6月3日早晨,美國“發(fā)現(xiàn)者”號航天飛機(jī)把中國等國共同研制的阿爾發(fā)磁譜儀(AMS)送上了太空。AMS的任務(wù)是尋找宇宙中的反物質(zhì)。人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一的反物質(zhì)是正電子,而第一個(gè)捕捉到正電子的正是在5月28日因病逝世的中國核物理學(xué)家、科學(xué)院院士趙忠堯先生。以中國為主制造的探測反物質(zhì)的AMS升空了,第一位發(fā)現(xiàn)第一種反物質(zhì)的科學(xué)明星殞落了,時(shí)間是這么的巧合。難道是阿爾發(fā)磁譜儀將趙先生的英靈一起帶走了嗎?不,先生早于“發(fā)現(xiàn)者”號航天飛機(jī)而走,先生也許是為“發(fā)現(xiàn)者”號開路去了。 趙先生永遠(yuǎn)是科學(xué)理論的開拓者。1930年,他在美國的一所著名大學(xué)潛心地研究了反物質(zhì)現(xiàn)象。人類應(yīng)用的電流是負(fù)電子的運(yùn)動(dòng);圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的也是負(fù)電子,而正電子是與負(fù)電子質(zhì)量相同,電荷相反的電子。負(fù)電子屬于正物質(zhì),即我們平時(shí)所稱的物質(zhì)。正電子則屬于反物質(zhì)。趙先生用他親自制造的儀器,利用天然放射性的一種被稱為硬伽瑪射線的高能量光子束,在重金屬鉛中成功地觀測到,正物質(zhì)和反物質(zhì)成對地產(chǎn)生,造成了“反常吸收”現(xiàn)象;反物質(zhì)碰到正物質(zhì),兩者迅速地消失了,不見了,即:湮沒了,變成了光子。趙先生還記錄了湮滅后產(chǎn)生的光子,是一種沒有方向性的,“被軟化”了的伽瑪射線,光子束的能量比原來小了。趙先生測量出這“軟”伽瑪射線的光子能量恰好是電子的靜止質(zhì)量的大小。這些觀測和定量的記錄,表明人類歷史上第一次觀測到了直接由反物質(zhì)產(chǎn)生和湮沒所造成的現(xiàn)象。 開拓者的道路總是充滿荊棘。趙忠堯先生本應(yīng)以他的發(fā)現(xiàn)在本世紀(jì)30年代獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。但緊接著趙先生之后,有兩個(gè)人做出了與他不同的獨(dú)立實(shí)驗(yàn),一個(gè)沒有重復(fù)出趙先生的結(jié)果,一個(gè)沒有觀測到趙先生實(shí)驗(yàn)中的軟伽瑪射線。后來證明了,在兩個(gè)相反的實(shí)驗(yàn)中,一個(gè)是做錯(cuò)了,一個(gè)是靈敏度不夠。趙先生的數(shù)據(jù)是正確的。別人的不正確的數(shù)據(jù)混淆了是非,使諾貝爾獎(jiǎng)與趙忠堯先生失之交臂。 趙忠堯先生的實(shí)驗(yàn)兩年多后,趙先生的同學(xué)安德遜教授(C.D.Aderson)在威爾遜云霧室中觀測到了正電子的徑跡。為此安德遜教授獲得了諾貝爾物理獎(jiǎng)。然而正是安德遜本人在一本1983年出版的書中寫道:當(dāng)趙忠堯先生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來時(shí),他正在做他自己的學(xué)位論文實(shí)驗(yàn)。他的辦公室與趙忠堯先生恰好相鄰。他對趙先生的結(jié)果十分清楚,并懷有巨大的興趣。他認(rèn)為趙先生的實(shí)驗(yàn)表明有多出的、未知的“新東西”的存在。他使用與趙忠堯先生不同的儀器觀測“硬”伽瑪吸收必定伴有的電子的情形。結(jié)果他不但觀測到了電子徑跡,同時(shí)觀測到了反物質(zhì)———正電子的徑跡。安德遜教授的文章告訴世界,他的實(shí)驗(yàn)是直接在趙先生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上做出的,并得到了趙先生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的直接啟發(fā)。趙先生本人在1959年給我們講授核物理課時(shí),也講過這段故事。但先生從來不說安德遜的實(shí)驗(yàn)是受到他的直接啟發(fā)。先生當(dāng)時(shí)的音容笑貌,那種恢宏大度至今還常常閃現(xiàn)在我們的眼前。 人類文明不會(huì)忘記它的開拓者。 幾十年后,李炳安教授和著名的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者楊振寧教授追溯本世紀(jì)二、三十年代,對原始文獻(xiàn)做了認(rèn)真細(xì)致的調(diào)查研究,以發(fā)表論文的形式,論據(jù)充分地還了歷史的本來面目。趙忠堯先生的這一科學(xué)功績,以及這一理論如何不應(yīng)該地被疏忽,已經(jīng)越來越多地在物理學(xué)界為人所知。 另一位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、著名教授李政道先生也在多種場合論述到趙先生在30年代的這些重要發(fā)現(xiàn)的歷史。 瑞典皇家學(xué)院院士、前諾貝爾物理獎(jiǎng)委員會(huì)主任愛克斯朋(G.Ekspong)教授在一本書評中曾專門講到此事,并告誡人們“疏漏”趙忠堯先生的這一歷史功績,是一樁“很令人不安的、沒法再彌補(bǔ)的疏漏(disturbingomission)”。他還特別指出趙忠堯先生觀察到的沒有方向性、實(shí)際上是由正負(fù)電子湮沒出來的、相對“軟”的伽瑪射線的能量恰好是電子的靜量(O.5MeV),就是對正電子質(zhì)量最早的測量!憑這一成就,趙忠堯先生完全應(yīng)該得到一次諾貝爾物理獎(jiǎng),或許這正是愛克斯朋教授對“疏忽”這樣“不安”的原因吧? 先生本來應(yīng)當(dāng)是第一個(gè)獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的中國人。 AMS這次只飛行10天,是為2002年正式實(shí)驗(yàn)的一次預(yù)演。當(dāng)AMS升空,中國人在探測太空中的反物質(zhì)的征途上又邁出新的一步的時(shí)候,當(dāng)AMS尋找到反質(zhì)子、尋找到反碳核、尋找到反氦核、尋找到……之時(shí),我們會(huì)再一次想到這位本應(yīng)該獲得諾貝爾獎(jiǎng)的趙忠堯先生。 |
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