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青岛新闻网6月21日讯
昨天下午,诺贝尔物理学奖得主、美籍华裔科学家丁肇中教授一行来到青岛,继昨日山大威海分
校的演讲之后,今天下午2时丁肇中将在其父丁观海的母校——中国海洋大学为海大学子发表精彩演讲,并接受海洋大学授予的“客座教授”称号。届时,新闻网记者将赴海大进行全程直播,以下是文字直播实录:
主持人:尊敬的丁肇中教授、尊敬的夏耕市长,各位领导,各位来宾,老师们,同学们,大家下午好!
今天有着八十多年办学历史的海大校园,迎来了一位尊贵的客人,他就是让所有中华儿女倍感骄傲和自豪的世界著名物理学家诺贝尔物理学奖获得者丁肇中教授,首先让我们以热烈的掌声为丁肇中教授及家人的到来表示最诚挚的欢迎。
下面请允许我介绍出席今天聘任仪式和学术报告会,并在主席台前台和听众席前排就坐的领导和嘉宾。他们是:世界著名物理学家诺贝尔物理学将获得者丁肇中教授;丁肇中教授的儿子克里斯托弗·丁先生;中共青岛市委副书记、青岛市市长夏耕先生;青岛市人民政府秘书长马泽先生;青岛市外办主任赵雪芳女士,中国工程院院士、中国海洋大学管华诗教授;中国海洋大学副校长吴德星教授。出席今天仪式和学术报告会的还有中国海洋大学的党政领导、师生代表岛城新闻界和广大市民朋友也来到现场,让我们以热烈的掌声欢迎大家的到来。
各位领导,各位来宾,下面我们将非常荣幸地聘请丁肇中教授为我校名誉教授,聘任仪式现在开始。仪式进行第一项,请中国海洋大学副校长吴德星先生宣读丁肇中教授简历。点击查阅简历:http://photo.qingdaonews.com/website/web/dingzhaozhong/detail.asp?id=654
主持人:下面进行第二项:请中国海洋大学校长管华诗院士为丁肇中教授颁发聘书;
仪式进行第三项,请教师和学生代表为丁肇中教授佩戴校徽和献花;
仪式进行第四项,请校长管华诗院士代表中国海洋大学向丁肇中教授赠送礼品;
老师们、同学们,这个礼品是我们学校精心制作的丁肇中教授的父亲在我们学校有关工作和学习的照片和档案。
仪式进行第五项,让我们以热烈的掌声欢迎丁肇中教授讲话。
丁肇中:尊敬的校长、夏市长,各位老师,各位同学,中国有一句话说“树高千丈,落叶归根”。我是树高一丈,落叶归根,我也非常高兴能到这儿来接受这个荣誉教授,对我个人来说是非常大的意义。
下面就不多说了,等一会儿我向大家介绍一下我所做的事情。
主持人:谢谢丁肇中教授讲话,仪式进行第六项,请校长管华诗院士讲话。
管华诗:尊敬的夏市长,尊敬的丁教授,尊敬的老师们、同学们,首先我请允许我代表中国海洋大学对丁教授的到来和作为名誉教授,表示诚挚的谢意。
成为了海大的名誉教授,我相信所有的海大人都和我一样感到兴奋和激动,我们知道丁先生在物理学里作出的卓越贡献,1976年在斯德哥尔莫被授予诺贝尔物理奖,在诺贝尔的奖品第一次颁发之后,经过了整整的43个年头,被诺贝尔奖第一个用占世界四分之一的中国人的语言—汉语讲演。
成为中华民族的骄傲,丁先生到了海大并欣然接受聘任,这无疑是海大的一个大幸事,也是现行海大的历史渊源的美好延续,从学校的历史档案中,我们荣幸地发现丁先生的父亲我国当代著名的教育家丁关海先生,他青年时曾在校园就读于海洋大学的前身国立海洋大学。由于1945年8月回到故地,任教于当时的国立山东大学,我们海大人似乎已经分享到先生的荣光,丁先生是一位世界著名的物理学家,他曾经说过:任何的科学研究最主要的是看他对于自己从事的工作有没有兴趣,换句话说,有没有事业心,正是凭着这种事业心,他可以三天三夜的待在实验室里,守护在自己的仪器之间,不知疲倦地进行自己的实验,也就是凭着这种事业心,他和它的助手们渡过了一又一个的不眠之夜,终于得到让世界共知的荣誉。他还说过在雨季的时候一个城市也许降落下千万雨滴,如果其中一滴有着普通的颜色,我们就必须做那一滴。丁肇中先生就用这样的精神,在所有实验研究当中所具有的复杂性和艰难精神,这两句话正好反映了一个优秀科学家所必须具备的,丁肇中先生走遍海大,对海大特别是海大的年轻人带来的科学思想和科学态度,未来的几年,海大将全面推进“九八五”二期建设,努力构建有国际水平的国家海洋科研中心,我们非常需要丁先生这样科学的指导,非常需要让丁先生的进取精神科学态度和科学思想融入到海大师生的工作和学习中去,这应该是我们聘请丁先生最终极的意义所在。让我们以热烈的掌声感谢丁肇中先生受聘海大。
祝丁肇中先生在青期间顺利、愉快,谢谢大家!
