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宇宙的起源是什么?如何寻找反物质和暗物质?国际空间站唯一的大型科学实验是如何进行的……这些高深的物理知识,在丁肇中口中,却那么的通俗易懂,并不乏幽默。昨天,诺贝尔物理学奖获得者丁肇中先生来到东南大学,为学子们进行了一场演讲,短短50分钟,讲清楚了一门最高深的物理学知识。这也是今年5月AMS磁谱仪升空以来,丁肇中在中国作的第一个科学报告。
□通讯员 李冬梅 快报记者 朱俊俊
曾在南京读小学
这位科学家跟南京很有渊源。丁肇中回忆说,他在10岁左右时,曾在南京的南昌路小学就读,虽然当时兵荒马乱,但还是为他打下了坚实的基础。回忆这段经历,丁肇中幽默地说:“几年前我跟夫人曾经回过南昌路小学,但没有把我当年的成绩单拿出来,估计是他们藏着,不愿意给我。”
而在报告会前,与东南大学校长易红的交流中,丁肇中想起几年前在溧阳天目湖吃的鱼头来,“我还跟朱师傅合过影。”朱师傅是烧制天目湖鱼头最正宗的大厨。而据易红校长回忆,天目湖宾馆的朱师傅跟丁肇中合影后,还把照片挂在了宾馆里。但可惜的是,丁肇中在南京的行程非常紧凑,根本挤不出时间去品尝。
幽默语言乐翻全场
报告中,丁肇中讲述了如何制造一台磁谱仪,放到国际空间站中,捕捉外太空的反物质和暗物质,以佐证宇宙起源于大爆炸。
这是目前世界上最前沿的物理科学,但丁肇中却讲述得非常清晰、简单。“磁谱仪很关键的一个部件就是磁铁,重达7吨多,但这么大的磁铁如何才能送到太空去,困扰了世界科学家40年。”丁肇中说,磁铁放入航天飞机后,磁场就会扰乱航天飞机的航行。
但后来,这个问题很简单地解决了,“科学家把两块磁铁放在一起,一头指南,一头指北,这样就把磁场控制住了。”如此简单的讲述,立即引来了学生们的掌声。
今年5月16日,磁谱仪搭乘美国“奋进”号航天飞机,进入国际空间站。丁肇中在介绍6位宇航员时,说道:“前面几位都是某某国家空军的少校,或者海军的少校。”接着,丁肇中话锋一转,指着后面两位宇航员说:“这两位跟我一样,都是最没用的物理学家。”
自嘲式的幽默语言立即引来了掌声。
寻找暗物质和反物质
2011年5月16日,美国“奋进”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,开始其第25次也是最后一次飞行任务,其中一个研究项目是寻找外太空的反物质和暗物质,以证明宇宙的起源来自大爆炸。在航天飞机中,搭载的阿尔法磁谱仪是专门用来捕捉反物质的,而丁肇中就是主持这项实验的科学家。寻找反物质是为了证明宇宙起源于大爆炸。因为根据这一理论,大爆炸之后,应该会产生相同数量的物质与反物质,如果找不到反物质,也就意味着大爆炸理论是错误的。
从5月19日开始,安装在国际空间站的磁谱仪已经正常工作,它将在上面工作数十年。仅仅工作三天后,这台磁谱仪就发现了所有我们已经掌握的物质。目前,已经收集到了4×109次方个宇宙线数据,而这相当于过去人类100年收集到的宇宙线总数。
东南大学参与数据分析
东南大学计算机科学与工程学院院长罗军舟介绍,东南大学在项目中主要承担的一项任务是地面数据处理系统。罗军舟介绍,磁谱仪在空间站运行过程中,会产生大量的数据,传输到美国国家航空航天局(NASA),再由NASA传输到位于日内瓦的欧洲核子研究中心。这个研究中心就是由丁肇中负责的。接收到数据后,研究中心会把数据传输到东南大学,进行最终的分析。
东南大学为此专门花了1600万,建了一个数据分析中心,用来存储和分析。罗军舟说,数据量相当于21个国家图书馆的藏书量。
数据分析过程中,东南大学也将搭建一个数据平台,供参与这一项目的各国物理学家调取研究,反物质和暗物质到底能否发现,都将取决于这个数据分析平台。东南大学的云计算中心将在一个月后正式启动。
互动
关键词:宇宙大爆炸
问:我知道国际上最近提出了一种“宇宙大爆炸初期的膨胀”理论,我比较关心丁教授您的AMS计划对于验证“宇宙大爆炸”理论的真实性有什么帮助?
丁肇中:假如宇宙是由大爆炸而来,爆炸以前是真空,爆炸以后有物质世界,就有反物质世界。假如找不到反物质,就表示“宇宙大爆炸”这个理论是有问题的。
关键词:宇宙会湮灭
问:我小时候喜欢看科幻小说,那时候书上说宇宙从真空到爆炸,但是最后会归于湮灭。想问一下您觉得这个是可以解释的吗?
丁肇中:至少从一个实验物理学家来说,你的问题很难证明的。因为那时什么都不在了,所以无法证明。
关键词:兴趣最重要
问:提高科学素养是否比掌握科学知识更重要?
丁肇中:做科学,尤其是做最前沿的科学,最重要的是兴趣,其他事情都是次要的,只有这样才有可能成功。