丁肇中:第一位用中文發(fā)表演說的諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)?/h2> (2011-01-02 21:49:03) [編輯]
來到密歇根大學(xué),丁肇中還是沒有成為物理系的一個(gè)學(xué)生,而是一個(gè)工學(xué)院的學(xué)生。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的布朗教授是工學(xué)院的院長,他想讓丁肇中在自己的學(xué)院里得到更好的發(fā)展。在工學(xué)院念書的第一個(gè)學(xué)期,丁肇中的數(shù)學(xué)和物理等基礎(chǔ)課都是優(yōu)等,但工程制圖這門課與在臺(tái)南工學(xué)院讀書時(shí)一樣,成績平平。因?yàn)樽约旱膶I(yè)是工科,而不是他所擅長的物理,因此,拿獎(jiǎng)學(xué)金的希望并不是很大。
當(dāng)時(shí),丁肇中身上的100美元已經(jīng)所剩無幾了,他為了贏得獎(jiǎng)學(xué)金,每天都把大部分時(shí)間埋在書堆里,或在實(shí)驗(yàn)室中度過,廢寢忘食,甚至不知疲倦。為了節(jié)約開銷,他一般只寫信給在中國臺(tái)灣的父母,寫給同學(xué)的信盡可能地減少。
可即便他這樣,生活還是拮據(jù)不堪,丁肇中思考著,如果這樣下去,肯定是拿不到獎(jiǎng)學(xué)金,也不可能提前畢業(yè)。于是他在第二個(gè)學(xué)期選課時(shí),改變了策略:揚(yáng)長避短,少選工程方面的課程,多選較高年級(jí)的數(shù)學(xué)和物理方面的課程。由于數(shù)學(xué)和物理是丁肇中的強(qiáng)項(xiàng),他在學(xué)期結(jié)束時(shí),取得了優(yōu)異的學(xué)習(xí)成績。在布朗教授的協(xié)助下,他終于申請到了第一筆獎(jiǎng)學(xué)金。
在領(lǐng)到獎(jiǎng)學(xué)金的那一天,丁肇中興奮不已,買了很多東西來犒勞自己。之后他決心再接再厲,在下一個(gè)學(xué)年中繼續(xù)向獎(jiǎng)學(xué)金沖刺,此時(shí)學(xué)習(xí)對他來說,有雙重任務(wù),第一就是取得畢業(yè)文憑,學(xué)習(xí)到知識(shí);另外一個(gè)就是拿獎(jiǎng)學(xué)金,維持自己的生活!美國的大學(xué)有這樣一種規(guī)定:大學(xué)實(shí)行學(xué)分制,學(xué)生可以隨意選修自己感興趣的課程,只要修滿規(guī)定的學(xué)分就可以了。于是丁肇中就鉆了這個(gè)規(guī)定的漏洞,開始選修自己比較感興趣的物理學(xué)的課程,而少選修或者不選修工學(xué)課程,這樣一來,自己的成績就有可能冒尖,自己也就更有希望拿到獎(jiǎng)學(xué)金了。
可是他的做法,引起了一些教授的反對,其中就有一個(gè)教授對他說過:"年輕人,你聽著,你是學(xué)工程的,應(yīng)該多選修一些機(jī)械、電工和工程制圖方面的課程,不要再選修那些高深的物理和數(shù)學(xué)了!"可是丁肇中卻不以為然地對這個(gè)教授說:"如果我按照你的建議去選課,那么我將有可能失去獎(jiǎng)學(xué)金……" 丁肇中還想對這個(gè)教授說自己對物理的興趣比對工程制圖的興趣要大得多,可是沒等丁肇中把話說完,那位教授就生氣地說:"那你還是轉(zhuǎn)到物理系去吧!"聽了教授的這句氣話,丁肇中興奮不已,這可是他長久以來的夢想啊,為了心愛的物理系,他不惜從臺(tái)南工學(xué)院轉(zhuǎn)學(xué);為了物理系,他寧愿千里迢迢從臺(tái)灣飛到美國??墒撬恢钡K于布朗教授的情面,一直沒有提出轉(zhuǎn)學(xué)的請求。