主持人:谢谢管校长。各位领导,各位来宾,老师们,同学们,刚才我们十分荣幸的聘请丁肇中教授名誉教授,表达了我们全体师生对丁肇中教授无比的敬意,丁肇中真情切意的讲话也给予我们莫大的鼓励,我们在此深表感谢。当前中国海洋大学正处于发展的关键时期,我们衷心地期盼得到丁肇中教授的指点和帮助,推动学习加快发展,在沿着创造美好征程中,不断贡献自己的力量。此时此刻我们满怀感激的凝集,在促成丁肇中教授中国海洋大学这次具有历史意义的会面中,我们尊敬的夏耕市长起到了重要的作用,在此,请让我们以热烈的终生向夏市长表示最诚挚的谢意和最崇高的敬意。
管华诗:老师们,同学们,我们尊敬的丁肇中先生光临海大,不仅欣然接受了我们的聘任,而且给我们发表讲演实验物理,现在让我们以热烈的掌声获得诺贝尔获得者中国著名的海洋大学名誉教授丁先生演讲《我所经历的实验物理》。
丁肇中:我向大家介绍一下我所经历的实验物理,物理学是个自然科学,物理学的基本原理就是非常简单的。第一个实验就是测量电子的半径,是1956年,他们因此而获得诺贝尔奖,但是到了1964年哈佛大学的专家们所做的实验就证明了量子电动力,它的半径是十的负13。那时候我刚刚得到博士学位,这些专家们都是世界上有名的专家,所以没有人认为我能够做这样的实验。因为这个实验太重要了,所以我就决定从事这个实验,用不同的方法。在1966年我在德国用不同的方法做了这个实验,证明量子电动学的确是正确的,电子是没有解决的,这是实验的结果和理论的预测,实验的结果完全符合理论的预测,在理论电子半径里这是表示电子是没有的。
所以我的第一个体会就是不要盲从专家的结论,因为我开始做实验的时候,那些都是很有经验的物理学家,这个实验基本上是我的第一个实验。
第二个实验是新粒子家族的的发现,就是刚才吴教授和管校长说的。到了70年代所有基本粒子都可以归结为三种组成的存在。我问的问题是为什么只有三种?我为了找新的粒子存在的物质,这个实验的要求就提高了,相当于北京和青岛下雨的时候,每秒钟有一百亿的,假如中间有一个黄颜色的,就可以找出来,所以是比较困难的。所以这个实验当时在世界上受所有物理学家的不欢迎,大家认为只有三种符号,三种符合可以解释所有的物理现象。当时没有人认为能作出这样困难的实验。所以这个实验几乎被世界上每一个实验室所拒绝。这是当年做这一次的实验,这是丁粒子探测器,最初设计的是8000多个,加上五吨的油和一百吨的废渣。
所以在1974年我在美国的布鲁海温国家实验室发现这个粒子的时候,有两种测试,第一种测试是对已测试的,更重要的是发现这个以后发现这个东西。这是什么意思?大家知道在青岛或者山东能活到一百岁左右,假设有人活到百万岁的话,或者是十万岁的话,是不是觉得很奇怪了吗?所以这表示有新的物质存在。
所以丁粒子的发现,在此期间人们普遍认为世界上只有三种物质,认为世界上只有三种观念改变了人类对基本物理的支持和认识。现在我们知道到至少有六个不同的夸克。
第二个体会就是说对科学有信心,不要因为反对而改变。只有几个人把人的感念推翻了,科学才能前进。
第三个实验是1974年加速的发现,在1974年就是最大的正电子对撞机,建设最佳的磁铁,在这个地方,原来实验的目的是测量电子的半径。在77年8月,邓小平建议每年有十个科学家参加我的工作,从1977年到现在中国科学家作出了很多很重要的贡献。
假如真正存在电子对抗的话,产生三分钟的现象就表示交子的存在。这是《人民日报》的头版79年9月5号关于交子的发现。这是1997年9月11号《参考消息》转载《纽约时报》,中国科学家也加入这次实验,在活动史上这是第一次,也是中国的一大贡献。
