詩人蒲柏(Alexander Pope)說:「自然和自然法則總是藏在暗夜裡(Nature and nature’s law lay hid in the night)。」
暗夜裡處處有物理的驚奇。
在SARS風暴下,諾貝爾獎得主丁肇中日前來台,獲頒交通大學榮譽博士。平日嚴謹的大師,與二十世紀物理相約的開場白是,「我喜歡在黑暗中說話。」
人類對於未知,就像暗夜迷航。二十一世紀人類最宏偉的科學探索工程——「太空反物質探索計畫」,主持人就是丁肇中。該計畫預計2005年10月發射太空反物質(AMS)磁譜儀,在國際聯合空間站上,長期觀測宇宙射線,以揭開宇宙大爆炸時的「暗物質」與「反物質」永恆之謎。
和物理大師相遇,就像科幻小說一樣驚奇。丁肇中相信,宇宙的另一半空間裡,有一個「反物質」世界;而90%的宇宙,可能是由神祕的「暗物質」統治。
陰陽相生,相生又相剋。到底什麼是反物質?他形容,當物質世界的諾貝爾獎得主丁肇中,和另一個反物質世界的丁肇中握手時,兩人同時消失,幻化成一道白光。
我們一直以為人類存在的世界是「物質」世界,事實上1930年英國物理學家狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac)在粒子加速器中發現,宇宙其實成對創生,另外應該還有一個「反物質」世界。
「國際太空反物質探索計畫」被認為是本世紀初太空高能物理領域最重要的研究計畫,共有十六國,六十多個研究機構,四百多位科學家參與。
國內的中央研究院、中山科學研究院、中央大學、國科會太空計畫室、成功大學,也參與了整個計畫中最重要的電子儀器及超導磁鐵的設計製造及整測。
丁肇中說,AMS磁譜儀內部六百五十個微處理器,全數都由中科院製造。當初美國太空總署對台灣製造(MIT)不放心,在丁肇中拍胸脯負責下採用,試飛結果證實可行,徹底改變MIT的印象,「丁博士給台灣的研究機構站上世界舞台的重要機會,」國科會主委魏哲和說。
接住一滴雨的精神
從「極小」的粒子世界,走進「極大」的宇宙世界,丁肇中的物理人生,充滿傳奇。
丁肇中,是世界知名的實驗物理學家,也是繼楊振寧、李政道之後,第三位獲得諾貝爾獎的華裔科學家。1974年,他利用質子加速器,找到「J」粒子,被證實為第四種夸克,推翻夸克三元說,豐富了人們對微觀物質世界的認知,1976年獲得諾貝爾物理學獎。
得獎的丁肇中有句詩一樣的名言,「在雨季中,一個像波士頓的城市,也許一秒鐘之內降落下千千萬萬雨滴,如果其中有一滴有著不同的顏色,我們就必須找出它……。」
接住一滴雨的精神,讓丁肇中縱橫微觀與巨觀世界中,跨世紀站在物理的最前簷。
稱丁肇中為老師的中央大學物理所所長張元翰形容,如果大師可以做物質組成分析,除了物理,還是物理,「你很少看得到有人能像他一樣,為了物理的真理,如此不近人情。」
對他認為對的事情,十分堅持。丁肇中向來對反對的聲音相應不理,「因為要把別人的觀念推翻掉,別人是不會同意的,」他說。
不盲從專家的論點,即使在反對聲浪中,丁肇中手中依然握有世界最重要的超大型物理實驗計畫。在歐洲核子實驗室,直徑長達二十七公里的加速器內,正負電子在瑞法邊境加速碰撞,想要一探宇宙初創之迷。最近他更計畫把超大型的實驗室放入太空,進行反物質偵測。
