专访丁肇中：做得对，比早发表更重要

过去五十年中，丁肇中做过五六个实验，开始都受到了反对，包括AMS实验。他说，物理学的进步，就是推翻所有人已知的东西而发展的。
五百多年前，没有伽利略的天文望远镜，人们不知道地球外面的世界是什么样的。直到一百年前，还有人认为地球是宇宙的中心；一百年后，人类对地球、对宇宙的认识，有了长足进步，再过五十年、一百年，人类的认识又将达到什么样的程度？七十五岁的丁肇中还在探索。而所有的科学研究，为的是人类的明天。
没有亲身体验，是理解不了科学研究的枯燥与辛劳的。任何一项成果和发现，都是对科学家的意志和耐心的巨大考验。
丁肇中曾把当年发现新夸克的实验，形象地比喻为在一百亿颗雨滴中，寻找一颗彩色雨滴。而今天寻找宇宙的反物质粒子，发现率或许更低于百亿分子之一。难能可贵的是，一个大科学家，在十七年的艰辛探索中，始终保持着一丝不苟的工作精神和科学探索的兴趣。正如他所说，“过程确实是艰辛的、枯燥的，但结果是令人兴奋的。”
面对浩瀚的宇空，这位"当代伽利略"正在继续探索着自然的真理。
时隔八年，我再次来到世界物理学家的“圣地”――欧洲核子研究中心（CERN）。满目苍翠的树林和田野在八月的阳光下显得分外谧静，使人很难想象世界上最强大的粒子加速器正在我们的脚下运转。两年前，当新建的大型强子对撞机（LHC）即将投入运行前，一个关于“人造黑洞”的传言，曾引起全球的恐慌；其实，这里什么也没有发生，周围的一切仍是那么安宁。只是近两个月，一辆辆载着参观者的大巴似乎打破了这里的宁静，目标是一幢新建的二层楼房――AMS实验楼。这里有一个中央控制室，就像航天中心的控制室一样，可以看到国际空间站的运行、彼此的对话和联系，几十位科学家昼夜值班，收集来自宇宙射线的密集数据。于是，不必进入幽深的地下、无需再冒核辐射的风险，人们在这里可以探知关于高能粒子和宇宙起源的奥秘。好一座“太空版的CERN”！而它的掌门人和灵魂，就是诺贝尔奖获得者丁肇中教授。
丁肇中的办公室在二楼，隔着玻璃窗可以俯视楼下的中央控制室。这个办公室同时也是会议室，特别设计的会议桌把他的办公桌包涵在内，室、桌都可两用，典型的“丁氏风格”：简约。我说：“丁教授，比起您原来的办公室，这里现代化多了。”他苦恼地摇了下头：“你看，这些遥控器该按哪个键，我老是忘，只好打电话请人来帮忙。”为了帮我把材料和照片复制到U盘上，他眼睛贴近了电脑显示屏，颇费力地一个一个查找。真是难为这位七十五岁的老人了。然而，一谈起AMS，他的自信和思维的敏捷、缜密，不逊当年的风采。
我遇到的反对，多极了！多极了!
我说：“八年前我采访您时，正是哥伦比亚航天飞机出事不久，我曾问，这会不会影响AMS-02的发射升空？当时您很自信地说：‘对AMS的计划没有影响。’然而，后来计划不仅被推迟了，还一度被美国航空航天局（NASA）取消。当时，您有没有失去信心？”
“我从来没有失去信心。我相信一定会发射的，我仍然做自己该做的事。不能因为考虑到有这个人反对、那个人反对，就顾虑重重，无所适从。”丁肇中坚定地回答道。
其实，这期间丁肇中承受了巨大的压力。NASA不仅在2004年宣布取消AMS-02的发射计划，还放话说：政府已决定发展载人上火星的计划，所有的科学家都支持，只有一个科学家不支持。曾有记者问丁肇中，NASA说的这个人是谁？“这个人就是我。”丁肇中毫不含糊地说，一股山东汉子的倔脾气。
这七吨重的AMS-02，凝聚了世界十六个国家、地区的六十所大学、研究所共六百多位科学家、工程师的智慧和心血。所有的仪器和技术，都是世界上前所未有的：它们必须能在太空经受各种极端条件的考验，长期运行而不发生任何故障。这对可靠性提出了极其苛刻的要求。譬如，AMS-02上有六百五十个微处理器、三十万个电子感应元件，它们能否无故障地在太空工作十至二十年？国际空间站每九十分钟要经历一次昼夜变化，导致温度在零下40摄氏度和零上60摄氏度之间波动，但探测器的工作温度必须稳定在1摄氏度的变化范围内，这就对热控制系统提出了极高的要求。
这样的仪器现在能做出来吗？很多人不相信。反对的还有理论物理学家。他们认为，宇宙中的反物质是不可能存在的，AMS的实验没有意义。然而，丁肇中是一个认准了目标决不回头的人。他说：“研究物理，就是要不怕别人的反对，甚至所有的人都反对。我第一个实验，是1964年开始做的，测量电子的半径。当时，哈佛大学和康奈尔大学的著名教授，用了几年时间，做了两个实验，认为电子是有半径的。但根据波动理论，电子是没有半径的。那么，电子究竟有没有半径？我认为这事情很重要，就提出报告要求做这个实验。当时，我刚拿到博士学位，只是哥伦比亚大学的一个年轻教师，没有经验，所以没有人相信我能做出这样的实验，我所在的学校也不支持我，认为你从来没有做过，怎么能做这种高难度的实验？刚好德国有一个实验室欢迎我去，我就辞职到了德国。八个月后，实验做出来了，证明了电子是没有体积的。”
丁肇中感慨地说：“我遇到的反对，多极了！多极了！过去五十年中，我做过五六个实验，开始都受到了反对，包括AMS实验。但是，做实验物理，就不能考虑别人的看法，不能因为绝大多数人反对，你就不做。物理学的进步，就是推翻所有人已知的东西而发展的。你写一个报告，审查的人依据的是现有观点；而你要进步，就必须推翻现有的观念。于是，有很多好的东西，就在评审中被否定掉了。所以，做基础研究要对自己有信心，做你认为正确的事，不要因为大多数人反对而改变，甚至不能考虑自己的前途，要有义无反顾的精神。当然，现在反对我已经不太容易了。因为我从来没有做过错误的实验，大家都认为这个人的工作记录很好。政府也很支持我。即使有人反对做这么大的实验，已很困难了。”
