丁肇中

丁肇中

丁肇中(Samuel Chao Chung Ting )(1936.1.27.-),華裔美國籍,1936年1月27日生于美國密歇根州安阿伯城,祖籍中國山東省日照,美國實驗物理學家。

1959年密歇根大學畢業,1960年、1962年先後獲理學碩士和哲學博士學位,1978年獲榮譽理學博士學位,1967年至1968年任美國馬薩諸塞理工學院物理系副教授,1969年任教授,1975年當選美國藝術與科學學院院士。

1974年他與美國加州斯坦福大學教授裏希特幾乎同時發現新的基本粒子-J粒子(這種粒子的壽命等于其他任何粒子的一千倍),即第4種誇克的束縛態,因而同獲1976年諾貝爾物理學獎和美國政府的勞倫斯獎。

現任美國麻省理工學院教授,中國科學院大學(國科大) ,四川大學(川大)名譽教授 。曾獲得1976年諾貝爾物理學獎。他曾發現一種新的基本粒子,並以物理文獻中習慣用來表示電磁流的拉丁字母"J"將那種新粒子命名為"J粒子"。江蘇省政府科技顧問

  • 中文名
    丁肇中
  • 外文名
    Samuel Chao Chung Ting
  • 國籍
    美國
  • 民族
    漢族
  • 出生地
    美國密歇根州安娜堡
  • 出生日期
    1936年1月27日
  • 職業
    物理學家
  • 畢業院校
    密歇根大學
  • 主要成就
    發現J/ψ介子
  • 獲得榮譽
    諾貝爾物理學獎
  • 其他成就
    發現丁粒子,獲得諾貝爾物理學獎, 被美國政府授予洛侖茲獎, 義大利政府授予特卡斯佩裏科學獎

人物簡介

1936年,丁肇中丁肇中訪談出生在美國密歇根州的安娜堡,他的父母原本希望他出生在中國,不過當他父母在訪問美國的時候,他提早出生了,因為這個小意外,丁肇中具有了美國公民的身分,在出生的兩個月後,丁肇中隨父母回國。由于中國那時處于戰亂時期,丁肇中童年時並未接受傳統教育直到他12歲,而主要由他的父母在家裏教育他。丁肇中12歲時到了台灣,經過不足一年的刻苦努力,以優異的成績考入了台北市成功中學。一年後轉學到建國中學就讀。1955年高中畢業後,丁肇中考進台南市的台灣省立工學院(今國立成功大學)機械工程系。1956年,由于其中一個科目被當,心有不滿的他前往美國密歇根大學修習工程學、數學和物理學。1959年,獲得數學和物理學學士學位。1962年獲得物理博士學位。

丁肇中丁肇中

1974年,丁肇中與美國加州斯坦福大學教授伯頓·裏克特幾乎同時各自發現新的基本粒子-J/ψ基本粒子。1976年,兩位教授因此獲得諾貝爾物理學獎及美國政府的勞倫斯獎(Ernest Orlando Lawrence Award)。他是首次用中文在頒獎典禮發表演講的科學家。他在演講中強調實驗和理論工作同樣重要。

人物經歷

1975年當選美國藝術與科學學院院士 。他是美國科學院院士,研究方向是高能實驗丁肇中:我所經歷的物理實驗電動力學、電弱統一理論、量子色動力學的研究。他所領導的馬克·傑實驗組先後在幾個國際實驗中心工作。

2000年受聘為日照職業技術學院名譽院長

2005年6月18日,受聘為曲阜師範大學名譽校長。

2005年6月18日,蜚聲中外的物理學大師丁肇中攜妻將子回到故鄉山東日照尋根祭祖。

2011年12月21日,受聘為華東師範大學名譽教授。

2012年12月,受聘為哈爾濱工業大學“空間環境地面模擬設施”國家重大科技基礎設施建設科技咨詢委員會主席。

2013年3月9日受聘為中國測繪科學研究院特別顧問。

2014年10月18日受聘為中國科學院大學(國科大)名譽教授。

丁肇中的思維與交流方式極其獨特,初次與其交流會讓人覺得他思維混亂。但仔細聽來就會了解到,他的思維並非混亂,而是他想說的事情過于復雜以至于無法用語言合理表示出來。這點是想必聽過他講座的人都深有體會。

2013年4月3日,諾貝爾獎得主、華裔物理學家丁肇中及其阿爾法磁譜儀項目團隊宣布的成果,讓人類在認識暗物質的道路上邁出重要一步。丁肇中團隊借助阿爾法磁譜儀已發現680萬個正電子,這些正電子可能來自人類一直尋找的反物質。