所以我的第三个体会就是说做科学研究对意料以外的现象有了充分的准备,这是原来的目标。
第四个实验就是在欧洲核子中心的L3实验,这个实验做了20年,从1982到2003年,问题是什么?到底有多少个电子?电子有多大?电子能不能变成最小粒子?到底有几种夸克,夸克有多大?为了做这个实验,过去二十多年我在对抗机上做过,这个是法国,这个是日内瓦的飞机场,夏市长还到我家去过,我家就在这儿。
所有的仪器看起来是非常复杂,它的基本原理是非常简单的。一千亿电子的正电和一千亿电子的负电对撞,大家都听说过宇宙是从哪里来的?爆炸以后温度非常高。有大爆炸的时候,大爆炸来了,我们到实验室将爆炸的时候记录,这是这个实验。这个实验还是比较大的,大概有六层楼那么高,有一万个磁铁和三百吨的油。上海的贵和连锁做了这个晶体,这个晶体是比较特殊的,它的密度和钢是一样的,有一部分是透明的。
这是首次美国、苏联、中国、欧洲搞的大型的活动,原来是16个国家,苏联解体以后就变成19个国家。有600个科学家参加这个大型活动。
这是中国参加的,实验的结果也是《科学美国人》杂志对抗以后产生很多很多的历史,分析这些历史,有270篇文章、有300个博士学位。所以重要的结果可以写在三句话上,这是很奇怪的事情,我们天天用电,电是导线,永远找不到电子半径多大,半径是十的负13。作为我的第四点体会就是选国际上最主要的、科学上最重要的题目,是参加国最大的幸福,人家参加、支持你,是因为这个题目他很有兴趣,最重要的对贡献大的国家要有优先的,得到国际上的公认,这样才能得到参加国家的优先进去。
第五个实验介绍中国作出重要贡献的国际空间站上的AMS实验就从1994年到现在大家做,实验的目的是在大家都知道在宇宙中有两种不同的宇宙线,一种是光,过去四十年里面许多的重要的都是研究自外光,H光,有人造卫星,过去有四十多个诺贝尔奖,可是宇宙线里面除了光里面还有带电的粒子,带电的粒子。因为它带电一定有矢量,因为有矢量经过大地,被大地吸收了,所以研究它一定要在外星空,因为它带电必须要有磁铁,而至今没有进到太空中,这是主要的原因。
我们这个实验是三年中有655个处理器,有30万的数据采集器,这是看起来很复杂,原理非常简单的,这是第一个探测器,第二种,第三种,第四种、第五种。
人生病的时候到医院去做一个透视,就会分辨出不同的光线。
理论是什么?大家都说过宇宙是爆炸来的,假如爆炸是真空的话,一个是正电子,一个是负电子,有一个物质就有一个反物质,要不然不会是真空的。我们现在知道从爆炸以后慢慢慢慢膨胀,温度慢慢冷缩下来,现在有150亿年的历史,有夏市长、有管院士、有各位,由反物质所组成的宇宙到哪里去了,所以我们要做个实验,就是要由反物质组成宇宙。
1928年英国科学家狄拉克所提出的反物质里面,由于发现反物质后,在1933年获得诺贝尔奖,他提出的理论,量子的公式质量都是成平方的,他就问,负子量是什么意思?同时就推出反物质,因此他获得诺贝尔奖,所以夏市长得诺贝尔奖还是很容易的,也有人说,有一个神经不正常的人,某位天才的物理学家提出一些观点,这些是有创造性的。
在1965年,《纽约时报》上将物理学家发现反物质的发源之后,包括对夏市长来说可能更重要的是在莫斯科讨论的经济改革了。
在65年5月14号《参考消息》上说,《纽约时报》,下面说蒋帮中央日报,报道《纽约时报》,介绍我们实验。
