仰望宇宙的「對話」（附**）——本報獨家專訪諾貝爾獎獲得者丁肇中教授
**:文匯報作者:姚詩煌日期:2011.10.18版次:17
仰望宇宙的「對話」 ——本報獨家專訪諾貝爾獎獲得者丁肇中教授姚詩煌
物理世界，充滿了人類未知的玄機與奧妙，以及對未來的展望。
2023年5月15日，在諾貝爾獎獲得者丁肇中的主持下，重達七噸的宇宙射線探測器——阿爾法磁譜儀2號（ams-02），隨著「奮進號」飛向了國際空間站。開始了人類在外太空對宇宙射線的科學探索，這個探索，將給人類帶來重大的發現。
僅最初的三個月，ams-02所收集的宇宙射線資料就超過了科學家在以往五十年中獲取的宇宙射線資料的總和。在歐洲核子研究中心，丁肇中與研究人員二十四小時保持與宇宙的聯絡。它的深處，是否隱藏著乙個反物質的世界？
2023年5月15日，美國奮進號太空梭運載著重達七噸的宇宙射線探測器——阿爾法磁譜儀2號（ams-02），從甘迺迪航天中心公升空，飛向國際空間站。這是奮進號的「絕唱之旅」，也是美國太空梭的最後第二次發射。四天後，奮進號抵達國際空間站，順利地將ams-02卸裝在預定位置，經四小時的除錯，就發回了宇宙射線的資料。
僅最初的三個月，ams-02所收集的宇宙射線資料就超過了科學家在以往50年中獲取的宇宙射線資料的總和。
八月中旬，主持ams專案的諾貝爾獎獲得者丁肇中教授邀請筆者前往ams專案的研究基地——歐洲核子研究中心（cern）訪問。在cern為ams專案新建的實驗樓裡，丁教授向筆者詳細介紹了這一科研專案十七年來的艱難歷程、探索的重大意義以及對未來的展望。
ams的探索，將給人類帶來重大的發現
筆者：丁教授，自2023年您邀請我來cern參加ams-02的一次綜合性匯報會，已經八年了。此期間，ams專案經歷了許多艱難與曲折，終於送上了國際空間站。首先，向您表示祝賀！
丁肇中：謝謝。5月15日發射成功後，我收到了很多郵件，當時正忙，多數來不及回覆，但看到有一封是文匯報發來的，我立即回覆了。
筆者：是的，收到您的回信後，文匯報第二天就在一版發表了報道，介紹了您就讀者關心的問題所作的回答。文匯報科技部要我轉達對您的感謝。
丁肇中：我給你看當時的這段錄影。（丁教授點選自己電腦顯示屏上的一段**，掛在牆上的大螢幕上出現了奮進號發射時的場景。
）你看，2分03秒，太空梭的兩個火箭助推器脫落。這時，我才稍放鬆。太空梭出事，一般都在這2分03秒之內，這是最為關鍵，最具風險的時刻。
然後，是燃料箱脫落，掉落到印度洋。好。奮進號已與空間站對接，馬上要卸裝ams-02了。
在沒有重力的情況下，這七噸重的儀器，用手指即可推動。此時ams與空間站之間的相對速度為零，但國際空間站正以每九十分鐘繞地球一圈的速度在執行，絕對速度達到每小時二萬公里，吊車必須慢慢地、小心翼翼地將ams吊起，然後遞給空間站上的吊臂，再準確地將其放入預定的位置。為了這個動作，操縱吊車的四位太空飛行員，在游泳池裡訓練了一年。
筆者：真是看似舉重若輕，實為舉輕若重。
丁肇中：是的。這段畫面是我在**控制大廳與太空飛行員進行對話。
首先對話的是機長馬克·凱利。這位48歲的空軍上校，是資深太空飛行員，曾多次搭乘太空梭執行任務，今年一月，他的妻子、國會議員吉福茲遇刺，驚動了全美。他不顧個人悲傷，繼續執行這次飛行任務。
你看大螢幕，太空中的凱利竟然頭足倒立著，所以我脫口而出的第一句話就是：凱利，你怎麼頭朝下的？凱利笑了：
教授，我看到你也是頭朝下的。筆者：噢，這是否就是物理學的基本道理：
上與下，不是絕對的;其實，正與反也是相對的吧？
丁肇中：是的。對於反物質世界來說，我們這個正物質世界，不也是「反物質」嗎？