學術思想

科學的重要性  

丁肇中的學術思想的特點是,在科學研究中非常重視實驗。他認為,物理學是在實驗與理論緊密相互作用的基礎上發展起來的,理論進展的基礎在于理論能夠解釋現有的實驗事實,並且還能夠預言可以由實驗證實的新現象。當物理學中一個實驗結果與理論預言相矛盾時,就會發生物理學的革命,並且導致新理論的產生。他根據近四分之一世紀以來物理學的歷史和他親身的經驗指出,許多重要實驗,例如 K介子衰變中電荷共軛宇稱與宇稱復合對稱性(CP)不守恆的發現,J粒子的發現,以及高溫超導體的發現,開闢了物理學中新的研究領域,但這些實驗發現都是預先在理論上並沒有興趣的情況下作出的。又如高能加速器實驗近年來作出的有關粒子物理的基本發現,除W粒子和Z 粒子外,幾乎都是在加速器開始建造時未曾預言過的。他強調,沒有一個理能夠駁斥實驗的結果,反之,如果一個理論與實驗觀察的事實不符合,那麽這個理論就不能存在。他重視科學實驗的觀點,對科學工作者是很有教益的。

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研究領域

發現J粒子,獲得諾貝爾物理學獎

1965年起,丁肇中領導的實驗組在聯邦德國漢堡電子同步加速器(束流能量為7.5×109eV)上進行了關于量子電動力學和矢量介子(ρ,ω,φ)的一系列出色的實驗工作,其中包括光生矢量介子、矢量介子衰變的研究、矢量為主模型的實驗檢驗、ρ、ω、φ介子光生相位的測量和ρ、ω介子幹涉參數的精密測量等,推進了對矢量介子的認識(見介子)。還在實驗上證明了量子電動力學的正確性。

1972年夏,丁肇中實驗組利用美國布魯克海文國家實驗室的3.3×1010eV質子加速器尋找質量在(1.5~5.5)×109eV之間的長壽命中性粒子。

1974年,他們發現了一個質量約為質子質量3倍(質量為3.1×109eV)的長壽命中性粒子。在公開發表這個發現時,丁肇中把這個新粒子取名為J粒子,“J”和“丁”字形相近,寓意這是中國人發現的粒子。與此同時,美國人B.裏希特也發現了這種粒子,並取名為ψ粒子。後來(1975)人們就把這種粒子叫作J/ψ粒子。J/ψ粒子具有奇特的性質,其壽命值比預料值大5000倍;這表明它有新的內部結構,不能用當時已知的3種味的誇克來解釋,而需要引進第四種誇克即粲誇克來解釋。J/ψ粒子的發現大大推動了粒子物理學的發展。為此丁肇中和裏希特共同獲得1976年諾貝爾物理獎。

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當時,新聞界有一個誤會:以為J粒子就是“丁粒子”,是丁肇中以姓氏來命名的。其實,這純屬巧合。丁肇中的本意是,想用這個粒子來紀念他們在探索電磁流性質方面,花了10年時間才獲得的這項重要新發現。加之物理文獻中習慣用J來表示電磁流,因此,丁肇中便以拉丁字母“J”來命名這個新粒子。

量子電動力學

丁肇中的研究工作以實驗粒子物理、量子電動力學及光與物質相互作用為中心。

到目前為止,他在學術上的主要貢獻有:(1)反氘核的發現;(2)25年來進行了一系列檢驗量子電動力學的實驗,表明電子、μ子和τ子是半徑小于10-16釐米的點粒子;(3)精確研究矢量介子的實驗;(4)研究光生矢量介子,證實了光子與矢量介子的相似性;(5)J粒子的發現;(6)μ子對產生的研究;(7)膠子噴註的發現;(8)膠子物理的系統研究;(9)μ子電荷不對稱性的精確測量,首次表明標準電弱模型的正確性;(10)在標準模型架構內,證實了宇宙中隻存在三代中微子

熱心培養高能物理人才

1981年起,丁肇中組織和領導了一個國際合作組——L3組,準備在歐洲核子中心預計在1988年建成的高能正負電子對撞機LEP上進行高能物理實驗,將在質心系能量為1011eV能區中尋找新粒子,特別是電弱理論預言的黑格斯粒子(見黑格斯機製),並研究Z0及其他粒子物理新現象。L3組目前共有包括中國在內的約13個國家近400名物理學家參加。

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丁肇中熱心培養中國高能物理學人才,經常選拔中國青年科學工作者去他所領導的小組工作。他是中國科學技術大學等校的名譽教授,中國科學院高能物理研究所學術委員會委員。

領導“阿拉法磁譜儀”實驗探索反物質

1998年6月2日,美東部時間凌晨6時零9分,發現號太空梭騰空而起,機內載中、美等國共同研製的“阿拉法磁譜儀”進行運行實驗,此舉揭開了人類第一次到太空尋找反物質和暗物質的序幕。