這下這個(gè)夢想終于可以實(shí)現(xiàn)了!1957年夏,丁肇中接受了工學(xué)院老師的建議,轉(zhuǎn)入了密歇根大學(xué)物理系。他終于如愿以償,可以在物理學(xué)太空中自由翱翔了。后來,丁肇中談起此事時(shí)笑道:"這一切是在五分鐘之內(nèi)決定的!到目前為止,看起來這個(gè)決定并沒有錯(cuò)!"轉(zhuǎn)到物理系的丁肇中更加努力地學(xué)習(xí)了,他幾乎每天都把自己泡在書堆里,從來不會(huì)覺得厭煩。丁肇中似乎這輩子就是為物理而生的,他從小就對物理產(chǎn)生濃厚的興趣,也表現(xiàn)出了自己的才華,現(xiàn)在他更是對物理學(xué)入了迷:物理學(xué)方程式、電磁學(xué)現(xiàn)象、光源、光線,等等,都令他興奮不已。特別是對現(xiàn)代物理學(xué)所揭示的微觀基本粒子的世界,更使丁肇中魂飛神馳:這些平時(shí)看不見、摸不著、微乎其微的粒子,竟具有陽、陰、中三種電性;它有輕有重,被科學(xué)家劃分為重子、輕子、介子、光子等幾類;它們有的長壽,有的短命;每一種粒子又都有自己的反粒子……所有這些簡直叫人難以想像。
"只要我堅(jiān)忍不拔,持之以恒,也一定能像他們那樣發(fā)明幾個(gè)丁氏定理,"丁肇中心里這樣想。正如丁肇中在來美之初,他的好友們曾經(jīng)預(yù)言的那樣,丁肇中開始找尋到了努力的方向和目標(biāo)?,F(xiàn)代科學(xué)遠(yuǎn)沒有窮盡微觀世界的奧秘,現(xiàn)代物理學(xué)需要大批的后起之秀,孜孜不倦地去探索,英勇頑強(qiáng)地去攀登。丁肇中下定決心,要成為這方面的后起之秀。
理想一旦揚(yáng)起風(fēng)帆,便開始了乘風(fēng)破浪的征程。
父親的期望
丁觀海雖然沒有陪伴兒子丁肇中一起在美國念書,可是丁肇中在美國的學(xué)習(xí)情況丁觀海卻十分關(guān)注,時(shí)不時(shí)地通過寫信或者是通過布朗教授來獲知,包括丁肇中最近的學(xué)習(xí)情況、生活情況,有什么樣的近期打算、遠(yuǎn)期抱負(fù),等等,丁觀海都要一一過問。1957年前后,丁觀海從布朗教授那里得知丁肇中開始喜歡上粒子物理學(xué),便抽時(shí)間到密歇根大學(xué)去看望他,并且給他送了很多關(guān)于這些方面的書籍。1958年元旦前夕,丁觀海送給丁肇中的圣誕節(jié)禮物,就是一本叫《量子電動(dòng)力學(xué)》的書,在書的扉頁上,清晰地寫著幾個(gè)大字:"祝吾兒圣誕快樂!" 雖然丁肇中在圣誕節(jié)收到很多禮物,但是在他眼中,父親送給自己的禮物是世界上最好的禮物。在圣誕節(jié)那一天,同學(xué)們都要出去參加晚會(huì),他們非常盛情地邀請丁肇中一起去參加,可是都被丁肇中以身體不舒服為理由拒絕了。等同學(xué)們一個(gè)一個(gè)地離開宿舍之后,空蕩蕩的宿舍顯得格外安靜,這對于一心想學(xué)習(xí)的丁肇中來說,無疑是一個(gè)再好不過的環(huán)境了,他迫不及待地拿出了《量子電動(dòng)力學(xué)》,如癡如醉地讀了起來,讀到一些不太明白的地方,他還親自拿著紙筆開始推導(dǎo)。
《量子電動(dòng)力學(xué)》是一部論述光子的書籍。 初涉其中的丁肇中還不能完全理解其中的東西,但他還是細(xì)致地了解起了其中的發(fā)展脈絡(luò):1900年,普朗克提出輻射量子假說,其中引入E=hv這個(gè)著名的關(guān)系式。該假說認(rèn)為,電磁場和物質(zhì)交換能量是以間斷的形式(能量子)實(shí)現(xiàn)的,能量子的大小同輻射頻率成正比,比例常數(shù)h稱為普朗克常數(shù),從而得出黑體輻射的能量分布公式,成功地解釋了黑體輻射現(xiàn)象。因此,普朗克被認(rèn)為是量子論的鼻祖,他提出的量子假說,通常被看作是經(jīng)典物理與現(xiàn)代物理(或稱為量子物理)的分水嶺。