假设宇宙真的是大爆炸来的,有正物质组成的宇宙,有反物质组成的宇宙,有正物质组成的物质里面有正派,有反派,因为原则上反原则相反的,所以要找反原子必须要用这些来测量。由于物质和反物质的互相严密的组成,所以不能在地面上探测空间,为什么要做这么大的实验,放在天上做三年的实验?因为三年以后你就会测量到20亿的原子核不同不同的原则,假使测量到20亿的正的原子核还没有找到一个负的话,就表示已经找到和建立边缘反物质的存在了。这就是说为什么要说这么大,要在天上这么久的原因。这是反物质不存在的话,大爆炸对理论就很难得到论证。
现在介绍一项实验,这个实验是国际空间站上的唯一的实验,国际空间站是在夜空中除了月亮和星星以外最亮的星,它宽80米,有16个国家,造价大概是10的—11次方亿美金。经过大量的国际竞争以后,这个试验项目很侥幸地我们获得。
我们这个实验也是首次美国、中国、俄罗斯的国家之间的合作,美国包括我在麻省理工学院,还有墨西哥、芬兰、法国、德国、意大利、荷兰、葡萄牙、俄罗斯、瑞士,中国包括山东大学,航天国际学院还有他们的中央研究院,中央大学等,还有韩国,总共有56个大学和研究所,有600个科学家。
我不知道夏市长注意到没有,台湾的人特别喜欢用是中央这两个字。
我参加的有山东大学,航天学院等等,所以我说把所有的名字记起来的话,可能少一千个人,这一个实验也是美国政府宣布美国和俄罗斯的国际空间上的重要活动,中国的科学家也非常重视这个实验。
没有人成功的把质谱仪放在空间站上,原因大家想一想非常简单。这是过去四十年来没有人能够解决这个问题的主要原因,这个问题很侥幸地被我和建工所解决了,解决了以后我们就决定先把仪器用永磁做出来,放在航天飞机上试飞一次看看原理是不是这个,这是朝阳大学的仪器用永磁来做。第一个科学这是用永磁做出来的,这是磁场的分布,它不用磁铁,不漏磁,不影响宇航人在航天上的工作。没有磁器,换句话说,不随着地球磁场来转,这原理是什么从外面看出来?这个磁场与那个磁场取消掉,所有磁场的理念,这是不同的。
这个磁铁是建工所做的,然后经过美国宇航工程师的检验,这个质谱仪做好了以后,在美国的肯德基发射场做最后的检验,第一是98年6月2号,最初两分钟是由两个固体火箭的燃料,每一个都250吨,最初两分钟从上到下三分之一点火,一点火是没办法存在,所以最初两分钟是最危险的时候,两分钟以后,两个固体火箭就离开了美国海边再用。然后800吨的液体燃料箱,供发动机飞行八分钟,八分钟以后这个桶就掉在印度洋里就不用了,然后天上飞行十天,到了要降落下来的时候,把飞机头掉过来,一掉过来就减低速度,一掉过来以后就滑行到发射站,所以他上升的火箭在天上是卫星,下来是飞机。
这是在天上飞行的时候我们的仪器,这是由俄罗斯和平号以每小时2700公里速度飞行。这个实验就发现很多新的现象,第一个现象,在赤道上空间四百公里的地方,有一个绕着地球的环,里面有六十一件磁体,第二个现象就是发现地球是中性的,负电子和正电子应该是一样多的,随着纬度与赤道附近,正电比负电多四倍,这是不可想象的事情。更不可想象的事情我们就知道宇宙中有氦、还有两种同位素,一个是氦4,一个叫氦3,这是能力与纬度的分辨,在所有的后方的质量是3.65氦,只有离赤道很近能量很低的地方它的质量是2.86氦3,所以非常奇怪有宇宙的存在已经有50亿年了,是很难想象的事情。
这也是九八年世界十大科技新闻,装有中国制造的最大的磁铁,还是在美国发现号飞机升空。做完了这以后知道这个原理了,原来的就不要了。用同样的原理对完成新的仪器,加上一层、两层、三层,外面的专门放在国际空间站上。这个仪器我们在很多大学里面有专门的实验室,在德国亚琛的大学,在德国动粒子加速器,瑞士的高中,美国和台湾的大学专门设立实验室。