可見，正與反，也不是絕對的。物理世界，充滿了玄機和奧妙。所以，ams的科學探索，是非常有意義，而且是引人入勝的。
奮進號機組一共有六名太空飛行員，其中有四位是上校，他們來自美國、德國、義大利。你看，他們都很興奮，每位都講了話，說能參加這次運載ams的任務，感到很光榮。相信ams在國際空間站進行的探索，將給人類帶來重大的發現。
觀測帶電粒子的「哈勃望遠鏡」
筆者：然而，這麼重要的科學實驗，卻差些半途夭折。聽說，事情的轉折，是您在美國國會的五分鐘演講。能介紹一下演講的內容嗎？
丁肇中：這不是演講，是在美國國會聽證會上作證。2023年10月，我與夫人正準備去度假，臨上飛機前，接到國會的信，參議院的商業、科學、交通委員會邀請四個獲得過諾貝爾獎，現在還在工作的人去作證，內容是「美國科學的未來」。
我對美國科學的未來不了解，本想不去。我夫人建議，你可以趁此機會，講一下ams。於是，我就答應了，並要求在聽證會的會場上設兩個投影螢幕。
我準備了幾張**。旅行期間，我都在做準備，這五分鐘內，如何講好。那天，我前面的兩位都是照稿念，我沒有稿子，主要是環繞著那幾張**做解釋。
講的主要內容，是國際空間站的意義、大**宇宙學是如何來的、為什麼國際空間站最適合做這種實驗。我講完後，參議院的委員會主席和很多議員們，問了我不少問題。我當時的感覺是他們對科學很有興趣。
筆者：議員們提出一些什麼問題？
丁肇中：他們有人問：為什麼過去我們不知道國際空間站能做這些事情？
我說：其實，國際空間站應該能做很多重要的事情；又有人問：現在為什麼不能放到國際空間站去？
我說：因為ams-02計畫被美國航空航天局取消了。有人還問：
ams-02上面的這些儀器，是怎麼製造出來的？我說：這些儀器都是世界上沒有的，以前認為，要製造這些儀器很困難，但經過世界各國的共同努力，我們都做出來了。
他們又問：美國航空航天局做了什麼？我說：
這個專案是美國能源部支援的，歐洲、亞洲參與專案的國家都很支援。美國航空航天局不參與實驗裝置的製造，但負責幫助我們公升空，由太空梭運送到國際空間站。
筆者：現在，大家對國際空間站的未來有很多擔憂，最近就有報道說，國際空間站將會變成「空窠」；而您的ams計畫，是否為空間站發揮新的作用提供了機會？丁肇中：
建造國際空間站，花了一千多億美元，但沒有做過重要的科學實驗，常常受到來自科學家的批評。因此，應該充分利用空間站這個平台，做地球上無法做的一些基本實驗，包括對宇宙的探測。ams-02就是為此設計的。
筆者：能否這樣說：ams-02開創了在太空探測宇宙射線的先河。
丁肇中：是的。宇宙有兩種射線，一種是光子，它沒有質量，過去五十年，我們對宇宙的了解，主要是通過測量光子，包括哈勃望遠鏡。
但對來自宇宙的帶電粒子，知之甚少。由於這些粒子在進入地球大氣層後，被大氣吸收或相互作用，所以從地面上測得的宇宙射線，主要是次生粒子。要直接了解來自宇宙的帶電粒子，必須到大氣層外的太空測量，而空間站提供了這樣的條件。
ams-02放在空間站後，將是人類第一次有系統、有計畫地測量來自宇宙的帶電粒子，包括反物質和暗物質粒子。因此，ams-02被稱為「觀測帶電粒子的哈勃望遠鏡」。筆者：
那麼，射電望遠鏡能起這種作用嗎？
丁肇中：射電望遠鏡接受的是電磁波，其實光子也是電磁波，而帶電粒子不是電磁波；因此，對宇宙中帶電粒子的探測和研究，還基本處於空白。我們相信，對宇宙帶電粒子的測量，一定會大大地豐富人類對宇宙的既有認識。
我們每天都在與宇宙對話
筆者：ams-02在國際空間站已有三個月了，您能否透露一下，已有什麼發現嗎？
丁肇中：幾乎所有採訪我的人，都提出了這個問題。我可以告訴你，這三個月來，ams-02所收集到的宇宙射線資料，已達到五十億個，超過了以往五十年科學家獲得的宇宙射線資料總和。