NASA决定取消AMS计划后，支持这个项目的美国能源部找来世界上最一流的科学家，对AMS项目进行再评审。这样的评审一共进行过三次。这第三次评审是在2006年9月25日，地点在华盛顿，参加评审的有获得过诺贝尔奖的，有美国科学院院士，有最优秀的天文学家，共七八个人。评审结果认为：AMS-02的实验，可以进一步给人类带来新的知识。这个研究项目有一支非常强的国际团队，有很好的实验基础，又有很好的记录。这个项目应该继续进行下去。根据这一评审结果，能源部立即写信给NASA：根据最新的专家评审意见，我们认为应继续支持AMS-02实验。
2008年1月，美国参、众两院通过了一项6063号决议，为AMS-02增加一次航天飞机的发射。这项决议在两院是高票通过的，因此时任总统布什立即签署了这项决议。但航空航天局的主管仍一直拖延着不动；直到2008年11月，奥巴马当选为美国新一届总统，航空航天局局长也换了人。2009年1月23日，奥巴马政府上任后的第三天，美国NASA就宣布了运送AMS的航天飞机的班期。尽管以后由于天气的原因，班期推迟了6~7个月，但NASA这么快就能做出安排，说明下面工作部门也是理解和支持AMS-02项目的，实际上早就做好了准备。
丁肇中感慨地说：“科学的发展是必然的，谁也没有办法禁锢人类的智慧。五百多年前，没有伽利略的天文望远镜，人们不知道地球外面的世界是什么样的。直到一百年前，还有人认为地球是宇宙的中心；一百年后的今天，我们对地球、对宇宙的认识，有了如此进步，那么再过五十年、一百年，不知道我们人类的认识能达到什么样的程度？科学研究，为的是人类的明天。我希望那时的人们，能记得我们今天的探索。”
这么多年了，我只做一件事
当NASA于2009年1月宣布了航天飞机的班期后，整个项目组用超常规的速度，抓紧把仪器做完，到3月份已一切准备就绪，计划5月从荷兰的欧洲航天研究和技术中心运至美国肯尼迪航天中心。此时，一件事情的突然发生，又改变了原定的计划。原来，3月18日美国航空航天局宣布：国际空间站的工作年限，将从2015年延长到2028年。而AMS－02原来是依照在空间站工作到2015年设计的，现在空间站的工作年限一下增加了十三年，这就为AMS－02提供了能够工作更长时间的机会，若从2009年算起，能在空间站待上二十年。AMS－02的其它组件，在使用寿命上都留有很大的余量，继续工作十几年应该没有问题，只是其核心部件――超导磁体，没法工作到2028年，因为保持超导所需低温的液氦会损耗，只有三至五年的工作寿命。届时，又无法再上天为它注入液氦。这样，在以后的十多年间，AMS－02将失去磁性，探测器无法工作，成为国际空间站上的一块废铁。这怎么办？
丁肇中当即决定，将超导磁铁换为永磁铁，以延长AMS－02的工作寿命。AMS-01使用的就是永磁体，它是由中国科学院电工研究所制造的，使用效果很好。他决定把AMS-01上的这块永磁铁，装在AMS-02上继续使用。
这个决定自然引起了一阵波澜。一是时间已非常紧张，好不容易排上的航天飞机发射班期，又将推迟；更重要的是，已组装好的AMS－02还得施行“换心术”，这么大的“手术”，能否保证“术”后的“健康”？丁肇中是一个下了决心就再不会动摇的人。他力排众议，认为不管有没有困难，都要这样做。否则，三五年后AMS-02就没有用了，放在空间站岂不成了浪费。尤其三五年中收集的数据，与二十年收集的数据，将完全不一样。他的想法，最后得到了各方面的支持。考虑到永磁体的磁场强度比超导磁铁小，就再增加两层探测器，由原来的七层探测器，变成了九层探测器，以提高工作效率。经过反复论证，丁肇中于4月16日最后拍板，并定下时间表，要求到2010年7初改装完成。
整整大半年，在CERN的一个车间里，科学家和工程师们玩起了“连轴转”。无论是周末休假还是圣诞新年，都没有断过人影。丁肇中身先士卒，似乎回到了当年在布鲁克海文实验室不分昼夜工作的情景。他说，当时的“最高纪录”是连续六个昼夜没有睡觉。
2010年8月26日，美国空军的大型运输机C5降落在日内瓦国际机场。这是在日内瓦机场降落的最大型飞机，机场方面非常重视，降落后滑行时，为了避免机翼碰撞到跑道旁的物体，特地允许一位副驾驶员打开机舱，站立起来观察。一个小时后AMS－02被装上了机舱，飞机随即起飞，于当天安全抵达肯尼迪航天中心，降落在航天飞机降落所用的跑道上。
今年5月，AMS-02终于装入航天飞机。临发射前，丁肇中对大家说：“你们所有的人都离开，让我单独留在这里，我要一个人静静地想一想。”就这样，他独自坐在机舱内，将AMS-02的各个子系统、所有部件，再仔细地在脑海中过了一遍，思索还可能有什么问题。AMS-02在日内瓦组装时，他就曾要求组装好后再拆分开，然后重新组装，这样反复了三次。当时这样做有两个目的，一是再仔细地检查一遍，有没有地方会出错；二是想估算一下装上航天飞机、临近发射前，如果发现什么地方有问题，那么拆开后再重新装好，需要多少时间？所以，对AMS-02的整个系统结构和所有构件，他都稔熟于胸，清晰地印在脑海中。此时，整整四个小时，丁肇中就一直在机舱中坐着，面对着这台即将登上太空的探测仪，对每个细微之处都在脑中再仔细扫描了一遍。
