丁肇中:寻找最神秘的“暗物质”

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  50年前1961年7月15日,苏联宇航员加加林在太空飞行108分钟,成为第一个从太空俯视地球的人。根据解密的苏联档案显示,加加林在上天之前最关心的事情居然是:你们给我带的香肠够吃么?
  50年后的2011年5月16日,美国“奋进号”航天飞机从佛罗里达州的发射中心升空。主持这个历时17年、耗资15亿美元的庞大航天项目的首席科学家,正是丁肇中。
  诺贝尔奖犯了个错误?
  佛罗里达州东海岸的梅里特岛,身高36米多的“奋进号”航天飞机矗立在肯尼迪航天中心的39A号发射井台上,在阳光下显得光彩照人。“奋进号”建造于1991年,是用来接替夭折的“挑战者号”的。1986年1月28日,“挑战者号”在升空73秒之后发生解体和爆炸,7名机组人员全部丧生。太空探索除了风光之外,还有巨大的危险。
  按照原计划,“奋进号”应该在4月29日升空,指令长是马克·凯利,就是遭枪击的女议员吉福兹的丈夫,正在接受治疗的吉福兹也出现在航天中心,此外,美国总统奥巴马一家也兴致勃勃地来到观看,结果,白色的大家伙出了问题,由于电力系统问题,发射被推迟,奥巴马一家只好扫兴而归。
  但是对于75岁的丁肇中来说,29日的问题会紧紧揪住他的心,因为这个他为之倾注心血17年的大家伙是无论如何不能出事的。
  有人将丁肇中的童年称为“吉普赛式童年”,因为那时的他始终在搬家。他1936年生于美国密歇根州,后来在重庆、南京和青岛上学,1948年又去了台湾。经历了密歇根大学、哥伦比亚大学、麻省理工等著名学府的深造后,他“因为发现了一种新的基本粒子”,于1976年获得诺贝尔物理学奖。5年之后,第一架航天器升空。
  “我还记得当时我接了一个电话,我的一位同事对我说,萨姆,从今以后,你的研究会变得更加容易。”那就是丁肇中对航天飞机升空最早的直接印象。“我觉得是诺贝尔奖委员会犯了个错误,别的科学家都是得出成果数十年后才获奖,我的成果出来不到2年就获奖了,或许是激动的心情影响了他们的判断。”丁肇中说。
  从1994年开始,丁肇中投身于“阿尔法磁谱仪2”(以下简称AMS)的工作,这个8吨重的家伙是太空粒子探测器,它将被安放在国际空间站上,可以帮助科学家们寻找那传说中最神秘的“暗物质”。丁肇中是AMS项目的主持者,包括中国科学家在内的600多名科研人员共同完成了这个探测器项目,现在只剩下最后一个环节:把它送到太空去。利用这个探测器在太空寻找暗物质存在证据的难度有多大?丁肇中的同事说,就像是在暴风雨中去跟踪一滴雨的踪迹一般。有美国媒体说丁肇中主持的项目就像是“在倾听最古老的宇宙深处的回声”。
  也有人嘲笑丁肇中说:“为什么你如此痴迷于AMS项目,就像是那些只会说不会飞的地勤人员一样?”
  此时的丁肇中,在想什么呢?