这是已经做完的磁微槽探测器,我们家所有的人都参加这个实验了,我太太也参加了这个实验。中国大学和美国的麻省理工学院合作,做什么呢?做非常简单的事情,就是说我们的空间有探测仪器,但是这个仪器坏了你怎么办?在里面你可以授意你的学生或者你自己去修,到了天空上了天以后这是不可能的,所以在天上坏了地面可以检验。
广东的中山大学和麻省理工学院合作什么?里面的仪器用的是两千瓦的电。山东大学和美国的麻省理工学员和美工的航天局做什么?就是总共有两千瓦的电,怎么样用散热器把它散掉,这是非常非常困难的事情,这是以前没有做过的事情。美国的麻省理工学院和台湾应该说是作出世界上最先进,另外我们有650个不同的空间处理器,比现在美国的麻省的“天泰”用的快十倍左右,怎么办?就是自己设计,自己设计以后让台湾的中山科学院做,这个就需要新的太空技术。所以这些仪器在四个国家里面已经做完了,今年和明年我们在西欧核子中心把它组装起来。有一个专用的航天飞机把我们的仪器带到空间站上,由宇航员把我们的仪器拿出来放在空间站上。
现在再讲一个更重要的新的技术用在天上,这是我们发展出来的就是超导现象用在天上,在1911年荷兰人发现导线力,把它冷却到零下270度的时候原子就不动,原子不动的时候电子就会碰到阻力,它和应用超导是非常困难,就是说要避免矢抄?矢抄是什么意思?在一个磁铁里有好几面导线,但是这个导线和那个导线一不小心碰到就会产生热,产生热就会动,这个热了以后就影响这个原子,所有原子振动走过的话就产生热,这是电灯原理。所以这就是经过这么多年慢慢用超导的原理,超导是个非常重要的物理现象,过去一百年了有四个诺贝尔奖研究对舆论上的超导的研究。
现在北京的实验物理上有很大的超导事情,这是个六层楼高的楼,这是现在山东大学的参加这次实验做得很大的超导实验。超导技术也可以用在得新的发电技术上,这是来自前苏联所谓直流体动力发电,是用原子反应堆产生电流,这样的话就产生动力。
因为在超导里面会促成很多的能量,甚至在日本利用专门用超导做的线圈来辐射能量,用什么用处?就可以永远的不会断电,如果发电厂里面万一有断电的话,就会把超导电用上。前苏联现在是俄罗斯,作为空间超导思想很有兴趣,在六十年代苏联就放在人造卫星上做超导实验,在八十年代也做了超导磁铁,主要是放在空间能源的促成和放射线的,超导磁铁经过这个线圈的时候,放射线经过线圈磁场以后又会被摔掉。同时俄罗斯的空间原子反应堆的能源系统,能源反应堆就产生超导发电。所以主要用于超导发电用处。
所以从六十年代起苏联、俄罗斯多次做超导在空间的实验,可是始终没有做过超导式太空的困难。所以参加我们的实验。所以我们的实验得到了大量的俄罗斯政府的支持,就是每年我和俄罗斯的能源部的部长两次会议,从整个冷学系统安装都是经费来自于俄罗斯政府。
中午吃饭的时候和夏市长谈到,夏市长问我每年来几次山东?我说最多一次。很不幸运每年要到这儿两次。到山东来有很大的兴趣,尤其是吃饭。
这是超导线圈,外面冷学式有零下摄氏度,这以前是不可能的,这是已经报完的超导线圈,是一立方米生产强度是8600,重两吨。这是在瑞士制造中2500,直径是2.7米厚,是3个毫米。这是直径3个毫米的真空盒正在做实验,上海的交通大学和美国的麻省理工学院和瑞士的某高中做地面的科技,就是当我们磁铁放在航天飞机的时候,要冷却到零下270度,这个系统在发射台上,一个地方十米,做这个冷却系统是一个比较先进的技术。做这个磁铁我们会发展新的空间技术是什么?