这种“过电影”式的沉思，是丁肇中多年养成的一种习惯。尽管AMS-02项目涉及到多个学科领域的技术，知识非常新，要求又很高，但他对每一项技术都非常熟悉，对每一个细节都了如指掌，能及时地发现任何问题。我曾问他是如何做到这一点的？丁肇中说：“因为我不做别的事情，只做一件事。我空下来就在想，想实验的每一细节，反复想，想得很具体，一旦发现问题，就会立即打电话，给德国、意大利，或别的国家的科学家，与他们讨论，有时请他们过来。”他还说：“我基本不看文件，也很少看书，一有空就是想自己的实验。书都是别人写的，讲的是别人已有的知识，而我们做的完全是新的，是别人的知识所没有的，只有靠自己。这么多年了，我脑中想的，就只有这一件事。”
从航天飞机机舱出来后，丁肇中站在有五层楼高的发射塔上，环绕着航天飞机，最后又走了一圈。他边走，边审视着眼前的一切，思考着还可能有什么问题被忽视。因为这时候如果发现问题，他还来得及做出决定，暂时取消发射。他说：“这是国会通过的一个项目，一旦出错，负责任的，只有一个人，即是我。我必须慎之又慎。”进入发射指挥大厅后，他被安排坐在指挥席上。旁边的两位，一位是美国航空航天局的代表，一位是肯尼迪航天基地的指挥员。发射倒计时开始前的最后一秒，他们再次让丁肇中决定，是否要启动发射键。丁肇中点了一下头，说：“好，发射吧。”于是，5月15日8时56分，随着火焰的喷射而出，奋进号终于踏上了它的最后一次征程。
做得对，比早发表更重要
5月19日，奋进号抵达国际空间站，AMS-02安装在预定的位置后，经过四小时的调试，从当天的9点35分开始，就发回数据。这些数据先传到在美国的马歇尔宇航中心，再传到CERN的AMS实验室，前后不到一秒钟。
丁肇中每天早晨一到实验楼，就拎着包先走进中央控制室，坐在大屏幕前观看空间站的运行，向值班人员了解AMS-02的工作状况。他告诉我：这是在美国本土之外惟一可以接收国际空间站数据的控制室。中间这块大屏幕显示的是国际空间站的位置和运行轨迹。你看，它现在正在中国南沙群岛上空，往东飞行，将越过太平洋，向美洲靠拢。它每九十分钟绕地球一周，其中四十五分钟是在白天，四十五分钟在黑夜。旁边那两块小一些的屏幕，几乎每秒就有一条斜线穿过，这就是AMS-02接收到的宇宙射线，由于宇宙射线的数量很密集，屏幕上显示的不到其中百分之一，大量的数据都在计算机中。
大厅的两旁就是一台台计算机，值班的科学家都专心致志地盯着显示屏，注意着数据和曲线的变化。丁肇中告诉我：“现在我们这个组由两方面的人组成，即负责仪器设备运转的工程师和负责数据分析的物理学家。值班人员一旦发现异常情况，就要立即向我报告，无论白天还是晚上，我的手机都二十四小时开着，即使是晚上或出差在外，我每隔两个小时都要打电话来询问情况。”一位跟随丁肇中工作了二十多年的工程师告诉我，这是丁教授多年的习惯了，以前做L3实验时，他的“查岗”还要更严，连每个人正在做什么，都要问清楚。我曾问丁肇中：“您晚上每隔二小时就要打电话去‘查岗’，自己还能睡吗？”他一笑说：“可以的，我习惯了，其实这样心里踏实，反而睡得着，我每晚能睡六小时呐。”
每天下午五点，大家都汇集到丁肇中的办公室开工作例会，主要是汇报当天监测到的仪器工作状况。尽管是很普通的会，但有两个显著特点：一是极其准时。大家五点不到就来到丁肇中的办公室门口，走道上、楼梯上，几十个人都站着，无论资深的科学家、年轻的研究生，一起静候着，准点一到，才鱼贯而入。二是安静。会议室绝没有丝毫杂音，谁在别人发言时发出细微的声音，丁肇中都会立即投以严厉的目光。
会议的认真，也是非亲眼所见难以想象的。为了与空间站的姿态调整取得协调，课题组起草了一封给NASA的信，希望国际空间站每次调整太阳能板和运行姿态前，能提前通知他们。就这么一封信，丁肇中每天都在会上主持讨论，亲自拿着一支激光笔，在投影屏上逐字逐句地斟酌、修改。这样，竟然天天讨论、修改了两个多星期，这封信才正式发出。
下午四点，是物理学家的会，分析收集的数据。这个会每个人都可以发言，也可以交头接耳。丁肇中说：“做物理分析，要求有天分，但更要鼓励创新思维。有时，一个很聪明的学生，可能提出很有价值的想法。物理学的事情，不在于你是否有名，是否是主任。”
尽管AMS-02仅三个月就获得了超过以往五十年的数据总和，但是丁肇中说他不会轻易发表文章。他说：“决不能提前发表文章，越是往后发表文章越好，做得对比发表早更为重要。一切都要做到最精确可靠。任何错误都会对国际上这一领域的长期发展带来消极的影响。”他告诉我，文章至少得一年以后才会发表。一方面是没有人和我们竞争，更重要的是一定要准确。严格地说，现在仪器还处于校准阶段，你要发表一篇文章，别人又不能检查，如果有误差，就可能对今后产生长远影响。所以一定要小心和谨慎。准确的数据分析，才是最重要的。
这种一丝不苟的作风，处处体现在这位诺奖得主的身上。一天，他把我叫去。原来，他应江苏省领导邀请，将于下个月赴南京，在一个国际性会议上做一次讲演，时间是十分钟。他让我听一下他的试讲。然后让秘书看好时间，一字一句地很认真讲了一遍。“用了多少时间？”他问。“九分半。”秘书看了一下表。“这样讲行吗？你提提意见？”他把脸转向我。我当即被这位科学大师的认真态度感动了，不知怎么说好。想了一下，就说：“您还有半分钟多余的时间，是否最后的两点结论，可以再讲得具体些。”他立即接受了我的建议。这时，我忍不住说：“教授，您就是超过一些时间，又有什么关系呢？”“不，我从来是遵守时间规定的。”他又告诉我，每次受邀请去演讲，他都要试讲五六遍，甚至多达七遍。他的身体力行，形成了组内的规矩：凡被邀请外出做演讲、报告，都要先在内部试讲。
兴趣是科学家从事基础研究的原动力