阿拉法磁譜儀實驗是一個大型國際合作科學實驗項目,實驗由丁肇中教授領導,包括美國、中國、義大利、瑞士、德國、芬蘭等國家和地區的37個研究機構的物理學家和工程師參加,僅中國參加的科學家和工程師就不下200人,其目的是尋找太空中的反物質和暗物質。

這次在太空梭上運行的“阿拉法磁譜儀”傳回的資料,從接收到的1%資料判斷,它工作正常,並出現了預想的反質子,但由于數量太少,尚無法說已經發現了反物質。阿拉法磁譜儀將隨太空梭于本月12日返回地面。下一次將在2002年再一次進入太空,並在太空逗留3—5年,今年下半年將組建阿拉法太空站,第一批組件將于1998年11月20日首次進入太空。

獲得榮譽

由于丁肇中對物理學的貢獻,他在1976年被授予諾貝爾物理獎,並被美國政府授予洛侖茲獎,1988年被義大利政府授予特卡斯佩裏科學獎。他是美國國家科學院院士,美國文理科學院院士,蘇聯科學院外籍院士,中國台北中央研究院院士,巴基斯坦科學院院士。他曾被密歇根大學(1978)、香港中文大學(1987)、義大利波洛格那大學(1988)和哥倫比亞大學(1990)授予名譽博士學位。他是中國上海交通大學、華東師範大學和北京師範大學的名譽教授,是曲阜師範大學、日照職業技術學院名譽校長。

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1977年 獲美國工程科學學會的埃林金獎章。

1988年 獲義大利陶爾米納市的金豹優秀獎及義大利布雷西亞市的科學金獎章。

2005年 世界物理年活動日前在歐洲啓動。他領導著來自美、法、德、中等14個國家43所一流大學和科研院所的581名物理學家,在日內瓦建造的世界上能量最大的正負質子對撞機上,探索宇宙中的新物質、反物質。

人物軼事

不放過任一個難題

丁肇中的祖籍是山東省日照市濤雒鎮。父親丁觀海、母親王雋英皆任教于大學。1936年丁觀海和已有身孕的妻子王雋英到美國進行學術訪問時,王雋英意外早產。這個提前來到人間的嬰兒,就是丁肇中。

1948年冬,丁肇中開始接受正規教育。受家庭的影響,他對學習一絲不苟,讀書專心致志,遇到疑難問題,便找遍書本,務必得到答案才肯罷休。一次物理老師出了一道思考題,很多同學想了想覺得很難就放棄了,等著老師講解,丁肇中不是這樣,他吃飯想、走路想,別的同學都出去活動了,隻有他還對著那道題苦苦思索,一個小時過去了,兩上小時過去了……終于想到了解決問題的方法,他馬上跑到圖書館查找資料驗證自己的方法是否正確,直到確認自己的解題方法沒有錯誤,他才滿意而去。課堂上他聚精會神地聽課,不論對自己的答案有沒有把握,他總是第一個舉手回答老師的提問。課後和同學們討論問題時,往往要辯論到“甚解”才肯罷休。他的課餘時間大部分是在圖書館度過的,很少與同學一起打球、看電影。他認為“最浪費不起的是時間”。

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由于丁肇中勤奮刻苦,各門功課成績優良,尤其突出的是數理,這為他實現終身的奮鬥目標打下了扎實的基礎。

決定當實驗物理學家

1956年9月,丁肇中依依不舍地告別了父母赴美國學習。開始了在密歇根大學的艱苦學習。在大學期間,丁肇中能打破書本的局限去理解物理現象。他認為“作為一個科學家,最重要的是不斷探尋教科書之外的事物。”

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丁肇中經過三年的努力,獲得了數學和物理學碩士學位,之後又在密歇根大學物理研究所攻讀了兩年,提前獲得博士學位。他本來想成為一個理論物理學家,但有兩件事促使他改變了自己的志向。一件是在研究所中,他虛心向烏伯克·凱斯等學識淵博的名教授請教,他們都非常喜歡這個勤奮的中國學生。烏倫伯克教授告訴他:作一個實驗家比理論家有用。另一件是進研究所的第一個夏天,有兩位教授正在進行一項暑期實驗工作,缺少一名助手,丁肇中應邀參加了實驗。從此,他與實驗物理結下了不解之緣。