第一个就是我们发明的新的超导线圈,我们做完了以后放在零下270度里,然后我们做振荡实验,看看磁铁适不适合,结果非常安全,除了把发火机放在旁边以外,原因是我们在这个超导线之外放了一层高层的纯度是百万分之二十。
同时要把射线冷却下来,我们要非常效率高的,在美国最好的用在空中火箭上的是两种,怎么办?就是设计,在设计室把它造出来。
还有一新的仪器就是怎么样在空间传授动力,所以我们就设计了机芯泵,所以只有一个加速器,当这个温度比这个温度高1%度,高一度、两度很容易,高1%度不容易,因为普通的流体是永远从热胀冷缩,超流正好是反过来,这样的话可以防止。
经过一百多年的研究超导科学才能得到实际运用,现在普遍利用在医学上,应用在物理上,利用在能源的构成上,用在现在发展的超导可以用在长期战略航天的飞行。
现在向大家介绍一下美国宇航局将来的航天计划,第一步就载人到月亮,在月亮上建立基地,第二步就载人到火星上,到火星上就稍微比较困难了,因为来回要三年,同时早上和晚上的温度差一百度。第一步没有人的卫星降落在火星上,检查火星上的机器的性能,然后在受人到火星上,在火星上当然希望回来了。现在我想介绍一下怎么样能保证宇航员能回来,载人到火星和月亮上最大的危险是宇宙射线,我们在地面上最主要的原因我们上面大概一公尺,假使我们离开地球以后,没有大气层,没有市场保护,每年有三十个单位,九十个单位的宇宙线,致命的是三百个,作为这个就不太准确,也没有办法做这种实验。这个事情是正确的,所以一定要把这个想办法去掉,同时还有更重要的就是太阳黑斑每十一年有一次,这个宇宙射线从清到汉都有,怎么样测定密度射线?唯一的办法是用超导技术,向我们所做的超导磁铁,你把它换九十度以后,宇宙线进来以后经过这个磁场就转掉。这是第一点。
第二点光里面是没有磁场的,所有磁场应该是先开在里面,所有载人在舱里面是没有磁铁,这是非常重要。还有超导射线可以用的空间能源和推进系统,怎么做?就是原子反应堆,原子反应堆经过超导磁铁以后,这样是唯一到火星上,多少年没有人做过,就是没有人能把超导磁铁放在身上。
再说一个非常贵的实验,有人说你这个实验这么贵,还不如直接把磁铁放在身下去还便宜一点。就是说你做这个实验到底有什么结果?到底有什么重要性?现在向各位介绍一下到底什么结果?介绍一下近代物理的发现。六十年代,世界上最高的加速器,原来的目标是派粒子和直体相互作用,磁铁的发现是两种多功能体,七十年代是两个最大的费米实验加速器专门做实验。在七十年代世界上对最先进的原来在13所发现了部分,在德国汉堡三十个原来是对电子半径,结果发现交融。
在2000年,世界上最大的地下实验室在日本,哈佛望远镜,换句话说,作为一个新的仪器我们向政府要经费,对原来的目标磁器的发现,原来的目标一点关系都没有。为什么?因为这是最新的,没有人能找到的,要是知道的话就不会用了,所以我说向各位介绍我们要找反物质,假使这个实验不出现的话,我们发现的像今天所说的一点关系都没有,这是对前沿科学最主要的原因。
第一个放入太空的大型探测仪器,所以我们说的第五点体会给诸位说说,自然科学的研究只有第一名没有第二名。谢谢大家!
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