比我們原先預計的多了五倍。如果ams-02能在國際空間站工作二十年，收集的資料將超過5000億個。筆者：
乙個資料，是否就代表著乙個帶電粒子？
丁肇中：是的。儘管我們還不能說在這麼多的資料中，已經發現了什麼，但我們已看到了能量高達2400億電子伏的帶電粒子。來自宇宙的高能粒子，能量遠遠高於加
速器中的粒子。加速器產生的粒子，能量最高是10的12次方電子伏，即一萬億電子伏；而宇宙射線的粒子能量，最高的可達到10的20次方電子伏，比大型加速器產生的粒子，能量還高一億倍。
筆者：加速器對於物理學的發展，尤其是高能物理學的發展，起到了重要的作用；但是，隨著加速器越造越大，投資越來越高；而正如您所說的，宇宙其實就是一座能量最高的加速器。ams專案，就是利用這座宇宙加速器，把粒子探測器搬到了太空。
這對於高能物理的研究，是否開闢了一條新的途徑？
丁肇中：我們所在的cern，地下一百公尺深處有世界上最大、能量最高的加速器，周長27公里。再要造更大的加速器，就沒有那麼容易了。
美國原要建造周長八十一公里的超導超級對撞機（ssc），最後放棄了。所以，粒子物理學再要向前發展，找到新的粒子，越來越困難。在這種情況下，借助於宇宙這座能量更高的粒子加速器，是一種辦法。
為此，產生了一門新的學科——粒子天體物理學，把研究微觀的粒子物理學和研究宇觀的天體物理學彼此結合了起來。ams就體現了在這兩個方向上的結合。
cern對我們的工作非常支援，稱ams-02專案是「縮小版的cern」，特地為我們建造了這幢獨立的實驗樓。
筆者：我覺得cern是非常有遠見的，他們把發展的視野，從地下拓展到了太空。怪不得這幾天我看到一批批參觀者，來參觀這幢實驗樓。你們這裡已成了cern的一道新的風景線。
丁肇中：他們很有興趣，cern不僅有世界上最強大的對撞機，還有這麼乙個能與宇宙對話的實驗室。
筆者：你們每天接收、分析這麼多來自宇宙深處的資訊，二十四小時地保持著與宇宙的聯絡。那麼，在與宇宙的對話中，宇宙將會告訴您什麼？
丁肇中：我想，宇宙首先會告訴我們，在它的深處是否隱藏著乙個反物質的世界？根據大**宇宙學，宇宙開始的一瞬間，產生的物質與反物質應該是等量的。
但是，為什麼包括我們自己在內的世界，都是由正物質構成的，那些反物質到什麼地方去了？還有暗物質，究竟是什麼？這就都是ams-02探測的目的。
我剛才說過，我們收集到的宇宙射線資料，已超過了我們預想的五倍，所以ams-02還會有什麼新的發現，現在很難預見。物理學實驗，往往會「有意栽花花不開，無心插柳柳成蔭」，而新的發現可能和原來想象的完全不同，甚至一點關係也沒有。為什麼呢？
因為這是在科學的最前沿做探索，你面對的都是新的、未知的東西，假設你能預先推測到的話，就沒有什麼意義了。
筆者：ams-02在國際空間站將工作這麼長時間，一定會有很大的收穫，在人類未知的領域，對宇宙、對新的粒子，獲得新的發現。我想，全世界都將期待著這些新發現。
您領導的ams專案，真是意義重大。丁肇中：謝謝。
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大圖：阿爾法磁譜儀2號在國際空間站吊裝。;$$wastag$$;右下、左下小圖：在指揮中心的丁肇中與太空飛行員對話，倒立著的是機長。(資料**) ;$$wastag$$;右下、
左下小圖：在指揮中心的丁肇中與太空飛行員對話，倒立著的是機長。(資料**) ;$$wastag$$;
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