没有亲身体验，就理解不了科学研究的枯燥和辛劳。任何一项成果和发现，都是对意志和耐心的巨大考验。丁肇中曾把当年发现新夸克的实验，形象地比喻为在一百亿颗雨滴中，寻找一颗彩色雨滴。而今天寻找宇宙的反物质粒子，发现率或许更低于百亿分之一。十七年的艰辛，才只是刚迈出了第一步。今后，他们将守望着浩瀚的宇空，十年、二十年，在上千亿的雨滴中，寻觅那不同色彩的异常雨滴。这股能持久坚持的动力，来自什么？
“是兴趣。”丁肇中说，“兴趣是科学家从事基础研究的原动力。”
“您从事研究已几十年了，难道这股兴趣就不会减退吗？”我问道。
“因为我不断地在做新的实验，因此就不断产生新的兴趣。”他的回答很简单。
“但每项实验，都要经历好几年甚至十几年的漫长过程，您是如何保持这一兴趣呢？”我又问。
“过程确实是艰辛的、枯燥的，但结果是令人兴奋的。”丁肇中说。
这使人不禁想起了爱因斯坦的话：“工作的最重要动机是工作中的乐趣，是工作获得结果时的乐趣。”英国科学家贝弗里奇在《科学研究的艺术》一书中曾说：“只有那些对发现抱有真正兴趣和热情的人才会成功。”
丁肇中回忆说：“我开始学物理学，我母亲非常反对。因为当时学物理的人，不容易找到事情做。我父亲没有发表意见，但从来往的信件中看出，他当时也并不赞成。我就对母亲说：‘我的兴趣和前途，是我的事情，让我自己决定吧。’母亲说：‘既然你有如此看法，我就支持你吧。’我母亲是从事教育的，父亲是学土木工程的。他们都受过良好的高等教育，能理解我的想法，支持了我的兴趣和选择。”
当年父母对自己志向的理解、支持，也延续在丁肇中身上。他有两个女儿、一个儿子，都不是学物理的。他风趣地说：“我两个女儿最感兴趣的，是怎么管理我这个爸爸。”儿子刚大学毕业，也有自己的志向。这次奋进号发射成功后，儿子在庆贺的酒会上说了一番话，让丁肇中很是感慨。那天，大家正谈得欢，儿子突然站起来，说要讲几句话：“今天，对我是很重要的日子，因为我更懂得了自己的父亲。我父亲总是一件事、一件事地做，每件事都做得很不容易。父亲开始做这件事时，我还是个孩子，现在我都大学毕业了。父亲对我的影响，真是很大……”
为了科学研究，丁肇中长期在欧洲的实验室，与妻子、儿女离多聚少。他第一个夫人是一位事业心很强的建筑师，由于其职业在欧洲工作受到限制，最后不得不与他分手，但始终保持着友谊，包括与丁肇中现在的夫人苏珊，彼此也是好朋友。苏姗是一位心理学博士，为了帮助丁肇中的事业，她放弃了自己的专业，参加AMS项目组的工作，负责实验项目行政方面的重要事务，包括与政府部门的来往和方方面面联系。每年向政府的汇报，图表、文字、预算，都由她做。如今，她已成为组内的重要一员。
丁肇中崇尚简单的生活。在靠近CERN的法国境内，他的住宅就像一座农宅，茅草的屋顶、原木的桁梁。屋后有两排高大挺拔的松树。他说，当年就是看中了这些树，才买下这幢房。这里空气清新，远离城市的喧嚣，距离实验室也只有半小时的车程。他自己开车，早出晚归，周六和周日也都去实验室。他平时的锻练，主要是游泳和健身器骑车。他说：“游泳和听相声，是我业余的爱好。前几天去台湾，饭店设有游泳池，我早晨六点起来，就游泳半个小时，在五十米的泳道上，游二十圈。感觉精神特好。也只有在游泳时，才不会想AMS。其它的时间，脑中都无法摆脱对这件事的思考。”
丁肇中对自己的生活要求不高，更淡泊于名利。他告诉我：“这次发射成功后，有不少大学希望我到他们的学校去，给我的薪水比现在要高3倍。我说，钱对我个人来说没有意义，我不可能离开麻省理工。我是麻省理工惟一不教书的教授，学校对我非常支持。已经快五十年了，从1967年至今，五任的学院院长，以及校长，都很支持。我获诺贝尔奖时，校长是肯尼迪政府的科学顾问。我是麻省理工物理系第一个获诺奖的教授。学校聘我为讲座教授，拿出很大一笔科研经费支持我的研究工作。你说，我怎么能一成功就走呢？”
我说，AMS实验是一项有再次获诺贝尔奖希望的工作，教授摇了摇头说：“科学研究不能为得奖而工作，尤其是老想拿诺贝尔奖，这是很可怕的。”我问：“您当年发现新的夸克粒子时，想到过会得奖吗？”他说：“根本没有想到。那天，我正在实验室，接到从瑞典打来的电话时，还以为是在开玩笑呐。后来，得知真的是获诺贝尔奖了，我还在想，肯定是评委们一时糊涂了。”他笑了一下又说：“物理学的发展太快了。一个人再有名，只能代表过去的贡献；你没有做出新的事情，很快就会被人忘掉。如果五十年、一百年后，人们还能记得我们这项工作，我就心满意足了！”
确实，过去几百年，人们对物理世界的了解，大多来自实验物理。正如丁肇中所说：实验是科学的基础，理论没有实验的证明，是没有意义的；实验可以推翻旧理论，创建新的理论。为此，他经常提到实验物理学的开拓者――伽利略：当年，伽利略的比萨斜塔实验，就是第一例加速器实验；他又第一个用自制的望远镜观察天体，证明了哥白尼的“日心说”，开辟了天文学的新时代。
伽利略曾说，真理不在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中。今天，面对着浩瀚的宇宙，伽利略的后人们正在继续探索着自然的真理。他们传承了伽利略不畏权威、追求真理的科学精神，他们是“当代伽利略”。
1979年，当罗马教廷为伽利略平反时，曾邀请世界著名科学家组成委员会，而丁肇中就是其中一位。
是历史巧合，抑或苍穹有意？
物理世界，充满了人类未知的玄机与奥妙，以及对未来的展望。
2011年5月15日，在诺贝尔奖获得者丁肇中的主持下，重达七吨的宇宙射线探测器――阿尔法磁谱仪2号（AMS-02），随着“奋进号”飞向了国际空间站。开始了人类在外太空对宇宙射线的科学探索，这个探索，将给人类带来重大的发现。
