編者按 今年是諾貝爾物理學獎獲得者丁肇中先生發現J粒子50周年，J粒子的發現被全球物理學界稱為“11月革命”。祖籍山東的丁肇中在尋根之旅中曾多次親臨日照市科技館的建設現場，日照市科技館常設展廳也展示了丁肇中探索物質世界的科學實驗與發現。本報特邀日照市科技館館長李志毅撰文，回顧J粒子的發現歷程，走進丁肇中的物理世界。
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2024年度的科學界熱詞中，J粒子一定擁有“姓名”。50年前，丁肇中發現J粒子，兩年后獲得諾貝爾物理學獎。
如今，88歲高齡的丁肇中還活躍在科研一線。他沒有退休，仍是一個超大型國際合作項目阿爾法磁譜儀（AMS）的首席科學家。
AMS實驗是他在耄耋之年仍全身心投入的唯一工作。每天早上7點起床，一直工作到晚上七八點，不分周末，極少社交。
若想理解丁肇中，唯一路徑就是理解他的物理世界。
結緣物理，沒聽媽媽的話
1936年1月27日，丁肇中在美國密歇根州安娜堡州立大學醫院里降生，早產了兩個月。父親丁觀海和母親王雋英原本希望他出生在中國，但還未回國，他就提早出世，用丁肇中的話說，“意外”成為美國公民。
出生3個月后，丁肇中回到中國。正逢日軍侵華，一家人顛沛流離，九死一生。
從山東日照輾轉到重慶落腳，日本人的轟炸，幾次打斷了他的上學路。即便在家，父親也常常向他講述法拉第、牛頓、愛因斯坦和馮·卡門等科學家的故事。在父親的熏陶下，丁肇中幼小的心底萌生了成為一名科學家的想法。
“戰爭的好處是，我可以不必上學。”丁肇中這樣詼諧地形容童年時光，逃課、避難、爬樹、站在碼頭上朝日本軍艦扔石頭。
上大學以前，丁肇中跟粒子物理唯一的關聯，就是聽新聞講到日本廣島和長崎的時候問爸爸，“什么是原子彈？”
回憶最初零散又匆忙的求學經歷，丁肇中很感恩家庭教育，“我的父母從來不管束我，而總是激勵我的興趣，他們從不強求子女在學校中得到好分數?！?/p>
1956年9月，丁肇中開始了在美國密歇根大學的艱苦學習。
一開始他選了機械工程專業，身為土木工程學教授的父親也特別支持兒子從事工程學研究。但老師說丁肇中學不來工程，因為他畫的直線總是不直。他也想過學歷史，但當他發現改朝換代第一件事就是修改史書，就知道自己也學不來這個專業。
決定轉學物理的時候，丁肇中告訴了母親。母親委婉地反對：“學物理，要特別有天分的人才可以?！彼幕卮鸷芨纱啵骸拔以谑澜缟现蛔咭淮危瑧撜兆约旱呐d趣去做?！?/p>
投身實驗，“大鬧物理天宮”
科學世界里，丁肇中常常是那個“把多數推翻的極少數”。他采取的方法很簡單，就是實驗。實驗既是他的基本價值觀，也是方法論。
起初，丁肇中的研究方向是理論物理。轉向是因為他的導師喬治·烏倫貝克隨口感慨的一句話：“一個平庸的實驗物理學家也很有用，因為每一次實驗測量都有意義。但是一個平庸的理論物理學家，什么都不是。整個20世紀對物理有貢獻的理論物理學家，你用手指都能數得出來。”
就這樣，丁肇中毅然投身于實驗物理。
丁肇中的物理生涯可大致概括成6個主要階段，J粒子的發現是第三個階段。J粒子的發現如一枚石子拋進一泓平靜的池水，讓物理界沸騰了。
目前的結論是，夸克是構成自然界基本元素最小的不可分割單元。一直以來，物理學家之間流行的說法是，粒子就像洋蔥，剝掉一層之后，下面總會有另一層。
20世紀50-70年代，人類只發現了3種夸克。丁肇中覺得很奇怪，為什么沒有第四種、第五種？
然而，要想尋找新的夸克，難度極大，丁肇中自己形容“相當于北京下雨時，要在每秒鐘的100億個雨滴中找到一個不同顏色的雨滴”。
1974年11月11日，得益于嚴謹的實驗設計和實驗室的全力支持，丁肇中果然發現了第四種夸克的存在，他把由第四種夸克組成的新粒子稱之為J粒子。J粒子的發現令全球物理學界激動，被稱為“11月革命”。
1976年12月10日，在諾貝爾獎頒獎典禮上，丁肇中先是用中文，后又用英文發表了因發現J粒子而獲得諾貝爾物理學獎的演講：“得到諾貝爾獎，是一個科學家最大的榮譽，我是在舊中國長大的，想借這個機會向在發展中國家的青年們強調實驗工作的重要性……”
科學狂人，把多數推翻的極少數
時至今日，這位實驗物理學家一直在一線做實驗。這次，丁肇中把實驗的舞臺搬到了天上。
時間倒回到1994年，丁肇中做出了一個重大決定。他選擇去做AMS實驗，把一塊“磁鐵”放進遙遠的太空，用來研究宇宙射線的特性和起源，特別是尋找暗物質和反物質。
雖說丁肇中的每次實驗都曾遭到很多人的反對，但AMS遇到的阻力最大。丁肇中自己總結：“這是我做過的最復雜、技術上最具挑戰性的實驗。”同時，將磁譜儀送入太空，在丁肇中之前，從沒有人敢這么想。
此后數年，波折不斷。丁肇中一邊進行實驗準備，一邊游說政府官員。終于，2011年5月16日，美國宇航局“奮進號”航天飛機載著AMS-02探測器正式升空。
“自然科學的發展是多數服從少數，只有極少數人把多數人的觀點推翻后，科學才能向前走?！边@是丁肇中常掛在嘴邊的一句話。過去100年里的宇宙線測量誤差極大，而AMS提供的宇宙線測量結果誤差度小于1%。
太空中的AMS仍在回傳數據，地球上的丁肇中仍在物理和人生之間穿梭，沒有一點要退休的意思。
微塵深處窮真理，銀河漫卷寫此生。丁肇中的物理，讓他永遠年輕。
（作者系日照市科技館館長、研究館員）
本版圖片除署名外均由日照市科技館提供
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