丁肇中對人性的物理慣性也看得透徹,如果相信之前物理界夸克只有三種的學說,他也不可能發現第四種夸克——J粒子。「別人反對是別人的意見,不能因為別人反對就不做,」他說。
丁氏的物理原則是:「要千方百計懷疑自己,但別人懷疑是別人的事。」前者是小心謹慎、產生自信,後者是不畏流言、自成一格,正負電子對撞,讓丁肇中永遠不怕反對、不懂放棄。
丁肇中念大學時,受教於發現電子自旋原理的荷倫貝克(Uhlenbeck)門下。當時理論物理當道,但有一天老師對他說,如果能再重來,他會選擇研究實驗物理,因為普通的實驗物理學家是有用的,普通的理論物理學家,卻無用武之地,一句話改變了丁肇中的一生。
丁肇中的強人性格,其來有自。父親丁觀海是大學教授,母親王雋英是革命志士,也是教育心理學家。1936年1月27日,在父母訪美期間,丁肇中誕生在美國密西根州的安納堡(Ann Arbor),三個月後隨父母回到中國,正好遇到二次世界大戰,丁肇中的童年在兵荒馬亂中度過。
他的外婆也是奇女子,三十歲才念小學,丁肇中剛毅果斷的性格,多少也受到外祖母的影響。
丁肇中最感謝父母的是,他們一直讓他按著自己的興趣發展,從不逼迫。先前的丁肇中,對讀書沒興趣,「6乘4我知道,但問我4乘6,我就答不出來。」
丁肇中直到十二歲,到台灣才開始在豐原大同國小正式受教育。當時,日本結束對台五十年統治,卻留下嚴格有效率的教育制度,至今讓丁肇中印象深刻,「當你有興趣了,什麼事都不嫌晚。」
第一是一時,興趣才能走一輩子。「每一班都有一個第一名,但誰才是未來真正的第一名?」他問。
達爾文老時衣錦還鄉,所有學生列隊歡迎,他的小學校長刻意介紹第一名、第二名,達爾文逕自走到最後一個,摸摸那個流鼻涕的學生說,「我當年就是你。」
不在乎別人的眼光,讓丁肇中在物理世界獨樹一幟,也讓丁肇中石破天驚地陸續發現J粒子、膠子,更可以讓人看到他的謹慎與執拗。
走的是實驗物理路線,一百天中有六、七十天都是在檢查儀器,「只有絕對的謹慎,才能維持零錯誤。」
第一次就要做對,「有懷疑,就不要輕舉妄動,」他說。
最近美國哥倫比亞太空梭失事,美國政府希望AMS磁譜儀提前升空,丁肇中堅拒,「如果我自己都不瞭解,怎麼放到天上去?」
丁肇中之所以能獲得多國共同支持世界級的大型物理探索計畫,「遵從物理原則,就是我的準則。」
鬥牛士精神
丁肇中喜歡看西班牙的鬥牛。在美感與死神之間孤注一擲,除了人類對死亡公然挑釁,也展現著才藝與勇氣至高結合。
科學家有時需要像鬥牛士一般的頑強搏鬥,也因為有這股精神狂流,讓丁肇中敢在宇宙暗夜中與天神鬥智。
丁肇中堅信,眼前的「蘋果」,在另一個世界,有一個「反蘋果」;自命為偉大的「人」,在宇宙深處,還有一個「反人」。
至今,世界各地的物理學家都想解開反物質之謎,而丁肇中從微觀走向巨觀的實驗物理視野,「有可能為他拿下第二座諾貝爾獎,」成功大學校長高強說。
事實上不只是反物質,宇宙中的「暗物質」烏雲,謎一樣的黑洞效應,也令丁肇中深深著迷。人類是渺小的,我們所知道的宇宙,其實只是一部分的空間,破解烏雲,丁肇中像鬥牛士一樣鍥而不捨。
「每一次實驗,就像競技場放出的公牛,考驗著鬥牛士立即的反應及絕對的準確,」他表示。
如果某個夜晚,在月亮和金星之間,你發現多了一顆明亮的星,不要訝異,那正是丁肇中的AMS磁譜儀每九十分鐘快速的繞著地球跑一周,用實驗物理接住一滴雨的精神,探索宇宙迷雲。