仅最初的三个月，AMS-02所收集的宇宙射线数据就超过了科学家在以往五十年中获取的宇宙射线数据的总和。在欧洲核子研究中心，丁肇中与研究人员二十四小时保持与宇宙的联系。它的深处，是否隐藏着一个反物质的世界？
2011年5月15日，美国奋进号航天飞机运载着重达七吨的宇宙射线探测器――阿尔法磁谱仪2号（AMS-02），从肯尼迪航天中心升空，飞向国际空间站。这是奋进号的“绝唱之旅”，也是美国航天飞机的最后第二次发射。四天后，奋进号抵达国际空间站，顺利地将AMS-02卸装在预定位置，经四小时的调试，就发回了宇宙射线的数据。仅最初的三个月，AMS-02所收集的宇宙射线数据就超过了科学家在以往50年中获取的宇宙射线数据的总和。
八月中旬，主持AMS项目的诺贝尔奖获得者丁肇中教授邀请笔者前往AMS项目的研究基地――欧洲核子研究中心（CERN）访问。在CERN为AMS项目新建的实验楼里，丁教授向笔者详细介绍了这一科研项目十七年来的艰难历程、探索的重大意义以及对未来的展望。
AMS的探索，将给人类带来重大的发现
笔者：丁教授，自2003年您邀请我来CERN参加AMS-02的一次综合性汇报会，已经八年了。此期间，AMS项目经历了许多艰难与曲折，终于送上了国际空间站。首先，向您表示祝贺！
丁肇中：谢谢。5月15日发射成功后，我收到了很多邮件，当时正忙，多数来不及回复，但看到有一封是文汇报发来的，我立即回复了。
笔者：是的，收到您的回信后，文汇报第二天就在一版发表了报道，介绍了您就读者关心的问题所作的回答。文汇报科技部要我转达对您的感谢。
丁肇中：我给你看当时的这段录像。（丁教授点击自己电脑显示屏上的一段视频，挂在墙上的大屏幕上出现了奋进号发射时的场景。）你看，2分03秒，航天飞机的两个火箭助推器脱落。这时，我才稍放松。航天飞机出事，一般都在这2分03秒之内，这是最为关键，最具风险的时刻。然后，是燃料箱脱落，掉落到印度洋。
好。奋进号已与空间站对接，马上要卸装AMS-02了。在没有重力的情况下，这七吨重的仪器，用手指即可推动。此时AMS与空间站之间的相对速度为零，但国际空间站正以每九十分钟绕地球一圈的速度在运行，绝对速度达到每小时二万公里，吊车必须慢慢地、小心翼翼地将AMS吊起，然后递给空间站上的吊臂，再准确地将其放入预定的位置。为了这个动作，操纵吊车的四位宇航员，在游泳池里训练了一年。
笔者：真是看似举重若轻，实为举轻若重。
丁肇中：是的。这段画面是我在中央控制大厅与宇航员进行对话。首先对话的是机长马克・凯利。这位48岁的空军上校，是资深宇航员，曾多次搭乘航天飞机执行任务，今年一月，他的妻子、国会议员吉福兹遇刺，惊动了全美。他不顾个人悲伤，继续执行这次飞行任务。你看大屏幕，太空中的凯利竟然头足倒立着，所以我脱口而出的第一句话就是：凯利，你怎么头朝下的？凯利笑了：教授，我看到你也是头朝下的。
笔者：噢，这是否就是物理学的基本道理：上与下，不是绝对的;其实，正与反也是相对的吧？
丁肇中：是的。对于反物质世界来说，我们这个正物质世界，不也是“反物质”吗？可见，正与反，也不是绝对的。物理世界，充满了玄机和奥妙。所以，AMS的科学探索，是非常有意义，而且是引人入胜的。奋进号机组一共有六名宇航员，其中有四位是上校，他们来自美国、德国、意大利。你看，他们都很兴奋，每位都讲了话，说能参加这次运载AMS的任务，感到很光荣。相信AMS在国际空间站进行的探索，将给人类带来重大的发现。
观测带电粒子的“哈勃望远镜”
笔者：然而，这么重要的科学实验，却差些半途夭折。听说，事情的转折，是您在美国国会的五分钟演讲。能介绍一下演讲的内容吗？
丁肇中：这不是演讲，是在美国国会听证会上作证。2005年10月，我与夫人正准备去度假，临上飞机前，接到国会的信，参议院的商业、科学、交通委员会邀请四个获得过诺贝尔奖，现在还在工作的人去作证，内容是“美国科学的未来”。我对美国科学的未来不了解，本想不去。我夫人建议，你可以趁此机会，讲一下AMS。于是，我就答应了，并要求在听证会的会场上设两个投影屏幕。我准备了几张图片。旅行期间，我都在做准备，这五分钟内，如何讲好。那天，我前面的两位都是照稿念，我没有稿子，主要是环绕着那几张图片做解释。讲的主要内容，是国际空间站的意义、大爆炸宇宙学是如何来的、为什么国际空间站最适合做这种实验。我讲完后，参议院的委员会主席和很多议员们，问了我不少问题。我当时的感觉是他们对科学很有兴趣。
笔者：议员们提出一些什么问题？
丁肇中：他们有人问：为什么过去我们不知道国际空间站能做这些事情？我说：其实，国际空间站应该能做很多重要的事情；又有人问：现在为什么不能放到国际空间站去？我说：因为AMS-02计划被美国航空航天局取消了。有人还问：AMS-02上面的这些仪器，是怎么制造出来的？我说：这些仪器都是世界上没有的，以前认为，要制造这些仪器很困难，但经过世界各国的共同努力，我们都做出来了。他们又问：美国航空航天局做了什么？我说：这个项目是美国能源部支持的，欧洲、亚洲参与项目的国家都很支持。美国航空航天局不参与实验装置的制造，但负责帮助我们升空，由航天飞机运送到国际空间站。
笔者：现在，大家对国际空间站的未来有很多担忧，最近就有报道说，国际空间站将会变成“空窠”；而您的AMS计划，是否为空间站发挥新的作用提供了机会？
丁肇中：建造国际空间站，花了一千多亿美元，但没有做过重要的科学实验，常常受到来自科学家的批评。因此，应该充分利用空间站这个平台，做地球上无法做的一些基本实验，包括对宇宙的探测。AMS-02就是为此设计的。
笔者：能否这样说：AMS-02开创了在太空探测宇宙射线的先河。