1901年,普朗克(M.Planck)在研究黑體輻射的基礎(chǔ)上,首次提出了"量子論",但隨即對自己的理論發(fā)生懷疑,不敢前進(jìn)了。 1905年,愛因斯坦引進(jìn)光量子,肯定了普朗克的"量子論",進(jìn)一步加以發(fā)展,給出了光子的能量和動(dòng)狀態(tài)叫"定態(tài)",而且原子只有從一個(gè)定態(tài)轉(zhuǎn)到另一個(gè)定態(tài),才能吸收或輻射能量。愛因斯坦對此作了精辟的論述,建立了科學(xué)的光量子理論。
1937年,德裔加拿大物理學(xué)家赫茨伯格(G.Herzberg)出版了《原子光譜和原子結(jié)構(gòu)》一書,指出各種原子具有獨(dú)特的光譜。由疏密相間的線條和絢麗的七彩色調(diào)構(gòu)成的各種原子光譜,是大自然奏出的神奇樂章,是泄露原子結(jié)構(gòu)秘密的信息。
正是對光譜學(xué)的深入研究,為光量子理論提供了有力的證據(jù)。1924年,法國物理學(xué)家德布羅意(L.V.de Broglie)提出波-粒二象性理論,指出一切粒子都具有波的性質(zhì)。
到20世紀(jì)50年代,也就是丁肇中開始上大學(xué)的時(shí)候,物理學(xué)家們已經(jīng)基本完成了量子電動(dòng)力學(xué)的理論體系,取名叫"量子電動(dòng)力學(xué)。"這門學(xué)科對光和物質(zhì)的相互作用研究得非常透徹,大量實(shí)驗(yàn)也都證明了它的正確性。后來,因?yàn)槊绹茖W(xué)家蘭姆、費(fèi)曼、施溫格和日本科學(xué)家朝永振一郎的加入,量子電動(dòng)力學(xué)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。
丁肇中如癡如醉地在這個(gè)領(lǐng)域翱翔,卻不知道遠(yuǎn)在臺(tái)灣的父親心里有著自己的打算。丁觀海作為臺(tái)灣大學(xué)的一名教授,雖然不是一個(gè)物理學(xué)家,但是他還是知道"量子電動(dòng)力學(xué)"是一門年輕的學(xué)問,里面肯定有很多的學(xué)問可以做,憑借丁肇中的知識(shí)和耐性,完全可以在這里面濃墨重彩地畫上一筆,這也就是他之所以在圣誕節(jié)的時(shí)候送給丁肇中《量子電動(dòng)力學(xué)》的原因之一,他其實(shí)是在變相地告訴丁肇中,你所選擇的道路是正確的,是大有天地、大有作為的,只要你肯干、能干,是完全有可能獲得巨大成功的。
在這本《量子電動(dòng)力學(xué)》中,丁肇中第一次了解了"粒子物理學(xué)",這個(gè)學(xué)科里面清晰明了的物理學(xué)思想和數(shù)學(xué)表達(dá)、量子電動(dòng)力學(xué)的完美,與實(shí)驗(yàn)精確的一致,給他留下非常深刻的印象。
丁肇中不負(fù)父親的期望,在大學(xué)還沒畢業(yè)之前,就通曉整個(gè)近代物理學(xué)、了解現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展方向,和他的父親丁觀海一樣,丁肇中也敏感地感覺到,粒子物理學(xué)是未來物理學(xué)的主流,將會(huì)給人類社會(huì)的生產(chǎn)力帶來前所未有的變革。于是他下定決心,要投身于粒子物理學(xué)的理論研究或新粒子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的行列中去,并要做個(gè)世界級(jí)的科學(xué)家。
這一次的決心是丁肇中千萬個(gè)決心中的一個(gè),可是恰恰是這個(gè)不太顯眼的決心,徹底改變了丁肇中的一生,讓丁肇中走進(jìn)了粒子物理學(xué),走進(jìn)了一個(gè)走向無窮小世界的旅程。
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