多來自實驗物理。正如丁肇中所說：實驗是科學的基礎。理論沒有實驗的證明，是沒有意義的；實驗可以推翻舊理論，創建新的理論。為此，他經常提到實驗物理學的開拓者——伽利略：當年，伽利略的比薩斜塔實驗，就是第一例加速器實驗；他又第一個用自制的望遠鏡觀察天體，證明了哥白尼的“日心說”，開辟了天文學的新時代。

伽利略曾說：真理不在蒙滿灰塵的權威著作中，而是在宇宙、自然界這部偉大的無字書中。今天，面對著浩瀚的宇宙，伽利略的后人們正在繼續探索著自然的真理。他們傳承了伽利略不畏權威、追求真理的科學精神，他們是當代“伽利略”。

我不禁想起了這樣一件事：1979年，當羅馬教皇為伽利略平反時，曾邀請世界著名科學家組成委員會，而丁肇中就是其中一位。

是歷史巧合，抑或蒼穹有意？

三、小木屋里的年輕人

"" 在AMS實驗樓旁，一幢不起眼的小木屋里，有幾位中國年輕人。他們是AMS項目組的小人物，卻來自中國幾座最優秀的大學；他們如今雖只是默默無聞的科研配角，卻耳濡目染著科學大師的魅力和風采，將成長為明日中國的科學棟梁。

直接領略大師的個人魅力和工作精神

""" 今年八月的日內瓦特別熱。中午，山東大學的幾個小伙子在宿舍里自己煮著飯，熱得干脆光了膀子。年輕的王坤和田富中都是博士，來這里才幾個月。已是講師的羅峰，則“資深”多了。他說：自己在2004年就參加這個項目，到CERN來時，孩子剛滿月，現在已二歲了。雖然常惦念家里，但能代表學校在這里工作，深感責任重大。

山東大學負責AMS熱系統的研究與設計。打個比方，就是為AMS量身定做一套既能御寒又能降溫的特殊衣服。AMS在太空環境下，每90分鐘內，溫度大起大落，忽而零下40攝氏度，忽而零上60攝氏度；而各個探測器及電子設備的溫度變化必須保持在1攝氏度范圍內。這個熱系統要兼備散熱和保溫兩重功能，其研制的水平及質量直接決定著AMS的工作狀態、運行壽命及實驗可靠性。"山東大學與麻省理工、蘇黎世高工及美國宇航局的科學家一起，對AMS在各個季節的溫度、運行方式，以及空間站的方位，做了全部的熱模型和熱模擬，提出了不同結構形式的散熱元件，在保證系統的高效散熱以及溫度場均勻性和穩定性要求下，設計了AMS在國際空間站環境下運行的熱控制系統。整體設計通過了美國宇航局（NASA）的嚴格評估與實驗。AMS-02升空后，山東大學熱科學研究中心主任程林教授獲得了美國宇航局的特別嘉獎。

"""""羅峰說：能參加這項世界級的科學合作，是很好的學習機會；尤其是能與大師一起工作，能直接體會到他的個人魅力和工作精神，對于我們是非常難得的。在這里可以專心致志地做自己該做的事，不受雜事干擾，這種工作氛圍，是搞好科研的重要條件。山東大學熱科學研究中心先后有30多個人來這里工作過，學校很重視這種參與國際科研合作的經歷，將這作為人才培養的重要途徑。

太空技術也能惠澤大地

丁肇中多次向我提到，中山大學為AMS研制出世界最先進的兩相冷卻系統。原來，AMS-02的各個子探測器中，有一個重要的核心探測器——硅微條探測器，它位處中心，四周由真空包圍，而真空是不傳熱的，那么其產生的熱量如何才能發散呢？這個難題由中山大學承擔了。“我們利用導熱性能好的材料，把每層硅微條的熱量散到周圍，再通過鉛管中二氧化碳的相位變化，把熱量擴散出去，嚴格控制溫度。”中山大學的一位年輕博士小吳告訴我說：去年AMS探測器在荷蘭測試時，其控溫穩定性達0.04度/小時，比允需值高了近兩個數量級，丁教授對此給予高度評價:“你們應該對此感到自豪”。現在，它在太空中的溫度變化，也都在1度之內，達到了非常理想的效果。

據介紹，這種二氧化碳二相回路熱控制系統還能應用于其他領域，具有廣泛的社會效益。它既可以運用于航空航天領域，如登月、飛船等；同時惠澤民用設施，諸如機房節能、電子元件的冷卻等。目前，兩相熱控系統已列入國家“十二五”計劃。

年輕的博士說：“這段經歷使我們培養了自信、積累了經驗，同時也鍛煉和發揮了能力。正如我們許校長指出的：學習和積累了豐富的大型國際合作項目研發和管理經驗，鍛煉和培養了承擔國際最高水平研究項目的整體能力。”

生活艱苦 精神充實

歐洲核子中心集中了全世界3000名科學家在此工作，導致了住宿難。據說周邊的農宅都成了科學家的宿舍。東南大學兩位都姓熊的年輕人，就住在附近的法國人家里，自行車車程半個小時。這段距離，白天算不了什么，但值夜班回家時，在沒有路燈和自行車專用道的公路上行駛，就有點懸了。法國公路上常有飚車者，連丁肇中都替這些騎車族捏著一把汗。大熊想買輛二手車，車都看中了，但涉及手續繁難，計劃落了空；小熊另辟蹊徑，在靠近CERN的一家旅館找到了床位，但要與中山大學的小吳合用一個單間，房間里只有一張床，個子較瘦的小熊干脆在沙發上安了鋪。

