諾貝爾物理學獎得主中的外籍華人（三）

徐漢屏

丁肇中——1976年諾貝爾物理學獎獲得者

丁肇中（1936，1，27-），美籍華裔實驗物理學家，祖籍山東日照，美國藝術和科學院院士、美國國家科學院院士、中國科學院外籍院士、中國臺灣研究院院士，前蘇聯科學院院士，巴基斯坦科學院院士。

丁肇中1955年考進我國臺南市臺灣成功大學機械工程系，1956年他前往美國密歇根大學修習工程學、數學和物理學，1959年獲得數學和物理學學士學位，1962年獲得物理博士學位。

1963年他到瑞士日內瓦歐洲核子研究中心工作，1964年起在美國哥倫比亞大學工作，1965年成為該校講師，1967年起任麻省理工學院物理學系教授，1977年起任托馬斯·達德利·卡伯特講座教授，現任美國麻省理工學院教授。

丁肇中從事高能實驗物理、基本粒子物理、量子電動力學、y輻射與物質的相互作用等方面的研究，他做出的貢獻主要有：

測量電子半徑——早在1948年，理論物理學家根據量子電動力學的理論，得出電子是沒有體積的結論，但是到了1964年，實驗物理學家經過實驗得到電子半徑為10至13厘米的實驗結果，隨后，多個物理學家同樣也得到這一實驗結果，這就是說，發生了實驗與理論不相符合的情況，1966年，丁肇中在德國用不同的方法重做了這個實驗，發現電子的半徑確實小到不可測量，實驗的結果完全符合電子半徑為零的理論推測，證明以前那些科學家的實驗結果都錯了。

發現J/ψ粒子——20世紀70年代初，物理學家們普遍認為，世界上只有三種夸克，用三種夸克的理論就能夠解釋粒子物理學中的所有的現象，1974年，丁肇中提出了“尋找新粒子與新物質”的實驗方案，可惜未能被多數物理學家們重視，但他執著地求索，終于在實驗中發現了新粒子，丁肇中把這種新粒子取名為J粒子，與此同時，美國科學家里希特也發現了這種粒子，并取名為ψ粒子，后來人們就把這種粒子稱為J/ψ粒子，J/ψ粒子具有奇特的性質，其壽命值比預料值大5000倍，這表明它有新的內部結構，不能用當時已知的3種夸克來解釋，而需要引進第四種夸克即“粲夸克”來解釋，J/ψ粒子的發現大大推動了粒子物理學的發展，被國際高能物理學界譽為物理發展史上的一個重要里程碑，1976年丁肇中與里希特因此同獲諾貝爾物理學獎。

證實膠子存在——在物理學中，理論上認為夸克之間的力是膠子傳遞的，如果膠子是存在的，那么在高能正負電子對撞的實驗中就會出現三個噴注的現象，如果膠子不存在，那么只會有二個噴注現象，1979年夏，丁肇中在實驗中果然發現了三個噴注的現象，為膠子的存在和量子色動力學提供了實驗依據，1981年起，他組織和領導了一個國際小組一一包括中國在內的約13個國家近400名物理學家參加的IJ3組，在歐洲核子中心高能正負電子對撞機LEP上進行高能物理實驗，尋找新的基本粒子及其粒子物理的新現象。

探索反物質——反物質的存在，是1928年由英國物理學家狄拉克推測出來的，1933年他因此獲得諾貝爾獎，假如宇宙是大爆炸來的，有物質，也有反物質，有沒有由反物質組成的宇宙7，如果反物質宇宙存在，它會在太空中發射出反氦或反碳等原子核，這些反原子核會穿過太空接近地球，我們應該能夠在太空中探測到，因此，實驗需要到外太空去測量帶電粒子，需要用測量磁場的方法來確定它們，1998年6月2日，美東部時間凌晨6時零9分，發現號航天飛機騰空而起，機內載有中、美等國共同研制的“阿拉法磁譜儀”進行運行實驗，此舉揭開了人類第一次到太空尋找反物質和暗物質的序幕，阿拉法磁譜儀實驗是一個大型國際合作科研項目，實驗由丁肇中教授領導，包括美國、中國、意大利、瑞士、德國、芬蘭等國家和地區的37個研究機構的物理學家和工程師參加，僅中國參加的科學家和工程師就不下200人，其目的是尋找太空中的反物質和暗物質，2013年4月3日丁肇中及其阿爾法磁譜儀項目團隊宣布，借助阿爾法磁譜儀已發現40萬個正電子，這些正電子可能來自人類一直尋找的暗物質。

丁肇中在學術上的主要貢獻還有：反氘核的發現；精確研究矢量介子的實驗；研究光生矢量介子，證實了光子與矢量介子的相似性；u子對產生的研究；u子電荷不對稱性的精確測量，首次表明標準電弱模型的正確性；在標準模型框架內，證實了宇宙中只存在三代中微子等。

丁肇中除了1957年獲得的諾貝爾物理獎外，1976年、1977年又先后榮獲美國政府洛侖茲獎、美國工程科學學會埃林金獎章，1988年還獲得意大利政府特卡斯佩里科學獎、意大利陶爾米納市金豹優秀獎及意大利布雷西亞市科學金獎章。