  争议不断的AMS
  丁肇中童年时回到中国,却恰逢日军侵华,他清晰地记得头顶飞过的日本飞机,战争对他的影响就是他没怎么上学,经常在玩。但只要一回到家,丁肇中做大学教授的父母就会对他讲述一大堆故事:牛顿、法拉第、麦克斯韦尔……
  “年轻的时候,我总是不知道该做什么,但是我知道我想成为一名科学家。”1956年,丁肇中回到了他的出生地密歇根,身上只有100美元,那对他来说简直是一笔巨款。饿得发慌的他急不可耐地买了一个汉堡吃,吃完之后他就后悔了,因为汉堡整整花掉了他1美元!揣着99美元的丁肇中发现还有很多事情让他意外:他不怎么会说英语,他没有棉鞋,他之所以进入了一家工程学院,是因为那里有个远房亲戚有免费房给他住。
  怎么样才能更快地融入呢?到橄榄球场上挤呀挤。如今,丁肇中的儿子也是一名出色的橄榄球队员。
  在大学里,丁肇中发现自己对于绘制和阅读工程图纸完全没有天赋,他的长处在于理论物理学和数学。1962年研究生毕业后,他去了瑞士的日内瓦,为欧洲核研究组织(以下简称CERN)工作,AMS就是在那里被安装到一起的。
  工作之初,丁肇中的好奇心总是遭到同行的打击。有物理学家质问他:“三种夸克已经能够解释宇宙中的所有现象,你干嘛还要去找第四种呢,完全没必要嘛!”丁肇中的假设实验也被当时世界上的多家知名研究所给否定了。
  1974年,他与伯顿·里奇同时发现了J粒子,2年后他们共享了诺贝尔物理学奖。瑞典斯德哥尔摩的授奖仪式上,丁肇中坚持用汉语发言,这是诺贝尔奖颁奖礼上第一次响起汉语的声音。
  丁肇中在回忆发现J粒子过程时说:“去找寻一种在自然界中存在但尚未被发现的东西,是多么有乐趣的事情。”或许是这种乐趣,使得他继续去找寻可能在宇宙中存在的暗物质。
  1993年,丁肇中开始思考太空的事情,可时机不对,当时美国取消了对德州一个粒子探索项目的资金支持,很多科学家纷纷离去。丁肇中开始劝说美国能源部赞助AMS项目,但批评者众多,认为丁肇中在浪费大量的钱去探索一种还未在理论上完全证明存在的东西。1998年,AMS的样机搭载“发现者号”航天飞机登上了俄罗斯国际空间站,而且运转良好,这让AMS的投资被追加到了15亿美元,骂声因此更大。
  丁肇中说:“这就是为何我让能源部派一流的专家来看我们的项目,让他们清楚地看到我们做了什么。如果派来的都是三流的专家,他们只会说,为什么能源部投资丁肇中的项目,而不投我的?”
  AMS成了总统选战的话题
  2003年,“哥伦比亚号”航天飞机坠毁之后,几乎所有的航空航天项目都遭到了重新的审视,其他项目的人力和资源都被紧急调回到哈勃望远镜和国际空间站的工作之中。“不是为别的,NASA调我们走只因为它没钱了。”丁肇中解释说。
  2006年,丁肇中再次遭到质疑。欧洲的反物质探测器——“帕梅拉”卫星,在苏联遗留在哈萨克斯坦的火箭发射场升空。丁肇中被讥讽为“花大钱去拣别人的剩饭”,如果有政客插手,资金随时可能被停掉。
  为此,丁肇中特意把办公室搬到了华盛顿,向每一位愿意听他讲述AMS项目的国会议员推销他的项目,就算没人也支持,也不要有人反对才好。
  功夫不负有心人,2008年,美国国会终于听懂了丁肇中的话,通过法案,要求NASA必须追加一次航天飞机发射任何将AMS送到国际空间站去。甚至在总统竞选战中,民主党的奥巴马和共和党的麦凯恩也就AMS展开了各自的话题,奥巴马甚至说美国人要继续探索火星。奥巴马当选后的第3天,航天飞机升空计划被敲定,AMS就是这次飞行的任务之一。
  就在一切就绪之时,丁肇中又变卦了,因为他觉得AMS核心设备之一的超导电磁可能存在问题,3年就会报废,他决定换掉它。这个最后关头的巨大改动,使得“奋进号”的发射时间从2010年的7月推迟到了今年4月,又因为电力系统原因,再次推迟到了5月才最后升空。
  与丁肇中分享诺贝尔物理学奖的伯顿·里奇对此感到并不奇怪,他说:“丁肇中是那种对实验的每一个细节都特别注意的人,他绝对不是那种可以坐在后面指使别人完成实验的人。”
  丁肇中回忆说:“我还记得第一次与NASA负责人见面的情景,他叫丹·戈丁,会面本来计划只有1小时,但是我们聊了3个小时。临走时,他叫住我说:‘你知道,太空是充满敌意的。’起初我并不明白他的‘太空充满敌意’是什么意思,10年之后我明白了,一旦你有任何的细微差错,都无法像在实验室里一样,叫你的研究生去搞定它那么简单。”
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