丁肇中：是的。宇宙有两种射线，一种是光子，它没有质量，过去五十年，我们对宇宙的了解，主要是通过测量光子，包括哈勃望远镜。但对来自宇宙的带电粒子，知之甚少。由于这些粒子在进入地球大气层后，被大气吸收或相互作用，所以从地面上测得的宇宙射线，主要是次生粒子。要直接了解来自宇宙的带电粒子，必须到大气层外的太空测量，而空间站提供了这样的条件。AMS-02放在空间站后，将是人类第一次有系统、有计划地测量来自宇宙的带电粒子，包括反物质和暗物质粒子。因此，AMS-02被称为“观测带电粒子的哈勃望远镜”。
笔者：那么，射电望远镜能起这种作用吗？
丁肇中：射电望远镜接受的是电磁波，其实光子也是电磁波，而带电粒子不是电磁波；因此，对宇宙中带电粒子的探测和研究，还基本处于空白。我们相信，对宇宙带电粒子的测量，一定会大大地丰富人类对宇宙的既有认识。
我们每天都在与宇宙对话
笔者：AMS-02在国际空间站已有三个月了，您能否透露一下，已有什么发现吗？
丁肇中：几乎所有采访我的人，都提出了这个问题。我可以告诉你，这三个月来，AMS-02所收集到的宇宙射线数据，已达到五十亿个，超过了以往五十年科学家获得的宇宙射线数据总和。比我们原先预计的多了五倍。如果AMS-02能在国际空间站工作二十年，收集的数据将超过5000亿个。
笔者：一个数据，是否就代表着一个带电粒子？
丁肇中：是的。尽管我们还不能说在这么多的数据中，已经发现了什么，但我们已看到了能量高达2400亿电子伏的带电粒子。来自宇宙的高能粒子，能量远远高于加速器中的粒子。加速器产生的粒子，能量最高是10的12次方电子伏，即一万亿电子伏；而宇宙射线的粒子能量，最高的可达到10的20次方电子伏，比大型加速器产生的粒子，能量还高一亿倍。
笔者：加速器对于物理学的发展，尤其是高能物理学的发展，起到了重要的作用；但是，随着加速器越造越大，投资越来越高；而正如您所说的，宇宙其实就是一座能量最高的加速器。AMS项目，就是利用这座宇宙加速器，把粒子探测器搬到了太空。这对于高能物理的研究，是否开辟了一条新的途径？
丁肇中：我们所在的CERN，地下一百米深处有世界上最大、能量最高的加速器，周长27公里。再要造更大的加速器，就没有那么容易了。美国原要建造周长八十一公里的超导超级对撞机（SSC），最后放弃了。所以，粒子物理学再要向前发展，找到新的粒子，越来越困难。在这种情况下，借助于宇宙这座能量更高的粒子加速器，是一种办法。为此，产生了一门新的学科――粒子天体物理学，把研究微观的粒子物理学和研究宇观的天体物理学彼此结合了起来。AMS就体现了在这两个方向上的结合。
CERN对我们的工作非常支持，称AMS-02项目是“缩小版的CERN”，特地为我们建造了这幢独立的实验楼。
笔者：我觉得CERN是非常有远见的，他们把发展的视野，从地下拓展到了太空。怪不得这几天我看到一批批参观者，来参观这幢实验楼。你们这里已成了CERN的一道新的风景线。
丁肇中：他们很有兴趣，CERN不仅有世界上最强大的对撞机，还有这么一个能与宇宙对话的实验室。
笔者：你们每天接收、分析这么多来自宇宙深处的信息，二十四小时地保持着与宇宙的联系。那么，在与宇宙的对话中，宇宙将会告诉您什么？
丁肇中：我想，宇宙首先会告诉我们，在它的深处是否隐藏着一个反物质的世界？根据大爆炸宇宙学，宇宙开始的一瞬间，产生的物质与反物质应该是等量的。但是，为什么包括我们自己在内的世界，都是由正物质构成的，那些反物质到什么地方去了？还有暗物质，究竟是什么？这就都是AMS-02探测的目的。我刚才说过，我们收集到的宇宙射线数据，已超过了我们预想的五倍，所以AMS-02还会有什么新的发现，现在很难预见。物理学实验，往往会“有意栽花花不开，无心插柳柳成荫”，而新的发现可能和原来想象的完全不同，甚至一点关系也没有。为什么呢？因为这是在科学的最前沿做探索，你面对的都是新的、未知的东西，假设你能预先推测到的话，就没有什么意义了。
笔者：AMS-02在国际空间站将工作这么长时间，一定会有很大的收获，在人类未知的领域，对宇宙、对新的粒子，获得新的发现。我想，全世界都将期待着这些新发现。您领导的AMS项目，真是意义重大。
丁肇中：谢谢。

台湾物理学家李世昌谈AMS的研究意义――“此曲只应天上有”
丁教授走出了第一步

宇宙射线的研究，对粒子物理学做出过重大的贡献，第一个反物质――反电子就是1932年在宇宙射线中发现的。上世纪五、六十年代，对粒子的研究转移到了加速器。于是，加速器越造越大，CERN的大型加速器，周长已经做到27公里了。再要做更大的，没那么容易，而且要采用新的加速技术。通过高速粒子的对撞，人类的视野已能深入到比原子核小一万倍的范围，如果还要再提高对撞粒子的能量，已近极限；而宇宙射线的粒子能量，要远远高于加速器的粒子能量。所以，粒子物理学再要向前，就得转变思路，包括回归到对宇宙射线的研究。AMS的实验，把粒子探测器搬到了太空，这是前所未有的。丁先生走出了第一步，他是这个领域的先锋，是敢于“第一个吃螃蟹”的人。在未来的五十年、一百年，这很可能成为粒子物理和天体物理学研究的主导方向。
带电粒子会偏转，不像光子不会偏转，知道它是从哪个星系来的，这就是以前为什么大家不去看带电粒子的道理。一是没有条件，二是不知道它从哪里来的。所以，如何从这些高能量的带电粒子中看出名堂，要有经验的积累，要不断学习；而你不去看，就不知道；去看了，才能发现新的东西。丁先生带领我们走出了这第一步；后面的人，可能比我们有更多的发现。尽管科学发展的进程中，走第一步总是会遇到有人反对的。
反物质没有完全湮灭
