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仰望宇宙的“对话”——访诺贝尔奖获得者丁肇中教授---【姚诗煌】

2012-01-06 13:26:53 来源:《时代报告.中国报告文学》杂志社 浏览:2467

       

2011515,美国奋进号航天飞机运载着重达7吨的宇宙射线探测器——阿尔法磁谱仪2号(AMS02),从肯尼迪航天中心升空,飞向国际空间站。这是奋进号的“绝唱之旅”,也是美国航天飞机的最后第二次发射。4天后,奋进号抵达国际空间站,顺利地将 AMS02卸装在预定位置,经4小时的调试,就发回了宇宙射线的数据。仅最初的3个月,AMS02所收集的宇宙射线数据就超过了科学家在以往50年中获取的宇宙射线数据的总和。

8月中旬,主持AMS项目的诺贝尔奖获得者丁肇中教授邀请笔者前往AMS项目的研究基地——欧洲核子中研究中心(CERN)访问。在CERNAMS项目新建的实验楼里,丁教授向笔者详细介绍了这一科研项目17年来的艰难历程、探索的重大意义以及对未来的展望。

AMS的探索,将给人类带来重大的发现。

                   一、访谈笔录

  者:丁教授,自2003年您邀请我来CERN参加AMS02的一次综合性汇报会,已经八年了。此期间,AMS项目经历了许多艰难与曲折,终于送上了国际空间站。首先,向您表示祝贺!

丁肇中:谢谢。515日发射成功后,我收到了很多邮件,当时正忙,多数来不及回复,但看到有一封是文汇报发来的,我立即回复了。

者:是的,收到您的回信后,文汇报第二天就在一版发表了报道,介绍了您就读者关心的问题所作的回答。文汇报科技部要我转达对您的感谢。

丁肇中:我给你看当时的这段录像。(丁教授点击自己电脑显示屏上的一段视频,挂在墙上的大屏幕上出现了奋进号发射时的场景。)你看,203秒,航天飞机的两个火箭助推器脱落。这时,我才稍放松。航天飞机出事,一般都在这203秒之内,这是最为关键,最具风险的时刻。然后,是燃料箱脱落,掉下了印度洋。

    好。奋进号已与空间站对接,马上要卸装AMS02了。在没有重力的情况下,这七吨重的仪器,用手指即可推动。此时AMS与空间站之间的相对速度为零,但国际空间站正以每90分钟绕地球一圈的速度在运行,绝对速度达到每小时二万公里,吊车必须慢慢地、小心翼翼地将AMS吊起,然后递给空间站上的吊臂,再准确地将其放入预定的位置。为了这个动作,操纵吊车的四位宇航员,在游泳池里训练了一年。

  者:真是看似举重若轻,实为举轻若重。

   丁肇中:是的。这段画面是我在中央控制大厅与宇航员进行对话。首先对话的是机长马克·凯利。这位48岁的空军上校,是资深宇航员,曾多次搭乘航天飞机执行任务,今年一月,他的妻子、国会议员吉福兹遇刺,惊动了全美。他不顾个人悲伤,继续执行这次飞行任务。你看大屏幕,太空中的凯利竟然头足倒立着,所以我脱口而出的第一句话就是:凯利,你怎么头朝下的?凯利笑了:教授,我看到你也是头朝下的。

  者:噢,这是否就是物理学的基本道理:上与下,不是绝对的;其实,正与反也是相对的吧?

   丁肇中:是的。对于反物质世界来说,我们这个正物质世界,不也是“反物质”吗?可见,正与反,也不是绝对的。物理世界,充满了玄机和奥妙。所以,AMS的科学探索,是非常有意义,而且是引人入胜的。 奋进号机组一共有六名宇航员,其中有四位是上校,他们来自美国、德国、意大利。你看,他们都很兴奋,每位都讲了话,说能参加这次运载AMS的任务,感到很光荣。相信AMS在国际空间站进行的探索,将给人类带来重大的发现。

              观测带电粒子的“哈勃望远镜”

  者:然而,这么重要的科学实验,却差些半途夭折。听说,事情的转折,是您在国会的5分钟演讲。能介绍一下演讲的内容吗?

 丁肇中:这不是演讲,是在国会听证会上的作证。200510月,我与夫人正准备去度假,临上飞机前,接到国会的信,参议院的商业、科学、交通委员会邀请四个获得过诺贝尔奖,现在还在做工作的人去作证,内容是“美国科学的未来”。我对美国科学的未来不了解,本想不去的,我夫人建议,你可以趁这个机会,讲一下AMS。于是,我就答应了,并要求在听证会的会场上设两个投影屏幕。我准备了几张图片。旅行期间,我都在做准备,这五分钟内,如何讲好。那天,我前面的两位都是照稿念,我没有稿子,主要是环绕着那几张图片做解释。讲的主要内容,是国际空间站的意义、大爆炸宇宙学是如何来的、为什么国际空间站最适合做这种试验。我讲完后,参议院的委员会主席和很多议员们,问了我不少问题。我当时的感觉是他们对科学很有兴趣。

  者:议员们提出了一些什么问题?

丁肇中:他们有的问:为什么过去我们不知道国际空间站能做这些事情?我说:其实,国际空间站应该能做很多重要的事情;有的问:现在为什么不能放到国际空间站去?我说:因为AMS-02计划被宇航局取消了。有的还问:AMS-02上面的这些仪器,是怎么制造出来的?我说:这些仪器都是世界上没有的,以前认为要制造这些仪器是很困难的,但经过世界各国的共同努力,我们都做出来了。他们又问:宇航局做了什么?我说:这个项目是美国能源部支持的,欧洲、亚洲参与项目的国家都很支持。美国宇航局不参与实验装置的制造,但负责帮助我们升空,由航天飞机运送到国际空间站。

笔 者:现在,大家对国际空间站的未来有很多担忧,最近就有报道说,国际空间站将会变成“空窠”;而您的AMS计划,是否为空间站发挥新的作用,提供了机会?

丁肇中:建造国际空间站,花了一千多亿美金,但没有做过重要的科学实验,常常受到来自科学家的批评。因此,应该充分利用空间站这个平台,做地球上无法做的一些基本实验,包括对宇宙的探测。AMS02就是为此设计的。

笔 者:能否这样说:AMS-02开辟了在太空探测宇宙射线的先河。

丁肇中:是的。宇宙有两种射线,一种是光子,它没有质量,过去五十年,我们对宇宙的了解,主要是通过测量光子,包括哈勃望远镜。但对来自宇宙的带电粒子,知之甚少。由于这些粒子在进入地球大气层后,被大气吸收或相互作用,所以从地面上测得的宇宙射线,主要是次生粒子。要直接了解来自宇宙的带电粒子,必须到大气层外面的太空测量,而空间站提供了这样的条件。AMS-02放在空间站后,将是人类第一次有系统、有计划地测量来自宇宙的带电粒子,包括反物质和暗物质粒子。因此,AMS-02被称为“观测带电粒子的哈勃望远镜”。

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