小熊是位上海女婿，小夫妻倆在浦東金橋置了房。雖說工作不同城，但從南京到上海畢竟方便。如今，這位“沙發客”要在這兒耽上一至兩年，我問他能行嗎？他爽朗地說：行。這兒雖說生活艱苦，但精神充實。東南大學為AMS承擔了數據處理的重任。宇宙射線的數據通過美國NASA的KU波段傳回地面中心，中轉后傳到瑞士日內瓦歐洲核子研究中心，隨后傳到東南大學的AMS-02數據處理與分析中心，并通過云計算平臺，為世界各國物理學家提供了數據共享和協同工作的環境，對AMS-02實驗的科研價值的充分體現具有舉足輕重的作用。

驕陽下的小木屋，室內十分悶熱，但這并不影響這些年輕人專心致志地在電腦上工作。小熊說，這里條件雖艱苦些，但科研環境非常好，譬如說資料打印，只要工作需要，打印再多都不受限制。參與AMS研究項目近10年來，東南大學培養了一大批從事空間探測的高水平科研人員，自己雖是小字輩，但也承擔了重任。小伙子自豪地說：“能參加這樣大型的國際合作項目，是人生幸事。在這里隨時可以與各國的科學家交流，學習他們的寶貴經驗，一年勝讀幾年書。”他告訴我：通過AMS-02海量數據處理，能夠有效提高我國在海量數據存儲、大規模并行計算、面向海量數據處理的科學計算環境等領域的研究水平，對形成自主知識產權，提升國際競爭力，具有現實的意義和廣闊的應用前景。

四、“此曲只應天上有”

——臺灣物理學家李世昌眼中的丁教授

丁教授走出了第一步

宇宙射線的研究，對粒子物理學做出過重大的貢獻，第一個反物質——反電子就是1932年在宇宙射線中發現的。上世紀五、六十年代，對粒子的研究轉移到了加速器。于是，加速器越造越大，CERN的大型加速器，周長已經做到27公里了。再要做更大的，沒那么容易，而且要采用新的加速技術。通過高速粒子的對撞，人類的視野已能深入到比原子核要小一萬倍的范圍，如果還要再提高對撞粒子的能量，已近極限；而宇宙射線的粒子能量，要遠遠高于加速器的粒子能量。所以，粒子物理學再要向前，就得轉變思路，包括回歸到對宇宙射線的研究。AMS的實驗，把粒子探測器搬到了太空，這是前所未有的。丁先生走出了第一步，他是這個領域的先鋒，是敢于“第一個吃螃蟹”的人。在未來的五十年、一百年，這很可能成為粒子物理和天體物理學研究的主導方向。

帶電粒子會偏轉，不像光子不會偏轉，知道它是從哪個星系來的，這就是以前為什么大家不去看帶電粒子的道理。一是沒有條件，二是不知道它從哪里來的。所以，如何從這些高能量的帶電粒子中，看出名堂，要有經驗的積累，要不斷學習；而你不去看，就不知道；去看了，才能發現新的東西。丁先生帶領我們走出了這第一步；后面的人，可能比我們有更多的發現。盡管科學發展的進程中，走第一步總是會遇到有人反對的。

反物質沒有完全湮滅

現在的理論為了解釋反物質的缺失，認為在宇宙誕生的最初一秒鐘之內，反物質和正物質就彼此發生了湮滅，由于正物質略多于反物質，于是少量正物質幸存了下來，組成了我們這個物質世界。按照這個假說，能夠幸存下來的正物質，應該非常少，而大部分在與反物質的湮滅反應中，變成了光。那么，宇宙中光子與物質的比率，光子應該高出許多；但是天文觀測的事實，證明這個比率并沒有想象的那么大，可見反物質并沒有完全湮滅。那么，這些反物質究竟到何處去了？

最近，CERN宣布捕獲了存在時間長達16分鐘的反氫原子，而這些反氫原子的光譜，與氫原子的光譜是完全一樣的。這就讓人想象：假如宇宙中有反星球，那么它發出光的光譜，與其正物質的星球，是完全一樣的。你怎么能知道，目前我們從光譜中知道的一顆遙遠的星球，是正物質星球，還是反物質星球？

尋找暗物質要有新的思路

暗物質是這么一回事：宇宙中的物質，比我們目前了解的物質要多得多，可見有新的物質。這種新物質有重力，但沒有其它三種作用力，即強作用力、弱作用力和電磁作用力。這是一種新的物質，而且是一種很穩定的物質。如果發現，可能有新的基本粒子，而且粒子很重，可能還有新的作用力存在，與目前所知物質的作用力不同，可能是笫五種作用力，但這種作用力非常弱。在許多天文觀測中，已經證明有這種物質。譬如光子通過一個星系，會產生偏轉，但這種偏轉，有的要比我們原先推測的大很多。目前，大家都在找。但加速器受到能量的局限，所以要到太空去找、要有新的思路。

今后，探測器也可能會放到衛星上，衛星可以調整方向，可以對準某個有超高能量輻射的星體或區域。超導磁體也以不用液氦，而用太陽能冷卻。這是今后的發展方向。甚至可以把探測器放到月球上。中國正在發展登月技術，現在就可以培養這方面的人才，希望將來能在這方面有所作為。（姚詩煌整理）