现在的理论为了解释反物质的缺失，认为在宇宙诞生的最初一秒钟之内，反物质和正物质就彼此发生了湮灭，由于正物质略多于反物质，于是少量正物质幸存了下来，组成了我们这个物质世界。按照这个假说，能够幸存下来的正物质，应该非常少，而大部分在与反物质的湮灭反应中，变成了光。那么，宇宙中光子与物质的比率，光子应该高出许多；但是天文观测的事实，证明这个比率并没有想象的那么大，可见反物质并没有完全湮灭。那么，这些反物质究竟到何处去了？
最近，CERN宣布捕获了存在时间长达16分钟的反氢原子，而这些反氢原子的光谱，与氢原子的光谱是完全一样的。这就让人想象：假如宇宙中有反星球，那么它发出光的光谱，与其正物质的星球是完全一样的。你怎么能知道，目前我们从光谱中知道的一颗遥远的星球是正物质星球，还是反物质星球？
寻找暗物质要有新思路
暗物质是这么一回事：宇宙中的物质，比我们目前了解的物质要多得多，可见有新的物质。这种新物质有重力，但没有其它三种作用力，即强作用力、弱作用力和电磁作用力。这是一种新的物质，而且是一种很稳定的物质。如果发现，可能有新的基本粒子，而且粒子很重，可能还有新的作用力存在，与目前所知物质的作用力不同，可能是第五种作用力，但这种作用力非常弱。在许多天文观测中，已经证明有这种物质。譬如光子通过一个星系，会产生偏转，但这种偏转，有的要比我们原先推测的大很多。目前，大家都在找暗物质的粒子。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，探测器也可能会放到卫星上，卫星可以调整方向，可以对准某个有超高能量辐射的星体或区域。超导磁体也可以不用液氦，而用太阳能冷却。这是今后的发展方向。甚至可以把探测器放到月球上。中国正在发展登月技术，现在就可以培养这方面的人才，希望将来能在这方面有所作为。
（姚诗煌整理）

中国多所大学和科研机构参与AMS项目――小木屋里的年轻人

丁肇中接受文汇报专访

在AMS实验楼旁，一幢不起眼的小木屋里，有几位中国年轻人。他们是AMS项目组的小人物，却来自中国几座最优秀的大学；他们如今虽只是默默无闻的科研配角，却耳濡目染着科学大师的魅力和风采，将成长为明日中国的科学栋梁。
直接领略大师的个人魅力和工作精神
今年八月的日内瓦特别热。中午，山东大学的几个小伙子在宿舍里自己煮着饭，热得干脆光了膀子。年轻的王坤和田富中都是博士，来这里才几个月。已是讲师的罗峰，则“资深”多了。他说，自己在2004年就参加这个项目，来到CERN时，孩子刚满月，现在已两岁了。虽然常惦念家里，但能代表学校在这里工作，身感责任重大。
山东大学负责AMS热系统的研究与设计。打个比方，就是为AMS量身订做一套既能御寒又能降温的特殊衣服。AMS在太空环境下，每九十分钟内，温度大起大落，忽而零下40摄氏度，忽而零上60摄氏度；而各个探测器及电子设备的温度变化必须保持在1摄氏度范围内。这个热系统要兼备散热和保温两重功能，其研制的水平及质量直接决定着AMS的工作状态、运行寿命及实验可靠性。山东大学与麻省理工、苏黎世高工及美国航空航天局(NASA)的科学家一起，对AMS在各个季节的温度、运行方式，以及空间站的方位，做了全部的热模型和热模拟，提出了不同结构形式的散热元件，在保证系统的高效散热以及温度场均匀性和稳定性要求下，设计了AMS在国际空间站环境下运行的热控制系统。整体设计通过了美国航空航天局的严格评估与实验。AMS-02升空后，山东大学热科学研究中心主任程林教授获得了美国航空航天局的特别嘉奖。
罗峰说：“能参加这项世界级的科学合作，是一个很好的学习机会；尤其是能与大师一起工作，直接体会到他的个人魅力和工作精神，对于我们是非常难得的。在这里可以专心致志地做自己该做的事，不受杂事干扰，这种工作氛围，是搞好科研的重要条件。山东大学热科学研究中心先后有30多个人来这里工作过，学校很重视这种参与国际科研合作的经历，将这作为人才培养的重要途径。”
太空技术也能惠泽大地
丁肇中多次向我提到，中山大学为AMS研制出世界最先进的两相冷却系统。原来，AMS-02的各个子探测器中，有一个重要的核心探测器――硅微条探测器，它位处中心，四周由真空包围，而真空是不传热的，那么其产生的热量如何才能发散呢？这个难题由中山大学承担了。“我们利用导热性能好的材料，把每层硅微条的热量散到周围，再通过铅管中二氧化碳的相位变化，把热量扩散出去，严格控制温度。”中山大学的一位年轻博士小吴告诉我说，去年AMS探测器在荷兰测试时，其控温稳定性达0.04度/小时，比允许值高了近两个数量级，丁教授对此给予高度评价:“你们应该对此感到自豪。”现在，它在太空中的温度变化，也都在1度之内，达到了非常理想的效果。
据介绍，这种二氧化碳二相回路热控制系统还能应用于其他领域，具有广泛的社会效益。它既可以运用于航空航天领域，如登月、飞船等；同时能惠泽民用设施，诸如机房节能、电子元件的冷却等。目前，二氧化碳两相热控系统已列入国家“十二五”规划。
年轻的博士说：“这段经历使我们培养了自信、积累了经验，同时也锻炼和发挥了能力。正如我们许校长指出的，学习和积累了丰富的大型国际合作项目研发和管理经验，锻炼和培养了承担国际最高水平研究项目的整体能力。”
生活艰苦精神充实
欧洲核子中心集中了全世界3000名科学家在此工作，导致了住宿的紧张。据说周边的农宅都成了科学家的宿舍。东南大学两位都姓熊的年轻人，就住在附近的法国人家里，自行车车程半个小时。这段距离，白天算不了什么，但值夜班回家时，在没有路灯和自行车专用道的公路上骑行，就有点悬了。法国公路上常有飚车者，连丁肇中都替这些骑车族捏着一把汗。大熊想买辆二手车，车都看中了，但涉及手续繁难，计划落了空；小熊另辟蹊径，在靠近CERN的一家旅馆找到了床位，但要与中山大学的小吴合用一个单间，房间里只有一张床，个子较瘦的小熊干脆在沙发上安了铺。
