仰望宇宙的仰望宇宙的““对话对话””（附照片）（附照片）——本报独家专访诺贝尔奖获得者丁肇中教授来源:文汇报 作者:姚诗煌 日期:2011.10.18 版次:17仰望宇宙的“对话” ——本报独家专访诺贝尔奖获得者丁肇中教授姚诗煌物理世界，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WASTAG$$;;$$WASTAG$$;;$$WASTAG$$; 大图：阿尔法磁谱仪 2 号在国际空间站吊装 ;$$WASTAG$$;右下、左下小图：在指挥中心的丁肇中与宇航员对话，倒立着的是机长资料照片) ;$$WASTAG$$;右下、左下小图：在指挥中心的丁肇中与宇航员对话，倒立着的是机长资料照片) ;$$WASTAG$$; 。