丁肇中雖然人了美國籍，但他深深地知道他的根在中國，他情系中國，是首次用中文在諾貝爾獎頒獎典禮發表演講的科學家，為了中國高能物理的發展，他不辭辛勞，遠涉重洋，多次來大陸從事學術交流和參觀訪問，介紹國際高能物理的發展，努力促進國際物理學界同中國物理學家合作，他熱心培養中國高能物理學人才，經常選拔中國青年科學工作者去他所領導的小組工作，在他親自指導和無微不至地關懷下，從事研究的中國科學工作者有的已經在歐美獲得了博士學位，他不僅為中國培養了一批實驗物理的科研人才，而且還熱心為祖國培養實驗物理的研究生而努力奔波，他是中國科學技術大學、上海交通大學、華東師范大學和北京師范大學的名譽教授，曲阜師范大學、日照職業技術學院名譽校長。

朱棣文——1997年諾貝爾物理學獎獲得者

朱棣文（1948，2，28-），美籍華裔物理學家，祖籍江蘇太倉，美國藝術和科學院院士、美國國家科學院院士、中國科學院外籍院士、中國臺灣研究院院士。

朱棣文出身于科學世家，他的家族先后出了12個博士和碩士，父親朱汝瑾是當代科學家，母親李靜貞也卓有建樹，他從小就是在這樣的環境下成長起來的，因而很早就對科學表現出濃厚的興趣。

朱棣文1970年畢業于美國羅切斯特大學，獲數學學士和物理學學士學位，1976年獲加州大學伯克利分校物理學博士學位，1976年至1978年在加州大學伯克利分校做博士后研究。

此后，朱棣文1978年就職于貝爾電話實驗室，1978年至1983年擔任電磁現象研究貝爾實驗室研究人員，1983年至1987年擔任美國電話、電報公司貝爾實驗室量子電子學研究部主任，領導電子化研究工作，1987年擔任斯坦福大學物理和應用物理教授迄今，是該校第一位華裔教授，其間，1987年至1988年兼任哈佛大學莫里斯洛伯講師，1990年至1993年擔任斯坦福大學物理系主任，2004年6月被任命為勞倫斯·伯克利國家實驗室主任，是首位掌管這個美國能源部下屬國家實驗室的亞裔人士，在他的領導下，國家實驗室完成了一系列影響深遠的環境及能源問題報告，由美國總統奧巴馬提名，2009年1月至2013年5月朱棣文出任美國能源部長。

朱棣文所從事的科學研究，是世界上最尖端的激光致冷捕捉技術。

在原子與分子物理學中，研究氣體的原子與分子相當困難，因為它們即使在室溫下，也會以每秒上百千米的速度朝四面八方移動，唯一可行的方法是冷卻，然而，一般冷卻方法會讓氣體凝結為液體進而結凍。

從1983年開始，朱棣文就著迷于原子冷卻技術的研究，1985年發表第一篇學術論文，1987年到1992年間，他在斯坦福大學實驗室利用激光束冷卻氣體，制造出了接近絕對零度（零下273攝氏度）的低溫，大大減慢了原子速度，從而使原子變得非常容易俘獲，開創了用激光冷卻并捕捉原子的方法。

這種激光致冷方法，是利用激光的輻射壓力對中性氣體原子的熱運動產生阻尼，使原子速度減慢，溫度降低，通俗一點來說，是將激光進行適度調諧，使光子在撞向原子后彈開，帶走一部分能量，從而降低溫度，當然，不是所有的激光都能制冷，只有精確調諧的才可以。

朱棣文的此項研究成果為幫助人類了解放射線與物質之間的相互作用，特別是深入理解氣體在低溫下的量子物理特性開辟了道路，激光致冷技術有著非常廣泛的實際用途，可以用來做精確測量，特別是做“重力測量”；人們還可以利用此技術做成重力分析圖，由此解開地球上的許多謎團：例如觀察油田的內層、勘探海底或地層內的礦物質，在生物科技上可以解讀去氧核糖核酸（DNA）的密碼；科學家還可以借此研究“原子激光”，制造精密的電子元件；也可以測量萬有引力，進一步發展太空宇航系統，進行準確的地面衛星定位，科學家們普遍認為，這的確是一個了不起的研究成果。

朱棣文因此被譽為“能抓住原子”的人，憑借這項創舉朱棣文與菲利普斯（美國）、科昂·塔努吉（法國）一起獲得了1997年的諾貝爾物理學獎。

諾貝爾物理學獎的獲得，為朱棣文帶來了全球聲譽，他說服一些大企業捐資，由他親自主持，在斯坦福修建了世界上第一個Bio—x實驗室，這也是當前世界上最先進的Bio-X實驗室；他還創建了精密測量實驗室、玻色一愛因斯坦實驗室等世界頂級物理實驗室，在這些實驗室中，朱棣文迎來送往，一批又一批科學新秀在他的指導下成長起來。

朱棣文除了1997年獲得的諾貝爾物理獎外，1987年獲美國物理學會在激光光譜領域的布洛依達獎，1993年獲費塞爾國王國際科學獎，1994年獲美國物理學會在激光科學領域的獲亞瑟蕭洛獎及美國光學學會的威廉梅格斯獎。

朱棣文在掌管勞倫斯·伯克利實驗室后，朱棣文即把研究重點轉到新型的生化能源、人工光合作用和太陽能等一系列“綠色工程”上，最近幾年在朱棣文的領導下，該實驗室主要研究將太陽能電力轉換成化學燃料和創造或改善有機體，再將有機體轉為化學燃料，使美國成為全球替代能源和再生能源的主要研究國家之一，朱棣文還希望能制造出新一代微生物，這種微生物經基因改造可以制造較自身需要還要多的酒精或燃油，就像微生物為白蟻將纖維素變成能量的過程一樣，朱棣文并非癡人說夢，他已要求勞倫斯·伯克利實驗室進行研究，此外，他還大力提倡政府引進措施，減少排放溫室氣體，提倡把環保理念引進家庭生活。