小熊是个上海女婿，小夫妻俩在浦东金桥置了房。虽说工作不同城，但从南京到上海毕竟方便。如今，这位“沙发客”要在这儿工作一至两年，我问他能行吗？他爽朗地说：“行。这儿虽说生活艰苦，但精神充实。”东南大学为AMS承担了数据处理的重任。宇宙射线的数据通过美国NASA的KU波段传回地面中心，中转后传到瑞士日内瓦欧洲核子研究中心，随后传到东南大学的AMS-02数据处理与分析中心，并通过云计算平台，为世界各国物理学家提供了数据共享和协同工作的环境，对AMS-02实验科研价值的充分体现具有举足轻重的作用。
骄阳下的小木屋，室内十分闷热，但这并不影响这些年轻人专心致志地在电脑上工作。小熊说，这里条件虽艰苦些，但科研环境非常好，譬如说资料打印，只要工作需要，打印再多都不受限制。参与AMS研究项目近10年来，东南大学培养了一大批从事空间探测的高水平科研人员，自己虽是小字辈，但也承担了重任。小伙子自豪地说：“能参加这样大型的国际合作项目，是人生幸事。在这里随时可以与各国的科学家交流，学习他们的宝贵经验，一年胜读几年书。”他告诉我，通过AMS-02海量数据处理，能够有效提高我国在海量数据存储、大规模并行计算、面向海量数据处理的科学计算环境等领域的研究水平，对形成自主知识产权，提升国际竞争力，具有现实的意义和广阔的应用前景。

丁肇中始终未忘自己是一名华裔科学家――期望中国科学有更大贡献

作为一名华裔科学家，丁肇中始终关注着中国科学的发展。获得诺贝尔物理学奖的第二年夏天，丁肇中带着妻子和女儿一起来华，邓小平接见了他。当邓小平知道他的父亲丁观海先生很思念大陆后，立即让有关部门安排，设法让丁老先生从台湾转道东京到北京，参加了国庆观礼，并与分离了数十年的亲人相聚。
丁肇中与中国国家领导人有着很好的关系。他说，邓小平对物理学很有兴趣，又是四川人，而丁肇中在重庆住过，所以他们一见面就讲四川话，有很多共同语言。江泽民、胡锦涛都在瑞士参观过丁肇中的实验室，了解AMS研究项目的情况。温家宝在担任副总理期间，还曾来丁肇中家作过客。宋健、朱光亚、路甬祥、陈佳洱、张存浩、严东生等科学家，丁肇中都比较熟悉。
丁肇中对中国高能物理的发展一直十分关心。自1975年起，丁肇中每年都要来中国，到各个大学和科研机构讲学和开展学术交流。
1977年，邓小平在接见丁肇中时说，中国发展高能物理急需培养一批实验人才，希望派中国科学家参加丁肇中的实验组。自1978年后，一批批的中国物理学家和研究生到丁肇中领导的实验组工作和学习。这也是当时中国首次参与国际大型科学合作。北京正负电子对撞机建成后，在对撞机上做物理实验的科技人员，大多数都在丁肇中领导的实验组工作和学习过。丁肇中希望中国能为基础科学研究作出更大的贡献。他将基础科学与应用研究的关系，比喻为一座金字塔，塔底部是基础研究，应用研究依托于这个底部，不断向上延伸和生长。由于新的应用不断扩大，金字塔的高度在不断增高，底部则向微观和宏观这两个方向不断拓展。在微观层次，从原子、原子核到基本粒子、夸克，由此产生了半导体、激光、超导、核能、核医学等一系列的应用领域。而在大尺度的宏观层次，随着人类的视野由行星、恒星、银河系向更广阔的宇宙伸展，一系列过去无法预料的应用领域也随之而生，如气象卫星、通信卫星、精确定时、卫星导航等。AMS对宇宙射线的探测，在微观和宏观两个方向上都处于金字塔底部的最外沿。尽管这类最前沿的基础研究，会因为远离现在的日常生活而受到人们的诘难和质疑。但没有任何理由可以断定，今后这座科学金字塔不会继续拓宽和长高。
丁肇中说，我们常听到这样的争议：是支持无用的基础科学，还是将资源集中于技术的转化和应用研究?从历史的观点看，后一种观点是目光短浅的。如果没有对基础研究和教育方面的投入，发展经济的实用主义途径是不可能持久的。从发现一个科学新现象到这一科学成果的应用，大约需要二十年至三十年时间。对政治家和企业家来说，这一时间显得过于漫长了。他们更愿意在自己的任期内看到科学研究带来的效益，但基础性研究常常会让他们感到失望。尤其当研究工作深入到未知领域时，科学家很难做出短期的预言和展望，很难保证某一项研究一定会获得成功。实际上，在科学研究领域，错误常常是成功的一个组成部分。因此，对于基础研究，需要给予充分的自由空间和长期的守望。需要有一批痴情于科学的人，长年累月、坚持不渝、皓首穷经，才能不断地有所突破和发现。
许多人认为，如果一个国家想要在技术和经济方面具有竞争力，必须集中于能立即有市场效益的实用型技术的发展。然而，如果一个社会将自己局限于技术转化，那么经过一段时间后，当基础研究不能发现新的知识和新的现象后，也就没有什么可以转化的了。为此，丁肇中说，他始终记着1977年8月邓小平对他说的话：对科技工作要想得远一些，看得宽一些。
丁肇中说，目前世界遭遇金融危机，但无论是在美国或欧洲，对基础性研究的支持者，仍不在少数。人们认为：越是遇到危机，越需要借助科学的力量。他说：“中国的领导人，都很重视科学技术，对AMS项目也表示了浓厚的兴趣。中国有多所大学和科研机构参与了AMS项目，并做出了重大贡献。现在中国的经济发展迅速，经济实力大为提高，与我当年离开大陆时已不可同日而语。我1948年离开上海时，到处是难民，民不聊生；而今天中国已能成为科学大国，这是很不容易的。希望中国能对基础研究有更多的投入和支持。”