關心祖國科學發展

丁肇中雖然入了美國籍,但他深深地知道他的根在中國。為了祖國高能物理的發展,他不辭辛勞,遠涉重洋,多次來大陸從事學術交流和參觀訪問,介紹國際高能物理的發展,努力促進國際物理學界同中國物理學家合作。在他親自指導和無微不至地關懷下,從事研究的中國科學工作者有的已經在歐美獲得了博士學位。他不僅為中國培養了一批實驗物理的科研人才,而且還熱心為祖國培養實驗物理的研究生而努力奔波。現在他受聘出任中國科技大學名譽教授。丁肇中說:“四千年以來中國在人類自然發展史上有過很多重要貢獻,今後一定能作出更大的貢獻。我希望在自己能工作的時間內,為中國培養更多的人才。”

人物語錄

1、在我做尋找新粒子的實驗尚未成功之時,人們說我是傻子,因為成功的可能性極小。但當我找到新粒子的時候,人們又說我是天才───其實,傻子與天才之間隻有一步之遙。要永遠對自己充滿信心,做自己認為是正確的事﹔同時,要對意料之外的現象有充分的準備。總之,要實現你的目標,最重要的是要有好奇心,不斷地追求,再加勤奮地工作。

2、“科學很大一個作用是滿足人的好奇心,這是人和動物的最大區別。”

3、“能考第一名當然好了,但考試是考以前的經驗和知識,而科學恰恰是質疑前人的知識,通過實驗創造新的知識。”

4、“最浪費不起的,是時間。”

5、“就是因為國沒了,所以才跑到台灣去了。”

人物自傳

1976年諾貝爾物理學獎得主丁肇中在1980年寫了一篇自傳性的文章《在探索中-一個物理學家的體驗》。這篇文章一開頭,就引用了葉劍英元帥的《攻關》詩: 攻城不怕堅,攻書莫畏難。 科學有險阻,苦戰能過關。

1936年

丁肇中說他于1936年1月27日出生在美國,但出生3個月後,父母又把他帶回到中國。他說:"由于當時中國的境況,我一直是一個難民,不斷地從一個地方逃到另一個地方。當然,那時使我不可能得到任何的正規教育。"在他12歲時,隨全家遷往台灣,才進中學讀書,因而十分珍惜上學的機會。高中時,他特別喜歡理化,刻苦鑽研,成績很好,他的一個同學曾在畢業紀念冊上給他這樣的贈言:"你的理科可以說在班上無敵手,我希望你集中全力向理科進攻,發明幾個丁氏定律!"中學畢業後,丁肇中被保送進台灣成功大學機械工程系。1956年他20歲時隻身赴美,進密歇根大學,于1962年獲得了物理學博士學位。丁肇中選定了實驗物理作為他的主攻方向。1972年他領導一個小組在紐約的布魯克國家實驗室進行了一系列實驗去尋找新的重粒子。對于實驗的艱巨性和復雜性,他曾經這樣比喻道: " 在雨季,一個象波士頓這樣的城市,一分鍾之內也許要降落下千千萬萬粒雨滴,如果其中的一滴有著不同的顏色,我們就必須找到那滴雨。"

丁肇中

1974年

1974年11月12日,在實驗室裏夜以繼日地工作了兩年多,全力攻關的丁肇中向全世界宣布,他的小組發現了一種未曾預料過的新的基本粒子-J粒子。這種粒子有兩個奇怪的性質:質量重,壽命長,因而它一定來自第四誇克,這推翻了過去認為世界隻由三種誇克組的理論,為人類認識微觀世界開闢了一個新的境界,被稱為是"物理學的十一月革命"。

1977年

1977年秋,丁肇中訪華期間向鄧小平建議中國科學院派遣物理學家參加他的實驗小組工作。自1978年1月他迎接第一個中國物理學家小組迄今十年來,已有上百人去到他的身邊。他說:"與中國的合作令人滿意。"他還說:"

丁肇中

這幾年,中國科研人員的貭素有了很大改善從領導到一般科技人員,都大大年輕化了。科學,尤其是自然科學的重要發現都靠年輕人。像牛頓、法拉第、李政道楊振寧,他們的重要發現都是在年輕的時候。因此,我對科學院年輕的科技人員抱有很大的希望。"

最新動態

2013年,哈爾濱工業大學校長王樹國10月17日會見諾貝爾物理學獎得主丁肇中教授,並代表學校與丁肇中教授研究團隊簽署關于空間粒子物理研究合作備忘錄。王樹國強調,雙方聯合開展空間粒子物理研究意義重大,將對物理學界的發展起到引導作用;如果有重大發現,將對人類社會的發展產生重要影響。 

哈工大副校長韓傑才介紹了哈工大與丁肇中教授研究團隊聯合開展空間粒子物理研究的意義、方案和前期的工作構想並對雙方合作提出希望和建議。丁肇中教授也結合科研經驗提出了未來合作研究的構想。

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