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    行業新聞

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    從物理實驗中獲得的體會

    發布日期:2016-08-22    【字號:  
      許多人認為,如果一個國家想要在技術和經濟方面有競爭力,它必須集中于能實際有市場效益的實用性技術的發展,并使經濟持續發展。從歷史的觀點來看,這觀點是錯誤的。如果一個社會將自己局限于技術轉化,顯然,經過一段時間,基礎研究不能發現新的知識和新的現象后,也就沒有什么可以轉化的。所以,物理實驗箱技術的發展是生根于基礎研究之中。
      實驗是自然科學的基礎,理論如果沒有實驗的證明,是沒有意義的。當實驗推翻了理論后,才可能創建新的理論,但理論不可能推翻實驗。
      給大家介紹幾個我做的實驗。
      實驗1
      很早以前,中國人就認為世界是由金木水火土構成的。到19世紀初,周期表被發現,當時所有人認為最簡單的東西是近一百個周期表上的元素,再后來就認為原子核是最基本的東西,到了20世紀70年代,我們又發現原子核里面幾百個基本粒子是最基本的,現在我們又知道6種夸克和3種電子是最基本的。所以,物理學的知識是隨著時間而變的。
      1974年前物理學界認為,宇宙最基本的結構是三種夸克,我就問,為什么只有三種夸克?為了尋找新夸克,70年代初我設計了一個實驗,實驗要求精確度是極高的,相當于在北京下雨時,每秒鐘有100億個雨滴,如果有一個雨滴是不一樣的,必須在一秒鐘之內找出來。當時,大家都相信只有三種夸克,這三種夸克已經可以解釋所有已知的物理現象,所以,我設計的這個“麻煩”實驗不受物理學界歡迎。而1972年,美國的布魯凱文實驗室接受了我們的實驗,為了從100億個已知粒子中找到一個新粒子,這個實驗,必須每秒鐘輸入100億高能量的質子到探測器上,在這么多的質子輸入探測器所產生的放射線會徹底破壞探測器,對工作人員也是非常危險的。因此,必須發展全新的,精確的,在非常強的放射線下能正常工作的全部儀器,也必須設計安全的屏蔽系統。為了保護人,先用5噸的鈾,100噸的鉛,然后用10000噸的水泥,把這些放射性去掉。最后用了肥皂,因為含水最多,所以用了5噸肥皂吸收了中子。開始向美國政府請求經費買5噸的肥皂,后來麻省理工學院說,不用美國政府出,由麻省理工學院出。正是這么多屏蔽,一個小時以后,輻射區的放射能量為5倫琴/小時,還是非常非常危險的。
      兩年以后,我們果然發現了一種新的粒子,它有一種特殊現象,壽命比已知的粒子長10000倍。新的粒子發現以后,很快同樣壽命的粒子也被發現,它的重要性類似于我們發現一個偏僻的村子里所有的人不是一百歲,而是一百萬歲。新粒子的發現,證明了宇宙中有新的物質存在,它們是由新的夸克組成的,所以我們把它命名為J粒子。J粒子的發現,改變了物理學家長期認為世界上只有三種夸克的觀念,改變了人類對于物質基本結構的認識。繼J粒子之后,人們又找到了新的粒子,現在我們已經知道,世界上至少存在6種不同的夸克。這個實驗的發現讓我拿到了諾貝爾獎。
      拿到諾貝爾獎以后,我就跟瑞典皇家科學院說,諾貝爾獎一百年了,從來沒有人用中文,所以我要用中文作報告,當時美國大使來找我說:“你出生在美國,為什么用中文?”我說:“中國是世界上最古老的文明,所以我要用中文?!边@是我當時說的。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,因此想借這個機會向在發展中國家的青年強調實驗工作的重要性。中國有一句古話,“勞心者治人,勞力者治于人”,這種落后的思想,對在發展中國家的青年們有很大的害處。事實上自然科學理論不能離開實驗的基礎,特別是物理學就是從實驗產生的。
      我的第一點體會,做事情要對自己有信心,做你認為正確的事,不要怕困難,更不要因為多數人的反對而改變。

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