原创梦

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科学发现的几点体会

丁肇中

1964年，在哈佛和康奈尔大学进行的一个实验表明，电子的半
径在10^－13至10^－14厘米左右，这个实验结果与理论预言不符。
1948年所作出的理论预言认为，电子是没有半径的。

我当时刚刚获得博士学位，认为应该重复一下这个实验。可是
在美国，所有的人都认为这是第一流的专家所做的实验，不必来重
复这个实验。所以，直到1965年，我到了现在德国的同步加速器实
验室，才有机会来重复这个实验。

1966年，我们用不同的方法做了一个实验，发现电子的半径确
实小得无法测量。我们的实验结果和理论的预言是完全符合的。完
全的符合就表示电子没有半径。

所以，我向年轻的科学家要讲的第一个体会，就是不要盲从专
家的结论。

20世纪70年代，人们已经知道所有的基本粒子是由3种夸克来
组成的。我的问题是，为什么只有3种夸克？为了寻找新夸克，我
决定建造一个高灵敏度的探测器。这个实验比较困难，同时所有的
人都认为只有3种夸克，因为3种夸克可以解释所有的现象，所以这
个实验在费米国家实验室和西欧核子中心被拒绝了，所有的加速器
都不愿意做这个实验，认为是不可能的。

终于在1972到1974年之间，我们在布鲁克海文国家实验室用一
个比较低能的加速器来做这个实验。当我们完成这个实验时，我们
发现了一种新的夸克。这就表示，以前说只有3种夸克的观念是错
的，有第四种夸克。有了第四种，那可能就有第五种、第六种，把
以往的观念改变了。

所以，我的第二个体会是：对于自己应该有信心，做你自己认
为是正确的事情。

我们现在已经知道，所有的粒子都有反粒子。反物质的存在是
1927年由英国科学家狄拉克提出来的。他注意到，在相对论和量子
力学中，质量都是成平方的。质量成平方，就可以表示成（质量）
×（质量），也可以表示为（－质量）×（－质量）。所以狄拉克
就问：负质量有什么意义？从这儿就推测到反物质理论。

这表明两个事情：第一，拿诺贝尔奖是非常容易的；第二，一
个天才和一个神经不正常的人的距离是很小的。

现在，我们在做一个在国际太空站上找反物质宇宙线和暗物质
的实验，发现了很多想象不到的现象。第一个不能想象的结果是发
现在赤道上面，正电子数目比负电子数目多4倍。第二个比较难以
解释的，就是在赤道上空有离地面400公里、长4200公里、厚10公
里、能量达40亿电子伏特级的质子环，进去和出来的质子是一样
多。

我有一个“理论”，绝对正确，可以告诉大家。在加速器实验
的发展史上，过去50年里面，尽管我们为了获得经费，要写一个申
请报告书，设定一个目标，说服政府的人投钱做加速器实验，可是
往往实际的发现跟原来的目标根本没有关系。

我已经花费了很多时间，解释我最新的实验怎么重要，可以找
暗物质、找反物质。但是，根据以前的经验，要是有发现的话，跟
我刚才所说的目标可能一点关系也没有。原因是，这是一个到太空
中的质谱仪，是在探测一个全新的领域。

所以我的第四个体会就是：要实现你的目标的话，最重要的是
要有好奇心，对自己所做的事情有兴趣，不能因为别人反对你就停
止。而且，你对意外的现象要有充分的准备。

　　《人民日报》 (2000年05月02日第五版)
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